分布式MEMS移相器的研究和设计

admin · 发表于 2025-5-21 19:16:45

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雅宝题库解析：
本文以相控阵雷达为应用背景，主要阐述了分布式MEMS移相器的原理与设计方法、基本模型参数的选取和设计以及移相器结构的改进和优化三部分内容。并设计出4-bit数字MEMS移相器，实现以11.25°、22.5°、45°、90°四种基本相位为基础的十六种组合的相移状态控制，插入损耗小于-1.47dB，反射损耗低于-10dB，驻波比小于2.06，16种相移状态的最大误差为+3.983°。由于分布式MEMS移相器涉及的设计参数较多且每个参数对性能形成交错影响，因此在设计过程中提出抓住重点参数，首先满足较困难的性能再调节次要参数来满足较易实现的性能指标的方法，避免重复调整，提高设计效率。根据分布式MEMS移相器理论，利用数学软件分析了各参数对性能指标的影响，按照提出的设计方法逐步确定参数，再通过电路和电磁场的方法分别验证，初步设计出2-bit数字分布式MEMS移相器，四种相移状态的误差小于3.9%，插入损耗小于-1.60 dB。在此基础上，对移相器的结构进行三方面改进：(1)将加载MEMS金属桥处共面波导的中心导体变窄，以抵消金属桥加载电容引起的阻抗突变，使传输线阻抗均匀。(2)引入MAM电容，可以通过改变MAM电容的面积来调节电容比，并加强了器件在使用过程中的可靠性。(3)对接地导体两端渐变缩小，避免信号突然截止及阻抗突变，降低反射损耗。由此设计出的4-bit数字MEMS移相器性能得到提升，S11参数降低了约5dB，低于-10dB，S21在1.47dB以内，改善了3.96dB，驻波比降低0.84，对未来MEMS移相器的产品化有重要意义

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