RF MEMS开关是微波信号变换的关键器件之一,与传统的FET场效应管和PIN二极管开关相比,具有低插入损耗和能量损耗、高隔离度以及能够与现有的微波毫米波电路进行单片集成等优点,越来越受到人们的关注。目前RF MEMS开关存在驱动电压高等方面不足,国内外正致力于研究降低开关驱动电压的方法。本文应用有限元分析软件Intellisuite和CST设计三种RF MEMS电容开关结构,并对其静态力学性能和微波特性进行了研究。本文设计了铰链支撑结构及多驱动电极结构电容开关,驱动电压分别为8V和7V,与普通电容开关驱动电压14V相比明显降低。仿真结果表明,多驱动电极和铰链支撑结构可有效降低开关驱动电压,多驱动电极结构具有强度高、可靠性好及抗震动性好等方面优势。仿真结果表明,膜桥材料和尺寸对铰链支撑结构RF MEMS电容开关驱动电压有显著影响,相同尺寸Au膜开关的驱动电压比Al膜的驱动电压高;在Al膜桥结构中,宽度相同时,长度增加,开关驱动电压减小。本文选择杨氏模量较小的Al膜作为上电极材料,结构优化参数为长280μm,宽160μm。本文设计的串联结构RF MEMS电容开关,可降低插入损耗,提高隔离度。在9GHz~16GHz频率范围内,隔离度大于20dB,在谐振频率15GHz处隔离度最大,达到35dB;在0GHz~15GHz频率范围内,插入损耗小于1dB,具有良好微波特性。本文所设计的三种RF MEMS电容开关结构合理,可显著降低驱动电压和插入损耗,提高隔离度,研究成果为新型RF MEMS电容开关设计提供了理论依据。