基于MEMS可调电容和电感器的可调谐天线研究

发布时间：2020-09-19 15:36

　　 本文设计了一种上极板非平面对称式双杠杆结构的MEMS可调电容器,并对其进行了详细的结构设计、力学性能分析、电学性能分析、理论推导计算、仿真分析和工艺流程设计;设计了一种顶部电感线圈悬置可动的MEMS可调电感器,并对其进行了详细的结构设计、理论计算分析和工艺流程设计。本文提出了两种新颖的采用可调电感和电容(Tunable Inductor and Capacitor,TIC)的可调谐双频天线,TIC的两级可调谐电路能够相互协调,从而实现可调谐天线在改变天线谐振频率的同时调节天线与馈线的阻抗匹配,相比不可调谐天线,极大的提高了工作带宽。面向5G移动通信,提出了一种新颖的采用TIC方法的可调谐双频倒F天线(Inverted-F Antenna,IFA),简称可调谐双频IFA-TIC天线。两个可调电容(C_1和C_2)和一个可调电感(L)的调谐范围分别为0.1 pF-1.2 pF、2.2 pF-3.5 pF、2.5 nH-4.5 nH。HFSS仿真结果表明,在|S_(11)|14 dB下,可调谐双频IFA-TIC天线的两个频率范围分别为2.695 GHz-3.855 GHz和4.35 GHz-5.227 GHz,实现了单根可调谐双频IFA-TIC天线完全覆盖中国5G移动通信的中频段。面向2G/3G/4G移动通信,提出了一种新颖的采用TIC方法的可调谐双频平面倒F天线(Planar Inverted-F Antenna,PIFA),简称可调谐双频PIFA-TIC天线。两个可调电容(C_1和C_2)和一个可调电感(L)的调谐范围分别为0.1 pF-2.0 pF、12.0pF-20.0 pF、4.6 nH-15.8 nH。在|S_(11)|14 dB下,可调谐双频PIFA-TIC天线的两个频率范围分别为700 MHz-970 MHz和1690 MHz-2710 MHz,实现了单根可调谐双频PIFA-TIC天线完全覆盖中国2G/3G/4G移动通信频段。本文所提出的可调谐天线有助于减少现有移动通信天线的数量和整体尺寸,从而减少天线对手机空间的占用,可在5G移动通信中发挥重要应用。
【学位单位】：贵州大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：TN821;TM53;TM55
【部分图文】：

(a) (b)图 1.1 LG 电子公司提出的采用 RF MEMS 开关的可调谐 PIFA 天线：(a)可调 PIFA 天线的原理图；(b)采用 RF MEMS 开关制造的可调谐 PIFA 图图 1.2 高线性度 3 位频率可调谐 PIFA 天线的结构示意图基于 MEMS 开关的可调谐天线，仍然属于“固定调谐式”的调谐方案/技术。开关调谐是一种固定式调谐技术，较简单的设计方案是预设好了多个能工作于不

贵州大学硕士学位论文比如法国 Universite de Limoges 的 Ghassen Chaabane 等人将 MEMS 开关应用到实现高线性度 3 位频率可调谐 PIFA 天线[26]，如图 1.2 所示。(a) (b)图 1.1 LG 电子公司提出的采用 RF MEMS 开关的可调谐 PIFA 天线：(a)可调 PIFA 天线的原理图；(b)采用 RF MEMS 开关制造的可调谐 PIFA 图

WiSpry公司报道的可调谐PIFA天线的三维结构模型

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 ;可调谐掺Yb~(3+)双包层光纤激光器[J];中国计量学院学报;2001年02期

2 ;LiSAF：另一个可调谐高潮[J];国外激光;1994年06期

3 ;能产生紫外可调谐输出的激光晶体[J];国外激光;1994年11期

4 邹福清;室温下运转的可调谐钴激光器[J];激光技术;1988年06期

5 尤晨华;陆祖康;范琦康;尤桂铭;;用BBO晶体获得200至218nm的紫外可调谐辐射[J];中国激光;1989年06期

6 周陈力;王维;王利侠;;手机内置天线可调谐技术[J];信息与电脑(理论版);2016年05期

7 何晓勇;刘春林;赵振宇;张浩;石旺舟;;可调谐石墨烯光电子器件（英文）[J];上海师范大学学报(自然科学版);2015年04期

8 卢中尧;;近红外可调谐的激光捧[J];激光技术;1993年01期

9 杜戈果;胡辉;闫培光;赵俊清;郭春雨;;可调谐掺铥双包层光纤激光器实验研究[J];深圳大学学报(理工版);2011年02期

10 赵永华,何慧娟,王之江;近红外可调谐种子注入光学参量振荡器[J];中国激光;1998年08期

相关会议论文 前10条

1 祝莹莹;张淳民;;一种新型非共线可调谐滤波技术研究[A];2011西部光子学学术会议论文摘要集[C];2011年

2 吕玮阁;马军山;顾佳斌;;可调谐液晶滤光片的调谐灵敏度研究[A];中国仪器仪表学会第九届青年学术会议论文集[C];2007年

3 范凤英;王立军;李钦蕾;;应用可调谐外腔半导体激光器测量锂同位素比率[A];第八届(2012年)北京核学会核应用技术学术交流会论文集[C];2012年

4 魏亚洲;朱维涛;陈山林;;用于DWDM的可调谐光学滤光器设计[A];第三届全国信息获取与处理学术会议论文集[C];2005年

5 黄建发;柳必恒;黄运锋;郭光灿;;高效波长可调谐脉冲双光源的实验制备[A];第十三届全国量子光学学术报告会论文摘要集[C];2008年

6 杨依枫;胡曼;郑也;何兵;晋云霞;周军;;可调谐纳秒脉冲光纤激光光谱合成技术研究[A];第十四届全国物理力学学术会议缩编文集[C];2016年

7 江萍;胡小永;杨宏;龚旗煌;;二维光子晶体微腔全光开关与可调谐滤波器[A];第十二届基础光学与光物理讨论会论文摘要集[C];2006年

8 杨合宁;焦明星;刘芸;邢俊红;;可调谐双波长光纤激光技术实验研究[A];2011西部光子学学术会议论文摘要集[C];2011年

9 赵首博;范剑英;孙晓明;;一种可调谐多光谱成像系统[A];2015年无人机系统与任务载荷技术及应用研讨会摘要集[C];2015年

10 邢俊红;焦明星;刘芸;;电光可调谐1064nm单频Nd:YAG激光器设计与实验研究[A];2013年（第五届）西部光子学学术会议论文集[C];2013年

相关博士学位论文 前10条

1 王晓华;层状结构材料的可调谐电磁特性及应用研究[D];南京航空航天大学;2017年

2 郭旭光;低维半导体能带计算及可调谐太赫兹源研究[D];中国科学院研究生院（上海微系统与信息技术研究所）;2006年

3 王枫;基于光纤叠栅的可调谐掺铒光纤激光器研究[D];燕山大学;2016年

4 于效宇;基于可调谐法布里—珀罗滤波器的光纤光栅解调技术研究[D];哈尔滨理工大学;2008年

5 赵坤;高峰值功率可调谐中红外激光的产生研究[D];复旦大学;2013年

6 赵晓丽;高功率脉冲磁控溅射技术及铁电可调谐微波元件的研究[D];天津大学;2015年

7 王翌;可调谐微波光子滤波器的研究[D];浙江大学;2014年

8 齐海兵;可调谐光纤法布里—珀罗滤波器的理论与实验研究[D];华中科技大学;2011年

9 杨薇;声光可调谐环形掺铒光纤激光器[D];天津大学;2010年

10 高一晓;非线性可调谐表面等离激元器件的研究[D];北京交通大学;2017年

相关硕士学位论文 前10条

1 李董;基于表面等离激元的液晶可调谐滤波器研究[D];天津理工大学;2019年

2 叶敏杰;基于MEMS可调电容和电感器的可调谐天线研究[D];贵州大学;2019年

3 张臣;10G可调谐SFP PLUS光通信模块的设计与实现[D];武汉邮电科学研究院;2015年

4 许琰;可调谐窄线宽光纤激光器研究[D];哈尔滨工业大学;2010年

5 王东;宽谱可调谐掺铒光纤激光器[D];华中科技大学;2005年

6 孔勇;可调谐式液晶延迟器的研究[D];曲阜师范大学;2001年

7 郭巍;声光可调谐掺铒光纤激光器的研究[D];天津大学;2006年

8 李涛;基于波长可调谐的主动高光谱成像技术研究[D];中国科学院研究生院（上海技术物理研究所）;2014年

9 张大宇;平面可调谐天线的仿真设计研究[D];电子科技大学;2006年

10 洪宝玉;声光可调谐掺铒光纤激光器的研究[D];天津大学;2004年

本文编号：2822692