一种新颖的鳍线单刀双掷开关

介绍一种只需要一个偏置控制端口,采用正负脉冲驱动的T形结鳍线单刀双掷开关的设计方法。在电路中采取改进措施,提高了隔离度、降低了插入损耗,测量结果表明,开关在Ka频段内,插入损耗≤1.5dB,隔离度≥30dB;在W频段内,插入损耗≤2dB,隔离度≥25dB。     

改进K型单刀四掷射频MEMS开关

针对射频器件小型化以及5G通信发展的需求，设计了一款射频微机电系统（RF-MEMS）单刀四掷开关。该开关由一个改进型K型功分器和六个单刀单掷开关级联构成，并基于硅基MEMS工艺进行制造。其中，改进型K型功分器由多个Y型功分器串并联构成。改进的开关各端口具有插入损耗小和隔离度高的特点。最终流片的测试结果显示：该单刀四掷MEMS开关的插入损耗优于2.8 dB，隔离度优于29 dB。     

一种100 MHz~12 GHz高功率SPDT射频开关

基于0.13 μm CMOS SOI工艺,设计并实现了一种100 MHz~12 GHz高功率SPDT射频开关。该射频开关为吸收式射频开关,开关支路为串并联的拓扑结构。采用负压偏置设计,减小了插入损耗,提高了隔离度。采用多级开关管堆叠设计,提高了开关的输入1 dB 压缩点。测试结果表明,在100 MHz~12 GHz频率范围内,该射频开关插入损耗小于1.5 dB,隔离度大于31 dB,输入1 dB 压缩点大于40 dBm。芯片尺寸为1.1 mm ×1.1 mm。     

基于0.5m GaAs PHEMT工艺的单刀十掷射频开关模块

描述了采用0.5μm GaAs PHEMT工艺进行单刀十掷射频开关模块的设计工作。模块核心部件为SP10T射频天线开关芯片,内置了用于GSM系统的两条发射通路的谐波抑制低通滤波器,和用于开关控制的驱动电路,改善了线性度。模块实现指标:GSM发射通路插入损耗不大于1.25 dB,其余各通路插损不大于1.35 dB;GSM收发通路间隔离度不小于43 dB,与UMTS通路间隔离度不小于40 dB;GSM两个发射通路二次谐波抑制比分别大于66dBc和54 dBc。     

一种宽带吸收式SPDT开关的设计与实现

射频开关作为微波通信系统的一种关键部件,广泛应用于各种军用电子系统中。该文详细介绍了一种基于PIN二极管的单刀双掷开关的设计技术和实现方法,测试结果表明,该开关在2⁸GHz频率范围内,插入损耗小于2.2dB,隔离度大于70dB。     

基于微机电系统开关的四位移相器设计

为了解决相控阵雷达小型化和低损耗的问题,设计了一个工作频率为2.2 GHz的射频微机电系统(MEMS)四位开关线型移相器。首先分析了直接接触式MEMS串联开关的插入损耗和隔离度,并得到仿真结果。在此基础上设计了基于该开关的移相范围为0~180o的四位移相器电路,相移量为12o每步。采用HFSS软件对其进行仿真,得到移相精确度、插入损耗和隔离度等关键结果,移相器工作在2.2 GHz时,隔离度大于20 dB,插入损耗小于1 dB。该设计与传统移相器相比体积更小,且具有更小的插入损耗和更大的隔离度。     

一种基于In0.4Ga0.6As MOSFET 技术制备的新型射频开关器件

本文采用InGaAs MOSFET技术成功制备了一种新型射频开关器件。这是首次采用InGaAs MOSFET技术设计设开关器件。器件的饱和电流密度为250mA/mm,最大跨导为370mS/mm,导通电阻为0.72 mΩ?mm2,,开关比为1×106。最大开态功率容量密度为533 mW/mm,关态功率密度为3667 mW/mm。文中设计的In0.4Ga0.6As MOSFET开关器件在0.1GHz~7.5GHz频率范围内的插入损耗低于1.8dB,隔离度大于20dB。最小插入损耗和最大隔离度分别为0.27dB和65dB。本文的研究说明了InGaAs MOSFET技术对于射频开关器件的应用拥有巨大的潜力。     

Q波段双通道幅度控制多功能芯片

设计了一款Q波段的双通道多功能单片电路,其内部集成了威尔金森功分器、六位0.5 dB步进数控衰减器和单刀双掷开关。在设计过程中,开关单元电路采用三级并联结构,有效降低电路插入损耗,提高隔离度;数控衰减器单元采用多节并联T型结构,改善高频段插入损耗和衰减精确度指标。通过以上设计方法,该单片电路在40~50 GHz插入损耗为10 dB,隔离度为26 dB;能够实现幅度控制步进0.5 dB,最大衰减量31.5 dB。     

W波段单刀双掷开关

实现了一种采用微波开关（PIN）二极管设计的低插损、高隔离度的 W波段单刀双掷开关（SPDT）。电路采用了改进的 Y 型结和梳状线高通滤波器形式的鳍线结构,有效提高了端口隔离度,降低了插入损耗。仿真结果显示,导通端口在88 GHz～99 GHz内的插入损耗小于0.7 dB,断开端口隔离度大于58 dB。测试结果显示,在频段90 GHz～95 GHz内,输入端口与输出端口1之间的插入损耗低于3.7 dB、隔离度高于33 dB;输入端口与输出端口2之间的隔离度高于33 dB、插入损耗低于3.8 dB。     

超高频RFID前端SP4T的设计

分析了超高频射频识别系统时单刀多掷开关(SP4T)的要求.介绍了PIN管的基本结构和主要指标,建立了PIN管的微波等效模型.采用串-并联PIN管设计和制作了SP4T,并用ADS对设计电路进行了仿真和参数优化,分析了仿真和实测结果的差异.实际电路的插入损耗最大为1.42 dB,隔离度最小为25 dB,满足系统要求.     

一种L～E波段的混合型射频MEMS单刀双掷开关设计

针对传统RF MEMS单刀双掷(SPDT)开关应用存在频段低、插入损耗高、隔离度低等问题,设计了一种混合型SPDT开关,通过在一条通路上设置接触式开关和电容式开关,实现了在L～E频段下的低插入损耗和高隔离度。通过设计蛇形上电极结构,降低了上电极的弹性系数,进而降低开关上电极下拉所需的驱动电压。采用HFSS仿真软件对混合型SPDT开关的射频性能参数进行了优化,并利用COMSOL对开关的蛇形上电极进行应力-位移分析。仿真结果表明,在DC～90 GHz的频段下,SPDT开关的插入损耗小于1.5 dB@90 GHz,隔离度大于52 dB@67 GHz、29 dB@90 GHz。此开关适用于无线通信系统、雷达系统和仪器测量系统等对工作频段要求高的领域内。     

DCDC—20GHz射频MEMS开关

描述了 DC— 2 0 GHz射频 MEMS开关的设计和制造工艺 .开关为一薄金属膜桥组成的桥式结构 ,形成一个单刀单掷 (SPST)并联设置的金属 -绝缘体 -金属接触 .开关通过上下电极之间的静电力进行控制 ,其插入损耗及隔离性能取决于开态和关态的电容 .测试结果如下 :射频 MEMS开关驱动电压约为 2 0 V,在“开”态下 DC— 2 0 GHz带宽的插入损耗小于 0 .6 9d B;在“关”态下在 14— 18GHz时隔离大于 13d B,在 18— 2 0 GHz时隔离大于 16 d B.本器件为国内首只研制成功的宽带射频 MEMS开关     

RF MEMS开关工艺技术研究

RFMEMS开关是用MEMS技术形成的新型电路元件,与传统的半导体开关器件相比具有插入损耗低、隔离度大等优点,将对现有雷达和通信中RF结构产生重大影响。文章介绍了RFMEMS开关的基本工艺流程设计,工艺制作技术的研究。实验解决了种子层技术、聚酰亚胺牺牲层技术、微电镀技术的工艺难题,制作出了RFMEMS开关样品,基本掌握了RFMEMS器件的制作工艺技术。RFMEMS开关样品测试的技术指标为:膜桥高度2μm～3μm、驱动电压<30V、频率范围0～40GHz、插入损耗≤1dB、隔离度≥20dB,样品参数性能达到了设计要求。     

一种K波段双桥电容式RF MEMS开关的设计与制作

介绍了一种K波段双桥结构的电容式RF MEMS开关．该开关的结构特点是,以共面波导上的悬空金属膜为双桥结构,并且膜桥的支撑呈折叠弹簧结构．使用Agilent ADS软件对该开关进行了设计和优化,结果表明,相比传统电容式单桥开关,该开关隔离度性能得到了很大提高．利用表面微机械工艺,在高阻硅衬底上制备了开关样品．双桥开关的在片测试结果表明：驱动电压为19.5V,“开”态的插入损耗约1.6dB@19.6GHz,“关”态的隔离度约46.0dB@19.6GHz．     

驱动与信号隔离的单刀双掷RF MEMS开关

设计了一种基于横向金属接触的DC-5 GHz单刀双掷RF MEMS开关,该开关包括一套有限地共面波导(FGCPW)传输线和左右摆动的悬臂梁。利用绝缘的介质层实现了驱动信号与射频信号的隔离,提高了开关的性能。根据开关的拓扑结构,提出相应的等效电路,并据此实现开关射频性能的优化设计。开关利用MetalMUMPs工艺实现,测试结果显示,该开关在5GHz的插入损耗为0.8dB,回波损耗大于20dB,隔离度为40dB。测得开关的开启电压为59V。     

高隔离度宽频带MEMS双膜桥开关

利用一种新型双边加直流驱动电极的电容耦合式MEMS并联膜开关与直接接触式并联膜开关进行级联,形成MEMS双膜开关.通过对其尺寸和结构的优化,降低开关阈值电压,Coventor软件模拟表明,开关的阈值电压小于20V;通过对其匹配设计改善开关的高频性能,HFSS软件模拟的结果表明,在DC～20GHz整个频带内,开关的插入损耗优于-0.1dB,反射损耗低于-30dB,隔离度低于-20dB,在 谐振点处隔离度能达到-40dB.     

Fabrication and Numerical Simulation of a Micromachined Contact Cantilever RF-MEMS Switch

研究了一种直接接触悬臂梁式RF-MEMS开关,悬臂梁采用Al金属材料.开关通过静电控制,且与信号通道分离.为了优化材料结构和获得好的性能,进行了有限元ANSYS模拟.采用表面微加工工艺来制作开关,获得满意结果.器件的驱动电压为12V,与ANSYS模拟结果11V基本相符;器件的隔离度,在0.05～10GHz的范围内,实验测试与HFSS模拟的结果基本一致,都优于-20dB;器件的插入损耗,HFSS模拟小于-0.2dB,而实验测试小于-0.9dB,偏高是由于悬臂梁表面不平,导致接触电阻增大,在测试中引入接触阻抗所致.     

接触式悬臂梁RF-MEMS开关的研制与数值模拟分析

研究了一种直接接触悬臂梁式RF-MEMS开关,悬臂梁采用Al金属材料.开关通过静电控制,且与信号通道分离.为了优化材料结构和获得好的性能,进行了有限元ANSYS模拟.采用表面微加工工艺来制作开关,获得满意结果.器件的驱动电压为12V,与ANSYS模拟结果11V基本相符;器件的隔离度,在0.05～10GHz的范围内,实验测试与HFSS模拟的结果基本一致,都优于-20dB;器件的插入损耗,HFSS模拟小于-0.2dB,而实验测试小于-0.9dB,偏高是由于悬臂梁表面不平,导致接触电阻增大,在测试中引入接触阻抗所致.     

一种新型三谐振点电容式RF MEMS开关

给出了改进的电容式开关等效电路模型以及基于该电路模型的一种新型的多频段工作的电容式RFM EM S开关的设计和制作研究。分析表明,当开关的上电极为多支撑梁结构时,需要对传统的开关等效电路加以改进。利用新型等效电路模型进行模拟发现,通过适当的参数选择,可以获得多谐振点开关,不仅可以在多个频段适用,并且可以适用于较低频段。设计了一种可工作在X波段下的三谐振点电容式RF MEMS开关,并在高阻硅衬底上采用表面微加工工艺制备了开关样品。三谐振点开关的在片测试结果为:驱动电压为7 V,“开”态的插入损耗为0.69 dB@10.4 GHz,“关”态的隔离度为30.8 dB@10.4 GHz,其微波性能在0~13.5 GH z频段下优于类似结构的传统单谐振点开关。     

一种K~D波段宽带射频MEMS开关设计

针对卫星通信、电子对抗及微波测试系统对开关提出的宽带宽、低插损、低功耗的应用需求,设计了一种K~D波段宽带射频MEMS开关。通过优化衬底材料和十字型上电极结构提高开关的带宽,降低开关的损耗。利用HFSS电磁波仿真软件对开关的几何参数进行优化计算。结果表明,所设计的射频MEMS开关可工作在18~188 GHz的频带内,且插入损耗小于1.47 dB,隔离度大于20.12 dB,其整体体积约为0.75 mm³。此开关可与移相器、延时器、谐振器等结构集成,实现宽带且低损耗的射频可重构MEMS器件及系统,可用于新一代通信及微波测试等领域。