克服RF MEMS开关发展挑战

RF MEMS开关有广泛的应用应用，包括可调谐滤波器，天线，触觉无线电和RF ID [1]。为什么开发这些设备很困难？

RF MEMS开关设计挑战

在设计RF MEMS开关时需要克服几个挑战。机械地，该装置需要以高度可靠的方式承受数十亿的致动周期，打开和关闭致动器。通常采用接触块以避免电极之间的直接接触。了解设备的动态非线性行为也是至关重要的。在设备设计期间需要优化中拉，升降和频率滞后，以满足最终产品规格。此外，RF MEMS开关的瞬态行为对设备尺寸和过程可变性非常敏感，使这些参数对性能和产量至关重要。RF MEMS开关还经常依赖于复合复合材料，例如堆叠金属和电介质，其表现出制造诱导的残余应力和应力梯度。这些因素中的每一个都对实现最终设备性能和维护设计规范具有大量影响。

RF MEMS开关的动态行为必须被理解为不仅设计最佳开关，而且还可以在设计周围设计系统。整体系统包括MEMS芯片，控制电子设备和集成电路，RF分量和包装。优化整体系统是成功的关键，需要一个现实（而不是理想主义）的设备和系统模型。

解决RF MEMS开关设计挑战的解决方案

科因登斯的MEMS +^®是解决这些挑战的变革解决方案。三个变革能力MEMS +帮助克服RF MEMS开关设计的挑战。

转型1号是能力捕获瞬态切换行为。MEMS +启用预测的高保真模型详细的耦合物理性能，包括由接触机械和滞后引起的非线性行为（见图1）。这提供了对引入和剥离行为的深入了解，以及对开关将如何运行的预测性的，了解的理解。

转型号2是个探索设计 - 技术空间。紧凑型号创建MEMS +从天到几分钟减少模拟时间。这些快速的模拟时间可以广泛探索设计空间和设备可制造性。可以在实验设计中快速研究几何，过程和材料值的变化，提高了设计者对设备设计（几何）和技术（过程，材料）之间的权衡的理解。由设计过程相互作用引起的可靠性故障可以在早期阶段发现，加速产量优化过程（见图2）。

转型3号是准确模拟s的能力Ystem-Level行为。MEMS +模型快速准确地产生仿真结果，在系统级仿真期间需要。3D多物理MEMS +型号可以直接进入系统级建模工具和电路模拟器，使RF MEMS开关的快速协同设计与周围电路和系统。这些现实的MEMS +设备模型可用于优化完整的产品或系统。例如，设计者可以探索控制电路内的致动电极处的最佳电压调制。理想化的，简化的MEMS系统设计中使用的MEMS行为模型可能会冒险欠税或甚至完全失败。和MEMS +，模拟结果匹配测量值（参见图3）。

参考：

1. //www.wnathanlee.com/blog/rf-mems-switches-understanding-their-operation-addantages-and-future/
2. 用于分析MEMS开关中的中拉和释放的新模拟与实验方法，M.Kamon，S. Maity，D. Dereus，Z. Zhang，S. Cunningham，S.Kim，J. Mckillop，A. Morris，G。Lorenz，L. Daniel，IEEE传感器2013，巴塞罗那，西班牙，2013年6月16日至20日
3. 可调性RF MEMS产品的动态特征，Dana Dereus，Shawn Cunninghbob娱乐官网入口am，Saravana Natarajan，艺术Morris，Jeff Hilbert，IEEE MEMS 2014，旧金山，美国，2014年1月26日至30日
4. 电容性RF MEMS开关的线性和RF功率处理，David Molinero，Samira Aghaei，Arthur S. Morris，Shawn Cunningham，IEEE交易，微波理论和技术，Vol。67，2019年12月12日