[發明專利]自適應雷達比相法懸臂梁直接微納微波檢測解調單片系統

在審

• 申請號: 201810208042.2
• 申請日: 2018-03-14
• 公開（公告）號: CN108427106A
• 公開（公告）日: 2018-08-21
• 發明（設計）人: 廖小平;吉思超
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: G01S7/41
• 分類號: G01S7/41
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

1.一種自適應雷達比相法懸臂梁直接微納微波檢測解調單片系統，其特征在于該單片系統包括六端口懸臂梁耦合器(1)，微波頻率檢測模塊(2)，微波功率檢測和解調模塊(3)，微波相位檢測模塊(4)；其中六端口懸臂梁耦合器(1)的第一端口(1-1)到第三端口(1-3)和第五端口(1-5)的耦合度相同，到第四端口(1-4)、第六端口(1-6)的功率耦合度也相同；待測信號經第一端口(1-1)輸入，由第二端口(1-2)輸出到第一直接加熱式微波功率檢測器(5-1)，進行微波功率檢測；以及應用第一直接加熱式微波功率檢測器(5-1)的非線性特性和低通濾波特性對已調制信號進行解調；第三端口(1-3)和第四端口(1-4)分別輸出到微波頻率檢測模塊(2)的第三Wilkinson功率合成器(6-3)的兩個輸入端口，第三Wilkinson功率合成器(6-3)的輸出端連接第二直接加熱式微波功率傳感器(5-2)，進行微波頻率檢測；由第五端口(1-5)和第六端口(1-6)分別輸出到微波相位檢測模塊(4)的第一Wilkinson功率合成器(6-1)和第二Wilkinson功率合成器(6-2)的一端，并由Wilkinson功率分配器(7)的兩個輸出端分別連接到第一Wilkinson功率合成器(6-1)和第二Wilkinson功率合成器(6-2)的另一端，而第一Wilkinson功率合成器(6-1)和第二Wilkinson功率合成器(6-2)的輸出端連接到第三直接加熱式微波功率檢測器(5-3)和第四直接加熱式微波功率檢測器(5-4)，進行微波相位檢測；該結構對微波信號的功率、頻率、相位三種檢測模塊進行了集成，完成了對同一時刻的微波信號的功率、頻率和相位同時同步檢測，以滿足自適應雷達實時匹配通訊的要求，并對已調制信號的解調

本發明的自適應雷達比相法懸臂梁直接微納微波檢測解調單片系統中的Si襯底(8)，SiO₂層(12)，共面波導(13)，終端電阻(18)，傳輸線地線(20)，半導體臂(19)，輸出電極(21)構成直接加熱式微波功傳感器；微波功率通過CPW即共面波導(13)輸入到終端電阻(18)轉換為熱能；熱電堆采用納米結構的多晶硅納米線簇(27)構成了熱電偶的半導體臂，多晶硅納米線簇(27)由深紫外光刻形成，直徑為1-100nm，高度為2-10um，根據Seebeck效應，多晶硅納米線簇(27)的材料熱導率低于傳統體材料，采用納米熱電偶可以有效提高熱電轉換效率，大大提高測量靈敏度；通過測量輸出電極(21)的熱電勢可知輸入微波功率大小。

2.根據權利要求1的自適應雷達比相法懸臂梁直接微納微波檢測解調單片系統，其特征在于該自適應雷達由天線(36)、收發轉換電路(37)、自適應雷達接收系統(34)和自適應雷達發射系統(35)組成，自適應雷達接收系統(34)由MEMS微波檢測和解調單片集成系統(28)、信號存儲器(29)和信號分析器(30)級聯構成，實現對未知雷達信號的檢測和分析；自適應雷達發射系統(35)由微波信號重構(31)、微波信號調制器(32)和微波信號功率放大器(33)構成，實現對未知雷達信號的調制和轉發。

3.根據權利要求1的自適應雷達比相法懸臂梁直接微納微波檢測解調單片系統中，六端口懸臂梁耦合器(1)由共面波導(13)，介質層(9)，空氣層(11)和橫跨在其上方懸臂梁(10)構成；共面波導(13)制作在SiO₂層(12)上，錨區(14)制作在共面波導(13)上，懸臂梁(10)的下方沉積介質層(9)，并與空氣層(11)、懸臂梁(10)共同構成耦合電容結構，兩個懸臂梁(10)之間的CPW傳輸線長度為λ/4。