圖4、二維MEMS可調(diào)周期性缺陷接地（PDGS）諧振器結(jié)構(gòu)

圖5、MEMS器件的發(fā)展?fàn)顩r，橫條上所注為提供產(chǎn)品的公司

MEMS開(kāi)關(guān)的性能是整個(gè)MEMS開(kāi)關(guān)可調(diào)濾波器的關(guān)鍵，然而，MEMS開(kāi)關(guān)仍存在很多的問(wèn)題，例如：直流驅(qū)動(dòng)電壓（5V～60V）要求過(guò)高、使用壽命有限、開(kāi)關(guān)速度過(guò)慢等。MEMS開(kāi)關(guān)可調(diào)濾波器要實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，還得有一段路程要走。圖5是BouchaudJ等人對(duì)MEMS器件的發(fā)展態(tài)勢(shì)的評(píng)估圖，可以看出，各類MEMS器件正逐步走向產(chǎn)業(yè)化。隨著MEMS開(kāi)關(guān)器件的發(fā)展成熟，MEMS開(kāi)關(guān)可調(diào)濾波器將在微波通信領(lǐng)域發(fā)揮巨大的作用。

1.2、MEMS可變電容可調(diào)濾波器

采用MEMS開(kāi)關(guān)的可調(diào)濾波器所能調(diào)節(jié)的頻率范圍是離散的值，這限制了MEMS開(kāi)關(guān)可調(diào)濾波器的使用范圍。而采用可變電容的MEMS可調(diào)濾波器可以實(shí)現(xiàn)頻率的連續(xù)調(diào)節(jié)。

MEMS可變電容可調(diào)濾波器的研究也逐漸成為MEMS濾波器的一個(gè)熱點(diǎn)。Hong.Teuk Kim等人采用懸臂式MEMS可變電容實(shí)現(xiàn)了兩個(gè)Ka波段的可調(diào)帶通濾波器，可調(diào)范圍分別是4.2%（26.6GHz）和2.5%（32GHz），通帶插人損耗分別為4.9dB和3.8dB。A1-Ahmad.M等人提出的耦合微帶上的LTCC（低溫?zé)Y(jié)陶瓷）帶通濾波器，使用壓電材料設(shè)計(jì)的MEMS可變電容，頻率調(diào)節(jié)范圍從1.1GHz-2.6GHz，插入損耗在2dB-4dB之間。

目前，國(guó)際上報(bào)道的MEMS可變電容可調(diào)濾波器的損耗一般比MEMS開(kāi)關(guān)可調(diào)濾波器大，并且MEMS可變電容發(fā)展目前還不成熟（如圖5所示）。因此，要得到性能優(yōu)越的連續(xù)可調(diào)濾波器，還得期待MEMS技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展。

2、非調(diào)節(jié)MEMS濾波器

非調(diào)節(jié)MEMS濾波器按工作原理可以劃分為兩類：（1）MEMS諧振器；（2）基于MEMS工藝的RLC調(diào)諧濾波器。MEMS諧振器有機(jī)械式諧振器和介質(zhì)諧振器兩大類。用MEMS機(jī)械式諧振器制作的濾波器雖然性能優(yōu)異，但是其應(yīng)用頻率范圍在100MHz范圍以內(nèi)，在此不做后續(xù)討論。MEMS介質(zhì)諧振器主要有體聲波器件（BAW）和SMR型器件，由于SMR型器件還存在很大的技術(shù)和工藝方面問(wèn)題，這里不做詳細(xì)討論。下面主要討論MEMS介質(zhì)諧振器中相對(duì)比較成熟的薄膜體聲波諧振器（FBAR）。

2.1、薄膜體聲波諧振器（FBAR）

薄膜體聲波諧振器（FBAR）的結(jié)構(gòu)如圖6所示，它由3個(gè)基本單元構(gòu)成：產(chǎn)生諧振的壓電薄膜、施加電場(chǎng)的電極以及建立駐波的反射面。輸入的電信號(hào)由壓電薄膜的逆壓電效應(yīng)轉(zhuǎn)化為聲信號(hào)；當(dāng)聲波在上下界面內(nèi)諧振時(shí)，阻抗表現(xiàn)為最大值（并聯(lián)諧振）或最小值（串聯(lián)諧振）；最后由壓電薄膜的壓電效應(yīng)將聲信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)輸出。諧振頻率上的聲波損耗最小，只能使特定頻率的波通過(guò)，通過(guò)級(jí)聯(lián)可以實(shí)現(xiàn)帶通濾波器。

圖6、薄膜體聲波諧振器（FBAR）結(jié)構(gòu)示意圖

FBAR濾波器的Q值數(shù)量級(jí)可以達(dá)到一千以上，它能夠處理2W 以上的輸出功率，具有很強(qiáng)的功率處理能力；同時(shí)，F(xiàn)BAR可以實(shí)現(xiàn)單片集成，這是一些常用的射頻濾波器如陶瓷濾波器、SAW（表面聲波濾波器）所不具有的優(yōu)勢(shì)。表1列出了幾種濾波器的比較：

表1、幾種濾波器的比較