[發明專利]一種可調微波帶通濾波器

無效

• 申請號: 200910087815.7
• 申請日: 2009-06-26
• 公開（公告）號: CN101593863A
• 公開（公告）日: 2009-12-02
• 發明（設計）人: 繆旻;卜景鵬
• 申請（專利權）人: 北京信息科技大學
• 主分類號: H01P1/20
• 分類號: H01P1/20;B81B7/02
• 代理公司: 北京君尚知識產權代理事務所（普通合伙）
• 代理人: 李稚婷

1.一種微機械可調微波帶通濾波器，包括微波電路襯底和其上設置的具備雙諧振模態的 諧振器，以及相應的輸入耦合單元、輸出耦合單元和擾動單元；其中所述諧振器為環 形諧振器，其軸線構成的平面圖形具有二維鏡像對稱性，即該平面圖形中至少存在兩 個相互垂直的對稱軸；所述輸入耦合單元和輸出耦合單元的軸線相互垂直，且分別與 所述平面圖形的兩個相互垂直的對稱軸重合；所述擾動單元一端與諧振器相連，另一 端開路，其軸線與所述平面圖形的兩個相互垂直的對稱軸的夾角均為45°；在所述諧振 器上放置有≥2的偶數個微機械橋膜，它們的位置相對于擾動單元的軸線呈鏡像對稱分 布，呈鏡像對稱的一對橋膜中的任一個到輸入耦合單元的電長度與另一個到輸出耦合 單元的電長度相等；在所述擾動單元上放置一個或多個的微機械橋膜；所述諧振器和 擾動單元由制作于微波電路襯底上、下表面上的平面傳輸線構成；所述橋膜為層狀結 構，從上至下為單晶硅或多晶硅層、絕緣層、金屬層和介質層；所述微機械橋膜通過 錨點固定在平面傳輸線特定位置的上方；在所述微機械橋膜和所述襯底上設置一對或 多對驅動電極，這些電極使所有微機械橋膜均分別與微波電路系統的控制電路輸出端 連接，控制電路輸出的直流驅動電壓使橋膜和襯底的驅動電極之間產生靜電吸引力， 改變橋膜與下方的平面傳輸線信號線之間的間距，間距的變化量由直流驅動電壓來控 制，由此改變橋膜對平面傳輸線的加載電容，從而實現濾波器通帶中心頻率和通帶帶 寬的調節。

2.如權利要求1所述的濾波器，其特征在于，所述輸入耦合單元和輸出耦合單元的結構 相同，分別由相互間存在緊密電容耦合的兩段平面傳輸線構成，或者是平面傳輸線- 片上波導轉換結構，或者是同軸電纜-片上波導轉換結構。

3.如權利要求1所述的濾波器，其特征在于，所述諧振器的軸線構成的圖形為圓形、方 形或具有分形圖形特征的平面圖形。

4.如權利要求1所述的濾波器，其特征在于，構成所述諧振器的平面傳輸線是微帶線、 帶線或者共面波導線。

5.如權利要求1所述的濾波器，其特征在于，所述擾動單元由一段微波短線構成，該微 波短線沿用諧振器所用的平面傳輸線來構建，其軸線為直線。

6.一種微機械可調微波帶通濾波器，包括微波電路襯底和其上設置的具備雙諧振模態的 諧振器，以及相應的輸入耦合單元、輸出耦合單元和擾動單元；其中所述諧振器為環 形諧振器，其軸線構成的平面圖形具有二維鏡像對稱性，即該平面圖形中至少存在兩 個相互垂直的對稱軸；所述輸入耦合單元和輸出耦合單元的軸線相互垂直，且分別與 所述平面圖形的兩個相互垂直的對稱軸重合；所述擾動單元一端與諧振器相連，另一 端開路，其軸線與所述平面圖形的兩個相互垂直的對稱軸的夾角均為45°；在所述諧振 器上放置有≥2的偶數個微機械橋膜，它們的位置相對于擾動單元的軸線呈鏡像對稱分 布，呈鏡像對稱的一對橋膜中的任一個到輸入耦合單元的電長度與另一個到輸出耦合 單元的電長度相等；在所述擾動單元上放置一個或多個的微機械橋膜；所述諧振器和 擾動單元由形成于微波電路襯底中的片上波導構成；所述橋膜為層狀結構，從上至下 為單晶硅和絕緣層，或者是多晶硅層和絕緣層；所述微機械橋膜通過錨點固定在波導 腔特定位置的上方，橋膜下方制作有金屬或者電介質構成的凸點，片上波導的上壁面 僅由一層金屬薄膜覆蓋以實現封閉；在所述橋膜和所述襯底上設置一對或多對驅動電 極，這些電極與微波電路系統的控制電路連接；控制電路輸出的直流驅動電壓使橋膜 和襯底的驅動電極之間產生靜電吸引力，改變橋膜與下方的波導腔之間的間距，使橋 膜下方的凸點與片上波導上壁面的金屬薄膜接觸并使金屬薄膜發生向下的形變，金屬 薄膜的形變改變了片上波導內部的電磁場分布，其形變量由直流驅動電壓的大小決定， 由此對片上波導實現了可變的電容加載，從而實現濾波器通帶中心頻率和通帶帶寬的 調節。

7.如權利要求6所述的濾波器，其特征在于，所述輸入耦合單元和輸出耦合單元的結構 相同，分別由相互間存在緊密電容耦合的兩段平面傳輸線構成，或者是平面傳輸線- 片上波導轉換結構，或者是同軸電纜-片上波導轉換結構。