针对单刀多掷开关(SPMT)在相控阵雷达、宽带收发器中用于切换滤波器和传输线时需要满足宽频带、高隔离度的性能需求, 设计了一种宽频带、高隔离度的MEMS单刀三掷开关(SP3T)。通过ANSYS电磁仿真软件中的HFSS模块对MEMS SP3T开关进行优化, 利用COMSOL软件对上电极的机械性能进行仿真。仿真结果表明, 所设计的MEMS SP3T开关可工作在1~90 GHz的频带内, 且插入损耗小于1 dB@90 GHz, 隔离度大于35 dB@90 GHz, 其整体体积约为075 mm3。

针对目前L波段滤波器体积大、群延时高、损耗大等问题，提出了一种L波段多层低群延时滤波器。通过选取高硅基作为衬底材料，采用多层交指结构的谐振器来降低带内群延时，减小体积。利用HFSS软件对滤波器展开建模与仿真。通过调整谐振器的参数，得到最佳设计方案。仿真结果表明，该滤波器的中心频率为1.5 GHz，带内插入损耗小于1.2 dB，带内群延时波动小于500 ps，在中心频率左右0.3 GHz处的带外抑制达到50 dB，滤波器尺寸较小，为8 mm×7 mm×1.5 mm。

目前通讯、导航等领域对单刀多掷开关有广泛的需求，而此类开关存在体积大、工作频带窄、插入损耗大、隔离度低等问题。文章设计了一种串联接触式双边多触点型RF MEMS单刀六掷开关。开关的下电极上设有三个圆形触点，远端连接有喇叭状过渡带，其上是带有带状孔的“X”形上电极，通过减小接触电阻和耦合电容来改善射频性能。经HFSS软件仿真优化，该开关工作频率可覆盖L~Ka波段，且在26.5 GHz下，插入损耗≤ 0.3 dB，隔离度≥ 37 dB，性能良好，尺寸为1.05×1.05×0.5 mm3。结果表明，设计的单刀六掷开关射频性能具有较大优势，同时满足小型化的要求，因此在L~Ka波段的导航、认知无线网络以及微波测试等领域具有较大的应用前景。

针对传统RF MEMS单刀双掷(SPDT)开关应用存在频段低、插入损耗高、隔离度低等问题，设计了一种混合型SPDT开关，通过在一条通路上设置接触式开关和电容式开关，实现了在L~E频段下的低插入损耗和高隔离度。通过设计蛇形上电极结构，降低了上电极的弹性系数，进而降低开关上电极下拉所需的驱动电压。采用HFSS仿真软件对混合型SPDT开关的射频性能参数进行了优化，并利用COMSOL对开关的蛇形上电极进行应力-位移分析。仿真结果表明，在DC~90 GHz的频段下，SPDT开关的插入损耗小于1.5 dB @90 GHz，隔离度大于52 dB @67 GHz、29 dB @90 GHz。此开关适用于无线通信系统、雷达系统和仪器测量系统等对工作频段要求高的领域内。

为了有效解决相控阵雷达/天线瞬时带宽小、孔径效应严重、功耗大等问题，将射频MEMS开关引入实时可调延时器结构中，设计了一种基于射频MEMS开关的实时可调延时器。通过MEMS双掷开关选择具有不同电长度的延时路径，在DC~20 GHz内实现了5位的射频信号延时。利用HFSS三维电磁仿真软件对延时单元的几何参数进行仿真优化，得到5个可切换延时状态的延时量，分别为64.76 ps，101.46 ps，137.97 ps，174.61 ps，210.98 ps，延时步进为36.5 ps，整体面积约为5 mm2。与其他实时可调延时器相比，该实时可调延时器具有多可控位数、大延时带宽积、高集成度等优点。

设计了一种基于D形光子晶体光纤（PCF）的新型等离激元传感器，用于检测低折射率的微小变化，并通过有限元法（FEM）对其性能进行了数值分析。与传统D形PCF不同，本文提出在D形光纤截面处刻蚀C型凹槽通道，并涂覆Au层来激发等离激元。C形凹槽通道的设计可以增强纤芯的能量泄露以及光纤芯模和等离子体模的耦合强度。在Au层上方增覆一层TiO₂介电层，可以增强对金属层的保护和提高传感器的灵敏度，将PCF表面等离谐振（PCF-SPR）传感器的工作波长范围扩展到红外区域，仿真结果得到的最大灵敏度为24236 nm/RIU。该传感器可以有效监测低折射率的微小变化，对于生物医学和有机检测及相关应用具有潜在的价值。

面向现代通信及相控阵雷达领域的需求，设计了一种移相间隔为225°的Ka波段4位开关线型射频MEMS移相器。主要对实现移相功能的四个移相单元进行了设计，采用台阶补偿技术优化移相单元上下通路分工选通，以提供最佳的阻抗匹配；采用直角转角结构，设计了可提高CPW直角性能的延迟线，并对应用该延迟线的4位开关线型移相器进行了总体设计。用HFSS进行建模仿真，结果表明，在0~40 GHz工作频段内，16个状态的插入损耗均小于2.15 dB，回波损耗均大于19.18 dB，驻波比均小于1.25，在40 GHz频点处的相移误差在1.57°以内，整体尺寸为10 mm2。

针对射频多端口器件微波测试需求，基于SOLT校准原理设计了一种工作频率在DC~12 GHz范围内、基于RF MEMS开关的四端口电子校准件。数值仿真结果表明，在短路状态下，器件的回波损耗小于015 dB；在直通状态下，器件的插入损耗小于05 dB，端口之间的隔离度大于20 dB；在开路状态下，器件的回波损耗小于03 dB，端口之间的隔离度大于25 dB；同时采用微表面加工工艺，利用磁控溅射工艺对负载电阻进行了制备，其测试结果约为50 Ω，符合设计要求。设计的基于RF MEMS开关的四端口校准件，具有射频性能好、体积小、易于集成等优点，能够满足X波段微波多端口器件在片测试的应用需求。

针对射频MEMS滤波器的带外抑制能力较差和带内群延时不平坦的问题, 设计了一种窄带宽、低插损、高选择性的L波段射频MEMS线性相位滤波器。选取高介电常数的衬底材料实现窄带传输, 采用双层交指结构的谐振器实现线性相位, 减小了电路体积。利用HFSS软件对滤波器的性能进行优化。结果表明, 该滤波器的中心频率为1.46 GHz, 带内插入损耗＜1.97 dB, 带内群延时波动＜2 ns, 在中心频率左右1 GHz处的带外抑制＞70 dB。整体电路尺寸为10 mm×7.2 mm×0.62 mm。

设计了一种方形对称型的超材料太赫兹多频吸波器，可解决吸波器高频、多频、高吸收率的问题。这种太赫兹吸波器由金属-介质-金属结构组成，底层为金属薄膜，中间层为聚碳酸酯介质基板，顶层为方形对称的金属谐振结构。采用时域有限差分法对吸波器的透反射性能进行模拟仿真，通过计算得到该吸波器在3~10 THz频率范围内有5个较为明显的谐振吸收峰，吸收峰所在频率分别为4.8 THz、6.55 THz、6.85 THz、7.65 THz及7.88 THz，这些吸收峰的吸收率分别可以达到98.56%、99%、99.64%、99%及90.39%，实现了多频高吸收率的特性，并且该吸波器对入射角不敏感，在大角度入射下依然可以保持优异的吸收特性。该款吸收器的单元尺寸为50 μm×50 μm×9.6 μm，可用于多功能、多通道、多频通信及隐身领域，起到防治电磁污染、消除电磁干扰、提高**战斗能力的作用。