射频MEMS移相器

2.2 国内发展现状

本文采用DMTL结构在高阻硅衬底上实现了2位DC~30GHz数字移相器,30GHz时相移为105°，最大插损小于-1.8dB，驻波好于-11dB。由于驱动电压加在桥与CPW地线之间，增加驱动面积使驱动电压小于20V。

2.2.1 设计与制造

2位DC~30GHz移相器是采用高阻硅衬底，在3.3mm长CPW传输线上周期性制造6个并联MEMS电容，如图4所示。通过桥与CPW传输线的地之间加载DC驱动来改变CPW传输线的负载电容，偏置电压通过高阻线直接加载到桥上，各个桥之间通过弯曲的高阻线连接，使桥之间隔离。

图4、2位移相器扫描电镜照片

2.2.2 测试结果

使用HP8510c矢量网络分析仪和150μmGGB探针台对移相器进行在片测量，使用LRM校准，驱动电压为18V。测量结果如图5所示。表1是在15GHz时一组相移数据。

从测试结果可以看出，在32GHz以下具有很好的线性，插损小于-1.8dB，驻波好于-11dB，在30GHz时最大，相应为105°。32GHz以上相移曲线明显向上弯曲，产生非线性，插损也明显增大，实际相移小于设计相移是由于CPW的地线与MEMS桥的锚位间隙较小，使桥不能与CPW的地线完全接触，减小了下态电容。

3、发展趋势

RF MEMS移相器具有低插损、低功耗、宽带宽、小体积、重量轻的优点，是机载雷达、星用雷达的理想器件，对战术、战略侦察、制导均有重要意义，其中开关线型移相器的插损主要取决于开关导通时的插损，同时要求两条路径之间有足够高的隔离，因此要求开关具有较低的导通插损和高的截止隔离度，因此它的带宽取决于开关的带宽，同时设计上须对T型头进行匹配设计，保证在宽频带内有较小的反射。反射型MEMS移相器频带较窄、芯片面积较小，但插损较大，同时高频时反射线长度变短，使开关制造有一定困难。DMTL型移相器和开关线型移相器都具有纯时延的特性，插损小，设计和制造较容易，是未来发展的重点。我们相信RF MEMS移相器在未来雷达和通讯系统中将起到越来越大的作用。

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作者：娄建忠，赵正平，杨瑞霞，吕苗，胡小东