[发明专利]面向物联网的硅基固支梁可重构SIW带通滤波器

摘要

本发明公开了一种面向物联网的硅基固支梁可重构SIW带通滤波器，包括SIW带通滤波器、转接结构(3)和MEMS固支梁结构。SIW带通滤波器包括相互级联的SIW谐振腔(9)，相邻的SIW谐振腔之间存在耦合窗口(14)，MEMS固支梁结构设置于耦合窗口中。在一些特定的需要控制无源滤波器通带中心频率频繁切换的电路中，本发明通过MEMS固支梁结构很好的避免了需要依靠增加滤波器数量去控制电路的问题，并且MEMS固支梁结构的闭合所需要的电压较小也基本不会影响电路的正常工作，能够有效地降低电路控制的功耗。MEMS固支梁(6)可以实现快速的DOWN态和UP态的转换，可以有效地实现微波电路中对滤波器滤波范围的控制。

主权项

1.一种面向物联网的硅基固支梁可重构SIW带通滤波器，其特征在于：包括SIW带通滤波器和MEMS固支梁结构；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；所述SIW结构通过金属通孔二(11)分割成若干个SIW谐振腔(9)，金属通孔二(11)处于两排对称平行的金属通孔一(2)之间，且金属通孔二(11)与金属通孔一(2)结构相同，相邻的SIW谐振腔(9)之间未被金属通孔二(11)占据的部分存在耦合窗口(14)；将耦合窗口(14)所处位置两端的金属层(5)移除，保留耦合窗口(14)所处位置中部的金属层(5)作为下金属层(12)，且在金属层(5)中移除耦合窗口(14)两端的金属层后分别设置锚区(7)，锚区(7)与硅衬底(1)固定连接；所述MEMS固支梁结构设置于耦合窗口(14)中，所述MEMS固支梁结构包括MEMS固支梁(6)，MEMS固支梁(6)架设在锚区(7)上，位于MEMS固支梁(6)下侧的硅衬底(1)上设有下拉电极(8)，下拉电极(8)位于锚区(7)和下金属层(12)之间，下拉电极(8)包裹有氮化硅层(10)，下金属层(12)上包裹有二氧化硅层(13)；硅基固支梁可重构SIW带通滤波器中MEMS固支梁(6)依靠锚区(7)的支持悬浮在从金属层(5)延伸出来的硅衬底(1)之上，MEMS固支梁结构的宽度和长度使得MEMS固支梁(6)在受到下拉电极(8)作用下拉到二氧化硅层(13)上时，对SIW谐振腔(9)之间的电容与电感的分布产生影响，而电容与电感的值的改变会使谐振腔(9)的谐振频率发生改变，进而使得带通滤波器的通带中心频率位置发生变化，当MEMS固支梁(6)不被下拉时带通滤波器的工作频带不会受到影响，因此通过控制MEMS固支梁(6)的状态就可以实现带通滤波器的可重构。