基于RF-MEMS技术的X波段可调滤波器

来源 :电子科技大学 | 被引量 : 7次 | 上传用户:yuming_wu
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随着现代通信技术的发展,通信系统对器件高集成度和小型化的要求越来越高,传统的滤波器已经不能充分适应这个需求。采用可调滤波器不但可以降低系统的尺寸,还可以满足多通信协议复用的要求,因此对可调滤波器的设计近年来成了研究热点之一,一些研究人员将射频微机电系统(RF-MEMS)引入到了滤波器的设计中,研制出了线性度高、插损小并且隔离度高的电调滤波器。目前,国内对基于RF-MEMS技术的可调滤波器的研究起步不久,对此类滤波器的设计方法有详尽描述的文献还较为匮乏。本文设计的RF-MEMS可调滤波器采用将MEMS开关网络加载在微带线谐振器终端的方法,通过改变开关网络的等效电容值,从而实现滤波器的中心频率可调。首先用理想可变电容替换MEMS开关网络部分,并根据滤波器的设计指标要求计算得到微带线谐振器的物理参数以及可变电容的容值,进而再根据得到的容值大小来设计MEMS开关部分的物理结构。为了验证该设计方案的有效性,本文设计了一个中心频率为8.5-10.5GHz,具有四个可调状态的MEMS滤波器,所采用的调谐单元是由MAM(金属-空气-金属)电容和MEMS开关构成的开关电容网络。本文对可调滤波器的微带电路部分和RF-MEMS的开关网络部分采取了分离设计,并且对仿真结果和计算结果进行了比较,此外还对开关网络的机电特性进行了分析,以此来检验所设计的开关网络是否能正常工作,另外对开关网络的线性度也进行了分析和仿真。在确定了开关网络的机电特性满足设计要求之后,对RF-MEMS可调滤波器整体的电磁特性进行了仿真,四个可调状态的中心频率分别为8.5GHz、9GHz、9.8GHz和10.65GHz,带内插入损耗小于2dB,相对带宽3%,达到了预期的设计目标。
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