CN102460968B - 可调谐微机电系统共振器 - Google Patents

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Abstract

本发明描述具有可调整共振频率且能够处置较大信号的可调谐MEMS共振器。在一种示范性设计中，可调谐MEMS共振器包括：(i)第一部分(160)，其具有腔(180)及接线柱(170)；及(ii)第二部分(110)，其配合到所述第一部分(160)且包括位于所述接线柱(170)下方的可移动板(140)。每一部分可由面向另一部分的表面上的金属层(130、190)覆盖。所述可移动板(140)可通过DC电压而机械地移动以改变所述MEMS共振器的共振频率。所述腔(180)可具有矩形或环形形状，且可为空的或填充有电介质材料。所述接线柱(170)可位于所述腔(180)的中间。所述可移动板(140)可(i)经由锚定器(144)附接到所述第二部分且操作为悬臂，或(ii)经由两个锚定器(146、148)附接到所述第二部分且操作为桥接器。

Description

可调谐微机电系统共振器
技术领域
本发明大体上涉及电子设备，且更具体来说，涉及微机电系统(MEMS)共振器。
背景技术
MEMS是用以通过机械移动部分形成微型机电装置的技术。这些装置可用以实施各种射频(RF)电路组件，例如共振器、开关、可变电容器(可变电抗器)、电感器等。MEMS装置可具有优于以其它方式制造的RF电路组件的特定优点，例如较高的质量因子(Q)、较低的插入损耗、较好的线性等。
MEMS共振器为可在可称作共振频率的特定频率下共振的MEMS装置。可使用此项技术中已知的各种结构来实施MEMS共振器。可选择特定结构及合适尺寸以获得MEMS共振器的所要共振频率。
可将MEMS共振器用于具有较小的RF信号的低功率应用。在此情况下，MEMS共振器的共振频率可能不太受RF信号的影响。然而，对于高功率应用(例如，无线通信装置的发射器)来说，RF信号可能较大。如果将较大的RF信号施加到MEMS共振器，那么MEMS共振器的共振频率可能因所述RF信号而改变，此情形通常是不合需要的。将需要可处置较大的RF信号的MEMS共振器。
发明内容
根据本发明的一个方面，提供了一种包含微机电系统MEMS共振器的设备，所述MEMS共振器包含：第一部分，其包含腔及接线柱；及第二部分，其配合到所述第一部分且包含：与所述接线柱间隔开的可移动板，所述可移动板从附接于所述可移动板的金属层的平面而偏移；及安置于所述可移动板的相对侧上作为所述接线柱的电极以及通过施加DC电压静电地移位可移动板以改变所述MEMS共振器的共振频率。
根据本发明的另一方面，提供了一种设备。该设备包含：用以接收输入信号且提供输出信号的滤波器，所述滤波器包含至少一个微机电系统MEMS共振器，每一MEMS共振器具有用于调整所述MEMS共振器的共振频率的可移动板，所述滤波器具有基于每一MEMS共振器的所述共振频率而确定的可调谐频率响应。
根据本发明的另一方面，提供了一种设备。该设备包含：振荡器，其包含：放大器，其用以提供对振荡器信号的放大，及耦合到所述放大器的至少一个微机电系统MEMS共振器，每一MEMS共振器具有用于调整所述MEMS共振器的共振频率的可移动板，所述振荡器具有基于每一MEMS共振器的所述共振频率而确定的可调谐振荡频率。
根据本发明的另一方面，提供了一种方法，该方法包含：将DC电压施加到微机电系统MEMS共振器的电极，所述MEMS共振器包含可移动板及腔；改变所述DC电压以使所述MEMS共振器的所述可移动板机械地移动且改变所述MEMS共振器的共振频率；及从所述MEMS共振器的所述腔接收射频RF信号。
根据本发明的另一方面，提供了一种设备，其包含：机电共振器，所述共振器包含：腔；接线柱，其至少部分地延伸到所述腔中；板，其与所述接线柱分开；以及偏压电极，其安置于所述板的相对侧上作为所述接线柱，其中所述板可相对于所述接线柱移位，以改变所述接线柱与所述板之间的距离，以更改所述共振器的共振频率。
附图说明
图1及图2展示可调谐MEMS共振器的横截面图。
图3及图4展示用于可调谐MEMS共振器的不同腔形状。
图5及图6展示用于可调谐MEMS共振器的可移动板的两种示范性设计。
图7及图8展示用以防止可移动板的短路的间隔物的使用。
图9展示具有多个可移动板的可调谐MEMS共振器。
图10展示四个可调谐MEMS共振器的阵列。
图11展示无线通信装置的框图。
图12展示通过可调谐MEMS共振器来实施的可调谐滤波器。
图13展示可调谐滤波器的频率响应。
图14展示通过可调谐MEMS共振器来实施的振荡器。
图15展示用于操作MEMS共振器的过程。
具体实施方式
词语“示范性”在本文中用以表示“充当实例、例子或说明”。未必将本文中描述为“示范性”的任何设计解释为比其它设计优选或有利。
本文中描述具有可调整共振频率且能够处置较大的RF信号的可调谐MEMS共振器的若干示范性设计。可调谐MEMS共振器为具有可通过用直流(DC)电压来调整机械移动部分而改变的共振频率的MEMS共振器。可调谐MEMS共振器可包括两个或两个以上端子(或电极)。可将RF信号施加到第一端子，且将DC电压施加到第二端子。所述DC电压可使MEMS共振器内的板机械地移动，所述移动可接着调整MEMS共振器的共振频率。可将本文中所描述的可调谐MEMS共振器用于例如可调谐滤波器、振荡器等各种电路中。还可将可调谐MEMS共振器用于例如无线通信装置的发射器等高功率应用。可调谐MEMS共振器可能够处置较大的RF信号，且可具有归因于所述较大的RF信号的较小的共振频率改变。
图1展示能够处置较大的RF信号的可调谐MEMS共振器100的示范性设计的横截面图。可调谐MEMS共振器100包括底部部分110及顶部部分160。图1展示顶部部分160与底部部分110脱啮。
图2展示可调谐MEMS共振器100的横截面图，其中顶部部分160与底部部分110配合。此为正常操作期间的配置。
图3展示图1及图2中的具有正方形腔180a的可调谐MEMS共振器100的示范性设计的俯视图。图1及图2中的横截面图是沿图3中的线X-X′所截取。可通过正方形腔实现较大的布局效率，且可在具有正方形腔的给定区域中制造较多的MEMS共振器。可通过使正方形腔180a具有修圆角及使接线柱172a具有修圆角来改进MEMS共振器100的质量因子(Q)。
图4展示图1及图2中的具有环形腔180b的可调谐MEMS共振器100的另一示范性设计的俯视图。图1及图2中的横截面图是沿图4中的线X-X′所截取。对于具有环形腔的MEMS共振器100，可获得较高的Q。
返回参看图1，底部部分110包括衬底120，在衬底120上可形成各种结构、层及导体。衬底120可为玻璃、硅或某一其它材料。玻璃可具有较好的性能以及较低的成本。导线122可形成于衬底120的顶部上，且可用以运载RF信号。导线124也可形成于衬底120的顶部上，且可用以运载DC电压。导线124可耦合到电极134，可在底部部分110的中心部上方于衬底120的顶部表面上形成所述电极134。电极134也可称作偏压电极、垫等。线122及124以及电极134可通过金属或某一其它导电材料形成。电介质层128可覆盖衬底120的顶部表面的全部或部分。除底部部分110的中心部以外，可在衬底120的大部分顶部表面上方于电介质层128的顶部上形成金属层130。
可移动板140可形成于电极134上方，且可与电极134分开达间隙136。如下文所描述，板140可通过MEMS开关来实施，且可用金属或某一其它导电材料形成。板140还可称作机械膜等。
顶部部分160包括腔180，其可形成于接线柱170周围，且可由侧壁172环绕。接线柱170可与底部部分110中的可移动板140对准。可基于可调谐MEMS共振器100的所要共振频率来选择腔180的尺寸。顶部部分160的底部表面可由金属层190覆盖。
可在腔180的一部分中在导线122的一端上方于金属层130中形成开口142。来自腔180的RF能量可经由开口142耦合到线122。可将线122上的RF信号提供给可调谐MEMS共振器100连接到的其它电路组件。
可调谐MEMS共振器100操作如下。如图2中所展示，在正常操作期间可将顶部部分160配合到底部部分110。腔180涂覆有金属，且能量在所述腔内部被捕获。因为腔180具有低损耗，所以能量缓慢地衰减。腔180内的共振频率可由腔的尺寸决定。
可变电容器(可变电抗器)192可形成于接线柱170的底部与可移动板140之间。可通过改变可变电抗器192的电容来调整或调谐可调谐MEMS共振器100的共振频率。可将DC电压施加到衬底120上的电极134，以致使可移动板140从其展示于图1及图2中的正常静止位置向下移动。较大DC电压可致使板140进一步朝电极134向下移动，这可接着导致可变电抗器192的较小电容且因此导致MEMS共振器100的较高共振频率。相反地，较小DC电压(例如，零伏)可致使板140接近其静止位置，这可接着导致可变电抗器192的较大电容且因此导致MEMS共振器100的较低共振频率。
可以各种方式控制可调谐MEMS共振器100的共振频率。可选择腔180的宽度a、长度b及高度h以获得所要共振频率。表1展示可调谐MEMS共振器100的两种示范性设计，其中尺寸是以毫米(mm)为单位来给出，且共振频率是以兆赫(MHz)为单位来给出。可通过腔180的其它尺寸获得其它共振频率及Q。
表1
  宽度a   长度b   高度h   共振频率f0   Q
  3.0mm   3.0mm   1.5mm   1630MHz   200
  3.0mm   3.0mm   1.0mm   1990MHz   170
可变电抗器192可经设计以获得所要的标称共振频率。可用电介质材料来填充腔180以操纵(例如，降低)共振频率。还可在腔180内形成多个接线柱以获得所要共振频率。每一接线柱可具有或可不具有针为所述接线柱形成可变电抗器的相关联可移动板。
可通过以DC电压使板140机械地移动来改变可调谐MEMS共振器100的共振频率，这可接着改变可变电抗器192的电容。MEMS共振器100的调谐范围为可针对MEMS共振器实现的共振频率的范围。所述调谐范围可视可变电抗器192的设计而定。
图5展示图1到图4中的可调谐MEMS共振器100内的可移动板140的示范性设计。在此示范性设计中，通过具有悬臂结构的MEMS开关来实施可移动板140。锚定器144可用电介质材料或导电材料形成于底部部分110的中心部的一侧上。可移动板140可接着形成于锚定器144上方，且可连接到金属层。可移动板140可充当悬臂，其可通过将DC电压施加到电极134而朝电极134机械地移动。
可将可移动板140与电介质层128之间的距离表示为g。可将可移动板140与覆盖接线柱170的金属层190之间的距离表示为d。可在可移动板140处于其静止位置(如图5中所展示)的情况下获得最大电容Cmax，在此情形下相距金属层190达距离d。可在可移动板140移动到与电介质层128相抵的情况下获得最小电容Cmin，在此情形下相距金属层190达距离d±g。最大电容及最小电容可表达为：
C max = ϵ 0 · ϵ r · A d , 及                            等式(1)
C min = ϵ 0 · A g + d / ϵ r , 等式(2)
其中ε0为空气的介电常数，εr为板140与金属层190之间的电介质材料(未展示于图5中)的介电常数，且A为板140的面积。
电容调谐范围可表达为：
C max C min = g · ϵ r + d d . 等式(3)
如果用空气(即，无电介质材料)填充板140与金属层190之间的空间，那么εr＝1，且电容调谐范围可视距离d及g而定。可通过以下各项获得较大的电容调谐范围：(i)可移动板140与电介质层128之间的较大距离g；及/或(ii)可移动板140与金属层190之间的较小距离d。还可通过用具有εr＞1的电介质材料填充板140与金属层190之间的空间来获得较大的电容调谐范围。
图6展示图1到图4中的可调谐MEMS共振器100内的可移动板140的另一示范性设计。在此示范性设计中，可移动板140是通过具有桥式结构的MEMS开关来实施。所述桥式结构还可称作双端固定梁结构(fixed-fixed beam structure)。两个锚定器146及148可形成于底部部分110的中心部的两侧上。可移动板140可接着形成于锚定器146及148上方且可充当桥接器，其可通过将DC电压施加到电极134而朝电极134机械地移动。
可将可移动板140与电介质层128之间的距离表示为g。可将可移动板140与覆盖接线柱170的金属层190之间的距离表示为d。在可移动板140处于其静止位置(如图6中所展示)的情况下可获得最大电容Cmax，，且在可移动板140移动到与电介质层128相抵的情况下可获得最小电容Cmin。可分别如等式(1)及等式(2)中所展示来表达最大电容及最小电容。
图5及图6展示用以实现MEMS共振器100的调谐的可移动板140的两种示范性设计。可移动板140还可通过可机械地移动以改变可变电抗器192的电容的其它MEMS开关及/或其它MEMS结构来实施。
对于MEMS共振器100，可能需要较大的电容调谐范围以便获得较大的频率调谐范围。如等式(1)至等式(3)中所展示，可在底部部分110中的可移动板140与顶部部分160中的金属层190之间具有较小距离d的情况下实现较大的电容调谐范围。如图1及图2中所展示，可分开地制造底部部分110及顶部部分160，且将其配合在一起。可使用若干种方案来获得可移动板140与金属层190之间的较小距离d，同时防止可移动板140与金属层190进行接触。
图7展示使用电介质间隔物来防止可移动板140接触金属层190的示范性设计。在图7中所展示的示范性设计中，可在可移动板140的两侧上于金属层190上方形成电介质间隔物182及184。可将电介质间隔物182及184的高度z选择为z≥d+g+t，其中t为可移动板140的厚度。
如图7中所展示，可在顶部部分160中的金属层190上方形成电介质间隔物182及184。在另一示范性设计中，可在底部部分110中的金属层130上方形成电介质间隔物。如图7中所展示，可在可移动板140的两侧上形成电介质间隔物。在另一示范性设计中，可仅在可移动板140的一侧上形成电介质间隔物。
图8展示使用电介质间隔物来防止可移动板140接触金属层190的另一示范性设计。在图8中所展示的示范性设计中，可在接线柱170下面于金属层190上方形成电介质层186。可将电介质间隔物186的高度选择为等于可移动板140与金属层190之间的所要距离d。
图7及图8展示使用电介质间隔物来实现可移动板140与金属层190之间的小距离同时防止短路的示范性设计。还可以其它方式在不短路的情况下获得板140与金属层190之间的小距离。
图1到图8展示其中在接线柱170下方形成单个可移动板140的示范性设计。在一种示范性设计中，可移动板140可操作为可变电抗器，其具有通过施加到电极134的DC电压以连续方式在Cmin与Cmax之间调整的电容。可通过调整可变电抗器的电容来改变MEMS共振器100的共振频率。在另一示范性设计中，可移动板140可操作为可变电抗器，其具有通过DC电压以数字方式在Cmin与Cmax之间切换的电容。
可能存在对可实现的可移动板的大小的限制，其可视用以制造可移动板的MEMS工艺技术而定。可通过使用多个可移动板来获得较大的电容调谐范围及其它益处。
图9展示可调谐MEMS共振器900的示范性设计的俯视图，所述可调谐MEMS共振器900具有形成于接线柱970下方的多个可移动板940。一般来说，可在接线柱970下方形成任何数目个可移动板940。可实现的可移动板940的数目可视接线柱970的大小/面积及每一可移动板940的大小而定。每一可移动板940可如下移动：(i)通过改变用于所述可移动板的DC电压而以连续方式移动；或(ii)通过切换用于所述可移动板的DC电压而以数字方式移动。较多可移动板940可提供较大的电容调谐范围，其又可允许MEMS共振器900的较大调谐范围。较多可移动板940还可提供较大电容，其可允许MEMS共振器900的较低共振频率。
图1到图4展示单个可调谐MEMS共振器100，其可用以实施例如可调谐滤波器等各种电路块。还可通过多个可调谐MEMS共振器来实施可调谐滤波器以获得较好性能，例如带外信号的较大衰减。
图10展示可用于可调谐滤波器的四个可调谐MEMS共振器1000a、1000b、1000c及1000d的阵列的示范性设计的俯视图。在此示范性设计中，每一可调谐MEMS共振器1000具有形成于接线柱1070周围且由侧壁1072环绕的腔1080。尽管在图10中未展示，但每一可调谐MEMS共振器1000可具有形成于接线柱1070上方且用以调整共振频率的一个或一个以上可移动板。举例来说，如图1到图4中所展示，可用金属层来覆盖每一可调谐MEMS共振器1000的腔1080的表面。可在覆盖邻近MEMS共振器的侧壁的金属层中形成开口1082，以在这些MEMS共振器之间传递RF信号。开口1084可形成于覆盖MEMS共振器1000c的底部部分的金属层中，以耦合来自第一RF导线(未展示于图10中)的输入RF信号。开口1086可形成于覆盖MEMS共振器1000d的底部部分的金属层中，以将输出RF信号耦合到第二RF导线(未展示于图10中)。
一般来说，可调谐MEMS共振器可通过顶部部分及底部部分来实施。所述底部部分可包括可移动板(例如，通过MEMS开关来实施)及偏压电路。所述顶部部分可具有腔及接线柱。可用电介质材料来填充所述腔以操纵共振频率。通过致动可移动板，所述腔内部的场改变，且所述腔的共振频率及阻抗也将改变。
不依赖于RF信号路径，可调谐MEMS共振器利用偏压电路来致动可移动板。此举可允许可调谐MEMS共振器处置高功率(例如，多于2瓦)。所述腔内部的高共振场与偏压电路隔离，且也与外部环境隔离。这使得有可能实现高Q共振。可移动板位于所述腔内部，而偏压电路位于所述腔外部。此举允许密封可移动板且避免了封装问题。此举还减少了因偏压电路而导致的能量损耗。可代替膜体声波共振器(FBAR)及表面声波(SAW)滤波器以及双工器而使用可调谐MEMS共振器。
本文中所描述的可调谐MEMS共振器可用于各种电子装置，例如无线通信装置、蜂窝式电话、个人数字助理(PDA)、手持型装置、无线调制解调器、膝上型计算机、无绳电话、广播接收器、蓝牙装置、消费型电子装置等。为了清楚起见，下文描述可调谐MEMS共振器在无线通信装置中的使用，所述无线通信装置可为蜂窝式电话或某一其它装置。
图11展示无线通信装置1100的示范性设计的框图。在此示范性设计中，无线装置1100包括数据处理器1110及收发器1120。收发器1120包括支持双向无线通信的发射器1130及接收器1150。一般来说，无线装置1100可包括用于任何数目个通信系统及任何数目个频带的任何数目个发射器及任何数目个接收器。
在发射路径中，数据处理器1110处理待发射的数据，且将模拟输出信号提供给发射器1130。在发射器1130内，所述模拟输出信号由放大器(Amp)1132放大、由低通滤波器1134滤波以移除由数/模转换所引起的图像、由可变增益放大器(VGA)1136放大，且由混频器1138从基带上变频转换到RF。经上变频转换的信号由滤波器1140进行滤波，以移除由上变频转换所引起的图像、进一步由功率放大器(PA)1142放大、路由经过双工器/开关1144，且经由天线1146发射。滤波器1140可位于PA 1142之前(如图11中所展示)或位于PA 1142之后。
在接收路径中，天线1146接收来自基站的信号，且提供所接收的信号，所述所接收的信号路由经过双工器/开关1144，且被提供给接收器1150。在接收器1150内，所接收的信号由低噪声放大器(LNA)1152放大、由带通滤波器1154进行滤波，且由混频器1156从RF下变频转换到基带。经下变频转换的信号由VGA 1158放大、由低通滤波器1160进行滤波，且由放大器1162放大以获得模拟输入信号，将所述模拟输入信号提供给数据处理器1110。
图11展示实施直接转换架构的发射器1130及接收器1150，所述直接转换架构在一个级中在RF与基带之间对信号进行频率转换。发射器1130及/或接收器1150还可实施超外差式架构，其在多个级中在RF与基带之间对信号进行频率转换。
发射本机振荡器(TX LO)产生器1170接收来自压控振荡器(VCO)1172的振荡器信号，且将TX LO信号提供给混频器1138。锁相环(PLL)1174接收来自数据处理器1110的控制信息，且将控制信号提供给VCO 1172以获得适当频率下的TX LO信号。接收LO(RX LO)产生器1180接收来自VCO 1182的振荡器信号，且将RX LO信号提供给混频器1156。PLL 1184接收来自数据处理器1110的控制信息，且将控制信号提供给VCO 1182以获得适当频率下的RX LO信号。
图11展示示范性收发器设计。一般来说，发射器1130及接收器1150中的信号的调节可通过放大器、滤波器、混频器等的一个或一个以上级来执行。这些电路块可与图11中所展示的配置不同地布置。另外，图11中未展示的其它电路块也可用以调节发射器及接收器中的信号。还可省略图11中的一些电路块。可在模拟集成电路(IC)、RF IC(RFIC)、经混频信号IC等上实施收发器1120的全部或部分。
数据处理器1110可执行无线装置1100的各种功能，例如对所发射及接收的数据的处理。存储器1112可存储用于数据处理器1110的程序代码及数据。数据处理器1110可实施于一个或一个以上专用集成电路(ASIC)及/或其它IC上。
如图11中所展示，发射器及接收器可包括各种模拟电路。每一模拟电路可以各种方式来实施，且可包括本文中所描述的一个或一个以上可调谐MEMS共振器。举例来说，可将可调谐MEMS共振器用于滤波器1140、滤波器1154、双工器1144、VCO 1172、VCO 1182等中。
图12展示通过两个可调谐MEMS共振器1220a及1220b实施的可调谐滤波器1200的示范性设计的示意图。可调谐滤波器1200可用于滤波器1140、双工器1144、滤波器1154及/或无线装置1100中的其它滤波器。在可调谐滤波器1200内，变压器1210使RF导体与可调谐MEMS共振器1220a之间的耦合模型化，例如使图1中的RF开口142或图10中的RF开口1084模型化。变压器1210在初级绕组1212的一端处接收输入信号Vin，且使次级绕组1214的一端耦合到节点A。绕组1212及1214的其它端耦合到电路接地。可调谐MEMS共振器1220a耦合于节点A与电路接地之间。电感器1228使可调谐MEMS共振器1220a与可调谐MEMS共振器1220b之间的耦合(例如，图10中的RF开口1082)模型化，且耦合于节点A与节点B之间。可调谐MEMS共振器1220b耦合于节点B与电路接地之间。变压器1230使可调谐MEMS共振器1220b与RF导体之间的耦合模型化。变压器1230的初级绕组1232的一端耦合到节点B，且次级绕组1234的一端提供输出信号Vout。绕组1232及1234的其它端耦合到电路接地。
举例来说，可调谐MEMS共振器1220a及1220b可各自如图1到图4中所展示来实施。如图12中所展示，每一可调谐MEMS共振器1220可通过与电感器1224并联耦合的可变电抗器1222来模型化。如下文所描述，可调谐滤波器1200可具有带通频率响应。可通过调整每一可调谐MEMS共振器1220中的可变电抗器1222的电容来改变通带的中心频率。
图13展示图12中的可调谐滤波器1200的频率响应的曲线。曲线1312展示在为每一MEMS共振器1220中的可变电抗器1222选择Cmax的情况下可调谐滤波器1200的频率响应。曲线1314展示在为每一MEMS共振器1220中的可变电抗器1222选择Cmin的情况下可调谐滤波器1200的频率响应。如图13中所展示，对于可调谐滤波器1200，可实现从约850MHz(蜂窝式频带)到1900MHz(PCS频带)的较宽调谐范围。另外，对于850MHz可获得大约150的高Q，且对于1900MHz可获得大约250的高Q。
一般来说，可通过任何数目个可调谐MEMS共振器来实施可调谐滤波器。可使用较多MEMS共振器来提供较急速的滚降、较高的Q、较大的带外抑制等。
图14展示通过两个可调谐MEMS共振器1420a及1420b来实施的振荡器1400的示范性设计的示意图。振荡器1400可用于振荡器1172、振荡器1182及/或图11中的无线装置1100中的其它振荡器。振荡器1400包括放大器1410，其提供对包含Voscp信号及Voscn信号的差分振荡器信号的信号放大。放大器1410包括N沟道金属氧化物半导体(NMOS)晶体管1412及1414，晶体管1412及1414的源极耦合到节点Z。NMOS晶体管1412的漏极耦合到节点X且其栅极耦合到节点Y。NMOS晶体管1414的漏极耦合到节点Y且其栅极耦合到节点X。NMOS晶体管1412及1414因此交叉耦合。电流源1410耦合于节点Z与电路接地之间，且为NMOS晶体管1412及1414提供偏压电流Ibias。分别经由节点X及节点Y提供Voscp信号及Voscn信号。
可调谐MEMS共振器1420a耦合于节点X与电源供应电压Vdd之间。可调谐MEMS共振器1420b耦合于节点Y与所述供应电压之间。举例来说，可调谐MEMS共振器1420a及1420b可各自如图1到图4中所展示来实施。如图14中所展示，每一可调谐MEMS共振器1420可通过与电感器1424并联耦合的可变电抗器1422来模型化。可通过调整每一可调谐MEMS共振器1420中的可变电抗器1422的电容来改变振荡器1400的振荡频率。
一般来说，MEMS共振器可包含第一部分及第二部分。所述第一部分(例如，图1中的顶部部分160)可包含腔及接线柱。所述第二部分(例如，图1中的底部部分110)可配合到所述第一部分，且可包含位于所述接线柱下方的可移动板。所述可移动板可通过DC电压而机械地移动以改变MEMS共振器的共振频率。第二部分可包含电极，所述电极形成于可移动板下方且被施加有所述DC电压。
在示范性设计中，例如如图3中所展示，所述腔可具有矩形形状，且可由形成于第一部分中的四个侧壁环绕。举例来说，也如图3中所展示，所述四个侧壁可具有修圆角以改进性能。在另一示范性设计中，例如如图4中所展示，所述腔可具有环形形状，且可由形成于第一部分中的环形侧壁环绕。在又一示范性设计中，所述腔可具有任意形状的轮廓，且可由形成于第一部分中的任意形状的轮廓的壁环绕。对于所有示范性设计，所述腔可为空的或用电介质材料填充。
举例来说，如图3及图4中所展示，接线柱可位于腔的中间。在示范性设计中，例如如图3中所展示，接线柱可具有具修圆角的矩形形状。在另一示范性设计中，例如如图4中所展示，接线柱可具有环形形状。在又一示范性设计中，接线柱可具有任意轮廓形状。第一部分可进一步包含形成于腔内的一个或一个以上额外接线柱。
在示范性设计中，例如如图5中所展示，可移动板可经由锚定器附接到第二部分且操作为悬臂。在另一示范性设计中，例如如图6中所展示，可移动板可经由第一锚定器及第二锚定器附接到第二部分，且操作为桥接器。还可通过MEMS开关或某一其它MEMS结构以其它方式来实施可移动板。在示范性设计中，例如如图9中所展示，第二部分可进一步包含位于接线柱下方的至少一个额外可移动板。每一额外可移动板可通过相应的DC电压而机械地移动，以改变MEMS共振器的共振频率。
在示范性设计中，例如如图1中所展示，第二部分可包含衬底、形成于所述衬底上方的电介质层及形成于所述电介质层上方的金属层。第二部分可由面向第一部分的表面上的金属层(例如，金属层130)覆盖。第一部分还可由面向第二部分的表面上的金属层(例如，金属层190)覆盖。
在一种示范性设计中，可在接线柱与可移动板之间在第一部分上于金属层上方形成电介质层(例如，图8中的电介质层186)。在另一示范性设计中，至少一个电介质间隔物(例如，图7中的电介质间隔物182及184)可形成于可移动板的至少一侧上，且可用以防止可移动板短路到第一部分中的金属层。在又一示范性设计中，在可移动板与第一部分上的金属层之间不形成电介质层或间隔物。
在另一方面中，例如如图12中所展示，一种设备可包含滤波器，其接收输入信号且提供输出信号。所述滤波器可包含至少一个MEMS共振器。每一MEMS共振器可具有可移动板，其用于调整所述MEMS共振器的共振频率。举例来说，如图13中所展示，所述滤波器可具有可基于每一MEMS共振器的共振频率来确定的可调谐频率响应。
在示范性设计中，例如如图1到图4中所展示，所述滤波器可包含单个MEMS共振器。在另一示范性设计中，例如如图10及图12中所展示，所述滤波器可包含经由共振器间耦合而耦合在一起的多个MEMS共振器。在一种示范性设计中，每一MEMS共振器可包含第一部分(例如，图1中的顶部部分160)及第二部分(例如，图1中的底部部分110)。所述第一部分可包含腔及接线柱。所述第二部分可配合到第一部分，且可包含位于所述接线柱下方的可移动板。所述可移动板可通过DC电压而机械地移动，以改变MEMS共振器的共振频率。
在一种示范性设计中，例如如图11中所展示，所述设备可为无线通信装置。所述滤波器可用于所述无线通信装置中的发射器或接收器中，以传递所要信号且使不合需要的信号及噪声衰减。所述滤波器还可用于其它电子装置。
在又一方面中，一种设备可包含产生振荡器信号的振荡器。所述振荡器可包含：(i)放大器，其用以提供对振荡器信号的放大；及(ii)至少一个MEMS共振器，其耦合到所述放大器，例如如图14中所展示。每一MEMS共振器可具有可移动板，其用于调整MEMS共振器的共振频率。所述振荡器可具有可基于每一MEMS共振器的共振频率来确定的可调谐振荡频率。
在示范性设计中，所述放大器可包含：(i)第一晶体管(例如，NMOS晶体管1412)，其提供对振荡器信号的非反相信号的放大；及(ii)第二晶体管(例如，NMOS晶体管1414)，其提供对振荡器信号的反相信号的放大。所述至少一个MEMS共振器可包含：(i)第一MEMS共振器(例如，MEMS共振器1420a)，其耦合到所述第一晶体管；及(ii)第二MEMS共振器(例如，MEMS共振器1420b)，其耦合到所述第二晶体管。每一MEMS共振器可如上文所描述来实施。
在一种示范性设计中，例如如图1 1中所展示，所述设备可为无线通信装置。所述振荡器信号可用以产生用于所述无线通信装置中的发射器或接收器的LO信号。所述振荡器还可用于其它电子装置。
图15展示用于操作MEMS共振器的过程1500的示范性设计。可将DC电压施加到包含可移动板及腔的MEMS共振器的电极(框1512)。可改变所述DC电压以使MEMS共振器的可移动板机械地移动，且改变MEMS共振器的共振频率(框1514)。在一种示范性设计中，可将所述DC电压设定为(i)用以获得MEMS共振器的最大共振频率的第一值，或(ii)用以获得MEMS共振器的最小共振频率的第二值。在另一示范性设计中，可将所述DC电压调整为在所述第一值与所述第二值之间的值。一般来说，可以两个或两个以上离散步骤或以连续方式来改变DC电压。可从MEMS共振器的腔接收RF信号(框1516)。
可通过此项技术中已知的各种MEMS工艺技术来制造本文中所描述的可调谐MEMS共振器。可将所述可调谐MEMS共振器制造于衬底(例如，玻璃衬底或硅衬底)上，且可将其包封于合适封装中。还可将具有可调谐MEMS共振器的衬底与半导体IC裸片封装在一起。还可使用半导体工艺技术将可调谐MEMS共振器制造于半导体IC(例如，CMOS IC)上。
实施本文中所描述的可调谐MEMS共振器的设备可为独立装置或可为较大装置的部分。装置可为：(i)独立IC封装；(ii)可包括用于存储数据及/或指令的存储器IC的一个或一个以上IC封装的集合；(iii)例如RF接收器(RFR)或RF发射器/接收器(RTR)等RFIC；(iv)例如移动台调制解调器(MSM)等ASIC；(v)可嵌入其它装置内的模块；(vi)接收器、蜂窝式电话、无线装置、手持机或移动单元；(vii)等等。
在一种或一种以上示范性设计中，所描述的功能可以硬件、软件、固件或其任何组合来实施。如果以软件来实施，那么可将所述功能作为一个或一个以上指令或代码存储于计算机可读媒体上或经由计算机可读媒体进行传输。计算机可读媒体包括计算机存储媒体及通信媒体两者，通信媒体包括促进计算机程序从一处到另一处的传送的任何媒体。存储媒体可为可通过计算机存取的任何可用媒体。作为实例而非限制，此计算机可读媒体可包含RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或其它光盘存储装置、磁盘存储装置或其它磁性存储装置，或可用以运载或存储呈指令或数据结构的形式的所要程序代码且可由计算机存取的任何其它媒体。并且，严格地说，任何连接均被称为计算机可读媒体。举例来说，如果使用同轴电缆、光纤缆线、双绞线、数字订户线(DSL)，或例如红外线、无线电及微波等无线技术从网站、服务器或其它远程源传输软件，那么同轴电缆、光缆、双绞线、DSL或例如红外线、无线电及微波等无线技术包括于媒体的定义中。如本文中所使用，磁盘及光盘包括压缩光盘(CD)、激光光盘、光学光盘、数字多功能光盘(DVD)、软性磁盘及蓝光光盘，其中磁盘通常以磁性方式再现数据，而光盘通过激光以光学方式再现数据。上述各项的组合也应包括于计算机可读媒体的范围内。
提供本发明的先前描述是为了使所属领域的技术人员能够制作或使用本发明。所属领域的技术人员将显而易见对本发明的各种修改，且可在在不脱离本发明的范围的情况下将本文中所界定的一般原理应用于其它变化。因此，本发明无意限于本文中所描述的实例及设计，而是将被赋予与本文中所揭示的原理及新颖特征一致的最宽范围。

Claims (49)

1.一种包含微机电系统MEMS共振器的设备，所述MEMS共振器包含：
第一部分，其包含腔及接线柱；及
第二部分，其配合到所述第一部分且包含：
与所述接线柱间隔开的可移动板，所述可移动板从附接于所述可移动板的金属层的平面而偏移；及
安置于所述可移动板的相对侧上作为所述接线柱的偏压电极以及通过施加DC电压致使所述可移动板向所述偏压电极移动以改变所述MEMS共振器的共振频率。
2.根据权利要求1所述的设备，其中所述电极与所述可移动板不共面。
3.根据权利要求1所述的设备，所述腔具有矩形形状，且由形成于所述第一部分中的四个侧壁环绕。
4.根据权利要求3所述的设备，所述四个侧壁具有修圆角。
5.根据权利要求1所述的设备，所述腔具有环形形状，且由形成于所述第一部分中的环形侧壁环绕。
6.根据权利要求1所述的设备，所述腔具有任意形状的轮廓，且由形成于所述第一部分中的任意形状的轮廓的壁环绕。
7.根据权利要求1所述的设备，所述腔填充有电介质材料。
8.根据权利要求1所述的设备，所述接线柱位于所述腔的中间。
9.根据权利要求1所述的设备，所述接线柱具有具修圆角的矩形形状。
10.根据权利要求1所述的设备，所述接线柱具有环形形状。
11.根据权利要求1所述的设备，所述接线柱具有任意轮廓形状。
12.根据权利要求1所述的设备，所述第一部分进一步包含形成于所述腔内的至少一个额外接线柱。
13.根据权利要求1所述的设备，所述可移动板经由锚定器附接到所述第二部分且操作为悬臂。
14.根据权利要求1所述的设备，所述可移动板经由第一及第二锚定器附接到所述第二部分且操作为桥接器。
15.根据权利要求1所述的设备，所述第二部分进一步包含位于所述接线柱下方的至少一个额外可移动板，每一额外可移动板通过相应的DC电压而机械地移动，以改变所述MEMS共振器的所述共振频率。
16.根据权利要求1所述的设备，所述第二部分包含
衬底，
电介质层，其形成于所述衬底的全部或部分上方，及
金属层，其形成于所述电介质层的全部或部分上方。
17.根据权利要求1所述的设备，其中所述电极在所述第二部分的面向所述第一部分的至少一部分上方延伸，且其中所述MEMS共振器另外包含面向所述第二部分的表面上的金属层。
18.根据权利要求17所述的设备，所述第一部分包含电介质层，所述电介质层在面向所述第二部分的表面上的金属层上方形成，所述电介质层位于所述接线柱与所述可移动板之间。
19.根据权利要求17所述的设备，其进一步包含至少一个电介质间隔物，所述至少一个电介质间隔物形成于所述可移动板的至少一侧上，且用以防止所述可移动板接触所述第一部分中的所述金属层。
20.根据权利要求1所述的设备，其中所述可移动板从所述电极的平面偏移。
21.一种包含至少一个微机电系统MEMS共振器的设备，所述设备包含：
用以接收输入信号且提供输出信号的滤波器，所述滤波器包含至少一个微机电系统MEMS共振器，每一MEMS共振器具有：
第一部分，其包含腔及接线柱；及
第二部分，其配合到所述第一部分且包括用于调整所述MEMS共振器的共振频率的可移动板，及安置于所述可移动板的相对侧上作为所述接线柱的偏压电极，其中施加DC电压到所述偏压电极致使所述可移动板向所述偏压电极移动以改变所述MEMS共振器的共振频率，所述滤波器具有基于每一MEMS共振器的所述共振频率而确定的可调谐频率响应。
22.根据权利要求21所述的设备，所述滤波器包含经由电阻器间耦合而耦合在一起的多个MEMS共振器。
23.根据权利要求21所述的设备，所述设备为无线通信装置，且所述滤波器用于所述无线通信装置的发射器或接收器中以传递所要信号且使不合需要的信号及噪声衰减。
24.根据权利要求21所述的设备，每一MEMS共振器包含耦合到所述可移动板的导电层，其中所述可移动板从所述导电层的平面偏移。
25.一种包含至少一个微机电系统MEMS共振器的设备，所述设备包含：
振荡器，其包含：
放大器，其用以提供对振荡器信号的放大，及
耦合到所述放大器的至少一个微机电系统MEMS共振器，每一MEMS共振器具有：
第一部分，其包含腔及接线柱；及
第二部分，其配合到所述第一部分且包括用于调整所述MEMS共振器的共振频率的可移动板，及安置于所述可移动板的相对侧上作为所述接线柱的偏压电极，其中施加DC电压到所述偏压电极致使所述可移动板向所述偏压电极移动以改变所述MEMS共振器的共振频率，所述振荡器具有基于每一MEMS共振器的所述共振频率而确定的可调谐振荡频率。
26.根据权利要求25所述的设备，所述放大器包含提供对所述振荡器信号的非反相信号的放大的第一晶体管及提供对所述振荡器信号的反相信号的放大的第二晶体管，且所述至少一个MEMS共振器包含耦合到所述第一晶体管的第一MEMS共振器及耦合到所述第二晶体管的第二MEMS共振器。
27.根据权利要求25所述的设备，所述设备为无线通信装置，且所述振荡器信号用以产生用于所述无线通信装置中的发射器或接收器的本机振荡器LO信号。
28.根据权利要求25所述的设备，每一MEMS共振器包含耦合到所述可移动板的导电层，其中所述可移动板从所述导电层的平面偏移。
29.一种操作微机电系统MEMS共振器的方法，所述方法包含：
将DC电压施加到微机电系统MEMS共振器的电极，所述MEMS共振器包含接线柱及通过腔与接线柱分离的可移动板以致使所述可移动板向所述电极移动，其中所述电极安置于所述可移动板的相对侧上作为所述接线柱；
改变所述DC电压以改变所述MEMS共振器的所述可移动板与所述接线柱之间的距离以改变所述MEMS共振器的共振频率；及
从所述MEMS共振器的所述腔接收射频RF信号。
30.根据权利要求29所述的方法，所述改变所述DC电压包含
将所述DC电压设定为用以获得所述MEMS共振器的最大共振频率的第一值，或用以获得所述MEMS共振器的最小共振频率的第二值。
31.根据权利要求29所述的方法，所述改变所述DC电压包含
将所述DC电压调整到在第一值与第二值之间的值，所述第一值对应于所述MEMS共振器的最大共振频率，且所述第二值对应于所述MEMS共振器的最小共振频率。
32.根据权利要求29所述的方法，其中所述MEMS共振器另外包含耦合到所述可移动板的导电层，其中所述可移动板从所述导电层的平面偏移。
33.一种包含微机电系统MEMS共振器的设备，所述共振器包含：
机电共振器，所述共振器包含：
腔；
接线柱，其至少部分地延伸到所述腔中；
板，其与所述接线柱分开；以及
偏压电极，其安置于所述板的相对侧上作为所述接线柱，其中所述板可响应于施加电压到所述偏压电极而向所述偏压电极移位，以改变所述接线柱与所述板之间的距离，以更改所述共振器的共振频率。
34.根据权利要求33所述的设备，其中所述共振器另外包含安置于所述板与所述偏压电极之间的电介质层。
35.根据权利要求33所述的设备，其中所述板不与所述偏压电极共面。
36.根据权利要求33所述的设备，其中所述共振器包含第一部分和第二部分，所述第一部分包含至少部分地界定所述腔的至少一个侧壁，其中所述接线柱从所述第一部分朝所述第二部分延伸。
37.根据权利要求36所述的设备，其中所述共振器另外包含：
金属层，其在所述第一部分的面向所述第二部分的至少一部分上方延伸。
38.根据权利要求33所述的设备，其中所述板仅在一个边缘处固定以形成悬臂式结构。
39.根据权利要求38所述的设备，其中所述共振器另外包含在所述板的所述固定边缘处支撑所述板的锚定器。
40.根据权利要求33所述的设备，其中所述板在一个以上边缘处固定以形成桥接结构。
41.根据权利要求40所述的设备，其中所述共振器另外包含至少两个锚定器，其位于所述板的相对边缘上，且在所述板的所述固定边缘处支撑所述板。
42.根据权利要求33所述的设备，其另外包含与所述共振器电连通的放大器。
43.根据权利要求42所述的设备，其中所述设备包含振荡器，所述振荡器包含所述放大器和所述共振器，其中所述放大器经配置以提供对振荡器信号的放大，且其中所述振荡器具有至少部分地基于所述共振器的所述共振频率而确定的可调谐振荡器频率。
44.根据权利要求33所述的设备，其中所述设备包含滤波器，所述滤波器包含所述共振器，其中所述滤波器经配置以接收输入信号，且使用所述共振器来修改所述输入信号以提供输出信号。
45.根据权利要求33所述的设备，其中所述共振器另外包含与所述接线柱分开的第二板，其中所述第二板可相对于所述接线柱移位，以改变所述接线柱与所述第二板之间的距离，以更改所述共振器的所述共振频率。
46.根据权利要求33所述的设备，其另外包含电耦合到第一共振器的第二机电共振器，第二机电共振器包含：
腔；
接线柱，其至少部分地延伸到所述腔中；以及
板，其与所述接线柱分开，其中所述板可相对于所述接线柱移位，以改变所述接线柱与所述板之间的距离，以更改所述第二机电共振器的共振频率。
47.根据权利要求36所述的设备，其中所述共振器另外包含间隔物，所述间隔物安置于所述接线柱与所述板之间，以防止所述接线柱与所述板之间的电短路。
48.根据权利要求47所述的设备，其中所述间隔物包含安置于所述接线柱的面向所述板的表面上的电介质间隔物。
49.根据权利要求47所述的设备，其中所述间隔物包含安置于所述板的面向所述接线柱的表面上的电介质间隔物。
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Families Citing this family (44)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010040119A1 (en) * 2008-10-03 2010-04-08 Purdue Research Foundation Tunable evanescent-mode cavity filter
JP5226481B2 (ja) * 2008-11-27 2013-07-03 株式会社日立ハイテクサイエンス 自己変位検出型カンチレバーおよび走査型プローブ顕微鏡
US8362853B2 (en) * 2009-06-19 2013-01-29 Qualcomm Incorporated Tunable MEMS resonators
US8230564B1 (en) * 2010-01-29 2012-07-31 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force Method of making a millimeter wave transmission line filter
US8947178B1 (en) * 2010-08-12 2015-02-03 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force Dielectric core tunable filters
JP2012222420A (ja) * 2011-04-05 2012-11-12 Seiko Epson Corp 発振器
US8598969B1 (en) * 2011-04-15 2013-12-03 Rockwell Collins, Inc. PCB-based tuners for RF cavity filters
US8977216B2 (en) 2012-03-19 2015-03-10 Qualcomm Incorporated Limited Q factor tunable front end using tunable circuits and microelectromechanical system (MEMS)
US9178256B2 (en) * 2012-04-19 2015-11-03 Qualcomm Mems Technologies, Inc. Isotropically-etched cavities for evanescent-mode electromagnetic-wave cavity resonators
US8884725B2 (en) 2012-04-19 2014-11-11 Qualcomm Mems Technologies, Inc. In-plane resonator structures for evanescent-mode electromagnetic-wave cavity resonators
US20130278359A1 (en) * 2012-04-19 2013-10-24 Qualcomm Mems Technologies, Inc. Two- and three-substrate level processes for producing evanescent mode electromagnetic wave cavity resonators
US20130278610A1 (en) * 2012-04-19 2013-10-24 Qualcomm Mems Technologies, Inc. Topped-post designs for evanescent-mode electromagnetic-wave cavity resonators
US9419477B2 (en) * 2012-11-08 2016-08-16 Samsung Electronics Co., Ltd Wireless power transmitter and wireless power receiver
FR3004289B1 (fr) * 2013-04-08 2015-05-15 Soitec Silicon On Insulator Composant a ondes acoustiques de surface et sa methode de fabrication
US9335340B2 (en) * 2013-07-23 2016-05-10 Freescale Semiconductor, Inc. MEMS parameter identification using modulated waveforms
JP6586102B2 (ja) * 2014-10-29 2019-10-02 株式会社半導体エネルギー研究所 表示装置、または電子機器
US9935349B2 (en) * 2014-12-18 2018-04-03 Bae Systems Information And Electronic Systems Integration Inc. Tunable evanescent-mode cavity filter with closed loop control
US9350293B1 (en) * 2015-01-16 2016-05-24 Raytheon Company Amplitude-noise reduction system and method for ultra-low phase-noise oscillators
SE541830C2 (en) * 2015-02-19 2019-12-27 Trxmems Ab Mems based waveguide chip
US10122478B2 (en) * 2015-02-27 2018-11-06 Purdue Research Foundation Methods and devices for real-time monitoring of tunable filters
JP6520281B2 (ja) * 2015-03-24 2019-05-29 富士通株式会社 電子機器筐体
US9584092B2 (en) 2015-04-14 2017-02-28 International Business Machines Corporation Mechanical resonator with a spring-mass system comprising a phase-change material
US9540226B2 (en) 2015-05-20 2017-01-10 Infineon Technologies Ag System and method for a MEMS transducer
WO2017051259A1 (en) * 2015-09-25 2017-03-30 Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) Radio frequency switchable waveguide
US10181837B2 (en) * 2015-11-12 2019-01-15 LGS Innovations LLC Widely tunable cavity filter using low voltage, large out-of-plane actuation MEMS
JP6770083B2 (ja) 2015-11-23 2020-10-14 アンロテック リミテッド 可変フィルタ
KR101724488B1 (ko) 2015-12-11 2017-04-07 현대자동차 주식회사 Mems 공진기
TWI598031B (zh) * 2016-02-05 2017-09-01 緯創資通股份有限公司 噪音抑制裝置及應用其之風扇模組
DE102016221758A1 (de) * 2016-11-07 2018-05-09 Siemens Aktiengesellschaft Mobilfunkeinrichtung
FR3059838A1 (fr) * 2016-12-05 2018-06-08 Chelton Telecom & Microwave Composant micro-ondes et procede de reglage associe
JP6618938B2 (ja) * 2017-02-10 2019-12-11 株式会社東芝 トランスデューサおよびトランスデューサアレイ
TWI776901B (zh) * 2017-05-24 2022-09-11 英商安諾特克有限公司 用於控制諧振器之裝置及方法
WO2019015324A1 (zh) 2017-07-18 2019-01-24 浙江舜宇光学有限公司 摄像镜头
WO2019056350A1 (zh) * 2017-09-25 2019-03-28 上海诺基亚贝尔股份有限公司 一种mems同轴滤波器和制作方法
US11346875B2 (en) 2018-02-27 2022-05-31 Applied Materials, Inc. Micro resonator array sensor for detecting wafer processing parameters
WO2019226498A1 (en) * 2018-05-19 2019-11-28 The Regents Of The University Of California High electromechanical coupling strength hollow disk resonators
US20210344092A1 (en) * 2018-09-12 2021-11-04 Kyocera Corporation Resonator, filter, and communication device
US11181613B2 (en) * 2018-12-11 2021-11-23 Waymo Llc Filtering undesired polarization of signals transmitted from a chip to a waveguide unit
US11137593B2 (en) 2019-03-06 2021-10-05 Microsoft Technology Licensing, Llc Control loop for stabilizing a resonant frequency of a mirror of a laser beam scanning display
US11277110B2 (en) 2019-09-03 2022-03-15 Anlotek Limited Fast frequency switching in a resonant high-Q analog filter
EP4070171A1 (en) 2019-12-05 2022-10-12 Anlotek Limited Use of stable tunable active feedback analog filters in frequency synthesis
US11876499B2 (en) 2020-06-15 2024-01-16 Anlotek Limited Tunable bandpass filter with high stability and orthogonal tuning
US11381230B2 (en) * 2020-09-04 2022-07-05 Northeastern University Microelectromechanical tunable delay line circuit
US11955942B2 (en) 2021-02-27 2024-04-09 Anlotek Limited Active multi-pole filter

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020025595A1 (en) * 2000-02-02 2002-02-28 Ji-Hai Xu MEMS variable capacitor with stabilized electrostatic drive and method therefor
US20030227338A1 (en) * 2002-03-29 2003-12-11 Kabushiki Kaisha Toshiba Voltage controlled oscillator
US7095295B1 (en) * 2003-05-21 2006-08-22 Sandia Corporation Multi-tunable microelectromechanical system (MEMS) resonators
CN1310374C (zh) * 2003-09-08 2007-04-11 株式会社村田制作所 可变电容元件
US20070194865A1 (en) * 2004-03-04 2007-08-23 Wilhelm Weitzenberger High frequency filter
US20070236307A1 (en) * 2006-04-10 2007-10-11 Lianjun Liu Methods and apparatus for a packaged MEMS switch
US20070257750A1 (en) * 2006-05-05 2007-11-08 Interuniversitair Microelektronica Centrum (Imec) Vzw Reconfigurable cavity resonator with movable micro-electromechanical elements as tuning elements
US20080252401A1 (en) * 2007-04-13 2008-10-16 Emag Technologies, Inc. Evanescent Mode Resonator Including Tunable Capacitive Post

Family Cites Families (36)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7025A (en) * 1850-01-15 Buckle
US2002A (en) * 1841-03-12 Tor and planter for plowing
US8025A (en) * 1851-04-08 Apparatus eor boltiitg flouk
JPS5146855A (ja) * 1974-10-19 1976-04-21 Fujitsu Ltd Kotaihatsushinsochi
JPS61280104A (ja) * 1985-06-05 1986-12-10 Murata Mfg Co Ltd 誘電体共振器装置
JPS6368206U (zh) * 1986-10-23 1988-05-09
US5406234A (en) * 1992-12-30 1995-04-11 Itt Corporation Tunable microwave filter apparatus having a notch resonator
US5839062A (en) * 1994-03-18 1998-11-17 The Regents Of The University Of California Mixing, modulation and demodulation via electromechanical resonators
JPH07336139A (ja) * 1994-06-07 1995-12-22 Fujitsu Ltd 発振器
JPH08213282A (ja) * 1995-02-01 1996-08-20 Murata Mfg Co Ltd 可変容量コンデンサ
GB9815820D0 (en) * 1998-07-22 1998-09-16 Secr Defence Improvements relating to micro-machining
US6154106A (en) * 1998-08-27 2000-11-28 Merrimac Industries, Inc. Multilayer dielectric evanescent mode waveguide filter
US6242989B1 (en) * 1998-09-12 2001-06-05 Agere Systems Guardian Corp. Article comprising a multi-port variable capacitor
JP3531570B2 (ja) 2000-03-14 2004-05-31 株式会社村田製作所 共振器、フィルタ、デュプレクサ、通信機装置
JP4669130B2 (ja) 2001-01-10 2011-04-13 川崎マイクロエレクトロニクス株式会社 発振装置
US6625004B1 (en) * 2001-08-31 2003-09-23 Superconductor Technologies, Inc. Electrostatic actuators with intrinsic stress gradient
JP3890952B2 (ja) * 2001-10-18 2007-03-07 ソニー株式会社 容量可変型キャパシタ装置
US7449979B2 (en) 2002-11-07 2008-11-11 Sophia Wireless, Inc. Coupled resonator filters formed by micromachining
DE10257822B3 (de) 2002-12-10 2004-08-12 Forschungszentrum Jülich GmbH Vorrichtung zur Frequenzabstimmung eines Hohlraumresonators oder dielektrischen Resonators
JP4066928B2 (ja) 2002-12-12 2008-03-26 株式会社村田製作所 Ｒｆｍｅｍｓスイッチ
FI119207B (fi) 2003-03-18 2008-08-29 Filtronic Comtek Oy Koaksiaaliresonaattorisuodatin
US7247246B2 (en) 2003-10-20 2007-07-24 Atmel Corporation Vertical integration of a MEMS structure with electronics in a hermetically sealed cavity
US7224248B2 (en) * 2004-06-25 2007-05-29 D Ostilio James P Ceramic loaded temperature compensating tunable cavity filter
US7511870B2 (en) * 2004-10-18 2009-03-31 Georgia Tech Research Corp. Highly tunable low-impedance capacitive micromechanical resonators, oscillators, and processes relating thereto
US7299534B2 (en) * 2005-02-18 2007-11-27 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Method of fabrication of low-loss filter and frequency multiplexer
JP2006289520A (ja) 2005-04-06 2006-10-26 Toshiba Corp Ｍｅｍｓ技術を使用した半導体装置
US7937054B2 (en) * 2005-12-16 2011-05-03 Honeywell International Inc. MEMS based multiband receiver architecture
US7728701B2 (en) 2006-06-12 2010-06-01 Regents Of The University Of California Waveguide-based MEMS tunable filters and phase shifters
EP1885018B1 (en) 2006-07-24 2009-09-02 Panasonic Corporation Tunable bandpass filter
KR100787233B1 (ko) 2006-11-16 2007-12-21 삼성전자주식회사 집적 소자 및 그 제조 방법
JP2008211420A (ja) * 2007-02-26 2008-09-11 Seiko Instruments Inc 発振器
JP4542117B2 (ja) * 2007-04-27 2010-09-08 富士通株式会社 可変フィルタ素子、可変フィルタモジュール、およびこれらの製造方法
KR101378510B1 (ko) * 2007-11-01 2014-03-28 삼성전자주식회사 Ｆｂａｒ를 이용한 튜너블 공진기
JP2009200888A (ja) * 2008-02-22 2009-09-03 Seiko Instruments Inc Ｍｅｍｓ発振器
WO2010040119A1 (en) * 2008-10-03 2010-04-08 Purdue Research Foundation Tunable evanescent-mode cavity filter
US8362853B2 (en) * 2009-06-19 2013-01-29 Qualcomm Incorporated Tunable MEMS resonators

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020025595A1 (en) * 2000-02-02 2002-02-28 Ji-Hai Xu MEMS variable capacitor with stabilized electrostatic drive and method therefor
US20030227338A1 (en) * 2002-03-29 2003-12-11 Kabushiki Kaisha Toshiba Voltage controlled oscillator
US7095295B1 (en) * 2003-05-21 2006-08-22 Sandia Corporation Multi-tunable microelectromechanical system (MEMS) resonators
CN1310374C (zh) * 2003-09-08 2007-04-11 株式会社村田制作所 可变电容元件
US20070194865A1 (en) * 2004-03-04 2007-08-23 Wilhelm Weitzenberger High frequency filter
US20070236307A1 (en) * 2006-04-10 2007-10-11 Lianjun Liu Methods and apparatus for a packaged MEMS switch
US20070257750A1 (en) * 2006-05-05 2007-11-08 Interuniversitair Microelektronica Centrum (Imec) Vzw Reconfigurable cavity resonator with movable micro-electromechanical elements as tuning elements
US20080252401A1 (en) * 2007-04-13 2008-10-16 Emag Technologies, Inc. Evanescent Mode Resonator Including Tunable Capacitive Post

Also Published As

Publication number Publication date
JP2012531122A (ja) 2012-12-06
KR101657696B1 (ko) 2016-09-19
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US8981875B2 (en) 2015-03-17
US20100321132A1 (en) 2010-12-23
JP2015136162A (ja) 2015-07-27
US20140009249A1 (en) 2014-01-09
KR20120039645A (ko) 2012-04-25
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CN102460968A (zh) 2012-05-16
WO2010148405A3 (en) 2011-04-07
TW201119225A (en) 2011-06-01
WO2010148405A9 (en) 2011-11-03
JP6185000B2 (ja) 2017-08-23
US8362853B2 (en) 2013-01-29

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