[發明專利]固支梁耦合在線式微波相位檢測器

在審

• 申請號: 201710062653.6
• 申請日: 2017-01-24
• 公開（公告）號: CN106841803A
• 公開（公告）日: 2017-06-13
• 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;G01R21/02
• 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耦合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

隨著雷達技術的發展，特別是在相控陣雷達、相控陣天線及加速器等較新技術出現以后，相移量的測量顯得日趨重要。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耦合在線式微波相位檢測器，本發明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直接加熱式微波功率傳感器，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：固支梁耦合在線式微波相位檢測器，在高阻硅襯底上制作SiO₂層，在SiO₂層上設有共面波導傳輸線、固支梁結構、功合器以及直接加熱式微波功率傳感器1和直接加熱式微波功率傳感器2，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，所述的固支梁結構由固支梁、第一錨區和第二錨區構成；固支梁結構懸于共面波導傳輸線的信號線的介質層上方，固支梁結構的第一錨區通過直接加熱式微波功率傳感器1的共面波導傳輸線的信號線連接直接加熱式微波功率傳感器1，固支梁結構的第二錨區通過功合器的第一共面波導傳輸線的信號線連接功合器的輸入端，功合器的另一個輸入端通過功合器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，功合器的輸出端通過功合器的第三共面波導傳輸線的信號線連接直接加熱式微波功率傳感器2。

功合器包括不對稱共面帶線ACPS信號線、共面波導傳輸線的信號線和隔離電阻，用于微波信號功率合成，功合器的輸入端和輸出端之間為不對稱的共面帶線ACPS信號線，隔離電阻設置在兩個輸入端之間。

直接加熱式微波功率傳感器包括終端電阻、半導體熱電偶臂、直流輸出塊、隔絕直流電容和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的大小，并以直流輸出電壓的形式顯示檢測結果。

本發明提供了一種固支梁耦合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，固支梁結構的一端錨區連接直接加熱式微波功率傳感器1檢測功率大小，另一端耦合信號輸入功合器與參考信號進行矢量合成。合成后的信號利用直接加熱式微波功率傳感器2來檢測合成功率的大小，根據直接加熱式微波功率傳感器1直流輸出電壓的大小，推斷出待測信號的相位。本發明的固支梁耦合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：本發明是固支梁耦合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，并利用這部分耦合小信號實現微波相位的在線式檢測，而大部分的信號能夠繼續在共面波導上傳播并進行后續信號處理。

附圖說明

圖1為本發明的固支梁耦合在線式微波相位檢測器俯視圖；

圖2為圖1固支梁耦合在線式微波相位檢測器的A-A’剖面圖；

圖3為圖1固支梁耦合在線式微波相位檢測器的B-B’剖面圖；

圖中包括：高阻硅襯底1，共面波導傳輸線的信號線2、地線3，固支梁結構的的懸臂梁4、第一錨區5，第二錨區6，絕緣介質層7，功合器的隔離電阻8、ACPS信號線9、第一共面波導傳輸線的信號線10、第二共面波導傳輸線的信號線11、第三共面波導傳輸線的信號線12，直接加熱式微波功率傳感器1的終端電阻13、半導體熱電偶臂14、直流輸出塊15、隔絕直流電容16、共面波導傳輸線的信號線17，直接加熱式微波功率傳感器2的終端電阻18、半導體熱電偶臂19、直流輸出塊20、隔絕直流電容21，SiO2層22。在高阻硅襯底1上制備一次SiO2層22，在SiO2層22上設有共面波導傳輸線、固支梁結構、功合器以及直接加熱式微波功率傳感器1和直接加熱式微波功率傳感器2。

具體實施方式