[發(fā)明專(zhuān)利]片上毫米波發(fā)射機(jī)及其校準(zhǔn)方法和片上毫米波功率傳感器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201510364015.0
• 申請(qǐng)日: 2015-04-24
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN105158743B
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-07-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: H·克納普;J·武斯特霍恩
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 英飛凌科技股份有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): G01S7/40
• 分類(lèi)號(hào): G01S7/40;G01S7/282
• 代理公司: 中國(guó)專(zhuān)利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 王岳;胡莉莉

本發(fā)明涉及片上毫米波發(fā)射機(jī)及其校準(zhǔn)方法和片上毫米波功率傳感器。本發(fā)明涉及包括至少一個(gè)可耦合到振蕩器的發(fā)射路徑和用來(lái)在通過(guò)至少一個(gè)發(fā)射路徑發(fā)射的發(fā)射功率的至少一部分處進(jìn)行測(cè)量的片上功率傳感器的片上毫米波發(fā)射機(jī)。本發(fā)明進(jìn)一步涉及一種校準(zhǔn)片上毫米波發(fā)射機(jī)的方法和一種可耦合到毫米波發(fā)射機(jī)的至少一個(gè)發(fā)射路徑的片上功率傳感器。本發(fā)明的實(shí)施例提供了對(duì)在所述毫米波發(fā)射機(jī)的發(fā)射路徑中的個(gè)別發(fā)射路徑內(nèi)提供的發(fā)射功率的直接測(cè)量。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請(qǐng)涉及一種片上毫米波發(fā)射機(jī)，以及一種校準(zhǔn)這樣的毫米波發(fā)射機(jī)的方法和用在根據(jù)本發(fā)明的毫米波發(fā)射機(jī)中的片上功率傳感器。

背景技術(shù)

美國(guó)專(zhuān)利6,292,140公開(kāi)了一種用于制造在硅片上集成的測(cè)輻射熱儀的天線。所述測(cè)輻射熱儀包括在硅片上的開(kāi)口，所述開(kāi)口由兩個(gè)分開(kāi)的熱隔離結(jié)構(gòu)橫跨。包括兩部分的薄膜天線位于所述結(jié)構(gòu)上，每一個(gè)結(jié)構(gòu)上有一個(gè)天線部分。在所述兩個(gè)天線部分的較大的部分中接收的輻射電磁耦合到其中其引起電流流動(dòng)的較小的部分中。薄膜溫度計(jì)測(cè)量由于散熱引起的較小天線部分的溫度上升。由于變化僅在天線的一部分中耗散且因?yàn)闇y(cè)輻射熱儀沒(méi)有其他設(shè)計(jì)的阻抗匹配約束，所以與之前的測(cè)輻射熱儀設(shè)計(jì)相比該測(cè)輻射熱儀達(dá)到改善的性能。

美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)2011/0174978A1公開(kāi)了一種在帶有光學(xué)器件的殼和帶有薄膜上熱元件的芯片中提供的熱紅外傳感器。所述薄膜橫跨一個(gè)是熱的良導(dǎo)體的框形支撐體，并且所述支撐體具有垂直或近乎垂直的球(balls)。目標(biāo)是提供在單塊集成電路硅微加工技術(shù)中的熱堆紅外傳感器，其中所述紅外傳感器具有帶有小芯片大小的高熱分辨能力，高填充度和高響應(yīng)速率。熱部分傳感器結(jié)構(gòu)每傳感器單元由幾個(gè)長(zhǎng)的熱敏元件組成。所述熱敏元件被布置在將吸收層上的熱觸點(diǎn)和熱敏元件的冷觸點(diǎn)連接在一起的連接網(wǎng)上。薄膜由一個(gè)或多個(gè)連接網(wǎng)懸掛，且在長(zhǎng)的熱敏元件的兩側(cè)上都有將所述連接網(wǎng)與控制區(qū)域和支持體分離的窄切口。

美國(guó)專(zhuān)利4,008,610公開(kāi)了一種具有第一和第二高增益差分運(yùn)算放大器、測(cè)輻射熱儀元件以及參考電阻器元件的自平衡的DC-代替R.F.功率測(cè)量系統(tǒng)。所述放大器和所述兩種元件與連接在來(lái)自差分放大器的輸出子之間的元件中的一個(gè)以及連接在與該放大器中的每一個(gè)相關(guān)聯(lián)的隔離雙電源的中心節(jié)點(diǎn)之間的元件中的其他元件連接在電流環(huán)中。電流從一個(gè)放大器流出又流入其它放大器中。所述電流被驅(qū)動(dòng)至一個(gè)保持在第一放大器的輸入終點(diǎn)之間的電勢(shì)必須等于零且在第二放大器的輸入終點(diǎn)之間的電勢(shì)必須等于零的值。因此，所述電流驅(qū)動(dòng)測(cè)輻射熱儀元件的值為等于參考元件電阻的電阻。

美國(guó)專(zhuān)利7,548,053B2公開(kāi)了一種使用CMOS晶體管的寬帶天線耦合的光譜儀。為了構(gòu)建寬帶光譜儀，在單個(gè)光譜儀的芯片表面上制作多個(gè)基于個(gè)別天線的測(cè)輻射熱儀，每個(gè)測(cè)輻射熱儀都有與所有其他測(cè)輻射熱儀不同大小的個(gè)別天線，因此響應(yīng)于輻射的一般唯一的頻率。利用CMOS技術(shù)容易實(shí)現(xiàn)將每一個(gè)天線耦合到相關(guān)的晶體管。所述天線連接到晶體管柵極的相反側(cè)，因此為特別的天線構(gòu)建終端電阻器。來(lái)自各種天線的多個(gè)輸出然后被耦合，因此提供對(duì)非常寬的頻譜的電磁輻射的響應(yīng)。

圖1示出了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的校準(zhǔn)毫米波發(fā)射機(jī)的方法。在左手側(cè)顯示了發(fā)射路徑在天線元件TX處終止，所述發(fā)射路徑從左邊接收RF輸入，而定向耦合器挑選到被指引到二極管的RF輸入功率(in-power)的部分。對(duì)于測(cè)量發(fā)射功率而言二極管是非常粗糙的器件。尤其對(duì)于脈動(dòng)RF功率，二極管通常僅響應(yīng)于這種信號(hào)的最大幅度。因此，對(duì)于指向二極管的平均發(fā)射功率，二極管將不提供可靠的測(cè)量。二極管將根據(jù)到達(dá)二極管的RF功率的最大幅度產(chǎn)生電壓。通常二極管具有如圖1中右手側(cè)所示的特性。跨越二極管的電壓Vs根據(jù)所示的特性隨著實(shí)際發(fā)射功率TX變化。

為了可靠地測(cè)量到達(dá)二極管的(峰值)功率，通常有必要直接測(cè)量發(fā)射功率TX并利用電壓Vs使跨越二極管測(cè)量的電壓關(guān)聯(lián)到在終止發(fā)射路徑的天線元件處實(shí)際上發(fā)射的發(fā)射功率。當(dāng)在發(fā)射方向上執(zhí)行這種RF輸出功率的校準(zhǔn)時(shí)，可以通過(guò)估計(jì)二極管的電壓Vs確定輸送到天線元件的峰值RF功率。