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射频微机电(Radio Frequency Micro-electromechanical Systems,RFMEMS)开关具有低功耗、高隔离度、低插入损耗等特性,基于RF MEMS开关的可重构天线能够代替传统通信系统中的多副天线,且具有体积小、重量轻等显著优势。RFMEMS开关与可重构天线关键技术一直是国际研究热点。本文面向通信微系统对高电容比RF MEMS开关与基于MEMS技术的可重构天线的迫切需求,围绕MEMS开关电容比提高与集成MEMS开关的多辐射贴片天线空间电磁辐射机理分析等难题,建立了非对称缺陷地参数分析模型,提出了高电容比MEMS开关设计方法与基于MEMS技术的方向图可重构天线设计方法,并基于该方法设计了多种高电容比MEMS开关与可重构天线,验证了模型与方法的准确性。本文主要研究成果与创新如下。第一,针对MEMS开关设计中使用的非对称共面波导缺陷地(Asymmetrical Coplanar Waveguide with Defected Ground Structure,ACPW-DGS)参数难于量化分析的难题,建立了非对称缺陷地电容等效模型,并提出了基于Schwarz保角变换与第一类椭圆积分的计算方法,得出了 ACPW-DGS的传输线等效电容与特性阻抗求解公式。第二,针对电容式开关OFF/ON电容比低与低弹性系数开关响应时间慢的难题,研究了制约MEMS开关电容比提高的因素,设计了基于MIM(Metal-Isolator-Metal,MIM)浮动电极四S型可动梁的高电容比MEMS开关以及加工方案,缓解了开关介质充电效应,提高了开关电容比。实测结果表明,设计的开关电容比从传统的100左右提高到383.8,105次驱动后未发生介质充电,响应时间<10μs。第三,深入研究了基于MEMS技术的方向图可重构天线单元的设计方法,提出了基于空间电矢量叠加法及基于有源单元方向图与信号流图法的MEMS方向图可重构天线设计方法,且基于两种理论研制了方向图可重构天线。经过测试两天线方向图分别可以在φ=90°的平面内实现主瓣方向依次为-17.2°、-0.6°、-1.5°和17.3°的可重构与-0.2°、20.5°、-20.2°和-0.2°的可重构,实测与理论结果有良好的一致性。与基于移相网络的方向图可重构天线相比,该方法在实现多角度可重构的同时有效减少了天线尺寸。最后,对基于MEMS技术的方向图可重构天线阵列做了详细研究,设计加工了 MEMS方向图可重构天线阵列,对加工工艺与测试方案进行了详细论述。