连续可调型和数字可调型MEMS滤波器的区分

MEMS也叫做微电子机械系统、微系统、微机械等，指尺寸在几毫米乃至更小的高科技装置。微机电系统其内部结构一般在微米甚至纳米量级，是一个独立的智能系统。一种基于MEMS 技术的可调谐滤波器由MEMS 开关、共平面传输线、可变电抗元件等构成，它们具有低插入损耗，高线性度、高Q 值和更好的三阶交调频率点功率性能，受到很多厂商青睐。微波MEMS可调谐滤波器按调谐方式可分为连续可调型和数字可调型两类。

连续可调滤波器。 模拟可调滤波器的调节范围比较小，一般为5%～15%，其可调元件为MEMS 可变容性元件。用MEMS 技术设计和制作的两种微型V 波段MEMS 模拟可调滤波器。滤波器在高频段，用MEMS 技术把模拟集总可调滤波器模型与桥式金属-空气-金属。 电容结合以增强频率可调，用石英来减小衬底损耗，用MAM电容来代替弱耦合从而减小高频下的辐射损耗。两种滤波器的中心频率分别为50 GHz 和65 GHz，通过直流电压控制可变电容的高度来调节滤波器的截止频率，其可调范围为10%，插入损耗约为3.3 dB。滤波器的芯片尺寸分别只有780 μm×1 970 μm 和670 μm×1 900 μm。

专业人士提出了一种MEMS高Q 桥式可调电容，在石英玻璃衬底上实现了一种小型可调三级带通滤波器。其核心则是周期性加载的CPW 慢波调谐器结构。即在共面波导传输线上周期性加载MEMS 电容式开关，实现相速和电长度的改变。小型可调滤波器用CPW MEMS 慢波谐振器电感耦合得到，由于MEMS 桥的高Q 值，小型可调滤波器的中频插入损耗主要由CPW 结构的欧姆损耗和介质损耗决定，与CPW 的标准带通滤波器相比有更好的性能。通带中心频率从18.6 GHz 调节到21.44 GHz，带宽为%，插损约为4 dB，Δf >150 kHz 时IIP3 优于50 dBm。

数字型MEMS 可调滤波器相比于模拟型MEMS 可调滤波器，它的调节范围比较大，性能也比较稳定。数字可调型滤波器可以采用一个MEMS电容阵列，通过将大小不同的电容在滤波电路中分别接入和断开，实现离散的中心频率。为了实现高的调谐分辨率，将电容式MEMS 开关与高Q 值MAM电容相串联形成电容库。器件在6.5~10 GHz 频段实现了数字调谐，较多MEMS 开关的使用使得其滤波特性又接近于连续可调。在整个调谐范围内，滤波器的相对带宽为(±) %，回波损耗优于16 dB，插入损耗在、6.5 GHz 时分别为4.1 dB 和5.6 dB。滤波器的整体尺寸为5 mm×4 mm。

利用两个λ/4 共面波导谐振器，设计了一种两阶数字可调带通滤波器。谐振器与终端开路的短截线间的可变串联电容由悬臂梁式MEMS 开关实现。当悬臂梁被下拉的时候，由于谐振器的电容部分发生改变，谐振频率也发生变化。MEMS 开关处于上拉状态时，滤波器中心频率是21.05 GHz，3 dB 带宽为14%，插入损耗为3.5 dB；当开关下拉时，中心频率移到18.5 GHz，3 dB 带宽为13%，插入损耗为3.8 dB。

由于仅用一种可变容性电抗元件来达到频率调谐的目的，可调电感无法同时实现，最后通过同时利用可调电感和电容实现了一种利用分形自相似结构的低损耗可重构低通滤波器，将通带频段推向了毫米波段使总的开关数目得以减小，也有效地降低了器件的插入损耗，并使得器件的整体尺寸得以减小。