想要了解移相器知识?大佬带你解读MEMS移相器!

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近年来，随着射频微机械技术的发展，MEMS移相器引起了越来越多的关注，并已成为主要的研究MEMS器件之一。与传统移相器相比，MEMS移相器主要使用半导体材料作为衬底，并通过微加工技术制备。它们具有带宽，低损耗，低成本，超小型化以及易于与IC，MMIC电路等集成的优点。因此，在微波和毫米波控制电路中具有广阔的应用前景。美国密歇根大学的Barker博士首先通过将MEMS金属桥周期性地加载到共面波导上，从而实现了毫米波波段和宽带的MEMS相移器。如图1所示，其基本原理是改变MEMS金属桥。改变传输路径上的相移常数的高度，从而达到改变相移的目的。在本文中，基于电容耦合MEMS开关设计了一个90°分布式MEMS相移器。 MEMS移相器的基本设计思想是将具有高电容比的MEMS可移动膜桥周期性地加载到共面波导上，从而增加共面波导与地面之间的分布电容，使共面波导传输线成为慢波系统起着相位延迟的作用。在线路上施加直流偏置会改变分布电容，并导致传输线路的参数发生变化，从而改变电磁波的相位。相移量由MEMS单元的电容与传输线本身的电容之比确定。

MEMS是利用基于半导体制造技术的IC(集成电路)技术制成的微设备和设备阵列。它是微电子技术和精密机械制造技术的结合。 MEMS工艺技术起源于IC技术，是一种微处理技术，它使用诸如薄膜沉积、光刻、IBE蚀刻、剥离和封装之类的基本工艺来制造复杂的三维结构。

自1979年首次发布低频MEMS开关以来，MEMS开关已广泛用于军事和民用领域。与传统的半导体开关相比，MEMS开关具有一系列优点：低插入损耗，高线性度，高隔离度，频率带宽和易于集成。 MEMS组件的低插入损耗和高线性度的优势促进了MEMS相移器的快速发展。 MEMS分布式电容移相器的设计原理是周期性地以高电容变化率加载MEMS电容器，以将传输线更改为慢波系统，并通过加载偏置电压来更改MEMS分布式电容，从而改变传输线上的相速度。相移功能。

目前，国内外对MEMS移相器的研究相对较热。与使用PIN二极管的数字移相器相比，使用MEMS技术的移相器具有更小的插入损耗和更低的从X波段到W波段的转换。而至于能源方面，与PIN二极管移相器相比，其性能得到了极大提高。由于MEMS移相器的损耗主要来自导体损耗而不是介电损耗，并且由于MEMS的电容性介质是真空或空气，因此其泄漏电流可以忽略不计，因此MEMS移相器广泛用于低损耗和高损耗的环境中。频率应用。场合。

MEMS移相器从电路结构上可以划分为两大类别：第一种移相器类似于PIN二极管移相器。传输线的电参数通过MEMS开关进行更改，以实现相移。移相器是MEMS。交换网络移相器。第二类分布式移相器采用分布式MEMS传输线结构，通过调整可变电容器的尺寸并改变相速度来实现相移。

所以总的来说呢，MEMS移相器具有插入损耗低，寄生电容小和应用频带更宽的优点。然而，由于不成熟的MEMS理论和技术，对MEMS桥中残余力的研究尚未深入，导致悬臂经典力学性能的理论模型不足。同时，MEMS移相器的制造工艺相对复杂，机械结构的响应时间更长，并且难以与硅基CMOS单片集成。这些因素阻碍了MEMS移相器的广泛应用。

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