K波段可调功率分配比的MEMS五端口环形结研究

作者:蒋亦非; 戴勇; 张志华; 刘佳琦; 蔡春华; 张志强
来源:传感技术学报, 2023, 36(04): 511-515.
DOI:10.3969/j.issn.1004-1699.2023.04.002

摘要

提出了一种基于MEMS悬臂梁开关的五端口环形结的结构,以实现可调谐的功率分配比。在结构上,采用MEMS悬臂梁开关控制环形结信号线是否接地短路,进而控制整体电路的拓扑结构,达到输出端口的功率分配比可调的效果。建立了五端口环形结等效电路的S参数微波系统模型,并通过理论模型与仿真结果相比较,验证了模型的正确性。利用该模型可知,对于四分之一波长时,在UP态,端口1的微波信号功率被等分至端口2和端口4,端口3和端口5近乎无输出;在DOWN态,端口1的微波信号功率被分至端口2、端口3、端口4和端口5输出,其中端口2和端口4的输出功率相等,而端口3和端口5的输出功率为端口2或端口4的一半。经过有限元软件验证,在K波段中心频率22 GHz附近,UP态时S11,S31,S51均小于-20 dB,S21,S41均大于-3.3 dB;DOWN态时S11小于-17 dB,S21-S31和S41-S51均接近3 dB,验证了设计的有效性。

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