[发明专利]RF MEMS交叉点式开关及包括RF MEMS交叉点式开关的交叉点式开关矩阵

说明书

技术领域

本发明涉及射频（RF）微机电系统（MEMS）的领域。在本领域中，本发明涉及一种新颖的RF MEMS交叉点式开关（switch，切换器），并且涉及包括多个交叉点式开关的新颖MxN交叉点式开关矩阵，其中M是行传输线的数量并且N是列传输线的数量。

现有技术

RF信号的选定路径（routing，布线）可以通过使用适于例如将M个信号输入端口映入N个信号输出端口内的RF MEMS交叉点式开关矩阵来实现。MxN交叉点式开关矩阵包括形成信号输入端口的M行（或列）传输线以及与行（或列）传输线横向交叉并且形成输出端口的N列（或行）传输线。通过简单地使RF MEMS交叉点式装置切换到接通状态（ON-state，开启状态），矩阵的任何列传输线都能电连接到任何行传输线。交叉点式开关矩阵是在早期电话系统中历史地使用的简单的体系构造，并且可以有利地在任何电信系统中使用以用于为RF信号选定路径。

美国专利6888420公开了一种包括三个开关元件的交叉点式装置。图2示出了所述美国专利6888420中公开的交叉点开关矩阵的实例并且包括具有用于每个交叉点的三个开关元件S1、S2、S3的所述特定交叉点式装置。

现有技术的此实施具有为每个交叉点使用三个开关元件S1、S2、S3（图2）的主要缺点。每个开关元件，无论其技术是什么，都具有对于本领域技术来说相当低的接通状态电阻。但是参照图2，在行RFIN1与列RFOUT₄之间的连接遇到七次导通电阻，这使插入损失急剧增加。此外，行传输线与列传输线之间的开关元件S1不利地增加了交叉点式开关装置的笨重性。

本发明的目的

本发明的目的是提出一种用于交叉点式开关矩阵应用等的新颖RFMEMS开关交叉点，所述RF MEMS开关交叉点使得对于通过交叉点式开关矩阵等进行路径选定的RF信号能够实现较低的插入损失。所述新颖RFMEMS开关交叉点还是紧凑的，并且使大的开关阵列能够通过减少数量的开关进行构造，由此简化了控制。

本发明的概要

通过权利要求1的RF MEMS交叉点式开关来实现此目的。

在本发明的RF MEMS交叉点式开关中，可以有利地仅使用一个开关元件，这极大地减少了在开关矩阵应用中的用于RF信号的插入损失。此外，与美国专利6888420中公开的交叉点式装置相比，本发明的RFMEMS交叉点式开关可以以更紧凑的方式简单构造。

更特别地并且可选地，本发明的RF MEMS交叉点式开关可以包括权利要求2至11的可选特征中的任一个。

本发明还涉及一种RF MEMS开关矩阵，该开关矩阵包括多行传输线、以及与行传输线交叉的多列传输线，所述矩阵在每个交叉点处包括权利要求1的RF MEMS交叉点式开关。

附图的简要描述

在阅读下面通过非穷竭与非限定实例的方式作出的详细的描述以后，并且参照附图，本发明的特征和优点将显得更加清楚，在附图中：

-图1是交叉点式开关矩阵的实例，

-图2是特别在美国专利6888420中的现有技术中公开的交叉点式开关矩阵的实施的实例，

-图3是本发明的RF MEMS欧姆交叉点式开关的第一实施方式的俯视图，

-图4A是当开关处于断开状态（OFF-State，关闭状态）时沿着平面IV-IV的图3的RF MEMS欧姆交叉点式开关的横截面视图，

-图4B是当开关处于接通状态时沿着平面IV-IV的图3的RF MEMS欧姆交叉点式开关的横截面视图，

-图5是本发明的RF MEMS电容交叉点式开关的实施方式的俯视图，

-图6A是当开关处于断开状态时沿着平面VI-VI的图5的RF MEMS电容交叉点式开关的横截面视图，

-图6B是当开关处于接通状态时沿着平面VI-IVI的图5的RF MEMS电容交叉点式开关的横截面视图。

具体描述

参照图1，MxN交叉点式开关矩阵包括形成RF信号路径的M行传输线RF-Ri以及与行传输线交叉并且形成RF信号路径的N列传输线RF-C_j。在两个传输线的每个交叉点处，矩阵包括RF MEMS交叉点式开关SW_i,j。

图3、图4A和图4B示出了实施本发明的RF MEMS欧姆交叉点式开关1的实例，其可以用作制造图1中的交叉点式开关矩阵的每个交叉点式开关SW_i,j。