[发明专利]面向物联网硅基SIW带金属柱悬臂梁可重构带通滤波器

权利要求书

1.一种面向物联网的硅基SIW带金属柱悬臂梁可重构带通滤波器，其特征在于：包括SIW带通滤波器和MEMS悬臂梁结构；

所述SIW带通滤波器包括SIW结构，SIW结构包括作为介质的硅衬底(1)，硅衬底(1)的上表面和下表面均电镀有金属层(5)，所述硅衬底(1)和金属层(5)中穿设有金属通孔一(2)，且相邻金属通孔一(2)中心轴之间的距离小于两倍的金属通孔一(2)直径的长度，位于硅衬底(1)上表面和下表面的金属层(5)相互对称平行，且硅衬底(1)上表面的金属层(5)上设有氮化硅层(10)；所述SIW结构通过金属通孔二(13)分割成若干个SIW谐振腔(9)，金属通孔二(13)处于两排对称平行的金属通孔一(2)之间，且金属通孔一(2)与金属通孔二(13)结构相同；

所述MEMS悬臂梁结构设置于SIW谐振腔(9)的氮化硅层(10)上，MEMS悬臂梁结构包括MEMS悬臂梁(6)，MEMS悬臂梁(6)的一端设有锚区(7)，MEMS悬臂梁(6)通过锚区(7)架设在硅衬底(1)的氮化硅层(10)上，且锚区(7)与氮化硅层(10)固定连接；MEMS悬臂梁(6)的下表面上设置有直径为200μm、长度为24μm的金属柱(11)，且所述硅衬底(1)对应金属柱(11)的位置开设有直径为202μm、深度为24μm的孔(14)，孔(14)穿过硅衬底(1)上的氮化硅层(10)和上表面金属层(5)进入硅衬底(1)中，所述金属柱(11)伸入孔(14)中；MEMS悬臂梁(6)下侧的氮化硅层(10)上设有下拉电极(8)，且下拉电极(8)上包裹有二氧化硅层(15)；

硅基SIW带金属柱悬臂梁可重构带通滤波器中MEMS悬臂梁(6)依靠锚区(7)的支持悬浮在硅衬底(1)之上，金属柱(11)可以随着MEMS悬臂梁(6)上下移动，当下拉电极(8)上没有电压存在时，MEMS悬臂梁(6)不能被下拉，SIW带通滤波器保持原有的通带特性；当下拉电极(8)上有电压存在MEMS悬臂梁(6)被下拉时，金属柱(11)能够伸入孔(14)中，能够改变金属柱(11)与SIW谐振腔(9)的下表面金属层(5)之间形成的电容的大小，电容大小的改变会改变SIW谐振腔(9)的谐振频率，进而改变SIW带通滤波器的通带范围，实现SIW带通滤波器的可重构。

2.如权利要求1所述的面向物联网的硅基SIW带金属柱悬臂梁可重构带通滤波器，其特征在于：还包括转接结构(3)，转接结构(3)为加载在微带线(4)与SIW带通滤波器之间的转换结构，转接结构(3)一端与微带线(4)连接，转接结构(3)另一端与SIW带通滤波器连接，转接结构(3)与微带线(4)连接的端口与微带线(4)宽度相等，转接结构(3)与SIW带通滤波器连接的端口的宽度采用的是与SIW带通滤波器特征阻抗值相同的微带线的宽度。

3.如权利要求2所述的面向物联网的硅基SIW带金属柱悬臂梁可重构带通滤波器，其特征在于：所述转接结构(3)长度为SIW带通滤波器中心频率处的波长的四分之一。

4.如权利要求2所述的面向物联网的硅基SIW带金属柱悬臂梁可重构带通滤波器，其特征在于：所述微带线(4)的特征阻抗为50欧姆。

5.如权利要求1所述的面向物联网的硅基SIW带金属柱悬臂梁可重构带通滤波器，其特征在于：所述锚区(7)是用多晶硅制作的。