[發明專利]硅基已知頻率縫隙耦合式間接式毫米波相位檢測器

有效

• 申請號: 201710052742.2
• 申請日: 2017-01-24
• 公開（公告）號: CN106645924B
• 公開（公告）日: 2019-03-05
• 發明（設計）人: 廖小平;褚晨蕾
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: G01R21/02
• 分類號: G01R21/02;G01R25/00;G01R15/00
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙) 32249
• 代理人: 楊曉玲

本發明的硅基已知頻率縫隙耦合式間接式毫米波相位檢測器是由共面波導、縫隙耦合結構、移相器、Wilkinson功分器、Wilkinson功合器以及間接式熱電式功率傳感器所構成，整個結構基于高阻Si襯底制作，一共設置有四個縫隙耦合結構，上方的兩個縫隙耦合結構連接著兩個間接式熱電式功率傳感器，下方的兩個縫隙耦合結構實現信號的相位測量，在前后縫隙之間設置有一個移相器；Wilkinson功分器和Wilkinson功合器是由共面波導、非對稱共面帶線和一個電阻組成；間接式熱電式功率傳感器主要由共面波導、兩個電阻以及熱電堆所構成，熱電堆是由兩種不同的半導體臂級聯組成，它能夠將終端電阻所散發的熱量轉換成熱電勢，該結構成本較低，而且效率也大大提高了。

技術領域

本發明提出了硅基已知頻率縫隙耦合式間接式毫米波相位檢測器，屬于微電子機械系統(MEMS)的技術領域。

背景技術

隨著信息技術的不斷發展，信號的檢測技術也跟隨著時代的步伐不斷前進著，眾所周知，一個信號擁有基本的三大要素分別為頻率、相位和功率，對信號的這三大要素的檢測是信號檢測技術的重中之重，多年以來，人們對低頻信號的測量技術已經非常成熟了，但是隨著信號頻率的增加，高頻信號的測量技術也在經歷著不斷的發展和完善。毫米波信號是一種位于微波信號和光信號之間的高頻率信號，對于一個已知頻率的毫米波信號，對該信號的相位檢測是一項非常重要的技術，這種毫米波相位測量技術在在軍事、航天航空以及通信領域都有著非常廣泛的潛在應用價值。現有的一些相位檢測器不僅結構復雜、成本較高，而且大多無法進行在線式的測量，集成度不高，效率偏低，已經無法滿足日異月新的信息科技時代。

隨著對共面波導縫隙耦合結構、Wilkinson功分器、Wilkinson功合器以及間接式熱電式功率傳感器的深入研究，為了解決上述相位檢測器的問題，本發明在高阻Si襯底上設計了一種在已知頻率下的毫米波在線相位檢測器，它利用了新穎的共面波導縫隙耦合技術來實現相位測量，大大提高了集成度，并且結構簡單，能夠實現在線式的測量，效率較高。

發明內容

技術問題：本發明的目的是提供一種硅基已知頻率縫隙耦合式間接式毫米波相位檢測器，本發明采用了共面波導縫隙耦合結構來進行相位檢測，在功率分配和功率合成方面則采用了Wilkinson功分器和Wilkinson功合器的結構，在合成信號的功率測量方面則采用了間接式熱電式功率傳感器，從而實現了毫米波的在線相位檢測。

技術方案：本發明的硅基已知頻率縫隙耦合式間接式毫米波相位檢測器主要是由共面波導、一號縫隙耦合結構、二號縫隙耦合結構、三號縫隙耦合結構、四號縫隙耦合結構、移相器、一個Wilkinson功分器、二個Wilkinson功合器以及四個間接式熱電式功率傳感器所構成，具體結構的連接關系如下：第一端口是信號輸入端，一號縫隙耦合結構和二號縫隙耦合結構位于共面波導上側地線，三號縫隙耦合結構和四號縫隙耦合結構則位于共面波導下側地線，這兩對縫隙關于中心信號線對稱，它們之間由一個移相器隔開，一號縫隙耦合結構連接到第二端口，第二端口與一號間接式熱電式功率傳感器相連，同樣的，二號縫隙耦合結構連接到第三端口，第三端口與二號間接式熱電式功率傳感器連接；再看相位檢測模塊，三號縫隙耦合結構與第四端口相連，第四端口連接到一號Wilkinson功合器，四號縫隙耦合結構與第五端口相連，第五端口連接到二號Wilkinson功合器，參考信號通過三號Wilkinson功分器的輸入端輸入，三號Wilkinson功分器的輸出端分別連接到一號Wilkinson功合器和二號Wilkinson功合器，然后，一號Wilkinson功合器的輸出端連接三號間接式熱電式功率傳感器，二號Wilkinson功合器的輸出端連接四號間接式熱電式功率傳感器，第六端口處連接著后續處理電路。