2 Ka 波段下90°分布式MEMS 移相器的优化设计
设计指标：通带34－38GHz，带内衰减小于0.5dB，起伏小于0.4dB，S(21)的相移在85°到95°之间。反射损耗在36GHz 频率上小于-20dB。
通过在共面波导信号线上贴敷低介电常数的薄层绝缘介质，使得MEMS金属桥与共面波导信号线在“关”态下形成MIM电容的方法，实现了提高“关”“开”两种状态下的电容比，从而提高了单位长度上的相移量。同时,该结构也避免了因为单个桥下落到信号线上造
成短路而使移相器失效的问题【5】。

从小型化等效电路出发，该移相器工作在移相时的仿真原理图如图3所示：

图4-6是使用ADS计算得出的仿真结果。


由以上三个图可以看出移相器的损耗在-1dB以内,在中心频率36GHz的反射系数小于-20dB,插入损耗大于-0.042dB,中心频率时相移为90°，相移精度±5° 以内。而且这种分布式MEMS移相器仍然可以在较宽的频带内获得良好的线性度.。
优化得出W＝19 μm,L=134 μm，C=25 fF 。
下面通过ADS 优化得出电容的尺寸。通过来设定优化目标函数。我们都知道这个公式：

由此算得出 的值。得到了这个值便可以优化出了电容几何尺寸的最佳值了。
由ADS计算得出电容几何尺寸为：
W= 0.18mm,L= 1.63mm (7)
3 结语
分布式MEMS移相器的发展是越来越快了，在传统的分布式MEMS移相器结构的基础上,使用在共面波导信号线和MEMS金属桥之间贴敷低介电常数绝缘介质的方法,实现了两种工作状态下的高电容比,从而提高了单位长度的相移量。本文中我着重从小型化等效电路出发，分析了最简单的一种设计方法，没有考虑金属的等效阻抗的一种理想的电路模型。通过计算机仿真，移相器的反射损耗在通带4GHz内小于-20dB，插入损耗大于-0.044dB，为了达到90°的相移量，只需3个MEMS金属桥即可。这大大缩小了移相器的总体尺寸,提高了工作的可靠
性。