طراحی و شبیه سازی فیلتر میان گذر ریزالکترومکانیکی برای کاربرد در فرکانس های میانی با به کارگیری تکنولوژی MEMS

در این مقاله، طراحی و شبیه سازی یک فیلتر ریز الکترومکانیکی برای کاربرد در فرکانس میانی MHz(IF) 70 با بکار گیری تکنولوژی MEMS که سازگار با فرایندهای ساخت مدارهای مجتمع می باشد، گزارش می شود. فیلتر ریزالکترومکانیکی مبتنی بر تزویج سری دو ریز تشدید گر با ضریب کیفیت (Q) بالا در گستره چند هزار بوده و با دو فناوری ریز ماشین کاری سطحی پلی سیلیکون و ریز ماشینکاری حجمی ویفرهای SOI قابل ساخت می باشد. این ریز تشدید گر که دارای ساختار و طراحی کاملاً جدید است، فرکانس میانی فیلتر را تعیین کرده و یک فنر تزویج مکانیکی، پهنای باند فیلتر را مشخص می کند. برای جلوگیری زا اثر بارگذاری فنر تزویج بر روی تشدیدگر ها ، از تزویج ربع طول موج (/4) استفاده شده است. ساختار مکانیکی فیلتر ریز مکانیکی طراحی شده به صورت تحلیلی جز محدود (FEA) با استفاده از نرم افزار SUGAR , ANSYS انجام شده و مدل مکانیکی استخراج شده در محیط MATLAB شبیه سازی شده است . فلیتر طراحی شده دارای فرکانس مرکزی 70MHz پهنای باند Q,600kHz برابر با 118، اتلاف عبوری 0/51Db و SFDR برابر با 86Db می باشد. علاوه بر مشخصات بسیار خوب ذکر شده امپدانس های ورودی و خروجی فیلتر درحدود 16 کیلواهم بوده که برای تزویج مستقیم این فیلتر قبل و بعد از آن، مناسب میباشد. لازم به ذکر است که امپدانس ورودی و خروجی بالای این نوع فیلترهای ریز مکانیکی با مبدل الکتروستاتیکی، یکی از چالش برانگیز ترین موضوعات مرتبط با این نوع قطعات بوده است که با ارائه این طرح جدید ، این مساله قابل حل می باشد.

کلیدواژه ها:

فیلتر میان گذر ، فرکانس میانی ، ریز تشدید گر ، سیستم های ریزالکترومکانیکی ، MEMS