【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种单刀四掷开关控制的mems开关线型移相器，主要应用在太赫兹140ghz附近频段的通信系统，属于射频前端器件领域。
技术介绍
1、基于单刀四掷开关控制的开关线型移相器，由于其插入损耗小、移相精度高，因此在太赫兹频段的通信及射频收发机系统等方面具有重要研究价值，可应用于相控阵天线的射频前端实现相位调控。
2、近期关于相控阵天线的前置移相器组件的研究比较多，主要涉及到的材料不同，常见的移相器包括电子调控移相器、铁氧体移相器等。相较于上述常见的移相器，mems移相器采用微纳制造技术，使得其能够实现小型化和高度集成。这种制造技术使得mems移相器在尺寸、重量和功耗等方面具备明显的优势，适用于对体积和重量要求严格的应用场景，如移动通信设备、卫星通信等。除此之外，mems移相器具有较快的响应速度，能够实现快速的相位调节。这种特性对于需要实时相位调控的应用，如射频相控阵天线系统和射频通信系统尤为重要。相对于一些电子调控的移相器，mems移相器通常具有较低的功耗，且属于无源器件，不会影响系统的射频特性，具有较好的包容度。
3、目前，mems线性移相器在射频相控阵天线中被用于调整天线阵列中各个天线的相位，从而实现波束形成。通过改变相位，可以调整天线的辐射方向，实现电波的定向传输。这种定向传输的能力使得射频相控阵天线系统在通信和雷达应用中具有更灵活的覆盖和目标追踪能力，mems线性移相器还可以被集成到射频前端，用于信号处理、波束赋形和相位调整，从而提高通信系统的性能和容量。
4、尽管mems线性移
技术实现思路
1、常见的mems线性移相器调节精度不够，且移相的选择余地较少，为满足工作在140ghz太赫兹频段的要求，特此结合单刀四掷开关设计此款多路选通的mems线性移相器，并分级设计粗调和细调单元，移相精度较高，且具有较低的插入损耗，具有一定的创新性。
2、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：
3、一种基于单刀四掷开关控制的mems线性移相器，包括复合梁结构的单刀四掷开关、粗调移相单元5、细调移相单元6、信号输入端口7和信号输出端口8；所述粗调移相单元5包括相移差为90°的相位延时线i9、10、11、12，细调移相单元6包括相移差为22.5°的相位延时线ii13、14、15、16；
4、其中，单刀四掷开关i1的输入微带线为信号输入端口7，其四个输出端口通过对应的相位延时线ii13、14、15、16和单刀四掷开关ii2的四个输入端口分别连接；单刀四掷开关ii2的输出端通过衔接微带线18与单刀四掷开关iii3的输入端连接；单刀四掷开关iii3的四个输出端通过对应的相位延时线i9、10、11、12与单刀四掷开关iv4的四个输入端分别连接；单刀四掷开关iv4的输出微带线作为信号的输出端口8。
5、进一步的，所述粗调移相单元5中的相位延时线电长度控制等相差为90°，细调移相单元6中的相位延时线电长度控制等相差为22.5°，每条相位延时线首末两端均连接对应的单刀四掷开关控制通断。
6、进一步的：每一单刀四掷开关均控制4条延时线选通，细调移相单元和粗调移相单元共计实现16种不同相移。
7、进一步的：每一单刀四掷开关均包括构成选通单元的复合式悬臂梁19、驱动电极20和触点21；四路选通单元和金属胞体22构成单刀四掷开关；当驱动电极施加驱动电压时，悬臂梁19下沉，触点接触开关闭合，信号通过选择的闭合通路。
8、本专利技术相比
技术介绍
具有如下优点：
9、a)移相精度高，可实现0-360°范围内相位差为22.5°的等步长相移，且实际相移量和理论值误差较小；
10、b)插入损耗小，稳定性高。采用复合梁mems技术设计的单刀四掷开关具有插入损耗小等优点，且不会影响系统的射频特性。移相器的s11参数在-16db以下，即在太赫兹140ghz频段匹配较好，s21参数在-1.5db附近，系统的插入损耗小；
11、c)结构简单、制造方便，制备工艺成熟。相对于传统有源电子或铁氧体移相器而言，设计结构简单，平面微带结构可以实现快速印刷制造，且易于集成在相控阵系统中。
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1.基于单刀四掷开关控制的MEMS开关线型移相器，包括复合梁结构的单刀四掷开关、粗调移相单元(5)、细调移相单元(6)、信号输入端口(7)和信号输出端口(8)；其特征在于：所述粗调移相单元(5)包括相移差为90°的相位延时线I(9、10、11、12)，细调移相单元(6)包括相移差为22.5°的相位延时线II(13、14、15、16)；
2.根据权利要求1所述的基于单刀四掷开关控制的MEMS开关线型移相器，其特征在于，所述粗调移相单元(5)中的相位延时线电长度控制等相差为90°，细调移相单元(6)中的相位延时线电长度控制等相差为22.5°，每条相位延时线首末两端均连接对应的单刀四掷开关控制通断。
3.根据权利要求1所述的基于单刀四掷开关控制的MEMS开关线型移相器，其特征在于：每一单刀四掷开关均控制4条延时线选通，细调移相单元和粗调移相单元共计实现16种不同相移。
4.根据权利要求1所述的基于单刀四掷开关控制的MEMS开关线型移相器，其特征在于：每一单刀四掷开关均包括构成选通单元的复合式悬臂梁(19)、驱动电极(20)和触点(21)；四路选通单元
...【技术特征摘要】
1.基于单刀四掷开关控制的mems开关线型移相器，包括复合梁结构的单刀四掷开关、粗调移相单元(5)、细调移相单元(6)、信号输入端口(7)和信号输出端口(8)；其特征在于：所述粗调移相单元(5)包括相移差为90°的相位延时线i(9、10、11、12)，细调移相单元(6)包括相移差为22.5°的相位延时线ii(13、14、15、16)；
2.根据权利要求1所述的基于单刀四掷开关控制的mems开关线型移相器，其特征在于，所述粗调移相单元(5)中的相位延时线电长度控制等相差为90°，细调移相单元(6)中的相位延时线电长度控制等相差为22.5°，每条...
【专利技术属性】
技术研发人员：黄建明，王子莱，张乃柏，孙伟航，崔岩松，杨光耀，邓琨，殷光强，李依桐，李晓瑜，
申请(专利权)人：北京邮电大学，
类型：发明
国别省市：
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