[发明专利]一种直板型单刀单掷开关单片集成衰减器

说明书

技术领域

本发明涉及微波通讯领域中的衰减器，具体涉及一种直板型单刀单掷开关单片集成衰减器。

背景技术

功率衰减器是一种能量损耗性的微波元件，其主要功能有调节信号电平、改善阻抗匹配、减小振荡器与负载之间的耦合效应等，被广泛应用于信号发生源、网络分析仪、频谱仪、测量接收机等现代微波设备中，具有广阔的应用前景。

目前，微波设备中比较成熟的衰减器主要有继电式的传统衰减器、晶体管衰减器以及正在研发的LTCC低温陶瓷衰减器，但各种技术针对微波射频领域的应用都有一定的缺陷。开关是衰减器最重要的组成部分之一，微波测试设备中衰减器常采用电磁继电器和晶体管来实现开关的功能。电磁继电器作为一种机械式开关，本身具有体积大、结构复杂的缺点，在高频端寄生效应严重，无法满足现代微波设备高集成化、高使用频率的发展需求。而晶体管型开关，由于其自身缺陷，能承受的功率低，线性度较差，很难在大动态范围、宽频段的微波系统中广泛使用

基于MEMS开关的射频衰减器，将开关和衰减模块结合起来，通过调节波导的尺寸与电阻阻值的大小可以使衰减电路获得更好的衰减效果，有小体积、低功耗、低成本和高性能等特点，符合微波测试系统低成本、高集成度、宽动态范围的发展需求，已经成为微波测试技术的重要研究方向之一。

现有技术中基于MEMS开关的射频衰减器的虽然具有较为良好的微波性能，但是采用的开关的驱动电压过高且结构复杂难以加工，寿命和可靠性较低，无法实际应用。

发明内容

发明目的：

本发明针对背景技术的不足，设计一种基于MEMS开关射频衰减器，该衰减器微波性能良好，采用了一种驱动电压较低，结构相对简单的开关，易于工艺加工，很适合实际应用。

技术方案：

本发明的具体技术方案如下：

本发明的主要结构由第一衰减开关、第二衰减开关、第一短路开关、第二短路开关、衬底、微波传输线、衰减模块、引线、空气桥构成；在衬底1上分别设有第一信号线2、第二信号线3、第三信号线4、第四信号线5、第一引线6、第二引线7、第三引线8、第八引线9、第四地线10、第五地线11、第六地线12、第七地线13、第一地线14、第二地线15、第三地线16、第一驱动电极39、第二驱动电极45、第三驱动电极51、第四驱动电极57以及第一T型结22、第二T型结23；在第一信号线2和第一T型结22、第二T型结23之间分别设有第一衰减开关24、第二衰减开关25，在第二信号线3和第一T型结22、第二T型结23之间分别设有第一短路开关26、第二短路开关27。

所述第一、二衰减开关24、25与所述第一、二短路开关26、27为结构相同的开关组件，以第一衰减开关为例进行说明。所述第一衰减开关24包括第一驱动电极39、第一锚点35、第二锚点36、第一上电极34、第一触点38、第一弹性梁37；所述第一上电极34通过第一锚点35固定在第一信号线2上，所述第一弹性梁37通过第二锚点36固定在第一T型结22上，所述第一弹性梁37接近第一上电极34的一端固定有第一触点38。所述第一驱动电极39位于第一信号线线2和第一T型结22之间的空隙，下表面与衬底接触，上表面与所述第一上电极34相对。

所述第一引线6与所述第一驱动电极39相连，穿过第三地线16与第四地线10之间的缝隙，与外界相连。

所诉上电极、弹性梁和锚点为长方体结构。

所述微波传输线CPW包括第一信号线2、第二信号线3、第三信号线4、第四信号线5和第一地线14、第二地线15、第三地线16、第四地线10、第五地线11、第六地线12、第七地线13。所述第二地线15的形状类似矩形，信号线和其他地线分别构成一个未闭合的矩形环，套在第二地线15上，第二地线15以及信号线和其他地线构成的矩形环的四个转角处分别裁剪掉一个等腰直角三角形，之后形成的第一转角17、第二转角18、第三转角19、第四转角20为一个45°等腰直角结构。