RF MEMS开关和移相器由于其损耗低、体积小、重量轻及易与其他微电子加工工艺相兼容等特点,在相控阵雷达、微波通信、卫星通信以及微波测量等领域得到了越来越多的应用。一直以来,由于在毫米波段应用设计的复杂性, RF MEMS开关及移相器高频性能的分析和优化设计是人们研究的重点。为提高RF MEMS开关和移相器建模精度,本文分别从电磁学和力学理论两个基本理论的实际出发,分析和设计了多种开关和移相器结构,通过比较和综合其各项性能指标,为后续的加工设计提供了理论依据和设计指导。RF MEMS开关是构成移相器的核心要素,本文首先分析了串并联两种典型的开关电路模型,推导出开关在不同状态下的隔离度和插入损耗表达式,对传统的T型匹配电路提出了一种改进形式,并推导了改进后T型匹配电路模型结构的解析求解公式。本文从力学角度出发,建立了串并联开关的机械模型,推导出开关的下拉电压和下拉时间的函数表达式,并通过ANSYS多场耦合软件仿真,验证了开关性能的表达式,仿真结果表明,利用该模型可以在18V低直流电压下实现驱动。本文从开关电磁学和力学协同分析的观点出发,分析并优化设计出5种RF MEMS串并联开关器件电路,在综合其射频性能和加工工艺的优劣的基础上,证实了在本课题技术指标要求下,双点接触式串联开关的射频性能最为优良,而且加工较为简单;采用过孔式并联开关的射频性能更好,但加工相对复杂,这些结论为设计加工提供有益参考。本文依据移相器应用背景不同的特点,通过选择适当的开关结构,分析并优化设计了3种RF MEMS移相器,通过综合比较其结构尺寸、射频性能、加工工艺等方面的优劣,认为分布式移相器性能较差,不适合与其他类型的移相器集成在一块圆片;而开关线型移相器性能适中,加工简单,反射型移相器性能优良,但工艺复杂:这些都为后续的生产加工提供设计指导。