濾波器是射頻微波系統必不可少的重要組成部分，性能優異的濾波器模塊是射頻微波通信系統能正常工作的必要前提。傳統的微波濾波器雖然在參數指標上有很優秀的性能，但是其龐大的體積不但使得相應的微波通信系統更加龐大，并使產品成本也一起隨之上升；同時，隨著MMIC（單片微波集成電路）技術發展，對微波濾波器也提出了集成化的高要求。

MMIC濾波器，其高的插入損耗和低的Q值限制了自身的發展。近十多年來，隨著MEMS（微機電系統）工藝和MEMS器件的成熟，給微波濾波器的集成化注入了新的活力。與傳統的VLSI工藝相比，MEMS技術在不犧牲器件性能的前提下，可以實現微波無源器件的集成化。基于MEMS工藝的微波MEMS濾波器不僅具有優異的頻率選擇能力（高Q）和低的插入損耗，而且在體積上遠小于傳統微波濾波器，易于集成，為微波單片集成系統的實現奠定了良好的基礎，MEMS濾波器已成為國內外研究的熱點。

按濾波器的用途分，微波MEMS濾波器可分為可調節MEMS濾波器和非調節MEMS濾波器兩大類，文章將對這兩類MEMS濾波器進行分類討論。

1、MEMS可調濾波器

由于現代微波通信雷達系統便攜化和通用化的發展需求，實現能夠軟件控制的可編程微波收發系統是現代微波通信雷達系統的重要發展方向。能根據需求調節頻率選擇范圍的微波濾波器是微波系統具有重構性的基礎；同時，在通信系統的前端，通過可調濾波器，實現通信系統信道的選擇也是一種新的系統解決方案。傳統可調濾波器不易實現集成，MEMS可調濾波器以其優異的性能，成為了突破射頻微波系統通用性不強的約束的最佳選擇。

MEMS可調濾波器可以分為三類：（1）磁場調節濾波器；（2）電場調節濾波器；（3）機械調節濾波器。磁場調節濾波器（例如YIG）和機械調節濾波器體積巨大，難以集成，在此不做討論。該節主要討論基于MEMS開關和MEMS可變電容的兩類MEMS可調濾波器。

1.1、MEMS開關可調濾波器

MEMS開關可調濾波器通過開關的導通和關閉，使接人濾波器的電抗部分發生變化，從而來調節濾波器的諧振頻率，使濾波器的通帶或阻帶中心頻率發生偏移。因此，可以根據需求設計MEMS開關陣列，通過軟件來控制MEMS濾波器的工作狀態，使系統具有重構性。同時，由于RF-MEMS開關具有低損耗、高隔離度和高線性度的特點，MEMS開關陣列產生的寄生參數對濾波器的影響很小，這也使MEMS開關可調濾波器具有更誘人的發展前景。

MEMS開關可調濾波器的設計可以在傳統MMIC濾波器的基礎上實現。A.Ocera等人設計的發卡式MEMS可調濾波器（如圖1所示），通過開關改變發卡式諧振器的物理長度來改變諧振器的諧振頻率，從而達到可調的效果。Pillans.B等人采用硅襯底上的微帶傳輸線來設計濾波器MEMS可調濾波器（如圖2所示），用MEMS電容開關組來實現調節，調節狀態間隔100MHz。其設計的低通濾波器有56個調節狀態，插入損耗在2dB～4dB之間；高通濾波器有80個可調狀態，插人損耗在3dB-5dB之間。據該文獻介紹，如果濾波器的襯底采用氧化鋁或者在硅和微帶之間用MEMS工藝制作一層絕緣薄膜，可進一步減小濾波器的損耗。Zhang.R等人用槽線制作的低通MEMS開關可調濾波器，插人損耗可降低至0.6dB左右，可見，損耗并不會成為MEMS開關可調濾波器的主要問題。

圖1、MEMS開關可調發卡式濾波器

圖2、MEMS開關可調低通濾波器

不但傳統的MMIC濾波器可和MEMS開關一起實現可調濾波器，一些新的電路結構也可和MEMS開關一起構造可調濾波器。Karim.M.F等人采用CPW（共面波導）傳輸線上的EBG（電磁帶隙）結構級聯形成的周期性結構來設計帶阻濾波器（如圖3），襯底使用高電阻率的硅襯底，MEMS開關可以調節阻帶的中心頻率。在設計的阻帶范圍內，阻帶衰減大于20dB；在通帶范圍內損耗在1.3dB～2.4dB之間。Ehab K.I.Hamad等人設計的二維MEMS可調周期性缺陷接地（PDGS）諧振器結構也同樣具有代表性，如圖4所示，整個結構設計在高阻硅的CPW傳輸線上，由8個MEMS開關來控制缺陷接地（DGS）的加載情況，從而來控制該諧振器的諧振頻率。該結構在19.4GHz～27.1GHz之間具有26個可調狀態，并且具有高的阻帶抑制能力和很低的通帶插入損耗。

圖3、共面波導可調濾波器