فیلتر میان‌نگذر قابل‌تنظیم باند Ka فشرده RF-MEMS با ضریب کیفیت بالا بر پایه موج‌بر هم‌صفحه و زمین نقص‌دار

نویسندگان

1 گروه مهندسی برق و کامپیوتر، واحد علوم و تحقیقات، تهران، ایران.

2 دانشیار گروه برق، دانشگاه ارومیه

3 عضو هیات علمی گروه مهندسی برق و کامپیوتر دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم تحقیقات

doi
چکیده

در این مقاله، ساختاری جدید برای یک فیلتر قابل‌تنظیم آنالوگ باند Ka برروی زیرلایه سیلیکان با مقاومت بالا با به‌کارگیری ورکتورهای سیستم‌های میکروالکترومکانیکی فرکانس رادیویی برای تنظیم فرکانس مرکزی ارائه شده است. در این فیلتر، یک تشدیدکننده شانه‌ای /4λ بر روی خط سیگنال موج‌بر هم‌صفحه به‌همراه ساختار زمین نقص‌دار جدید و نامتعارف استفاده شده‌است که استفاده از DGS، علاوه بر کاهش اندازه طولی فیلتر، سبب افزایش قابل ملاحظه ضریب کیفیت فیلتر شده است. فیلتر RF-MEMS مورد نظر، قابلیت تنظیم فرکانس از 33.2GHz تا 35.6GHz با حذف باند توقف 35dB تا 45dB را دارد، همچنین دارای ضریب کیفیت بالایی برابر با 182 و 432 برای حالت‌های بالا و پایین ورکتور MEMS است. مدار معادل فیلتر مورد نظر به‌دقت استخراج شده و در خصوص ابعاد DGS، بهینه‌سازی کاملی صورت گرفته‌است و همچنین با استفاده از تحلیل الکترواستاتیکی، ولتاژ تحریک مربوط به ورکتورهای MEMS، 19.8V حاصل شد. مقدار تلفات جای‌گزینی برای حالت بالا و پایین ورکتور MEMS تا فرکانس 20GHz، به‌ترتیب برابر با 0.63dB و1.5dB است همچنین در مورد تلفات بازگشتی نیز مقادیر 0.8dB و 0.7dB به‌ترتیب برای حالت‌های بالا و پایین ورکتور MEMS به‌دست آمد. علاوه بر جدید بودن ساختار، بالا بودن ضریب کیفیت و اندازه بسیار کوچک فیلتر، از نقاط قوت دیگر این طراحی می‌توان به پایین بودن ولتاژ تحریک پل‌های MEMS اشاره کرد.