[发明专利]一种微机械可调滤波器

说明书

本发明涉及一种微机械可调滤波器，包括基片、两个梳齿电容、可调电感、两个可变电容和信号线；基片中部设置有基片凹槽，可调电感包括悬浮设置在基片凹槽内的螺线管电感和微机械开关，微机械开关安装在基片表面且通过静电驱动控制调节螺线管电感；螺线管电感两端均连接可变电容和梳齿电容，两个梳齿电容与螺线管电感通过信号线串联在一起，两个可变电容与螺线管电感通过信号线并联在一起。本发明利用可调电感与可变电容，可同时实现数字可调和连续可调的滤波器；悬浮设置可调电感，相比较传统平面电感具有更高的品质因数；可显著降低滤波器尺寸，具有更高的性能和更宽的频带可调范围，从而降低系统体积，提高系统集成性。

技术领域

本发明涉及一种微波频段中工作的滤波器，特别是涉及一种微机械可调滤波器。属于微波电路、微电子和微机械(MEMS)系统交叉技术领域。

背景技术

现代无线通信通常要求射频前端系统具有多种频带灵活选择的功能，以满足用户对多频带、多功能、多模式的应用需求，使收发系统适应不同的应用标准。可调滤波器在军用和民用收发组件中具有重要的应用和研究价值。它极大地减小了在多频带应用中的系统尺寸，并可根据需求动态地选择和抑制信号的频率以及降低通道间的干扰。可调滤波器包括数字可调滤波器和连续可调滤波器。前者适用于一些离散工作频率的调谐，而后者适用于连续工作频率的调谐。在滤波器的设计中，无源的电感和电容是实现片上滤波器最简单的方法。随着微波通信系统的日益发展，要求采用数量尽量少，且电感量尽量小的片上无源电感以及电容值尽量小的无源电容来构成数字可调或连续可调的微波带通滤波器。然而，目前已报道的可调微机械滤波器通常采用平面电感、甚至多个平面电感和仅采用电容调节的方式，这不仅增大了尺寸和寄生损耗，而且由于平面电感的较低品质因数，导致较差的滤波器性能。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种可实现的数字可调和连续可调的微机械滤波器，具有小体积、高性能和更宽的可调宽频的性能。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种微机械可调滤波器，包括基片、两个梳齿电容、可调电感、两个可变电容和信号线；所述基片中部设置有基片凹槽，所述可调电感包括悬浮设置在所述基片凹槽内的螺线管电感和微机械开关，所述微机械开关安装在基片表面且通过静电驱动控制调节所述螺线管电感；所述螺线管电感两端均连接所述可变电容和梳齿电容，两个所述梳齿电容与螺线管电感通过所述信号线串联在一起，两个所述可变电容与螺线管电感通过所述信号线并联在一起。

本发明的有益效果是：本发明利用可调电感与可变电容，可同时实现数字可调和连续可调的滤波器；悬浮设置可调电感，相比较传统平面电感具有更高的品质因数；可显著降低滤波器尺寸，具有更高的性能和更宽的频带可调范围，从而降低系统体积、提高系统集成性，具有小体积、高性能和更宽的频带可调的特点。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

进一步，所述微机械开关为悬臂梁接触式微机械开关，所述悬臂梁接触式微机械开关包括静电驱动电极、第一高阻隔离电阻线和第一直流驱动焊盘，所述第一高阻隔离电阻线中部固定在基片上，所述第一高阻隔离电阻线的一端安装有静电驱动电极，另一端安装有第一直流驱动焊盘。

进一步，所述可变电容为由静电驱动的桥式平行板电容，所述可变电容上电极与对应的所述信号线连接，所述可变电容下电极为静电驱动电极。

进一步，所述可变电容上电极通过电镀金或电镀铜工艺制作，所述可变电容下电极外覆盖有氮化硅介质层，所述可变电容下电极与第二高阻隔离电阻线与第二直流驱动焊盘依次连接。

进一步，所述悬浮螺线管电感通过电镀金或电镀铜工艺制作。

进一步，所述梳齿电容通过电镀金或电镀铜工艺制作。

进一步，所述信号线为微带线或共面波导形式的信号传输线结构。