论文摘要
随着宽带无线通信时代的到来,可调滤波器作为中心频率可以控制的选频器件,它的研究越来越受到人们的重视。近几年来,许多研究人员将RF-MEMS（射频微机电系统）器件引入到可调滤波器的设计中来,成功实现了许多插损小、功耗低、线性度高的可调滤波器。这种基于RF-MEMS技术的可调滤波器的出现为射频前端电路的小型化找到了新的突破口。然而,国内对RF-MEMS电调滤波器的研究还处于起步阶段,详细描述其设计方法的文献还非常贫乏。平面RF-MEMS电调滤波器一般由RF-MEMS器件（开关或可变电容）和微带线谐振器两部分构成。针对这两部分的结构特点,本文提出了一种“分离设计”的设计方法。这种方法首先用理想可变电容元件替换RF-MEMS部分,并根据电调滤波器的设计指标要求计算得到微带线谐振器的结构参数和可变电容的容值大小。然后再根据求得的可变电容的容值来设计RF-MEMS部分的物理结构。为了验证这种设计方法的有效性,本文设计并分析了一个可调中心频率为810GHz,拥有四个可调状态的RF-MEMS电调滤波器。该设计通过改变加载在微带谐振器终端的调谐单元的等效电容值来调整微带谐振器的谐振频率,进而达到控制滤波器中心频率的目的。本设计所采用的调谐单元是RF-MEMS开关和MAM（金属-空气-金属）电容组成的开关电容网络。本文分别对微带电路部分和RF-MEMS开关电容网络部分进行了分析与设计,并对计算结果和仿真结果进行了比较。另外,为了检验所设计的RF-MEMS电容开关网络是否能正常工作,本文还对其机械性能和线性度进行了分析与仿真。
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摘要ABSTRACT第一章 绪论1.1 研究的背景1.2 RF-MEMS 电调滤波器的发展及研究现状1.3 RF-MEMS 电调滤波器的设计指标1.4 论文的内容安排第二章 微带电路部分的分析与设计2.1 微带电路部分的分析2.1.1 电调滤波器的电路模型2.1.2 滤波器的二端口导纳矩阵分析2.1.3 电容加载的开环谐振器的导纳矩阵分析2.1.4 电调滤波器的导纳矩阵分析2.2 微带电路部分的设计与仿真2.2.1 微带开环谐振器的长度的设计2.2.2 微带开环谐振器耦合间距的设计2.2.3 加载电容CL 和CM 的计算与验证第三章 RF-MEMS 开关电容网络的分析与设计3.1 RF-MEMS 开关的机械性能和电磁性能的分析3.1.1 RF-MEMS 开关的机械性能的分析3.1.1.1 下拉电压的分析3.1.1.2 下拉时间和释放时间的分析3.1.2 RF-MEMS 开关的电磁性能的分析3.1.2.1 开关的等效电路模型3.1.2.2 开关的最大输入功率分析3.1.2.3 开关的线性度分析3.2 RF-MEMS 开关电容网络电气性能的分析3.2.1 开关电容网络基本单元分析3.2.2 开关电容网络等效电路分析3.3 RF-MEMS 开关电容网络的设计与仿真3.3.1 开关电容网络的等效电路参数的计算3.3.2 开关电容网络的电气性能的仿真3.3.3 开关电容网络的机械性能的验证3.3.3.1 RF-MEMS 开关的驱动电压3.3.3.2 RF-MEMS 开关的下拉时间和释放时间3.3.4 开关电容网络线性度的仿真3.4 电调滤波器整体电路的电磁仿真第四章 RF-MEMS 电调滤波器的工艺加工方法4.1 工艺材料的选取4.2 工艺流程第五章 总结与展望致谢参考文献攻读硕士期间取得的研究成果
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