تحلیل و طراحی فیلترهای میکروالکترومکانیکی (mems) قابل تنظیم

در سالهای اخیر کاربرد سیستم های rf افزایش روز افزونی داشته است و با افزایش تعداد کاربرها باندهای پایین دچار ترافیک شده است، به همین دلیل سیستم ها به سمت باندهای بالا و با قابلیت تنظیم باندکاری یا چندبانده بودن پیش میروند. در این سیستم ها محدود کردن نویز ورودی به سیستم، تابع فیلترهای با ضریب کیفیت بالا است. تحقق فیلترهای با ضریب کیفیت بالا، با قابلیت تنظیم فرکانس کاری، امکان یکپارچه سازی با مدارات مجتمع، تلفات پایین و قابلیت تولید انبوه نیازمند استفاده از تکنولوژی mems در سیستم های rf بخصوص در تشدیدگرها و فیلترها است. فیلترهای مایکروویو که با تکنولوژی mems پیاده سازی می-شوند ساختارهای مختلفی دارند اما ساختارهای موجبری دارای ضریب کیفیت بالایی هستند. با ایجاد یک جابجایی در ابعاد میکرومتر در آنها می توان توزیع میدانهای الکترومغناطیسی را تغییر داده و در محدوده ی وسیعی فرکانس کاری فیلتر را با یک ضریب کیفیت بالا تنظیم کرد. مهم ترین مشکل این فیلترها ابعاد بزرگ آنها در فرکانس -های پایین است، برای حل این مشکل نیز می توان با روش های همانند تشدید در فرکانس های زیر فرکانس قطع موجبر، ابعاد تشدیدگر را کاهش داد. در این پروژه بخش میکروالکترومکانیکی یا mems تشدیدگرها از دو قسمت الکترود محرک و صفحه ی دیافراگمی شکل که قابلیت جابجایی دارد تشکیل شده است و با قرار دادن آن در سقف بالای تشدیدگرهای حفره ای مستطیلی و استوانه ای عمل تنظیم فرکانس رزونانس انجام می گیرد. صفحه ی دیافراگم می تواند در ابعاد میکرومتر جابجا شود و جاسازی آن در بالای تشدیدگرها و فیلترها، فاصله های هوایی ما بین ناپیوستگی عامل ایجاد کننده مد ناپایدار تا سقف تشدیدگر (صفحه ی دیافراگمی) را در رنج میکرومتر تغییر داده و فرکانس رزونانس را تنظیم می نماید. عملکرد فیلترهای تک قطبی و دو قطبی با استفاده یک و دو تشدیدگر حفره ای مد ناپایدار و قسمت mems آن با نرم افرارهایhfss و coventorware mems برای بررسی پارامترهای الکترومغناطیسی و مکانیکی استفاده شد، این فیلترها در رنج کاری خود عملکردی در محدوده ی فرکانسی 1 تا 8‚2 گیگا هرتز با ضریب کیفیتی در محدوده ی 520 تا 650 را ارائه می دهند. همچنین یک ساختار فیلتر تک قطبی با ساختار حفره های مستطیلی و استوانه ای مد ناپایدار و تنظیم کننده فرکانس مکانیکی (پیچی) پیاده سازی شده و توسط دستگاه سنجش پارامترهای شبکه تحت تست قرار گرفت و در محدوده ی تنظیم فرکانسی 2 تا 12 گیگا هرتز ضریب کیفیت 280 تا 390 را از خود ارائه داد.