当今信息社会的发展依赖于通信技术的发展,而多媒体全球个人通信系统中的无线通信使得作为关键器件的滤波器的作用变得更为重要。通信系统要求发展一种能在特定的频带内提取和检出信号的新技术,这种技术紧密相关于滤波器技术的研究。滤波器能对信号频谱进行处理:让信号在通频带内的频率分量通过,而在截止频带内的频率分量不能通过或受到尽可能大的衰减。滤波器的发展至今已有近九十年的历史,可在无线收发器中实现双工、镜像消除、寄生滤除和信道选择等功能。除了在通信领域里被大量应用以外,滤波器还在自动控制、雷达、声纳、人造卫星、仪器仪表以及计算机技术等领域中有着广泛的应用。基于滤波器在电子系统中如此重要的地位,有关滤波器的理论研究和设计方法作为一个重要课题一直在不断发展。
对于无线通信电路来说,滤波器是一种关键的射频器件。在高性能的振荡、放大、倍频、混频电路中,射频滤波器可以滤去镜频干扰、衰减噪声,频分复用系统也需要射频滤波器来实现。另外,有效的宽频带阻抗匹配网络和耦合结构也要使用滤波器结构。随着无线通信的个人化、宽带化,越来越要求人性化以及高性能的终端结构,促使了包括滤波器在内的射频元器件的微型化和可集成化,同时也产生了各种结构和性能的射频滤波器从而进一步满足了小体积、轻重量微波系统的要求。
无线通信市场的飞速发展使得对射频(250 MHz~30 GHz)集成电路的需求增加。射频(RF)应用领域向小型化体系转变,要求RF 技术研制功能更强大,集成度更高,成本更低的小功率低功耗产品。就滤波器而言,一般可以用运算放大器所构成的有源滤波器来代替,但是不能满足日益发展的需要,这就必须对无源器件进行深入的研究。同时通讯技术的进步,无线电用户日益增多,而频率资源有限,必然使得无线通讯信道窄化,即接收机的滤波器(Bandpass Filter)必须完成窄带滤波。
作为现代电子系统中的关键部件,微带通滤波器在实际应用电路中容易与其它无源微电路和有源微电路器件集成,实现微部件和系统的集成化。由于微带通滤波器采用的是印制工艺制作电路,因此具有很好的重复生产性,保证滤波器有很好的一致性。如图1.1列举了微机械谐振器滤波器的现实应用。可以看到微机械谐振器滤波器已经在惯性导航方面、战术级导航、飞行器姿态控制、外科医疗器械、摄像机稳定性、智能刹车、无线电脑输入、轮椅控制、主动悬架及智能气囊等方面有了广泛的商业用途。