CN104241735A - 一种基于微机械电子技术的微波移相器 - Google Patents

一种基于微机械电子技术的微波移相器 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于微机械电子技术的微波移相器，它包括分布参数传输线（1）、电容驱动器（3）和介质基片（2），电容驱动器（3）设于介质基片（2）上，电容驱动器（3）一端通过U型梁（9）与分布参数传输线（1）的地相连，另一端与驱动电源相连，交指电容（8）均匀的加载在信号线（7）与地之间，形成分布参数传输线（1）。本发明具有以下优点：通过交指电容驱动器产生静电力，使分布参数传输线的地发生位移，进而使交指电容的电容量发生相应的变化，信号的相位也发生改变，当驱动电压连续变化时，实现相位的连续变化及无限个相位状态，结构简单，控制方便。

Description

一种基于微机械电子技术的微波移相器
技术领域
本发明涉及微电子机械领域，特别是涉及一种基于微机械电子技术的微波移相器。
背景技术
移相器能对波的相位进行调整，在相控阵雷达、导弹姿态控制、通信、仪器仪表等领域都有着广泛的应用。运用移相器能构成相控阵天线，平衡混频器，功率分配器等微波功能电路。其工作原理根据不同的构成而存在差异，如晶体管电路，可在输入端加入一个控制信号来控制移相大小；在有些电路中则利用阻容电路的延时达到移相；在单片机控制***还可利用内部定时器达到移相的目的。
现有技术中的数字式微机械电子移相器，它通过静电力控制MEMS bridge的上下位置来改变分布参数传输线的分布参数电容，从而改变输入信号的相位，如图4所示。由于MEMSbridge只有上下两种状态，导致现有技术的移相器只能实现有限的相位状态，若要实现多个相位状态，则需要多个控制端口，不仅控制复杂，且使得移相器的结构变得复杂，在加工时，采用硅表面加工技术，工艺复杂。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种结构简单、加工工艺简单的基于微机械电子技术的微波移相器，它能实现相位的连续变化，同时仅需四个控制端口就能实现无限个相位状态，控制简单方便。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种基于微机械电子技术的微波移相器，它包括分布参数传输线、电容驱动器和介质基片，传输线设于介质基片上端。分布参数传输线包括信号线、第一接地线、第二接地线和交指电容，信号线设置在第一接地线和第二接地线之间，信号线的两端分别设有信号输入端和信号输出端，信号线和接地线之间还设有交指电容，交指电容均匀的加载在信号线与接地线之间。电容驱动器设于介质基片上，电容驱动器一端通过U型梁与分布参数传输线的地相连，另一端与驱动电源相连。
进一步的，所述的分布参数传输线为信号线周期加载交指电容，所述的电容驱动器为梳子电容驱动器。
进一步的，所述的介质基片的材料为硅。
进一步的，所述的梳子电容驱动器为四个，四个梳子电容驱动器对称设置在分布参数传输线的左右两侧。
进一步的，所述微波移相器的加工采用硅体加工工艺。
本发明的有益效果是：
（1）通过梳子电容驱动器产生静电力，使分布参数传输线的地发生位移，进而使交指电容的电容量发生相应的变化，信号的相位也发生改变，当驱动电压连续变化时，输出的信号相位的连续变化，从而实现相位的连续变化，同时也能实现无限个相位状态；
（2）分布参数传输线是通过周期加载交指电容，能实现多个相位状态，且能实现模拟式移相器，加工简单；
（3）仅通过四个控制端口，即梳子电容驱动器，就能实现无限个相位状态，结构简单，控制简单且方便；
（4）微波移相器的加工工艺采用硅体加工工艺，工艺简单。
附图说明
图1为本发明的结构图；
图2为图1的A-A方向剖视图；
图3为分布参数传输线的原理图；
图4为现有的微机械电子移相器的结构图；
图5为本发明工作时的结构图；
图6为本发明的加工流程图；
图中，1-分布参数传输线，2-介质基片，3-梳子电容驱动器，4-第二接地线，5-信号输出端，6-信号输入端，7-信号线，8-交指电容，9-U型梁，10-第一接地线。
具体实施方式
下面结合附图进一步详细描述本发明的技术方案，但本发明的保护范围不局限于以下所述。
如图1、图2所示，一种基于微机械电子技术的微波移相器，它包括分布参数传输线1、电容驱动器3和介质基片2，传输线1设于介质基片2上端。分布参数传输线1包括信号线7、第一接地线10、第二接地线4和交指电容8，信号线7设置在第一接地线10和第二接地线4之间，信号线7的两端分别设有信号输入端6和信号输出端5，信号线7和接地线之间还设有交指电容8，交指电容8均匀的加载在信号线7与接地线之间。电容驱动器3设于介质基片2上，电容驱动器3一端通过U型梁9与传输线1的接地线相连，另一端与驱动电源相连。
进一步的，所述的分布参数传输线1采用信号线周期加载交指电容8，所述的电容驱动器3为梳子电容驱动器。
进一步的，所述的介质基片2的材料为硅。
进一步的，所述的梳子电容驱动器3为四个，四个梳子电容驱动器对称设置在分布参数传输线1的左右两侧。
进一步的，所述微波移相器的加工采用硅体加工工艺，如图6所示，本工艺基于SOI基片，首先的在SOI基片表面溅射一层金属，然后刻蚀金属形成电路图形，接着用DRIE工艺去除没有金属层覆盖的硅，最后湿法刻蚀掉SiO2层，形成悬空结构，工艺简单。
如图3所示，Ct，Lt为无负载传输线的分布参数电容和电感，Cb为交指电容的电容量，Lb为交指电容的电感，Cb可调，输入输出信号的相位变化计算公式为
Δφ = βl = 2 πfl ( L t ( C t + C b 1 s ) - L t ( C t + C b 2 s ) )
其中f为输入信号频率，l为分布参数传输线长度。
本发明的工作原理如下：如图5所示，交指电容驱动器产生静电力，并通过U型梁使分布参数传输线的地发生位移，即图3中的g1，g2发生变化，周期加载的交指电容的电容量相应的改变，根据输入输出信号的相位变化计算公式，信号的相位也发生改变。当驱动电压连续变化时，输出的信号相位也连续变化，从而实现无限个相位状态。

Claims (5)

1.一种基于微机械电子技术的微波移相器，它包括分布参数传输线（1）和介质基片（2），分布参数传输线（1）设于介质基片（2）上端，分布参数传输线（1）包括信号线（7）、第一接地线（10）、第二接地线（4）和加载电容（8），信号线（7）设置在第一接地线（10）和第二接地线（4）之间，信号线（7）的两端分别设有信号输入端（6）和信号输出端（5），信号线（7）和接地线之间还设有加载电容（8），其特征在于：它还包括电容驱动器（3），电容驱动器（3）设于介质基片（2）上，电容驱动器（3）一端通过U型梁（9）与分布参数传输线（1）的接地线相连，另一端与驱动电源相连；所述的加载电容（8）为交指电容，交指电容（8）均匀的加载在信号线（7）与接地线之间，形成分布参数传输线。
2.根据权利要求1所述的一种基于微机械电子技术的微波移相器，其特征在于：所述的分布参数传输线（1）为信号线（7）周期加载交指电容（8），所述的电容驱动器（3）为梳子电容驱动器。
3.根据权利要求1所述的一种基于微机械电子技术的微波移相器，其特征在于：所述的介质基片（2）的材料为硅。
4.根据权利要求2所述的一种基于微机械电子技术的微波移相器，其特征在于：所述的梳子电容驱动器（3）为四个，四个梳子电容驱动器对称设置在分布参数传输线（1）的左右两侧。
5.根据权利要求1所述的一种基于微机械电子技术的微波移相器，其特征在于：所述微波移相器的加工采用硅体加工工艺。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111326836A (zh) * 2020-03-02 2020-06-23 清华大学 一种y型叉指电容可调耦合结构及超导滤波器
CN113451718A (zh) * 2021-06-30 2021-09-28 上海天马微电子有限公司 一种移相器及天线

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1998011443A1 (de) * 1996-09-13 1998-03-19 Robert Bosch Gmbh Sensor zur kapazitiven aufnahme einer beschleunigung
US5888942A (en) * 1996-06-17 1999-03-30 Superconductor Technologies, Inc. Tunable microwave hairpin-comb superconductive filters for narrow-band applications
US20050067650A1 (en) * 2003-09-25 2005-03-31 Robert Bosch Gmbh Component having an adjustable thin-film capacitor
CN1652396A (zh) * 2004-02-03 2005-08-10 株式会社Ntt都科摩 可变谐振器及可变移相器
CN1780045A (zh) * 2005-09-29 2006-05-31 中国科学院物理研究所 铁电薄膜移相器及检测与优化其反射特性的方法
CN201117767Y (zh) * 2007-06-27 2008-09-17 河南科技大学 铁电薄膜移相器
CN101388480A (zh) * 2007-09-10 2009-03-18 香港理工大学 微波滤波网络薄膜移相器及其制备方法
CN102569951A (zh) * 2012-02-14 2012-07-11 哈尔滨工业大学 基于左手传输线的mems负载线型2位移相器
CN102593588A (zh) * 2011-11-21 2012-07-18 中国科学院合肥物质科学研究院 基于bst薄膜移相器的可扫描端射阵列天线
CN203300770U (zh) * 2013-06-20 2013-11-20 成都国腾电子技术股份有限公司 一种基于微机械电子技术的微波移相器

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5888942A (en) * 1996-06-17 1999-03-30 Superconductor Technologies, Inc. Tunable microwave hairpin-comb superconductive filters for narrow-band applications
WO1998011443A1 (de) * 1996-09-13 1998-03-19 Robert Bosch Gmbh Sensor zur kapazitiven aufnahme einer beschleunigung
US20050067650A1 (en) * 2003-09-25 2005-03-31 Robert Bosch Gmbh Component having an adjustable thin-film capacitor
CN1652396A (zh) * 2004-02-03 2005-08-10 株式会社Ntt都科摩 可变谐振器及可变移相器
CN1780045A (zh) * 2005-09-29 2006-05-31 中国科学院物理研究所 铁电薄膜移相器及检测与优化其反射特性的方法
CN201117767Y (zh) * 2007-06-27 2008-09-17 河南科技大学 铁电薄膜移相器
CN101388480A (zh) * 2007-09-10 2009-03-18 香港理工大学 微波滤波网络薄膜移相器及其制备方法
CN102593588A (zh) * 2011-11-21 2012-07-18 中国科学院合肥物质科学研究院 基于bst薄膜移相器的可扫描端射阵列天线
CN102569951A (zh) * 2012-02-14 2012-07-11 哈尔滨工业大学 基于左手传输线的mems负载线型2位移相器
CN203300770U (zh) * 2013-06-20 2013-11-20 成都国腾电子技术股份有限公司 一种基于微机械电子技术的微波移相器

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111326836A (zh) * 2020-03-02 2020-06-23 清华大学 一种y型叉指电容可调耦合结构及超导滤波器
CN111326836B (zh) * 2020-03-02 2021-07-06 清华大学 一种y型叉指电容可调耦合结构及超导滤波器
CN113451718A (zh) * 2021-06-30 2021-09-28 上海天马微电子有限公司 一种移相器及天线
CN113451718B (zh) * 2021-06-30 2022-06-24 上海天马微电子有限公司 一种移相器及天线

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