[發(fā)明專利]面向物聯(lián)網(wǎng)硅基SIW帶金屬柱固支梁可重構(gòu)帶通濾波器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710431163.9
• 申請(qǐng)日: 2017-06-08
• 公開（公告）號(hào): CN107196025B
• 公開（公告）日: 2019-12-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 廖小平;陳子龍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 東南大學(xué)
• 主分類號(hào): H01P1/203
• 分類號(hào): H01P1/203
• 代理公司: 32204 南京蘇高專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙)
• 代理人: 柏尚春

1.一種面向物聯(lián)網(wǎng)的硅基SIW帶金屬柱固支梁可重構(gòu)帶通濾波器，其特征在于：包括SIW帶通濾波器和MEMS固支梁結(jié)構(gòu)；

所述SIW帶通濾波器包括SIW結(jié)構(gòu)，SIW結(jié)構(gòu)包括作為介質(zhì)的硅襯底(1)，硅襯底(1)的上表面和下表面均電鍍有金屬層(5)，所述硅襯底(1)和金屬層(5)中穿設(shè)有金屬通孔一(2)，且相鄰金屬通孔一(2)中心軸之間的距離小于兩倍的金屬通孔一(2)直徑的長(zhǎng)度，位于硅襯底(1)上表面和下表面的金屬層(5)相互對(duì)稱平行，且硅襯底(1)上表面的金屬層(5)上設(shè)有氮化硅層(10)；所述SIW結(jié)構(gòu)通過(guò)金屬通孔二(13)分割成若干個(gè)SIW諧振腔(9)，金屬通孔二(13)處于兩排對(duì)稱平行的金屬通孔一(2)之間，且金屬通孔一(2)與金屬通孔二(13)結(jié)構(gòu)相同；

所述MEMS固支梁結(jié)構(gòu)設(shè)置于SIW諧振腔(9)的氮化硅層(10)上，MEMS固支梁結(jié)構(gòu)包括MEMS固支梁(6)，MEMS固支梁(6)兩端均設(shè)有錨區(qū)(7)，MEMS固支梁(6)通過(guò)錨區(qū)(7)架設(shè)在硅襯底(1)的氮化硅層(10)上，且錨區(qū)(7)與氮化硅層(10)固定連接；MEMS固支梁(6)的下表面上設(shè)置有直徑為200μm、長(zhǎng)度為24μm金屬柱(11)，且所述硅襯底(1)對(duì)應(yīng)金屬柱(11)的位置開設(shè)有直徑為202μm、深度為24μm的孔(14)，且孔(14)穿過(guò)硅襯底(1)上的氮化硅層(10)和上表面金屬層(5)進(jìn)入硅襯底(1)中，所述金屬柱(11)伸入孔(14)中；MEMS固支梁(6)下側(cè)的氮化硅層(10)上設(shè)有下拉電極(8)，且下拉電極(8)上包裹有二氧化硅層(15)；

硅基SIW帶金屬柱固支梁可重構(gòu)帶通濾波器中MEMS固支梁(6)依靠錨區(qū)(7)的支持懸浮在硅襯底(1)之上，金屬柱(11)可以隨著MEMS固支梁(6)上下移動(dòng)，當(dāng)下拉電極(8)上沒有電壓存在時(shí)，MEMS固支梁(6)不能被下拉，SIW帶通濾波器保持原有的通帶特性；當(dāng)下拉電極(8)上有電壓存在MEMS固支梁(6)被下拉時(shí)，金屬柱(11)能夠伸入孔(14)中，能夠改變金屬柱(11)與SIW諧振腔(9)的下表面金屬層(5)之間形成的電容的大小，電容大小的改變會(huì)改變SIW諧振腔(9)的諧振頻率，進(jìn)而改變SIW帶通濾波器的通帶范圍，實(shí)現(xiàn)SIW帶通濾波器的可重構(gòu)。

2.如權(quán)利要求1所述的面向物聯(lián)網(wǎng)的硅基SIW帶金屬柱固支梁可重構(gòu)帶通濾波器，其特征在于：還包括轉(zhuǎn)接結(jié)構(gòu)(3)，轉(zhuǎn)接結(jié)構(gòu)(3)為加載在微帶線(4)與SIW帶通濾波器之間的轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)接結(jié)構(gòu)(3)一端與微帶線(4)連接，轉(zhuǎn)接結(jié)構(gòu)(3)另一端與SIW帶通濾波器連接，轉(zhuǎn)接結(jié)構(gòu)(3)與微帶線(4)連接的端口與微帶線(4)寬度相等，轉(zhuǎn)接結(jié)構(gòu)(3)與SIW帶通濾波器連接的端口的寬度采用的是與SIW帶通濾波器特征阻抗值相同的微帶線的寬度。

3.如權(quán)利要求2所述的面向物聯(lián)網(wǎng)的硅基SIW帶金屬柱固支梁可重構(gòu)帶通濾波器，其特征在于：所述轉(zhuǎn)接結(jié)構(gòu)(3)長(zhǎng)度為SIW帶通濾波器中心頻率處的波長(zhǎng)的四分之一。

4.如權(quán)利要求2所述的面向物聯(lián)網(wǎng)的硅基SIW帶金屬柱固支梁可重構(gòu)帶通濾波器，其特征在于：所述微帶線(4)的特征阻抗為50歐姆。

5.如權(quán)利要求1所述的面向物聯(lián)網(wǎng)的硅基SIW帶金屬柱固支梁可重構(gòu)帶通濾波器，其特征在于：所述錨區(qū)(7)是用多晶硅制作的。