Необходимость в снижении размеров и веса СВЧ-устройств, расширении их динамического диапазона частот, уменьшение потребляемой мощности и стоимости, наращивание их интеграции и функциональных возможностей при росте рабочих частот требует от разработчиков максимального использования опыта и технологических приемов создания интегральных схем (ИС) на подложках Si, GaAs и GaN.
Одной из проблем, возникающей при разработке СВЧ-устройств, является создание переключателей сигналов. Наиболее распространены СВЧ-переключатели двух типов:
• электромеханические;
• электронные (на дискретных приборах).
Необходима разработка и создание СВЧ-переключателей, объединяющих лучшие характеристики обоих вышеупомянутых типов. Это возможность коммутации высоких мощностей, присущих электромеханическим переключателям, и высокое быстродействие при низком собственном энергопотреблении в сочетании с малыми габаритами, присущее твердотельным переключателям на дискретных электронных приборах.
При интеграции активных элементов с пассивным переключателем на одной подложке или в одном корпусе, будет решена проблема снижения потерь на межкомпонентных соединениях.
Для переключения СВЧ-сигналов наиболее перспективными являются переключатели на основе микроэлектромеханических систем (МЭМС), поскольку они удовлетворяют актуальным требованиям, позволяя:
• получать переключатели СВЧ-сигналов с нулевым энергопотреблением в состоянии покоя;
• снизить размеры и вес СВЧ-устройств;
• снизить энергопотребление СВЧ-устройств (мощность, необходимая на переключение коммутатора, порядка 1 нВт);
• значительно уменьшают время переключения по сравнению с механическими СВЧпереключателями.
Из всего многообразия типов СВЧ МЭМСпереключателей наиболее распространенным является электростатический тип. Это обусловлено тем, что для его создания можно использовать технологию изготовления интегральных схем.
Кроме того, МЭМС-переключатели электростатического типа обладают меньшими размерами, более высоким быстродействием и потребляемой мощностью, близкой к нулю, по сравнению с термомеханическими, электромагнитными, пьезоэлектрическими МЭМС-переключателями [b].