TWI545834B

TWI545834B - 耦合器系統

Info

Publication number: TWI545834B
Application number: TW102135201A
Authority: TW
Inventors: 約翰Ｅ羅傑斯
Original assignee: 賀利實公司
Priority date: 2013-09-27
Filing date: 2013-09-27
Publication date: 2016-08-11
Also published as: TW201513452A

Description

耦合器系統

本發明係關於用於將一輸入信號分割或分裂為多個輸出或將多個輸入信號組合為一單一輸出之方向性耦合器。

方向性耦合器普遍用於各種電信相關應用(諸如功率分割及組合、將輸送信號組合至天線及組合來自天線之輸送信號、天線波束形成、相移等等)中。商業上可購得之方向性耦合器通常分類為基於波導或基於薄膜者兩類。典型基於波導耦合器具有相對高功率處理能力，但有一相對大尺寸佔據面積。典型基於薄膜耦合器具有一相對小尺寸佔據面積，但有相對低功率處理能力。

方向性耦合器之頻率響應通常係固定者，例如，會發生最大功率傳送之頻率(或頻帶)不可變。因此，不可能為多種操作狀況最優化或調諧此一耦合器之表現。

可利用循序建立方法形成三維微結構。例如，美國專利第7,012,489號及第7,898,356號描述用於製造同軸波導微結構之方法。該等方法為傳統薄膜技術提供一替代，但在設計上對於諸如微型化開關之各種器件之有利實施之有效利用亦形成新的挑戰。

耦合器系統之實施例包含包括一電導體及一調諧元件之一耦合器。該調諧元件具有與該耦合器之電導體電接觸且具有一第一末端面之一導電第一部分及具有一第二末端面之一導電第二部分。該調諧元件亦包含安置於第一末端面或第二末端面上，且藉由一間隙與第一末端面及第二末端面之另一者間隔開之一介電元件。該第二部分經組態以相對於該第一部分移動，使得間隙可變。

根據本文所揭示及主張之發明概念之進一步態樣，系統之實施例包含包括一導電殼及一電導體之一耦合器。該電導體在該殼內懸置於複數個介電突柄上且與殼間隔開。該耦合器系統亦包含經組態以改變該耦合器之頻率響應之一電容元件。

根據本文所揭示及主張之發明概念之進一步態樣，系統之實施例包含具有形成一信號路徑之一電導體之一耦合器，一電容元件經組態將一電抗引入該信號路徑及一致動器元件經操作以改變該電容元件之一電容。

10‧‧‧耦合器系統/可調諧耦合器系統/開關

12‧‧‧方向性耦合器/耦合器/混合式耦合器

14a‧‧‧調諧元件/第一調諧元件

14b‧‧‧調諧元件/第二調諧元件

16a‧‧‧致動器/第一致動器

16b‧‧‧致動器/第二致動器

18‧‧‧基板

20‧‧‧接地殻

22‧‧‧電導體

24‧‧‧通道

26‧‧‧接地平面

30‧‧‧輸入部分/通道

32‧‧‧中間部分

34‧‧‧輸出部分

40‧‧‧第一支腳/輸入部分之第一支腳

42‧‧‧第二支腳/輸入部分之第二支腳

46‧‧‧第一支腳

48‧‧‧第二支腳

49a‧‧‧第一凸伸部

49b‧‧‧第二凸伸部

50‧‧‧薄膜介電元件/介電元件

51‧‧‧第三支腳

52‧‧‧第四支腳

56‧‧‧第一支腳

58‧‧‧第二支腳

60‧‧‧電絕緣突柄/突柄

102‧‧‧片梭/接地片梭

103‧‧‧長形本體/本體

104‧‧‧指狀物/片梭之指狀物

105‧‧‧控制部分

106a‧‧‧第一引線

106b‧‧‧第二引線

110a‧‧‧第一底座

110b‧‧‧第二底座

110c‧‧‧第三底座

116‧‧‧可移動部分

117‧‧‧可移動部分之末端面

119‧‧‧介電元件

120‧‧‧柱

122‧‧‧基座

123‧‧‧梁部分

130‧‧‧桿/支腳

132‧‧‧頂部分

134a‧‧‧第一半

134b‧‧‧第二半

138‧‧‧指狀物/第一半及第二半之指狀物

將參考下列圖式描述實施例，其中全體圖式之通例為類似數字代表類似物項，且其中：圖1係耦合器系統之一俯視透視圖，描繪處於一第一或未撓曲位置之片梭，且其中為繪示目的已移除系統之一頂層；圖2係圖1中標示「A」區域之一俯視透視圖，其中為繪示目的已移除系統之頂層；圖3係圖1至圖2中所展示之耦合器之一電導體之一俯視圖；圖4係圖1中標示「D」區域之一放大圖，其中為繪示目的已移除耦合器之頂層；圖5係圖1中標示「B」區域之一放大圖，其中為繪示目的已移除耦合器之頂層及第一致動器之一頂層，且描繪處於其各自第一或未撓曲位置之系統之片梭之一者及調諧元件之一者之一可移動部分；圖6A係圖5中標示「E」區域之一放大圖，描繪處於其各自未撓曲位置之片梭及調諧元件之可移動部分；圖6B係圖5中標示「E」區域之一放大圖，描繪處於其各自第二或撓曲位置之片梭及調諧元件之可移動部分；圖7係圖1中標示「C」區域之一俯視放大圖，描繪處於其未撓曲位置之片梭之一者；圖8係圖1中標示「C」區域之一俯視放大圖，描繪處於其撓曲位置之片梭之一者；圖9係圖1至圖8中所展示之系統之一替代實施例之一視圖，描繪對應圖1中標示「C」區域之一區域，且描繪處於未撓曲位置之片梭之一者；及圖10係圖9中之替代實施例之另一視圖，自圖5之透視取得且描繪處於其各自未撓曲位置之片梭及調諧元件之可移動部分。

參考隨附圖式描述本發明。圖式未按比例繪製且其提供僅為繪示本發明。參考用於繪示之實例應用，下文描述本發明之若干態樣。應瞭解闡述數種特定細節、關係及方法以提供本發明之一完全理解。然而，具有一般相關技術者將很容易意識到本發明可在不包含一或多個特定細節下或以其他方法實踐。在其他例項中，未詳細展示熟知結構或操作以避免使本發明難以理解。本發明不應被動作或事件之繪示順序限定，因一些動作可以不同順序及/或與其他動作或時間同時發生。此外，實施本發明之一方法論並非需要所有繪示動作或事件。

圖1至圖8描繪一可調諧耦合器系統10。耦合器系統10包括一90°混合式耦合器12、一第一調諧元件14a及一第二調諧元件14b及各與調諧元件14a、14b之各自一者相關聯之一第一致動器16a及一第二致動器16b。

耦合器12經組態以將一輸入信號分裂為功率相等且相位相差90°之兩個輸出信號。耦合器12亦可將兩個輸入信號組合為一單一輸出。儘管本文將耦合器12描述為起一信號分裂器作用，同樣地可將本文所揭示及主張之發明概念應用至耦合器12起一組合器功能之耦合系統中。此外，系統10之替代實施例可包含其他類型耦合器，諸如混合式環狀耦合器。

如下文所討論，調諧元件14a、14b係允許耦合器12之頻率響應變化之電容器件。此特徵允許耦合器12之響應可調諧至一給定操作狀況下之一特定頻率或頻率範圍。第一致動器16a及第二致動器16b產生致動各自第一調諧元件14a及第二調諧元件14b之機械力。

耦合器系統10具有約0.5mm之一最大高度(「z」維度)、約5.6mm之一最大寬度(「y」維度)及約6.9mm之一最大長度(「x」維度)。將耦合器系統10描述為具有此等特定維度僅為例示目的。根據一特定應用之需求，包含尺寸、重量及電源(SWaP)需求，耦合器系統10之替代實施例可按比例放大或縮小。

如圖1中所展示，耦合器系統10進一步包括一基板18。基板18由高電阻率硝酸鋁(AIN)形成。在替代實施例中，基板18亦可由其他介電材料，諸如矽(Si)、玻璃、矽鍺(SiGe)或砷化鎵(GaAs)形成。基板18可具有約0.5mm之一厚度，即「z」維度。

耦合器12包括安置於基板18上之一接地殻20及一電導體22。如圖2及圖4中所繪示，電導體22由形成於接地殻20中之一連串通道24所容納。

接地殻20由五層諸如銅(Cu)之導電材料形成。各層可具有，例如，約50μm之一厚度。導電材料之層數取決於應用，且可隨著諸如設計之複雜性、其他器件與系統10之混合或單一整合、耦合器12之整體高度(「z」維度)、各層之厚度等等因數而變化。

如圖1及圖4中所展示，導電材料之第一層直接安置於基板18上。如圖2中所繪示，第一層之一部分形成接地殻20之底部且定義通道24之各者之底部。第一層之其他部分形成第一致動器16a及第二致動器16b之各自之部分。形成接地殻20及第一致動器16a及第二致動器16b之部分之第一層之部分與接地或與一參考電壓源(未展示)電連接，且共同起一接地平面26之作用。

接地殻之側由導電材料之第二層、第三層及第四層形成。第五層導電材料形成接地殻20之頂部。

電導體22由導電材料之第三層之一部分形成，且具有如圖4中所繪示之一實質上矩形截面。如圖3中可見，電導體22具有一輸入部分30、一中間部分32及一輸出部分34。

電導體22之輸入部分30包含一第一支腳40及一實質上相同之第二支腳42。第一支腳40及第二支腳42實質上平行，且實質上在信號傳播方向，即，在「x」方向上延伸。第一支腳40及第二支腳42各具有一寬度，或「y」維度，其經選擇使得第一支腳40及第二支腳42之各者之特性阻抗(Z_o)與一所要值，即，50歐姆，在一參考頻率上匹配。

中間部分32包含一第一支腳46及一實質上相同之第二支腳48。第一支腳46與輸入部分30之第一支腳40毗連，且第二支腳48與輸入部分30之第二支腳42毗連。第一支腳46及第二支腳48實質上平行，且實質上在「x」方向上延伸。第一支腳46及第二支腳48各具有藉由圖3中參考字元「d₁」指示之一長度。距離d₁約等於具有一參考頻率f₀之一信號之波長之四分之一。如下文所討論，參考頻率f₀可為，例如，大約耦合器12可調諧之所要中心頻率。第一支腳46及第二支腳48各具有大於輸入部分30之第一支腳40及第二支腳42之各別寬度之一寬度，或「y」維度，使得第一支腳46及第二支腳48之各者之阻抗在參考頻率f₀處約等於Z_o/2。

如圖3及圖5至圖6B中所展示，第一凸伸部49a及第二凸伸部49b形成在中間部分32之第二支腳48上。第一凸伸部49a經定位接近第二支腳48之一第一末端。第二凸伸部49b接近第二支腳48之一第二末端定位。第一凸伸部49a及第二凸伸部49b形成第一調諧元件14a及第二調諧元件14b之各者之部分。

如圖3及圖5至圖6B中所繪示，第一調諧元件14a及第二調諧元件14b之各者進一步包括一薄膜介電元件50。介電元件50藉由一合適手段，諸如黏合劑，固定於第一凸伸部49a及第二凸伸部49b之各自末端面。各介電元件50可具有，例如，20um，之一厚度。如下文所討論，介電元件50可由，例如，聚乙烯、聚酯、聚碳酸酯、醋酸纖維素、聚丙烯、聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯、聚苯乙烯、聚醯胺、聚醯亞胺、苯併環丁烯、SU8等等形成，假使該材料不會被在系統10之製造期間用於溶解犧牲抗蝕劑之溶劑腐蝕。

如圖2及圖3中所展示，中間部分32亦包含一第三支腳51及一實質上相同之第四支腳52。第三支腳51及第四支腳52實質上平行，且實質上在一橫向或垂直於「x」方向之「y」方向上各自延伸。第三支腳51之相對末端毗連各自第一支腳46及第二支腳48，處於接近第一支腳46及第二支腳48之各者之一第一末端之位置。第四支腳52之相對末端毗連各自第一支腳46及第二支腳48，處於接近第一支腳46及第二支腳48之各者之一第二末端之位置。

如圖3中所展示，第三支腳51及第四支腳52之各者之長度約等於距離「d₁」。第三支腳51及第四支腳52之寬度，或「x」維度經選擇使得第三支腳51及第四支腳52之阻抗在參考頻率f₀處約等於Z_o。

如圖2及圖3中可見，輸出部分34包含一第一支腳56及一第二支腳58。第一支腳56及第二支腳58實質上與輸入部分30之第一支腳40及第二支腳42相同。第一支腳56毗連中間部分32之第一支腳46，且第二支腳58毗連中間部分32之第二支腳48。第一支腳56與第二支腳58實質上平行，且實質上在「x」方向上延伸。第一支腳56與第二支腳58藉由約等於距離「d₁」之一距離間隔開。

如圖4中所繪示，電導體22藉由複數個電絕緣突柄60懸置於通道24內。突柄60由一介電材料形成。如下文所討論，例如，突柄60可由聚乙烯、聚酯、聚碳酸酯、醋酸纖維素、聚丙烯、聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯、聚苯乙烯、聚醯胺、聚醯亞胺、苯併環丁烯、SU8等等形成，假使該材料不會被在系統10之製造期間用於溶解犧牲抗蝕劑之溶劑腐蝕。

突柄60可各具有，例如，約15μm之一厚度。如圖4中可見，各突柄60橫跨通道30之寬度，即，y方向。各突柄60之末端夾在導電材料之第二層與第三層之間。

如圖4中所展示，通道24之各自寬度(例如，「x」或「y」維度)及高度(例如，「z」維度)經選擇使得電導體22藉由一氣隙由接地殻20之內表面包圍且與接地殻20之內表面間隔開。該氣隙充當將電導體22與接地殻20電隔離之一介電質。該類型傳送線組態通常稱為一「直同軸電纜」組態，或稱為微同軸電纜。

因為耦合器12經組態成一90°混合型耦合器，施加至輸入部分30之第一支腳40(或，替代地，第二支腳42)之一信號之功率在輸出部分34之第一支腳56與第二支腳58之間均勻分裂，且在輸出部分34之第一支腳56及第二支腳58中之信號係90°異相。又，輸入部分30之第二支腳42(或，替代地，第一支腳40)與輸入信號隔離。

第一致動器16a與第二致動器16b實質上相同。除非另有指示，下列第一致動器16a之描述同樣適用於第二致動器16b。

如圖1及圖8中可見，第一致動器16a包含一片梭102、一控制部分105、一第一引線106a、一第二引線106b及接地平面26之一部分。第一致動器16a亦包含一第一底座110a、一第二底座110b及一第三底座110c。片梭102經組態在如圖1、圖5、圖6A及圖7中所展示在一第一未撓曲位置與如圖6B及圖8中所展示之一第二或撓曲位置之間，在「y」方向移動。

片梭102形成為導電材料之第三層之部分。如圖1、圖7及圖8中所展示，片梭102具有實質上在「y」方向延伸之一長形本體103。片梭102亦包含呈如圖7及圖8中所繪示實質上在「x」方向延伸之指狀物104之形式之六個凸伸部。指狀物104中之三者毗連本體103之一第一側，且另外三個指狀物104毗連本體103之另一側。

如圖5至圖6B中所描繪，第一調諧元件14a進一步包括與片梭102之本體103之一末端毗連之一可移動部分116。可移動部分116之一末端面117面對介電元件50，且藉由一間隙119與介電元件50間隔開。為繪示之明確起見，在圖式中放大間隙119之量值。末端面117具有與介電元件50之該等暴露主要表面實質上匹配之一尺寸及形狀。如下文所討論，片梭102係可移動的，以便改變間隙119。儘管本文所描述之介電元件50係安裝於凸伸部49a之末端面，在替代實施例中介電元件50可安裝於可移動部分116之末端面117上。

如圖5至圖6B中所展示，第一調諧元件14a亦包含自接地平面26向上延伸之兩個柱120。柱120形成為導電材料之第二層及第四層之部分。因此，柱120對可移動部分116在「x」、「y」、「z」方向上造成一限制效應。系統10之替代實施例可經建構不包含柱120。

如圖1、圖5、圖7及圖8中所繪示，片梭102自第一底座110a、第二底座110b及第三底座110c懸置。第一底座110a包含與接地平面26毗連之一基座122，及與基座122毗連之一梁部分123。基座122形成為導電材料之第二層及第三層之部分。梁部分123形成為導電材料之第三層之部分。如圖1及圖7中所描繪，片梭102之本體103之一末端毗連第一底座110a之梁部分123。

應注意梁部分123之組態取決於應用，且可隨著諸如可用於容納梁部分123之空間量、梁部分123之需要或期望彈簧常數等等之因數而變化。因此，梁部分123之組態並不限於圖式中所描繪。

第二底座110b及第三底座110c實質上與第一底座110a相同，下列除外。如圖1及圖5中所繪示，第二底座110b及第三底座110c各包含具有毗連梁部分123之一第一末端之一桿130。桿130之各自第二末端毗連片梭102之本體103之相對側，接近本體103之一第二末端。定向第二底座110b及第三底座110c使得其各自定向角度約90°偏離第一底座110a之定向角度。第二底座110b及第三底座110c之各自梁部分120因而實質上在「y」方向延伸。

如在圖9及圖10中所描繪，替代實施例可經建構不包含第二底座110b及第三底座110c。在圖9及圖10之實施例中，由柱120提供第一調諧元件14a之可移動部分116之實質上所有垂直(z方向)支撐。

如圖1、圖7及圖8中所描繪，第一致動器16a之控制部分105包含兩個支腳130及一毗連頂部分132。支腳130形成為導電材料之第一層及第二層之部分。頂部分132形成為導電材料之第三層之部分。支腳130安置於基板18上，如圖1及圖7中所展示在接地平面26之相對側上。因此控制部分105跨越接地平面26，且不與接地平面26機械接觸或電接觸。

如圖1、圖7及圖8中所描繪，控制部分105之頂部分132包含一第一半134a及一第二半134b。第一半134a與支腳130中之一者關聯，且第二半134b與另一支腳130關聯。第一半134a及第二半134b定位於片梭102之本體103之相對側上。第一半134a及第二半134b各包含以實質上在「x」方向上延伸之指狀物138之形式之三個凸伸部。指狀物138之最佳數量取決於應用，且可隨著諸如將片梭102移動至其第二或撓曲位置所需之力之量之因數變化。

片梭102及控制部分105之第一半134a及第二半134b經組態使得第一半134a及第二半134b之指狀物138及片梭102之指狀物104交錯或互相交叉，即，如圖1、圖7及圖8中所繪示，指狀物138及104沿著「y」方向以一交替方式配置。此外，指狀物104之各者接近指狀物138之一關聯者定位，且當片梭102在其第一未撓曲位置時，藉由，例如，約50μm之一間隙將其與關聯指狀物138分離。

如圖1及圖7中所展示，第一致動器16a之第一引線106a及第二引線106b安置於基板18上，且形成為導電材料之第一層之部分。第一引線106a毗連與控制部分105之頂部分132之第一半134a關聯之支腳130。第二引線106b毗連與頂部分132之第二半134b關聯之支腳130。第一引線106a及第二引線106b可電連接至一電壓源，諸如一120伏直流(DC)電壓源(未展示)。因為頂部分132之第一半134a及第二半134b與其關聯支腳130接觸，第一引線106a及第二引線106b之充電導致第一半134a及第二半136b，包含指狀物138之充電。

第一致動器16a經組態以造成其片梭102之移動。特定言之，歸因於控制部分105之片梭102與頂部分132之間之所得靜電吸引使第一引線106a及第二引線106b受制於一電壓造成片梭102自其第一位置移動向其第二位置，說明如下。如上文所討論，片梭102毗連第一底座110a、第二底座110b及第三底座110c之梁部分123，使得片梭102懸置於底座110a、110b、110c。如圖1、圖5及圖7中所描繪，當片梭102在其第一位置時，梁部分123在其中立或未撓曲位置。此外，經由第一底座110a、第二底座110b及第三底座110c將片梭102電連接至接地平面26。片梭102，包含其指狀物104，因此一直保持在一接地或零電位狀態。

如上文所討論，使第一致動器16a之第一引線106a及第二引線 106b受制於一電壓電位導致指狀物138之充電。經充電指狀物138充當電極，例如，歸因於指狀物138受制之電壓電位，在各指狀物138之周圍形成一電場。經充電指狀物138之各者足夠靠近其在接地片梭102上之關聯指狀物104定位，以便使關聯指狀物104受制於由指狀物138周圍之電場產生之靜電力。靜電力將指狀物104吸引至其對應指狀物138。

在六個指狀物104上作用之淨靜電力在+y方向向其第二或撓曲位置推動片梭102。第一底座110a、第二底座110b及第三底座110c(其在指狀物138充電之前在其中立或未撓曲狀態)之梁部分123經組態回應於作用於片梭102上之淨力撓曲，藉此允許懸置片梭102在+y方向移動朝向或至其第二位置。圖8中描繪在撓曲狀況中之第一底座110a之梁部分。柱120亦撓曲以允許片梭102之所提及移動。

當第一致動器16a保持受制於一電壓電位時，片梭102將保持在一部分或全部撓曲狀況中。當減小或消除該電壓電位時，梁部分123及柱120之彈性將引起片梭102返回朝向或至其第一或未撓曲位置。

梁部分123之撓曲量與施加至第一致動器16a之電壓之間之關係取決於梁部分123之剛度，其繼而取決於包含梁部分123之形狀、長度及厚度及性質(例如，形成梁部分123之材料之楊氏模數)之因數。可按需要給依一特定應用定製此等因數以便最小化需要致動電壓，同時為梁部分123提供用於特定應用之足夠力量、承受衝擊與振動之預期位準之足夠剛度及當移除第一致動器部分16a之電壓電位時有利於片梭102返回至其第一位置之足夠彈性。

在替代實施例中可以不同於上文所描述之一方式組態第一致動器16a及第二致動器16b。例如，可替代使用合適之梳、板或其他類型靜電致動器。此外，可替代使用不同於靜電致動器之致動器，諸如熱致動器、磁致動器及壓電致動器。在其他替代實施例中，一單一致動器可連接至且可致動調諧元件14a、14b二者。

第一致動器調諧元件14a及第二致動器調諧元件14b實質上相同。除非另有指示，以下第一調諧元件14a之功能特徵之描述同樣適用於第二調諧元件14b。

如上文所討論，第一調諧元件14a之可移動部分116安置於片梭102之本體103之一末端。片梭102在「y」方向之移動因此導致可移動部分116一對應移動。特定言之，可移動部分116在「y」方向上，在如圖6A中所描繪之對應於片梭102之第一位置之一第一或未撓曲位置與在如圖6B中所描繪之對應於片梭102之第二位置之一第二或撓曲位置之間係可移動的。如從圖6A及圖6B中可見，可移動部分116自其第一位置至其第二位置之移動引起在介電元件50與可移動部分116之末端面117之間之間隙119之量值之增加。間隙119之量值之改變改變了耦合器12之頻率響應，於下文說明。

如上文所討論，第一調諧元件14a包括凸伸部49a、介電元件50及可移動部分116。凸伸部49a毗連耦合器12之中間部分32之第二支腳48，且因此受制於與通過耦合器12傳送之輸入信號關聯之電壓電位。可移動部分116毗連第一致動器14a之片梭102之本體103，且因此保持在一接地或零電位狀態。

當藉由輸入信號對耦合器12充電時，凸伸部49a、介電元件50、空氣及間隙119及可移動部分116起一電容元件之作用。特定言之，凸伸部49a及可移動部分116充當一電容之導電板，且介電元件50及間隙119內之空氣充當定位於板之間之一介電質。當一正弦變化信號經由輸入部分30之第一支腳40輸入至耦合器12時，第一調諧元件14a及第二調諧元件14b將電抗之一來源通過耦合器12引入信號路徑。

第一調諧元件14a及第二調諧元件14b之電抗影響耦合器12之頻率，其繼而改變耦合器12之頻率響應。特定言之，將所提及電抗引入耦合器12造成耦合器12充當一帶通濾波器，其中在及靠近耦合器12之共振頻率之一組頻率以很少或沒有衰減通過耦合器12，而該通過頻帶外面之頻率則受到大幅減弱。

此外，第一調諧元件14a及第二調諧元件14b之電容可如下變化，其允許改變所通過頻帶。改變通過頻帶允許「調諧」耦合器12，以便有利益於某些頻率之傳送及對其他頻率之衰減。

如上文所討論，第一致動器16a及第二致動器16b各在「y」方向操作第一致動器16a及第二致動器16b之可移動部分116，繼而改變可移動部分116之末端面117與介電元件50之間之間隙119。間隙119之增加能增加末端面117與介電元件50之間之空氣量。間隙(d)之增加減小第一調諧元件14a及第二調諧元件14b之電容(C)，從而增加引入耦合器12內之信號路徑之電抗(L/C)(C=εo*εr*A/d)。電抗之增加在耦合器12之共振頻率(fo)上產生一對應增加，從而增加通過頻帶之頻率(fo=sqrt(L/C))。因此，耦合器12可經調諧以最大地回應一最佳或否則在一特定操作狀況下所要頻率或頻率範圍。

系統10之調諧元件14a、14b之最佳數目取決於應用，且可隨著諸如引入耦合器12內之信號路徑之電抗之所期望或所需要位準，加諸於調諧元件上之尺寸約束等等因數而變化。系統10之替代實施例可由多於或少於兩個之調諧元件14a、14b形成。

系統10可配備經組態以控制第一調諧元件14a及第二調諧元件14b之可移動部分116之移動之一控制器(未展示)以便在一特定操作狀況下產生耦合器12中之一所期望調諧效應。

基於有限元件分析(FEM)，估計系統10具有約3.6(GHz)之一調諧範圍，其具有約42.4GHz之一中心頻率及42.5(dB)之非常良好回波損失。此外，耦合器12之實質上全金屬結構給予耦合器12相對高之功率處理能力，同時允許在一相對小之尺寸佔據面積內建構耦合器12。

可使用用於建立三維微結構之習知處理技術，包含同軸傳送線，製造系統10及其替代實施例。例如，在美國專利第7,898,356號及第7,012,489號中所描述之處理方法，其揭示內容以引用的方法併入本文中，可經調適及應用至開關10及其替代實施例之製造。

系統10可使用下列方法製造。一層光阻材料選擇性塗佈至基板18之頂面使得僅頂面之暴露部分對應於直接安置於基板18上之系統10之各種組件之位置。導電材料(即，Cu)隨後沈積於基板18之暴露部分上至一預定厚度，以形成導電材料之第一層。

藉由將進一步光阻材料圖案化於部分建構之系統10上及先前塗佈光阻層上，隨後將另一光阻層塗佈至部分建構之系統10，使得僅部分建構之系統10之暴露區域對應於系統10之第二層之各種部分定位之位置。隨後將導電材料沈積於系統10之暴露部分至一預定厚度，以形成導電材料之第二層。隨後以實質上相同之方式形成第三至第五層。一旦形成第五層，自遮罩步驟之各者保留之光阻材料可釋放或另外使用一合適技術(諸如，暴露於溶解光阻材料之一適當溶劑)移除。

在2012年8月23日申請同在申請中之美國申請案第13/592,435號中詳細描述一微機電系統(MEMS)開關之製造之上述方法之一導入，該案之全文以引用的方式併入本文中。