本发明专利技术公开了一种带有可双向推拉的梳齿单元的射频微机械开关，包括衬底、共面波导传输线和驱动部件；共面波导传输线包括信号线、左地线和右地线，信号线包括上端口、下端口和菱形细长梁；驱动部件包括四组梳齿结构、中心锚区和侧锚区；在每组梳齿结构中，第一固定梳齿单元的固定梳齿、移动梳齿单元中的移动梳齿、第二固定梳齿单元的固定梳齿顺序重复分布；移动梳齿单元的移动可以使菱形细长梁上端部和上端口贴合、下端部和下端口贴合、左端部和左地线分离、右端部和右地线分离，或者使菱形细长梁的上端部和上端口分离、下端部和下端口分离、左端部和左地线贴合、右端部和右地线贴合。该结构的射频微机械开关可以提高隔离度，降低执行电压。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种射频微机械开关，具体来说，涉及一种带有可双向推拉的梳齿单元的射频微机械开关。
技术介绍
现有的射频开关包括接触式开关和电容式开关。接触式开关的一般结构是采用静电或其它驱动方式控制信号线的接触或断开，达到控制开关通断的效果，其隔离度决定于断开部分的寄生电容。对于一端断开的开关来说，随着频率的上升，寄生电容迅速增大， 导致开关的隔离度随之迅速减小，增大其断开部分的距离可以有效的提高隔离度。电容式开关的一般结构是采用静电驱动方式控制膜桥的运动，达到改变跨接在信号线和地线之间的电容的大小的效果，来控制信号的通断。与一般接触式开关相比，电容式开关在较高频率时能表现出较高的隔离度，其隔离度决定于膜桥的寄生电阻。但是，由于趋肤效应，随着频率的上升，电容式开关中的寄生电阻迅速增大，导致开关的隔离度随之迅速减小。
技术实现思路
技术问题本专利技术所要解决的技术问题是提供一种带有可双向推拉的梳齿单元的射频微机械开关，以提高在关态时的射频微机械开关的隔离度，降低射频微机械开关的执行电压。技术方案为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是一种带有可双向推拉的梳齿单元的射频微机械开关，其特征在于，包括衬底、共面波导传输线和驱动部件；所述的共面波导传输线包括信号线和位于信号线左右两侧的左地线和右地线，信号线分别与左地线和右地线之间留有间隙；信号线包括呈纵向布置的上端口和下端口，以及处于悬空状态的菱形细长梁；左地线、右地线、上端口和下端口分别固定连接在衬底上；菱形细长梁的上端部和上端口相对，并且上端部和上端口之间有间隙，菱形细长梁的下端部和下端口相对，并且下端部和下端口之间有间隙，菱形细长梁的左端部和左地线相对，并且左端部和左地线之间有间隙，菱形细长梁的右端部和右地线相对，并且右端部和右地线之间有间隙；所述的驱动部件包括处于悬空状态的四组梳齿结构，以及固定连接在衬底上并且位于菱形细长梁内部的中心锚区和四个侧锚区；四个侧锚区分布在中心锚区的四周；每组梳齿结构分布在相邻的两个侧锚区之间，每组梳齿结构包括设有固定梳齿的第一固定梳齿单元和第二固定梳齿单元、设有移动梳齿的移动梳齿单元、弹性梁；在每组梳齿结构中，第一固定梳齿单元和第二固定梳齿单元分别固定连接在相邻的两个侧锚区相对的侧壁上，移动梳齿单元固定连接在弹性梁上，并且第一固定梳齿单元的固定梳齿、移动梳齿单元中的移动梳齿、第二固定梳齿单元的固定梳齿顺序重复分布；弹性梁的底端固定连接在中心锚区上，弹性梁的顶端固定连接在菱形细长梁的端部，并且在弹性梁的底端和移动梳齿单元之间设置有弹性结构；移动梳齿单元的移动可以使菱形细长梁上端部和上端口贴合、下端部和下端口贴合、左端部和左地线分离、右端部和右地线分离，或者使菱形细长梁的上端部和上端口分离、下端部和下端口分离、左端部和左地线贴合、右端部和右地线贴I=I O有益效果与现有技术相比，本专利技术的技术方案具有以下有益效果1.射频微机械开关具有在关态时隔离度高、执行电压低的优点。在关态时，两种机制决定了射频微机械开关的隔离度，一个是断开的信号线间的寄生电容。寄生电容越大，隔离度越小。在关态下，寄生电容与菱形细长梁与上端口之间距离，和菱形细长梁与下端口之间的间距之和成反比。本技术方案采用推拉的方式运动，比仅采用推或仅采用拉的方式运动，信号线间距要大一倍。这样，在关态下，采用推拉的方式运动，比仅采用推或仅采用拉的方式运动，寄生电容也要小一倍。因此，本技术方案的射频微机械开关有效的提高了关态时开关隔离度。另一个决定射频微机械开关的隔离度的机制是信号线与地线间的电阻大小，电阻越小，隔离度越大。关态时，菱形细长梁的左端部、右端部分别和左地线、右地线贴合，有效的减小了信号线与地线间的电阻值。现有射频微机械开关的关态都只是用到其中一个隔离机制，而本技术方案则同时用到以上两个隔离机制，因此其关态时的隔离度比现有开关要大大提高。同时，利用梳齿结构作为射频微机械开关的驱动部件，梳齿结构的高深宽比，执行电压较低。2.芯片的面积小。本技术方案中，驱动部件位于菱形细长梁之间，即位于射频微机械开关的信号线内部。相对与驱动部件设置在信号线外部，本技术方案中的芯片面积较小， 节约了制作原料。3.减小射频、微波信号的插入损耗。本技术方案中，当射频微机械开关处于开态时，由于菱形细长梁处于悬空，减小了衬底的损耗，从而减小了射频、微波信号的插入损耗。附图说明图1是本专利技术的俯视图。图2是图1中的A-A剖视图。图中有衬底1、信号线2、上端口 21、下端口 22、菱形细长梁23、上端部231、下端部232、左端部233、右端部234、接触梁235、左地线3、右地线4、中心锚区5、梳齿结构6、第一固定梳齿单元61、移动梳齿单元62、第三固定梳齿单元63、弹性梁64、回形弹性结构641、 侧锚区7、第一侧锚区71、第二侧锚区72、第三侧锚区73、第四侧锚区74。具体实施例方式下面结合附图，对本专利技术的技术方案进行具体的说明。如图1和图2所示，一种带有可双向推拉的梳齿单元的射频微机械开关，包括衬底 1、共面波导传输线和驱动部件。共面波导传输线用于传输射频、微波信号。共面波导传输线包括信号线2、左地线3和右地线4。左地线3和右地线4位于信号线2左右两侧，并且信号线2分别与左地线3和右地线4之间留有间隙。信号线2包括呈纵向布置的上端口 21 和下端口 22，以及菱形细长梁23。左地线3、右地线4、上端口 21和下端口 22分别固定连接在衬底1上。上端口 21位于下端口 22的上方，并且上端口 21和下端口 22之间有空隙。 上端口 21和下端口 22用于信号线2中的信号输出和输入。如果上端口 21是信号输入端， 那么下端口 22就是信号输出端。如果上端口 21是信号输出端，那么下端口 22就是信号输入端。菱形细长梁23处于悬空状态，即菱形细长梁23不与衬底1接触。菱形细长梁23的上端部231和上端口 21相对，并且上端部231和上端口 21之间有间隙。菱形细长梁23的下端部232和下端口 22相对，并且下端部232和下端口 22之间有间隙。菱形细长梁23的左端部233和左地线3相对，并且左端部233和左地线3之间有间隙。菱形细长梁23的右端部234和右地线4相对，并且右端部234和右地线4之间有间隙。在射频微机械开关处于关态下，菱形细长梁23的上端部231和上端口 21之间有间隙，菱形细长梁23的下端部 232和下端口 22之间有间隙，同时菱形细长梁23的左端部233和左地线3之间贴合，菱形细长梁23的右端部234和右地线4之间贴合。在射频微机械开关处于开态下，菱形细长梁 23的上端部231和上端口 21贴合，菱形细长梁23的下端部232和下端口 22贴合，同时菱形细长梁23的左端部233和左地线3之间有间隙，菱形细长梁23的右端部234和右地线 4之间有间隙。菱形细长梁23呈菱形，所以其移动是相对的，即当上端部231和下端部232 向外延伸时，左端部233和右端部234向内收缩；当左端部233和右端部234向外延伸时， 上端部231和下端部232向内收缩。驱动部件包括中心锚区5、四个侧锚区7和处于悬空状态的四组梳齿结构6。中心锚区5和四个侧锚区7位于菱形细长梁23内部，并且固定连接衬底1上本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种带有可双向推拉的梳齿单元的射频微机械开关，其特征在于，包括衬底（１）、共面波导传输线和驱动部件；所述的共面波导传输线包括信号线（２）和位于信号线（２）左右两侧的左地线（３）和右地线（４），信号线（２）分别与左地线（３）和右地线（４）之间留有间隙；信号线（２）包括呈纵向布置的上端口（２１）和下端口（２２），以及处于悬空状态的菱形细长梁（２３）；左地线（３）、右地线（４）、上端口（２１）和下端口（２２）分别固定连接在衬底（１）上；菱形细长梁（２３）的上端部（２３１）和上端口（２１）相对，并且上端部（２３１）和上端口（２１）之间有间隙，菱形细长梁（２３）的下端部（２３２）和下端口（２２）相对，并且下端部（２３２）和下端口（２２）之间有间隙，菱形细长梁（２３）的左端部（２３３）和左地线（３）相对，并且左端部（２３３）和左地线（３）之间有间隙，菱形细长梁（２３）的右端部（２３４）和右地线（４）相对，并且右端部（２３４）和右地线（４）之间有间隙；所述的驱动部件包括处于悬空状态的四组梳齿结构（６），以及固定连接在衬底（１）上并且位于菱形细长梁（２３）内部的中心锚区（５）和四个侧锚区（７）；四个侧锚区（７）分布在中心锚区（５）的四周；每组梳齿结构（６）分布在相邻的两个侧锚区（７）之间，每组梳齿结构（６）包括设有固定梳齿的第一固定梳齿单元（６１）和第二固定梳齿单元（６３）、设有移动梳齿的移动梳齿单元（６２）、弹性梁（６４）；在每组梳齿结构（６）中，第一固定梳齿单元（６１）和第二固定梳齿单元（６３）分别固定连接在相邻的两个侧锚区（７）相对的侧壁上，移动梳齿单元（６２）固定连接在弹性梁（６４）上，并且第一固定梳齿单元（６１）的固定梳齿、移动梳齿单元（６２）中的移动梳齿、第二固定梳齿单元（６３）的固定梳齿顺序重复分布；弹性梁（６４）的底端固定连接在中心锚区（５）上，弹性梁（６４）的顶端固定连接在菱形细长梁（２３）的端部，并且在弹性梁（６４）的底端和移动梳齿单元（６２）之间设置有弹性结构（６４１）；移动梳齿单元（６２）的移动可以使菱形细长梁（２３）上端部（２３１）和上端口（２１）贴合、下端部（２３２）和下端口（２２）贴合、左端部（２３３）和左地线（３）分离、右端部（２３４）和右地线（４）分离，或者使菱形细长梁（２３）的上端部（２３１）和上端口（２１）分离、下端部（２３２）和下端口（２２）分离、左端部（２３３）和左地线（３）贴合、右端部（２３４）和右地线（４）贴合。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：王立峰，黄庆安，宋竞，韩磊，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：84
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。