[發明專利]固支梁T形結在線式微波相位檢測器

在審

• 申請號: 201710052745.6
• 申請日: 2017-01-24
• 公開（公告）號: CN106771607A
• 公開（公告）日: 2017-05-31
• 發明（設計）人: 廖小平;嚴德洋
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: G01R25/00
• 分類號: G01R25/00
• 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

技術領域

本發明提出了固支梁T形結在線式微波相位檢測器，屬于微電子機械系統(MEMS)的技術領域。

背景技術

在微波技術研究中，作為表征信號的三大參數(幅度、頻率和相位)之一的微波相位是微波信號的一個重要參數。隨著頻率的增加，信號的波長與電路中各種元器件尺寸逐步接近，電路中電壓、電流都以波的形式存在，信號的相位延遲使得電路中不僅不同位置處的電壓、電流在同一時刻振幅各不相同，而且同一位置處的電壓、電流在不同時刻也各不相同。因此在微波頻段掌握并控制信號的相位是很有必要的，微波信號的相位也就成了一個重要的測量參數。目前，微波信號相位檢測系統的設計均是針對檢測同頻率信號之間的相位差。現有的相位檢測方法有以下幾種：利用二極管檢波，利用乘法器結構和利用矢量運算法實現相位檢測，以上方法的缺點是都需要相對復雜的結構。隨著微電子技術的發展，現代個人通信系統和雷達系統要求微波相位檢測器具有簡單的結構，小的體積以及小的功耗。MEMS系統具有體積小、功耗低、成本低等優點。本發明的目的正是要提出一種基于MEMS技術的在線式微波信號相位檢測器的實現方法。

發明內容

技術問題：本發明的目的是提出一種固支梁T形結在線式微波相位檢測器，本發明在微波信號耦合方面采用了固支梁耦合微波信號，在微波信號的功率檢測方面采用間接熱電式微波功率傳感器，在微波相位檢測方面采用矢量合成法，從而實現了在線式微波相位的檢測。

技術方案：固支梁T形結在線式微波相位檢測器，在高阻硅襯底上設有共面波導傳輸線、固支梁結構、T形結以及兩個間接熱電式微波功率傳感器，所述的共面波導傳輸線由共面波導傳輸線的信號線和地線構成，待測微波信號通過共面波導傳輸線，固支梁結構懸于共面波導傳輸線的信號線上的絕緣介質層上方，固支梁結構的上側錨區通過間接熱電式微波功率傳感器1的共面波導傳輸線的信號線連接間接熱電式微波功率傳感器1，下側第二錨區通過T形結的第一共面波導傳輸線的信號線連接T形結的一個輸入端口，另一個輸入端口通過T形結的第二共面波導傳輸線的信號線連接到參考信號輸入端口，T形結的輸出端通過T形結的第三共面波導傳輸線的信號線連接間接熱電式微波功率傳感器2。

T形結由第一空氣橋、第二空氣橋、第三空氣橋、第一共面波導傳輸線的信號線、第二共面波導傳輸線的信號線、第三共面波導傳輸線的信號線構成，為三端口器件，可用于功率合成，無需隔離電阻，其中第一空氣橋、第二空氣橋(15)、第三空氣橋用于共面波導傳輸線的地線之間的互連，同時為了方便這三個空氣橋的釋放，在其上制作了一組小孔陣列。

間接熱電式微波功率傳感器1包括金屬熱偶臂、半導體熱偶臂、歐姆接觸區、終端電阻、直流輸出塊以及共面波導傳輸線的信號線，其作用是基于塞貝克效應檢測微波功率大小。

本發明提供了一種固支梁T形結在線式微波相位檢測器，位于共面波導傳輸線上方的固支梁在線耦合出部分微波信號，固支梁結構的上端錨區連接間接熱電式微波功率傳感器檢測功率大小，下端輸入T形結與參考信號進行矢量合成。根據間接熱電式微波功率傳感器直流輸出電壓的大小，推斷出待測信號的相位。本發明的固支梁T形結在線式微波相位檢測器，不但具有易于測量的優點，而且能夠實現對微波信號相位的在線式檢測，易于集成以及與高阻硅單片微波集成電路兼容的優點。

同時，由于固支梁耦合出來的信號功率很小，大部分的信號能夠繼續通過共面波導傳輸線向后傳播并進行后續的信號處理，從而實現了在線式微波相位的檢測。

有益效果：本發明是固支梁T形結在線式微波相位檢測器，采用了結構簡單的固支梁耦合微波信號，由于耦合出來的信號功率很小，大部分的信號能夠繼續通過共面波導傳輸線向后傳播并進行后續的信號處理，從而實現了在線式微波相位的檢測。

附圖說明

圖1為本發明的固支梁T形結在線式微波相位檢測器俯視圖；

圖2為圖1固支梁T形結在線式微波相位檢測器的A-A’剖面圖；

圖3為圖1固支梁T形結在線式微波相位檢測器的B-B’剖面圖；