想要了解移相器知識(shí)?大佬帶你解讀MEMS移相器!
在這篇文章中,小編將為大家?guī)?lái)MEMS移相器的相關(guān)報(bào)道。如果你對(duì)本文即將要講解的內(nèi)容存在一定興趣,不妨繼續(xù)往下閱讀哦。
近年來(lái),隨著射頻微機(jī)械技術(shù)的發(fā)展,MEMS移相器引起了越來(lái)越多的關(guān)注,并已成為主要的研究MEMS器件之一。與傳統(tǒng)移相器相比,MEMS移相器主要使用半導(dǎo)體材料作為襯底,并通過(guò)微加工技術(shù)制備。它們具有帶寬,低損耗,低成本,超小型化以及易于與IC,MMIC電路等集成的優(yōu)點(diǎn)。因此,在微波和毫米波控制電路中具有廣闊的應(yīng)用前景。美國(guó)密歇根大學(xué)的Barker博士首先通過(guò)將MEMS金屬橋周期性地加載到共面波導(dǎo)上,從而實(shí)現(xiàn)了毫米波波段和寬帶的MEMS相移器。如圖1所示,其基本原理是改變MEMS金屬橋。改變傳輸路徑上的相移常數(shù)的高度,從而達(dá)到改變相移的目的。在本文中,基于電容耦合MEMS開(kāi)關(guān)設(shè)計(jì)了一個(gè)90°分布式MEMS相移器。 MEMS移相器的基本設(shè)計(jì)思想是將具有高電容比的MEMS可移動(dòng)膜橋周期性地加載到共面波導(dǎo)上,從而增加共面波導(dǎo)與地面之間的分布電容,使共面波導(dǎo)傳輸線成為慢波系統(tǒng)起著相位延遲的作用。在線路上施加直流偏置會(huì)改變分布電容,并導(dǎo)致傳輸線路的參數(shù)發(fā)生變化,從而改變電磁波的相位。相移量由MEMS單元的電容與傳輸線本身的電容之比確定。
MEMS是利用基于半導(dǎo)體制造技術(shù)的IC(集成電路)技術(shù)制成的微設(shè)備和設(shè)備陣列。它是微電子技術(shù)和精密機(jī)械制造技術(shù)的結(jié)合。 MEMS工藝技術(shù)起源于IC技術(shù),是一種微處理技術(shù),它使用諸如薄膜沉積、光刻、IBE蝕刻、剝離和封裝之類的基本工藝來(lái)制造復(fù)雜的三維結(jié)構(gòu)。
自1979年首次發(fā)布低頻MEMS開(kāi)關(guān)以來(lái),MEMS開(kāi)關(guān)已廣泛用于軍事和民用領(lǐng)域。與傳統(tǒng)的半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)相比,MEMS開(kāi)關(guān)具有一系列優(yōu)點(diǎn):低插入損耗,高線性度,高隔離度,頻率帶寬和易于集成。 MEMS組件的低插入損耗和高線性度的優(yōu)勢(shì)促進(jìn)了MEMS相移器的快速發(fā)展。 MEMS分布式電容移相器的設(shè)計(jì)原理是周期性地以高電容變化率加載MEMS電容器,以將傳輸線更改為慢波系統(tǒng),并通過(guò)加載偏置電壓來(lái)更改MEMS分布式電容,從而改變傳輸線上的相速度。相移功能。
目前,國(guó)內(nèi)外對(duì)MEMS移相器的研究相對(duì)較熱。與使用PIN二極管的數(shù)字移相器相比,使用MEMS技術(shù)的移相器具有更小的插入損耗和更低的從X波段到W波段的轉(zhuǎn)換。而至于能源方面,與PIN二極管移相器相比,其性能得到了極大提高。由于MEMS移相器的損耗主要來(lái)自導(dǎo)體損耗而不是介電損耗,并且由于MEMS的電容性介質(zhì)是真空或空氣,因此其泄漏電流可以忽略不計(jì),因此MEMS移相器廣泛用于低損耗和高損耗的環(huán)境中。頻率應(yīng)用。場(chǎng)合。
MEMS移相器從電路結(jié)構(gòu)上可以劃分為兩大類別:第一種移相器類似于PIN二極管移相器。傳輸線的電參數(shù)通過(guò)MEMS開(kāi)關(guān)進(jìn)行更改,以實(shí)現(xiàn)相移。移相器是MEMS。交換網(wǎng)絡(luò)移相器。第二類分布式移相器采用分布式MEMS傳輸線結(jié)構(gòu),通過(guò)調(diào)整可變電容器的尺寸并改變相速度來(lái)實(shí)現(xiàn)相移。
所以總的來(lái)說(shuō)呢,MEMS移相器具有插入損耗低,寄生電容小和應(yīng)用頻帶更寬的優(yōu)點(diǎn)。然而,由于不成熟的MEMS理論和技術(shù),對(duì)MEMS橋中殘余力的研究尚未深入,導(dǎo)致懸臂經(jīng)典力學(xué)性能的理論模型不足。同時(shí),MEMS移相器的制造工藝相對(duì)復(fù)雜,機(jī)械結(jié)構(gòu)的響應(yīng)時(shí)間更長(zhǎng),并且難以與硅基CMOS單片集成。這些因素阻礙了MEMS移相器的廣泛應(yīng)用。
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