一种太赫兹制造技术

本发明专利技术公开了一种太赫兹

【技术实现步骤摘要】
一种太赫兹MEMS四位分布式移相器


[0001]本专利技术涉及一种太赫兹
MEMS
四位分布式移相器，主要应用在太赫兹相控阵通信系统等，属于射频前端器件

。

技术介绍

[0002]射频微机电系统
(RF MEMS)
是涉及电容器
、
电感
、
开关
、
滤波器等通信器件和系统的一个重要领域
。
射频
MEMS
器件的高隔离能力和低损耗性能使其适用于雷达，卫星和军事应用
。
[0003]半导体器件和
RF MEMS
器件通常用作相控阵天线的移相器，但由于半导体器件插入损耗
、
功率处理能力和线性度的限制，不适合在太赫兹频段相控阵天线中应用
。
而
MEMS
分布式移相器由于其建模简单
、
宽带性能好
、
工作频率高等优点，受到了广泛的关注
。
该方法是基于以周期性的方式使用
MEMS
开关通加载容性负载来改变传输线上的分布电容和相速度，从而实现所需的相移
。
能否工作在太赫兹波段，低插入损耗，高移相精度和紧凑的尺寸是决定能否在太赫兹相控阵天线通信系统中应用的关键
。
[0004]例如
V.Kumar
等人于
2022
年提出了一种低插入损耗，低驱动电压的分布式移相器，但该移相器只能工作在低频，且总移相仅为
50.82
度，不符合太赫兹相控阵天线的移相应用标准；
Mir Majid Teymoori
等人
2022
年提出了一种低插入损耗，移相精度高的分布式移相器单元，可以应用该单元设计5‑6位移相器，但该移相器也仅工作在低频，无法在太赫兹通信系统工作，且尺寸过大，集成到通信系统中会显著影响辐射特性
。
[0005]为了实现太赫兹相控阵天线的单元移相功能，需要设计新的移相器结构和应用新的工艺，新的材料
。

技术实现思路

[0006]为了解决
技术介绍
中存在的问题，本专利技术设计了一种太赫兹四位
MEMS
分布式移相器，可以满足低插入损耗，高移相精度，尺寸小的要求
。
[0007]为了解决上述技术问题，本专利技术是通过以下技术方案实现的：
[0008]一种太赫兹
MEMS
四位分布式移相器，包括级联的
16
个移相器单元，每一移相器单元均包括底层金属地结构
31
和中间介质层
32
；
[0009]所述金属地结构
31
位于中间介质层
32
的下表面；所述中间介质层
32
的上表面设有直流端口
、
金属线
38、
第一顶层金属地
33
和第二顶层金属地
36
，第一顶层金属地
33
和第二顶层金属地
36
平行设置并镜像对称；所述金属线位于第一顶层金属地
33
和第二顶层金属地
36
的对称线上；
[0010]在第一顶层金属地
33
和第二顶层金属地
36
之间，金属线的
38
的正上方设有钳状金属梁
37
；所述中间介质层
32
的上表面还设有两个金属电极
39
和
41
，金属电极分别位于钳状金属梁
37
的对应悬臂的正下方；
[0011]顶层金属地的近金属线侧均设有矩形切口，矩形切口上架设有金属桥
34
和
35
；所
述直流端口
19
设有三个，分别位于对应顶层金属地的外侧；所述钳状金属梁
37
两端的金属桥墩均连接有金属块
17
，金属块
17
位于对应的金属桥的正下方；
[0012]其中，两个直流端口通过对应的高阻偏置线
45
与金属电极连接，直流端口和金属电极一一对应；另一个直流端口通过对应的高阻偏置线
45
与金属块
17
连接；
[0013]所述高阻偏置线
45
均与顶层金属地无接触
。
[0014]进一步的，所述金属线
38
为两端宽中间窄的渐变结构
。
[0015]进一步的，每一金属电极的上表面均设置有绝缘层
。
[0016]进一步的，所述顶层金属地
33
和
36
与金属线
38
组成共面波导
。
[0017]进一步的，所述钳状金属梁包括中间矩形金属
46、
两个分别位于中间矩形金属两侧并刻蚀有圆形孔洞的悬臂
13、
分别连接在对应悬臂末端的金属环以及连接在金属环另一端的桥墩；所述桥墩固设于中间介质层
32
的上表面
。
[0018]进一步的，所述金属块
17
一侧与钳状金属梁
37
的桥墩相连，一侧位于顶层金属地结合的金属桥
34
和
35
下方
,
金属块
17
与对应的金属桥共同组成
MAM
接触点
。
[0019]本专利技术相比
技术介绍
具有如下优点：
[0020]a
可以工作在太赫兹频段，应用在太赫兹相控阵天线通信系统
。
[0021]b
低插入损耗，功率损耗小，线性度好；可以进行四位
360
度移相，步长
22.5
度，且移相精度高
。
[0022]c
结构简单
、
制造方便，作为太赫兹射频器件，其符合工艺制造要求，可以应用
。
[0023]d
作为小尺寸射频器件，可以应用到多种应用场景
。
附图说明
[0024]图1是本专利技术实施例的移相器单元俯视图；
[0025]图2是本专利技术实施例的移相器单元侧视图；
[0026]图3是本专利技术实施例的移相器单元结构示意图；
[0027]图4是本专利技术实施例的移相器单元两种状态插入损耗曲线示意图；
[0028]图5是本专利技术实施例的四位移相器整体结构示意图；
[0029]图6是本专利技术实施例的四位移相器选取四种工作状态的移相曲线示意图；
[0030]图7是本专利技术实施例的四位移相器选取四种工作状态的插入损耗曲线示意图；
具体实施方式
[0031]下面结合附图1本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种太赫兹
MEMS
四位分布式移相器，包括级联的
16
个移相器单元，其特征在于，每一移相器单元均包括底层金属地结构
(31)
和中间介质层
(32)
；所述金属地结构
(31)
位于中间介质层
(32)
的下表面；所述中间介质层
(32)
的上表面设有直流端口
、
金属线
(38)、
第一顶层金属地
(33)
和第二顶层金属地
(36)
，第一顶层金属地
(33)
和第二顶层金属地
(36)
平行设置并镜像对称；所述金属线位于第一顶层金属地
(33)
和第二顶层金属地
(36)
的对称线上；在第一顶层金属地
(33)
和第二顶层金属地
(36)
之间，金属线的
(38)
的正上方设有钳状金属梁
(37)
；所述中间介质层
(32)
的上表面还设有两个金属电极
(39
和
41)
，金属电极分别位于钳状金属梁
(37)
的对应悬臂的正下方；顶层金属地的近金属线侧均设有矩形切口，矩形切口上架设有金属桥
(34
和
35)
；所述直流端口
(19)
设有三个，分别位于对应顶层金属地的外侧；所述钳状金属梁
(37)
两端的金属桥墩均连接有金属块
(17)
，金属块
(17)
位于对应的金属桥的正下方；其中，两个直流端口通过对应的高阻偏置线
(45)

【专利技术属性】
技术研发人员：黄建明，王子莱，张乃柏，崔岩松，杨光耀，李晓瑜，郎磊，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第五十四研究所喀什地区电子信息产业技术研究院，
类型：发明
国别省市：