一種90°分布式MEMS 移相器的設計
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設計指標：通帶34－38GHz，帶內(nèi)衰減小于0.5dB，起伏小于0.4dB，S(21)的相移在85°到95°之間。反射損耗在36GHz 頻率上小于-20dB。
通過在共面波導信號線上貼敷低介電常數(shù)的薄層絕緣介質(zhì)，使得MEMS金屬橋與共面波導信號線在“關”態(tài)下形成MIM電容的方法，實現(xiàn)了提高“關”“開”兩種狀態(tài)下的電容比，從而提高了單位長度上的相移量。同時,該結(jié)構也避免了因為單個橋下落到信號線上造
成短路而使移相器失效的問題【5】。本文引用地址：http://www.biyoush.com/article/188300.htm
從小型化等效電路出發(fā)，該移相器工作在移相時的仿真原理圖如圖3所示：
圖4-6是使用ADS計算得出的仿真結(jié)果。
由以上三個圖可以看出移相器的損耗在-1dB以內(nèi),在中心頻率36GHz的反射系數(shù)小于-20dB,插入損耗大于-0.042dB,中心頻率時相移為90°，相移精度±5° 以內(nèi)。而且這種分布式MEMS移相器仍然可以在較寬的頻帶內(nèi)獲得良好的線性度.。
優(yōu)化得出W＝19 μm,L=134 μm，C=25 fF 。
下面通過ADS 優(yōu)化得出電容的尺寸。通過
來設定優(yōu)化目標函數(shù)。我們都知道這個公式：
由此算得出的值。得到了這個值便可以優(yōu)化出了電容幾何尺寸的最佳值了。
由ADS計算得出電容幾何尺寸為：
W= 0.18mm,L= 1.63mm (7)
3 結(jié)語
分布式MEMS移相器的發(fā)展是越來越快了，在傳統(tǒng)的分布式MEMS移相器結(jié)構的基礎上,使用在共面波導信號線和MEMS金屬橋之間貼敷低介電常數(shù)絕緣介質(zhì)的方法,實現(xiàn)了兩種工作狀態(tài)下的高電容比,從而提高了單位長度的相移量。本文中我著重從小型化等效電路出發(fā)，分析了最簡單的一種設計方法，沒有考慮金屬的等效阻抗的一種理想的電路模型。通過計算機仿真，移相器的反射損耗在通帶4GHz內(nèi)小于-20dB，插入損耗大于-0.044dB，為了達到90°的相移量，只需3個MEMS金屬橋即可。這大大縮小了移相器的總體尺寸,提高了工作的可靠
性。
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