其中，h為微帶線基底厚度，g為兩段微帶線的間隙寬度。

　　對于MEMS開關，其“斷”狀態時的隔離度是最重要的微波參數之一，它可以用MEMS開關的散射矩陣參量S21來表征，而開關的回波損耗則可以用S11來表征。利用圖2所示的等效電路，可導出這個雙口網絡的散射矩陣，從而可得到MEMS開關的微波性能參數。?

3、結果與討論

　　利用上述模型，分別模擬了不同尺寸的串聯MEMS開關“斷”狀態時的性能，并與有限元仿真軟件HFSS的仿真結果進行比較。

　　在圖1中，該開關由一個金屬懸臂梁和兩段微帶線構成。當懸臂梁與下拉電極間存在電壓時，懸臂梁將受靜電吸引力作用而向下彎曲，使懸臂梁末端與微帶線接觸，從而使信號導通，此時開關處于“通”的狀態（圖1（b）），當撤去外加電壓后，懸臂梁將恢復到初始狀態，從而使懸臂梁末端與微帶線脫離接觸，電路斷開，此時開關處于“斷”的狀態（圖1（a））。在“通”狀態下，開關的插損主要由金屬懸臂梁的電阻及接觸電阻決定，而在“斷”狀態下，開關的隔離度主要由金屬懸臂梁與微帶線間的電容決定。從圖1可以發現，開關可等效為一個微帶間隙并聯一個懸臂梁結構，由此可建立開關處于“斷”狀態和“通”狀態時的等效電路，如圖2所示。?

　　圖2中，電容C1為懸臂梁末端與微帶線間的電容。C2是跨過兩段微帶線間隔的間隙電容，C3是微帶線末端的邊緣接地電容。Zs是微帶線的特性阻抗，Ron是“通”狀態時懸臂梁末端與微帶線的接觸電阻。

　　在忽略邊緣電容的情況下，C1可很容易由下式導出：

　　
　　其中，ε0為真空介電常數。W為微帶線寬度，L為懸臂梁末端與微帶線的重疊長度，d為懸臂梁末端與微帶線間的距離。

　　間隙電容C2和接地電容C3為〔9〕：

　　從圖3可以看出，本文所建模型的模擬結果與有限元方法所計算的結果符合得很好，圖3（a）中S11兩者結果最大差別小于0.03dB，S21最大差別小于0.3dB，圖3（b）中S11兩者結果最大差別小于0.02dB，S21最大差別小于0.5dB，說明本文所建立的模型能很好地模擬開關的微波性能。從等效電路圖也可以看出，由于本文所建模型忽略了如電阻、電感等因素，從而使模型計算結果與有限元仿真結果有一定的差別。同時，（2）式中間隙電容和接地電容的計算誤差為7%〔9〕，這也導致模型模擬結果與有限元方法仿真結果有所差別。

　　利用圖2的等效電路圖，可以得到MEMS開關的微波性能隨懸臂梁與微帶線距離d、隨微帶線間隙g的變化規律，如圖4，5所示。

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　　從圖4可見，隨著懸臂梁與微帶線距離d從1μm增加到10μm，MEMS開關的|S21|參量