[发明专利]一种带外选择性可调毫米波滤波器

说明书

本发明公开了一种带外选择性可调毫米波滤波器，包括：硅腔谐振单元5、硅腔谐振单元6以及选择性可调单元7，所述硅腔谐振单元5和硅腔谐振单元6分别由贯穿于上层金属层1、高阻硅介质层2以及底层金属层3的深硅刻蚀通孔501和601阵列排布组成，选择性可调单元7由刻蚀在底层金属层3上的半波长缺陷环谐振单元701、半波长缺陷环谐振单元702和贯穿部分高阻硅介质层2以及底层金属层3的浅硅刻蚀通孔703组成，选择性可调单元7所采用电路结构、通孔布局和工艺层设计，使得该毫米波滤波器高频和低频带外抑制度分别单独可调互不影响，且90度旋转其方向可以展宽该毫米波滤波器带宽，增大高频带外抑制度，使得该毫米波滤波器具有优良可调的带外抑制度。

技术领域

本发明涉及微波毫米波电路、微电子和微机电系统交叉领域，特别是涉及一种带外选择性可调毫米波滤波器。

背景技术

滤波器在射频／微波系统中起着选频滤波的重要作用，主要性能指标有差损、带宽、带外选择性以及电路尺寸等。随着频率资源日益紧张，带外选择性（陡峭度）成为关键设计难点。传统的腔体和ＬＣ滤波器体积大、制造成本高并且不易与多芯片互连集成。

利用硅微机电系统技术加工实现的硅基滤波器在毫米波频段具有高Q值、低差损、小体积的明显优势，可以与常规单片微波集成电路(Monolithic Microwave IntegratedCircuit, MMIC)工艺相兼容等优点，不仅成为各类电子器件的发展趋势，也成为解决毫米波收发组件单片化的最佳手段。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种带外选择性可调毫米波滤波器，缩小差损，并且在不增加电路级数增大电路尺寸的同时，提高带外选择性，并可单独调节高低频处带外选择性。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种带外选择性可调毫米波滤波器，包括：在上层金属层1、高阻硅介质层2以及底层金属层3上形成的硅腔谐振单元5、硅腔谐振单元6以及选择性可调单元7，所述上层金属层1位于高阻硅介质层2上方，所述底层金属层3位于高阻硅介质层2下方；

所述硅腔谐振单元5由贯穿于上层金属层1、高阻硅介质层2以及底层金属层3的深硅刻蚀通孔501阵列排布组成，深硅刻蚀通孔501的半径R、深硅刻蚀通孔501之间的间隙Rg、深硅刻蚀通孔501的阵列排布形状共同决定硅腔谐振单元5的谐振频率和差损；

所述硅腔谐振单元6由贯穿于上层金属层1、高阻硅介质层2以及底层金属层3的深硅刻蚀通孔601阵列排布组成，深硅刻蚀通孔601的半径R、深硅刻蚀通孔601之间的间隙Rg、深硅刻蚀通孔601的阵列排布形状共同决定硅腔谐振单元6的谐振频率和差损；

所述选择性可调单元7由刻蚀在底层金属层3上的半波长缺陷环谐振单元701、半波长缺陷环谐振单元702和贯穿部分高阻硅介质层2以及底层金属层3的浅硅刻蚀通孔703组成，其中半波长缺陷环谐振单元701决定该毫米波滤波器通带外低频处抑制度，半波长缺陷环谐振单元702决定该毫米波滤波器通带外高频处抑制度，浅硅刻蚀通孔703组成的阵列用于隔绝半波长缺陷环谐振单元701和半波长缺陷环谐振单元702之间的电磁耦合，使得高频和低频带外抑制度单独可调互不影响，浅硅刻蚀通孔703的半径r、浅硅刻蚀通孔703之间的间隙rg共同决定抗耦合程度；

90度旋转选择性可调单元7，使得半波长缺陷环谐振单元701和702开口方向由左右转为上下，浅硅刻蚀通孔703阵列方向由垂直转为水平可以在通带内高频处产生一个传输极点，展宽该毫米波滤波器带宽的同时增大高频带外抑制度。

在本发明一个较佳实施例中，所述带外选择性可调毫米波滤波器与外界系统通过CPW共面波导传输线101形成的输入输出馈线相连。

在本发明一个较佳实施例中，所述CPW共面波导传输线101的阻抗为50欧姆。