基于懸臂梁和直接式功率傳感器的在線式微波頻率檢測器及其檢測方法技術(shù)

一種基于懸臂梁和直接式功率傳感器的在線式微波頻率檢測器及其檢測方法，檢測器制備在GaAs襯底上，包括共面波導(dǎo)CPW傳輸線、四個完全相同的MEMS懸臂梁結(jié)構(gòu)、功合器以及三個結(jié)構(gòu)完全相同的MEMS直接式微波功率傳感器。本發(fā)明專利技術(shù)的微電子機械在線式微波頻率檢測器不但具有結(jié)構(gòu)新穎，尺寸較小的優(yōu)點，而且可以實現(xiàn)微波信號頻率的在線檢測，與GaAs單片微波集成電路兼容。

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)屬于微電子機械系統(tǒng)MEMS
，為一種。
技術(shù)介紹
在微波技術(shù)研究中，幅度、相位和頻率是表征微波信號的三個基本參數(shù)，其中，頻率在微波信號的研究中有非常重要的作用，軍事國防、商業(yè)通信和科學(xué)研究等領(lǐng)域都會用到頻率檢測器。微波頻率檢測器的設(shè)計主要采用外差法、計數(shù)法和諧振法原理，突出的優(yōu)點是精度較高、頻帶較寬，但是通常結(jié)構(gòu)復(fù)雜，無法實現(xiàn)微波頻率的在線檢測。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，對現(xiàn)代個人通信系統(tǒng)和雷達系統(tǒng)要求越來越高結(jié)構(gòu)簡單，電路尺寸小且能在線檢測的微波頻率檢測器成為新的研究熱點。近年來，隨著MEMS技術(shù)的快速發(fā)展，并對MEMS懸臂梁結(jié)構(gòu)進行了深入的研究，使基于懸臂梁和直接式功率傳感器的在線式微波頻率檢測器成為可能。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本專利技術(shù)要解決的問題是現(xiàn)有的微波信號頻率檢測存在無法在線檢測的缺點，用戶需要簡單的結(jié)構(gòu)，較小的體積以及可在線檢測的微波頻率檢測器。本專利技術(shù)的技術(shù)方案為基于懸臂梁和直接式功率傳感器的在線式微波頻率檢測器，在GaAs襯底上設(shè)有待測信號傳輸線、四個結(jié)構(gòu)完全相同的MEMS懸臂梁結(jié)構(gòu)、一個功合器以及三個結(jié)構(gòu)完全相同的MEMS直接式微波功率傳感器，待測信號傳輸線為CPW傳輸線，所述CPW傳輸線由信號線和地線構(gòu)成，待測微波信號通過待測信號傳輸線，四個MEMS懸臂梁結(jié)構(gòu)分為兩對，對稱懸于待測信號傳輸線的信號線上方，其中位于待測信號傳輸線的信號線同一側(cè)兩個MEMS懸臂梁結(jié)構(gòu)分別連接一個MEMS直接式微波功率傳感器，另一側(cè)對稱的兩個MEMS懸臂梁結(jié)構(gòu)分別連接至功合器，功合器的輸出端連接一個MEMS直接式微波功率傳感器。作為優(yōu)選，沿待測信號傳輸線方向，兩對MEMS懸臂梁結(jié)構(gòu)之間的距離L為中心頻率點所對應(yīng)波長的1/4，所述中心頻率點指所述微波頻率檢測器的頻率檢測范圍的中心頻率點。MEMS懸臂梁結(jié)構(gòu)與功合器以及MEMS直接式微波功率傳感器之間通過CPW傳輸線連接，功合器與MEMS直接式微波功率傳感器之間通過CPW傳輸線連接；懸臂梁結(jié)構(gòu)包括懸臂梁和錨區(qū)，懸臂梁與下方的待測信號傳輸線的信號線之間設(shè)有絕緣介質(zhì)層。功合器包括不對稱共面帶線ACPS信號線、地線和隔離電阻，功合器的輸入端和輸出端之間為不對稱共面帶線ACPS信號線，隔離電阻設(shè)置在兩個輸入端之間。一種上述基于懸臂梁和直接式功率傳感器的在線式微波頻率檢測器的檢測方法，待測微波信號從待測信號傳輸線中經(jīng)過時，位于待測信號傳輸線的信號線同一側(cè)的兩個MEMS懸臂梁結(jié)構(gòu)在線耦合出兩支幅度相等、存在一定相位差的微波信號，分別輸入一個MEMS直接式微波功率傳感器，測量由懸臂梁結(jié)構(gòu)各自耦合出的微波信號功率PpP2;位于所述信號線另一側(cè)的兩個MEMS懸臂梁結(jié)構(gòu)在線耦合出兩支同樣的微波信號，輸入功合器進行矢量合成，再輸入一個MEMS直接式微波功率傳感器，測量由合成信號的功率P3 ;所述兩支微波信號存在一個與待測微波信號頻率成正比的相位差P，功合器的合成信號的功率P3與該相位差￠5存在一個余弦函數(shù)的關(guān)系本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】
基于懸臂梁和直接式功率傳感器的在線式微波頻率檢測器，其特征是在GaAs襯底上設(shè)有待測信號傳輸線、四個結(jié)構(gòu)完全相同的MEMS懸臂梁結(jié)構(gòu)、一個功合器以及三個結(jié)構(gòu)完全相同的MEMS直接式微波功率傳感器，待測信號傳輸線為CPW傳輸線，所述CPW傳輸線由信號線和地線構(gòu)成，待測微波信號通過待測信號傳輸線，四個MEMS懸臂梁結(jié)構(gòu)分為兩對，對稱懸于待測信號傳輸線的信號線上方，其中位于待測信號傳輸線的信號線同一側(cè)兩個MEMS懸臂梁結(jié)構(gòu)分別連接一個MEMS直接式微波功率傳感器，另一側(cè)對稱的兩個MEMS懸臂梁結(jié)構(gòu)分別連接至功合器，功合器的輸出端連接一個MEMS直接式微波功率傳感器。

【技術(shù)特征摘要】
1.基于懸臂梁和直接式功率傳感器的在線式微波頻率檢測器，其特征是在GaAs襯底上設(shè)有待測信號傳輸線、四個結(jié)構(gòu)完全相同的MEMS懸臂梁結(jié)構(gòu)、一個功合器以及三個結(jié)構(gòu)完全相同的MEMS直接式微波功率傳感器，待測信號傳輸線為CPW傳輸線，所述CPW傳輸線由信號線和地線構(gòu)成，待測微波信號通過待測信號傳輸線，四個MEMS懸臂梁結(jié)構(gòu)分為兩對，對稱懸于待測信號傳輸線的信號線上方，其中位于待測信號傳輸線的信號線同一側(cè)兩個MEMS懸臂梁結(jié)構(gòu)分別連接一個MEMS直接式微波功率傳感器，另一側(cè)對稱的兩個MEMS懸臂梁結(jié)構(gòu)分別連接至功合器，功合器的輸出端連接一個MEMS直接式微波功率傳感器。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于懸臂梁和直接式功率傳感器的在線式微波頻率檢測器， 其特征是沿待測信號傳輸線方向，兩對MEMS懸臂梁結(jié)構(gòu)之間的距離L為中心頻率點所對應(yīng)波長的1/4，所述中心頻率點指所述微波頻率檢測器的頻率檢測范圍的中心頻率點。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的基于懸臂梁和直接式功率傳感器的在線式微波頻率檢測器，其特征是MEMS懸臂梁結(jié)構(gòu)與功合器以及MEMS直接式微波功率傳感器之間通過CPW傳輸線連接，功合器與MEMS直接式微波功率傳感器之間通過CPW傳輸線連接；懸臂梁結(jié)構(gòu)包括懸臂梁和錨區(qū)，懸臂梁與下方的待測信號傳輸線的信號線之間設(shè)...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：廖小平，易真翔，楊國，
申請(專利權(quán))人：東南大學(xué)，
類型：發(fā)明
國別省市：