[发明专利]形状记忆聚合物介质的微同轴射频开关结构

说明书

本发明形状记忆聚合物介质的微同轴射频开关结构属于微波毫米波无源器件领域；包括：外导体、内导体、空气腔、释放孔、介质支撑桥和驱动装置；内导体包括内导体A和内导体B，均由介质支撑桥支撑，悬浮于外导体内的空气腔中；介质支撑桥包括介质支撑桥A、介质支撑桥B和介质支撑桥C，均嵌入到外导体和内导体内；介质支撑桥A仅用于支撑；介质支撑桥B和介质支撑桥C均为形状记忆聚合物或聚合物复合材料，在驱动装置刺激下，一个收缩，另一个伸展；本发明通过使用形状记忆聚合物介质，实现低功耗、体积小的射频开关；采用微同轴结构，具有良好的电学性能和稳定性；处于导通状态时，为微同轴传输线，在约300GH范围内射频信号均能保持TEM传输模式。

技术领域

本发明形状记忆聚合物介质的微同轴射频开关结构属于微波毫米波无源器件领域。

背景技术

射频开关是通信与雷达系统上的重要组件，常见的开关类型有接触式、电容式等。随着射频系统小型化发展的趋势，为了进一步提高开关性能、减少开关体积，人们采用MEMS技术设计制造新型开关以替代传统结构。MEMS开关以近乎完美的隔离性和高频低损耗特性得到广泛应用，与微带线、带状线等平面传输结构结合可以实现极高的集成度。但受限于其平面传输结构，其工作频段通常限制于30GHz一下。毫米波频段射频系统小型化急需更多新型射频开关。

微型金属同轴结构具有小体积、宽工作频带、低传输损耗、高功率容量等优势，在微波毫米波领域有广阔的应用前景，已有基于微同轴结构的滤波器、功分器、天线甚至相控阵微系统等，但该结构仍未应用于射频开关，且因其结构独特，不易实现与传统结构MEMS射频开关的集成。

发明内容

针对上述问题，本发明设计一种形状记忆聚合物介质的微同轴射频开关结构，将形状记忆聚合物技术与金属微同轴技术结合，赋予微同轴结构可重构能力，进而实现微同轴射频开关功能。

本发明的目的是这样实现的：

形状记忆聚合物介质的微同轴射频开关结构，包括：外导体、内导体、空气腔、释放孔、介质支撑桥和驱动装置；

所述内导体包括内导体A和内导体B，均由介质支撑桥支撑，悬浮于外导体内的空气腔中；

所述介质支撑桥为薄片状结构，包括介质支撑桥A、介质支撑桥B和介质支撑桥C，均嵌入到外导体和内导体内；所述介质支撑桥A为光敏聚合物材料，由光刻工艺制作，仅用于支撑；介质支撑桥B和介质支撑桥C均为形状记忆聚合物或聚合物复合材料，由D打印技术制造，在驱动装置刺激下，介质支撑桥B和介质支撑桥C一个收缩，另一个伸展。

上述形状记忆聚合物介质的微同轴射频开关结构，所述驱动装置刺激包括温度、光、电场或磁场中的至少一种。

以上形状记忆聚合物介质的微同轴射频开关结构，内导体A和内导体B随介质支撑桥状态改变而移动；在无驱动装置刺激下，内导体A和内导体B端面不接触，微同轴射频开关结构处于断开状态；在有驱动装置刺激下，内导体A和内导体B端面接触，微同轴射频开关结构处于导通状态。

有益效果：

第一、本发明将形状记忆聚合物技术与金属微同轴技术结合，赋予微同轴结构可重构能力，进而实现微同轴射频开关功能。

第二、本发明微同轴射频开关结构，在导通状态下为微同轴传输线，在约300GH范围内射频信号均能保持TEM传输模式，解决了毫米波射频开关的高频性能差的难题。

附图说明

图1为本发明形状记忆聚合物介质的微同轴射频开关结构的结构示意图；

图2为微同轴射频开关结构处于断开状态下的图1中的AA截面图；

图3为微同轴射频开关结构处于导通状态下的图1中的AA截面图。