具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

实施例一

图1为本发明实施例一提供的一种低通滤波单元的简化等效电路模型图，本实施例提供的可调谐低通滤波器，具体包括：

至少一个CPW滤波单元10。

其中，CPW滤波单元10中包括电感串联电路11以及MEMS开关并联电路12，用于通过改变CPW管线实现低通滤波调谐。

如图1所示，MEMS开关并联电路12和电感串联电路11是等效电路中的主要电路参数，C1、C2和C3是由MEMS电容开关控制的金属-绝缘体-金属(MIM)电容器。L1，L2，L3分别是传输线路的电感值，L3是一个栅极电感，直线或条形电感计算公式可以写成：

式中，L是段电感，单位为毫微亨利，l，w，t为节段长度、宽度和厚度，分别以厘米为单位。进一步地，上行和下行电容可表示为：

式中，A是中心导体顶部的板面积，d是向上状态下桥梁和CPW线之间的距离，t_d是CPW线顶部的电介质材料的厚度，ε_r是所用材料的介电常数，ε₀为真空中的介电常数。C_frng是边缘场效应产生的附加电容，t_rough是考虑粗糙度的有效厚度。

在本实施例中，电感串联电路11包括第一给定数量的栅极电感串联连接，形成主传输线路。

具体的，第一给定数量可以是大于1的整数。优选的，如图1所示，CPW滤波单元10中包括电感串联电路11，电感串联电路11由6个栅极电感组成。

进一步地，电感串联电路11中包括的各栅极电感的电感值表示所述主传输线路的电感值。

在本实施例中，MEMS开关并联电路12包括第二给定数量的静电驱动桥；各静电驱动桥固定在CPW输电线路的地线上，并联构成二阶可调器件低通滤波器。

具体的，MEMS开关并联电路12中包括静电驱动桥。优选的，如图1所示，MEMS开关并联电路12中包括5个并联的静电驱动桥。

进一步地，静电驱动桥内的电容器为由MEMS电容开关控制的金属绝缘体金属电容器。

进一步地，第二给定数量为5；静电驱动桥通过下拉式电压构成MEMS开关，且MEMS开关进行开、关状态调控时，静电驱动桥内电容器的电容值随之改变，以此控制改变滤波器的截止频率。

具体的，当保持输入信号的幅度不变，改变频率使输出信号降至最大值的0.707倍，用频响特性来表述即为-3dB点处即为截止频率。滤波器的截止频率是由C1、C2、C3、L1、L2和L3的值确定。一旦MEMS电桥被加上下拉电压，开关将被设置并且电容值将被更换，滤波器的截止频率将同时更换。

图2是本发明实施例一中的一种CPW结构的低通滤波单元示意图，如图2所示，低通滤波器中包括5个静电驱动桥121，当有信号输入时，滤波器的图形如图2所示。

在本实施例中，采用Ansoft HFSS软件建立了滤波装置模型，可以模拟出各个状态下的参数。表1为滤波器的参数，如表1所示，很明显滤波器的频率可调两次，量程可大达30％和105％，插入损耗小于1.2dB时，最大隔离度可以更好大于27dB。

表1滤波器的参数

在本实施例中，使用安捷伦PNA E8363B矢量网络分析仪测量了可调谐滤波器的特性。通过对可调谐低通滤波器的3dB截止频率进行测量，当开关按之前所述方式切换到“开”或“关”状态，滤波器的电容发生了变化，这三种状态的3dB截止频率分别为8.2GHz、10.5GHz和16.8GHz。插入损耗小于2dB，三种状态的带外隔离是优于20dB。由于MEMS的寄生效应以及电介质表面粗糙度层，测量的3dB截止频率，插入损耗和三种状态的带外隔离与仿真结果不完全一致，MEMS开关的驱动电压约为40V。

本发明通过测试结果表明基于MEMS电容开关结构的该滤波器的可调谐性，通过操作MEMS开关，滤波器的3dB截止频率可以分别调至8.2GHz、10.5GHz和16.8GHz。可调低通滤波器可以调谐两次并保持切比雪夫滤波器特性，实现大调谐范围的同时具备改进的带外特性隔离。在未来，该滤波器可以应用在雷达的可调谐射频前端系统、无线和多频通信系统等。

本实施例提供的可调谐低通滤波器，解决现有滤波器难以集成和调谐范围有限的问题，可以调谐两次并保持切比雪夫滤波器特性，实现大调谐范围的同时具备改进的带外特性隔离的效果。

实施例二

图3是本发明实施例二中的一种低通滤波器的制造工艺流程图，本实施例可适用于对低通滤波器进行制造的情况，具体步骤包括：

步骤210、提供标准射频微电子机械系统MEMS工艺的制备基板，在制备基板上铺设520微米厚石英。

步骤220、通过蒸发Ti/Au的种子层增设底部慢波共面波导CPW线路和偏置网络，并涂镀厚度为2微米的金属保护层，形成CPW线路。

步骤230、通过蒸发Ti/Au的种子层增设MEMS开关的支墩，并涂镀厚度为4微米的金属保护层，形成MEMS桥。

步骤240、沉积厚PECVD氮化硅到CPW线路和MEMS桥的电介质层。

步骤250、采用聚酰亚胺作为牺牲层，以将CPW线路和MEMS桥在高温度200℃范围内进行图案化和热固化。

步骤260、采用2微米厚的铝蒸发MEMS桥，采用氧等离子体去除牺牲层，以及释放MEMS开关。

步骤270、获得上述实施例中所述的可调谐低通滤波器。

在本实施例中，每个MEMS开关的长度为460微米，宽度为160微米。

进一步地，每个MEMS开关分别由三个独立的直流片压线控制。

进一步地，所制备可调谐低通滤波器中使用的接地信号接地激励滤波器间距为150微米的单端探针。

具体的，在带有MEMS开关的可调低通滤波器的制造过程中，低通滤波器利用共面波导线和MEMS开关，采用标准射频MEMS工艺的基板21，在520um厚的石英上制造。底部CPW线路和偏置网络通过蒸发Ti/Au的种子层，然后镀金，厚度均为2um。

如图4a所示，MEMS开关的支墩22是用同样的方法制作的，但是厚度是4um。下一步，如图4b所示，厚PECVD氮化硅沉积，以形成介电层23，并避免MEMS桥和CPW线之间短路，聚酰亚胺用作牺牲层24，并且图案化以用于悬挂接触棒。牺牲层24被图案化并且在约200℃的高温下热固化。接下来，如图4c所示，MEMS桥是用2微米厚的铝蒸发。最后，如图4d所示，利用氧等离子体工艺去除牺牲层24，释放MEMS开关。制作的可调谐低通的滤波器由五个MEMS开关和CPW管线组成。MEMS开关长宽460um和160um。他们是分别由三条独立的直流偏压线控制，滤波器使用间距为150um的接地信号接地(GSG)单端探头激励。包括直流偏置线的低通滤波器的芯片尺寸为2.5mm×1.2mm。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。