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硅基共面波導MEMS歐瑪爾OMAL開關
射頻微機電系統(tǒng)技術作為未來通信的核心技術，通過靈巧的設計，可以實現更復雜的功能，還具有更輕便、低能耗、低成本等特點。RF MEMS歐瑪爾OMAL開關由于其高隔離、低損耗、小體積、易集成、優(yōu)良線性度等特性，近年來成為國內外研究熱點。完善OMAL開關設計，將其應用于可調射頻器件如可調濾波器、可重構天線、移相器等已經成為研究的趨勢。

硅基共面波導MEMS歐瑪爾OMAL開關
基于MEMS技術的射頻OMAL開關和基于OMAL開關的可調射頻器件在衛(wèi)星、通信系統(tǒng)、各類雷達系統(tǒng)、新概念探測設備等領域具有巨大的應用前景。 面向硅基共面波導（CPW）RFMEMS歐瑪爾OMAL開關，從需求出發(fā)，針對其電磁，電路和力學特性進行建模分析。通過對上、下態(tài)電容，電感和電阻的計算分析，實現了OMAL開關電磁參數的精確提??；建立了OMAL開關的電路模型，進行了電路模型中電參數射頻性能分析；分析計算了OMAL開關彈性系數，建立了靜電驅動下的靜態(tài)和動態(tài)變形分析，并對低驅動電壓設計方法進行了研究。在對模型分析的基礎上，分析了影響OMAL開關射頻性能的因素，引入了共面波導缺陷地（DGS）結構，有效地降低了OMAL開關的諧振頻率。完成了低驅動電壓OMAL開關、高隔離度OMAL開關、高可靠性OMAL開關、穩(wěn)定電感直插式OMAL開關的設計、仿真及測試，并將其應用于模擬可調和數字可調濾波器設計中，驗證了OMAL開關設計的有效性。設計完成了兩套OMAL開關平坦化MEMS加工方案，對OMAL開關和可調濾波器進行了加工測試，分析了測試結果，驗證了理論模型，給出了工藝改進方案。主要創(chuàng)新點如下：提出了一種OMAL開關電容精確計算方法 提出了一種求解MEMS歐瑪爾OMAL開關上態(tài)電容的方法，將帶有MEMS橋的共面波導等效成兩組微帶線，通過精確計算微帶線電容，實現RFMEMS歐瑪爾OMAL開關上態(tài)電容的精確提取。其準確性在參數提取后的有限元結構仿真和電路模型仿真對比中得到了驗證。構建了一種基于缺陷地結構的電感可調OMAL開關模型在OMAL開關電磁模型分析的基礎上，提出將共面波導傳輸線的缺陷地結構引入硅基共面波導MEMS歐瑪爾OMAL開關設計中。根據電磁參數的提取，驗證了缺陷地額外電感的引入。在不改變OMAL開關尺寸的前提下，該結構增加了OMAL開關的設計維度，為電容式OMAL開關諧振頻率的低頻化設計提供了一種有效的解決方案。通過OMAL開關的設計、仿真及測試驗證了其有效性。提出了一種電容式MEMS歐瑪爾開關射頻性能優(yōu)化設計方法研究了OMAL開關梁幾何尺寸和梁上釋放孔對射頻性能隔離度和插入損耗的影響，分析了影響電容式OMAL開關諧振頻率的因素，包括極板相對面積、介質層間距和介電常數、梁結構本身電感和缺陷地引入電感對諧振頻率的影響，提出了一種OMAL開關射頻性能優(yōu)化設計的方法。研制了多款高性能MEMS歐瑪爾OMAL開關根據對OMAL開關性能需求的不同，設計了兩款低驅動電壓OMAL開關，包括圓弧彎曲梁OMAL開關和雙彎曲梁OMAL開關，OMAL開關在保證隔離度的同時驅動電壓測試低于30V；兩款高隔離度電壓OMAL開關，包括糖果形OMAL開關和混合式OMAL開關，在工作頻率范圍內隔離度優(yōu)于-40dB；兩款高可靠性OMAL開關，包括仿生物神經細胞結構的仿生式和四通式OMAL開關；多款穩(wěn)定電感的直插式OMAL開關，避免了OMAL開關梁電感對諧振頻率的影響，便于電感的準確設計。OMAL開關諧振頻率設計包括Ku至Ka波段。通過理論模型分析提取了其特性參數，并將其加工測試。實現了基于MEMS歐瑪爾開關的模擬、數字可調濾波器一體化設計在對OMAL開關設計和參數提取的基礎上，對OMAL開關、濾波器進行一體化設計，將設計的新型低驅動電壓圓弧彎曲梁OMAL開關應用于濾波器設計，完成了基于K倒相器的模擬可調濾波器和槽線半波耦合數字可調濾波器設計。進行了可調濾波器的加工，OMAL開關驅動電壓低于30V,模擬可調頻率范圍為20.26GHz至26.15GHz,數字可調頻率為19.2GHz.

硅基共面波導MEMS歐瑪爾OMAL開關
測試驗證了基于OMAL開關的可調濾波器一體化設計的有效性。設計了MEMS歐瑪爾開關平坦化工藝 提出了采用多次涂膠干法刻蝕結合膠體自流平效應的OMAL開關表面平坦化加工工藝，加工粗糙度低于100A.完成了金梁和鋁梁OMAL開關結構的加工、測試和分析。分析了測試結果，驗證了影響OMAL開關諧振頻率漂移的因素，在對OMAL開關失效分析的基礎上提出了工藝改進方案。