一种可调带阻滤波器制造技术

本发明专利技术实施例公开了一种可调带阻滤波器，包括金属层、衬底和谐振器单元；金属层上设有两条第一缝隙线，两条第一缝隙线将金属层分割成信号线和两个分别位于信号线两侧的地线；谐振器单元包括设置在同一地线上的缝隙环、连接缝隙线、子缝隙线、MEMS开关；多个缝隙环沿第一缝隙线的延伸方向间隔分布且依次通过连接缝隙线连通，每相邻两个缝隙环之间设有一个MEMS开关，MEMS开关包括第一桥墩、第二桥墩、第一接触体、第二接触体、开关梁、两个外置电极、两根高阻偏置线，本发明专利技术实施例通过多个MEMS开关的通断状态的组合，实现滤波器的中心频率的可调功能，能够提高中心频率调节的精度，以提高滤波器的可靠性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及射频微机电系统
，特别涉及一种可调带阻滤波器。
技术介绍
滤波器是通信系统的核心部件，带阻滤波器(bandstop filters，简称BSF)是指能通过大多数频率分量，但将某些范围的频率分量衰减到极低水平的滤波器。可调带阻滤波器能够代替多个非可调带阻滤波器功能，大幅降低系统成本，基于的MEMS技术的共面波导可调带阻滤波器具有低成本、小尺寸、易于集成的优势，是国际通信领域的研究热点。传统的共面波导可调带阻滤波器是通过改变MEMS开关梁高度实现谐振器谐振频率的改变，进而实现滤波器中心频率可调，这样设计造成：中心频率的调节精度随着使用次数的增加，急剧降低，滤波器工作的可靠性较低。这主要是因为：MEMS开关高度的调节是通过开关梁的变形实现的，多次调节后，开关梁容易产生疲劳，开关梁的高度定位精度急剧下降。
技术实现思路
本专利技术实施例的目的在于提供一种可调带阻滤波器，提高中心频率调节的精度，以提高滤波器的可靠性。为达到上述目的，本专利技术实施例公开了一种可调带阻滤波器，技术方案如下：本专利技术实施例公开的一种可调带阻滤波器，包括金属层、衬底和谐振器单元；所述金属层覆盖在所述衬底上，所述金属层上设有两条第一缝隙线，两条所述第一缝隙线将所述金属层分割成信号线和两个分别位于所述信号线两侧的地线；所述可调带阻滤波器关于所述信号线的横向中心线对称；所述谐振器单元包括设置在同一地线上的缝隙环、连接缝隙线、子缝隙线、MEMS开关；多个缝隙环沿所述第一缝隙线的延伸方向间隔分布且依次通过连接缝隙线连通，每相邻两个缝隙环之间设有一个MEMS开关，所述MEMS开关包括第一桥墩、第二桥墩、第一接触体、第二接触体、开关梁、两个外置电极、两根高阻偏置线，第一桥墩第一端和第二桥墩第一端分别固定在所述开关梁两端，第一接触体和第二接触体均固定在所述开关梁中部，所述第一桥墩、第二桥墩、第一接触体、第二接触体位于所述开关梁同一侧；每个缝隙环内均设有子缝隙线，以使在所述缝隙环内切分出第一孤岛和与所述缝隙环上MEMS开关一一对应的第二孤岛；所述第一桥墩第二端、第二桥墩第二端分别固定在相邻两个缝隙环内的两个第一孤岛上，所述开关梁横跨在相邻的两个缝隙环内对应的第二孤岛以及该两个缝隙环之间的连接缝隙线上；所述第一接触体、第二接触体在所述金属层上的投影位于所述连接缝隙线两侧；第一孤岛通过一根高阻偏置线与一个外置电极连接；第二孤岛通过另一根高阻偏置线与另一个外置电极连接；所述谐振器单元中靠近信号输入端的第一个缝隙环通过第二缝隙线与所述第一缝隙线连通。优选的，所述谐振器单元的数量为多个，且沿所述第一缝隙线延伸方向间隔设置；任一相邻的两个所述谐振器单元之间间隔的等效电长度为预设长度。优选的，所述缝隙环为矩形缝隙环。优选的，所述衬底采用高阻硅、玻璃、氧化铝、砷化镓中的任一种制成。优选的，所述可调带阻滤波器通过表面牺牲层工艺或体加工工艺制成。优选的，所述金属层采用金、铝、铜、硅铝混合物、钛合金、铂金中的任一种制成。优选的，所述高阻偏置线由多块方块电阻串联形成。优选的，所述高阻偏置线外侧覆有氮化硅介质层，以隔离所述高阻偏置线与所述金属层。综上可知，本专利技术实施例提供的一种可调带阻滤波器，信号分成两路分量，分别从第一缝隙线和谐振器单元的缝隙环传输，然后再汇合，两路之间产生相位差，形成谐振电路，从而实现带阻滤波器的功能。通过外置电极控制MEMS开关对应的第一孤岛和第二孤岛的压差，使得第一接触体和第二接触体与地线接触或分离，实现MEMS开关的通断；通过控制谐振器单元的每个MEMS开关的通断，可以改变信号分量在谐振器单元的缝隙环内的传输路径长度，即改变两路信号分量分别沿第一缝隙线和缝隙环传输的相位差，从而改变滤波器的中心频率。由于是通过MEMS开关的通断两种状态来实现中心频率可调的，相对于采用控制开关梁高度实现中心频率可调的滤波器，提高了中心频率调节的精度，保证了中心频率调节精度的稳定性，进而提高滤波器工作的可靠性。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例提供的一种可调带阻滤波器的结构示意图；图2为图1所示实施例未加载MEMS开关时的结构示意图；图3为图1所示实施例的A-A向剖视结构示意图；图4为图3中的C部放大图；图5为图1所示实施例的B-B向剖视结构示意图；图6为图5中的D部放大图；图7为本专利技术另一实施例提供的一种可调带阻滤波器的结构示意图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术实施例提供了一种可调带阻滤波器，下面通过具体实施例，对本专利技术进行详细说明。参照图1和图2，图1为本专利技术实施例提供的一种可调带阻滤波器的结构示意图；图2为图1所示实施例未加载MEMS开关时的结构示意图，该可调带阻滤波器，包括金属层1、衬底2和谐振器单元3；金属层1覆盖在衬底2上，金属层1上设有两条第一缝隙线4，这两条第一缝隙线4将金属层1分割成信号线5和两个分别位于信号线5两侧的地线6；其中，衬底2采用高阻硅、玻璃、氧化铝、砷化镓中的任一种制成；金属层1采用金、铝、铜、硅铝混合物、钛合金、铂金中的任一种制成。可调带阻滤波器关于信号线5的横向中心线对称；其中，横向是指图1中左右方向，与横向垂直的方向为纵向。谐振器单元3包括设置在同一地线6上的缝隙环30、连接缝隙线31、子缝隙线32、MEMS开关33；多个缝隙环30沿第一缝隙线4的延伸方向间隔分布且依次通过连接缝隙线31连通，每相邻两个缝隙环30之间设有一个MEMS开关33。参阅图3、图4、图5、图6，图3示出的是图1所示实施例的A-A向剖视结构示意图；图4示出的是图3中的C部放大图；图5为图1所示实施例的B-B向剖视结构示意图；图6示出的是图5中的D部放大图，MEMS开关33包括第一桥墩330、第二桥墩331、第一接触体332、第二接触体333、开关梁334、两个外置电极(图中未示出)、两根高阻偏置线(图中未示出)，第一桥墩330第一端和第二桥墩331第一端分别固定在开关梁334两端，第一接触体332和第二接触体333均固定在开关梁334中部，第一桥墩330、第二桥墩331、第一接触体332、第二接触体333位于开关梁334同一侧；每个缝隙环30内均设有子缝隙线30，以使在缝隙环30内切分出第一孤岛7和与缝隙环30上MEMS开关33一一对应的第二孤岛8；第一桥墩330第二端、第二桥墩331第二端分别固定在相邻两个缝隙环30内的两个第一孤岛7上，开关梁334横跨在相邻的两个缝隙环30内对应的第二孤岛8上；第一接触体332、第二接触体333在金属层1上的投影位于连接缝隙线31两侧；第一孤岛7通过一根高阻偏置线与一个外置电极连接；第二孤岛8通过另一根高阻偏置线与另一个外本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可调带阻滤波器，其特征在于，包括金属层、衬底和谐振器单元；所述金属层覆盖在所述衬底上，所述金属层上设有两条第一缝隙线，两条所述第一缝隙线将所述金属层分割成信号线和两个分别位于所述信号线两侧的地线；所述可调带阻滤波器关于所述信号线的横向中心线对称；所述谐振器单元包括设置在同一地线上的缝隙环、连接缝隙线、子缝隙线、MEMS开关；多个缝隙环沿所述第一缝隙线的延伸方向间隔分布且依次通过连接缝隙线连通，每相邻两个缝隙环之间设有一个MEMS开关，所述MEMS开关包括第一桥墩、第二桥墩、第一接触体、第二接触体、开关梁、两个外置电极、两根高阻偏置线，第一桥墩第一端和第二桥墩第一端分别固定在所述开关梁两端，第一接触体和第二接触体均固定在所述开关梁中部，所述第一桥墩、第二桥墩、第一接触体、第二接触体位于所述开关梁同一侧；每个缝隙环内均设有子缝隙线，以使在所述缝隙环内切分出第一孤岛和与所述缝隙环上MEMS开关一一对应的第二孤岛；所述第一桥墩第二端、第二桥墩第二端分别固定在相邻两个缝隙环内的两个第一孤岛上，所述开关梁横跨在相邻的两个缝隙环内对应的第二孤岛以及该两个缝隙环之间的连接缝隙线上；所述第一接触体、第二接触体在所述金属层上的投影位于所述连接缝隙线两侧；第一孤岛通过一根高阻偏置线与一个外置电极连接；第二孤岛通过另一根高阻偏置线与另一个外置电极连接；所述谐振器单元中靠近信号输入端的第一个缝隙环通过第二缝隙线与所述第一缝隙线连通。...

【技术特征摘要】
1.一种可调带阻滤波器，其特征在于，包括金属层、衬底和谐振器单元；所述金属层覆盖在所述衬底上，所述金属层上设有两条第一缝隙线，两条所述第一缝隙线将所述金属层分割成信号线和两个分别位于所述信号线两侧的地线；所述可调带阻滤波器关于所述信号线的横向中心线对称；所述谐振器单元包括设置在同一地线上的缝隙环、连接缝隙线、子缝隙线、MEMS开关；多个缝隙环沿所述第一缝隙线的延伸方向间隔分布且依次通过连接缝隙线连通，每相邻两个缝隙环之间设有一个MEMS开关，所述MEMS开关包括第一桥墩、第二桥墩、第一接触体、第二接触体、开关梁、两个外置电极、两根高阻偏置线，第一桥墩第一端和第二桥墩第一端分别固定在所述开关梁两端，第一接触体和第二接触体均固定在所述开关梁中部，所述第一桥墩、第二桥墩、第一接触体、第二接触体位于所述开关梁同一侧；每个缝隙环内均设有子缝隙线，以使在所述缝隙环内切分出第一孤岛和与所述缝隙环上MEMS开关一一对应的第二孤岛；所述第一桥墩第二端、第二桥墩第二端分别固定在相邻两个缝隙环内的两个第一孤岛上，所述开关梁横跨在相邻的两个缝隙环内对应的第二孤岛以及该两个缝隙环之间的连接缝隙线上；所述第一接触体、第二接触体在所述金属层上的投影位于所述连...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓中亮，魏浩，郭旭兵，甘俊，
申请(专利权)人：北京邮电大学，
类型：发明
国别省市：北京;11