射频前端系统是通讯系统和外部环境的中间桥梁，而这些前端数据的处理、存储和传输技术的地位越来越重要，高集成密度的多功能、小型化、低成本的无线电终端将是通信技术的主要发展方向。目前的通信系统中仍有大量不可或缺的片外分立元件，例如电感、可变电容、滤波器、耦合器、移相器、开关阵列等，成为限制系统尺寸进一步缩小的瓶颈，并且通讯线路的拥挤和多路信道和互相干扰和下一代的通讯都在向毫米波和亚毫米波方向发展也对射频前端提出了新的挑战。针对目前这种情况，本文把微波RF MEMS的技术运用到微波毫米波射频前端系统上，着重研究了射频前端的两种关键部件RF MEMS可重构天线和可重构滤波器。本论文的主要研究内容和取得创新成果如下：A．在分析国内外射频前端的关键部件RF MEMS天线、滤波器的研究现状的基础上，使用微波慢波理论和运用电磁仿真软件HFSS对微尺度下微机械RF MEMS天线、滤波器的电磁辐射与耦合理论的数学建模与数值仿真、参数优化等方面进行了深入系统的理论分析和实验研究，成功地制作了利用RF-MEMS开关和表面微加工工艺实现的天线频率可重构，而辐射方向图不变的微机械天线及其MEMS可重构分形低通滤波器。B．本文首次提出将RF MEMS开关用在硅基缝隙天线上实现一种工作在K_u波段共平面波导馈电的天线，其尺寸为10mm×10mm，使用开关来改变天线的辐射缝隙的长度进而使天线的谐振频率发生改变，而天线的辐射方向图不变。此种可重构天线采用了微表面加工工艺制作，改变了传统的以PCB作为天线基底制作天线的方法。天线重构前后谐振频率分别为12.7GHz和11.6GHz。C．本文运用分形理论研究实现了频率可重构而辐射方向图不变的Sierpinski、Minkowski、Single-Arm Spiral、Double-Ring四种小型的单馈硅基MEMS可重构分形天线，其尺寸均为5×5mm~2，其中Minkowski、Double-Ring可重构天线是本文首次提出。经测试，其中Single-Arm、Double-Ring的重构前后频率相距较远，Single-Arm天线重构前谐振频点在9.9GHz和30.3GHz，重构后谐振频率在5.2GHz和22.5GHz；Double-Ring天线重构前谐振频率在16.9GHz和25.8GHz，重构后谐振频率在7.3GHz和20.2GHz。测试得到Sierpinski、Minkowski增益较好，其最好增益分别为2.58dBi、2.5dBi。而Double-Ring最好增益为0.15dBi，对于Single-Arm Spiral则为-3.9dBi。通过对多个同种实验样品天线的测试，本文研究的这几种天线具有好的重复性。D．本文提出了低通滤波单元的集总参数模型，对影响滤波器各个性能的参量进行了定量的分析，运用模型中的各个元件对仿真的S参数在HFSS里进行拟合，通过调节其中影响较大的参数来优化低通滤波器的S参数，得到较好的带外衰减和带内纹波特性。这种滤波器采用慢波理论和分形理论进行设计，使得滤波器体积和损耗都变得较小。通过微表面加工工艺制作了微波MEMS可调低通小型滤波器，得到可切换的两个截止频率分别为19GHz和11GHz，经过优化后的带内平均插损从19-11GHz为1.3-1.9dB，设计的滤波器的40GHz处的带外衰减为20dB。E．本文提出了一套制作RF MEMS微波射频前端的关键部件可重构天线、分形滤波器等的技术方法和工艺路线。本文还设计了几种不同结构的尺寸较大的应用在可调滤波器上的MEMS开关。其中，较大的电容开关尺寸为520μm×150μm，多触点开关尺寸为380μm×150μm。制备过程中，采用厚胶(正胶)和聚酰亚胺作为牺牲层材料，对牺牲层的前烘、坚膜和刻蚀技术做了重点研究。本文研究了用于微波射频前端的关键部件RF MEMS可重构天线、可重构滤波器等。对于微波射频前端的构建具有积极作用，但如何最终实现基于MEMS技术的微波射频接收前端装置，仍然需要努力。