[發明專利]自適應雷達比相法固支梁微納微波檢測和解調單片系統

在審

• 申請號: 201810208086.5
• 申請日: 2018-03-14
• 公開（公告）號: CN108508417A
• 公開（公告）日: 2018-09-07
• 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: G01S7/40
• 分類號: G01S7/40
• 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

本發明的自適應雷達比相法固支梁微納微波檢測和解調單片系統，主要由六端口固支梁耦合器，微波頻率檢測模塊，微波相位檢測模塊以及微波功率檢測和解調模塊四部分組成；自適應雷達由天線、收發轉換電路、MEMS微波檢測和解調單片集成系統、信號存儲器、信號分析器、微波信號重構、微波信號調制器和微波信號功率放大器構成。間接加熱式微波功率傳感器采用多晶硅納米線簇構成熱電偶臂，熱導率低于傳統體材料，具有熱電轉化效率高的優點，可以大大提高微波檢測系統的靈敏度，能夠完成對微波信號進行功率、頻率、相位的同時同步檢測以及對已調制信號的解調，實現了自適應雷達比相法固支梁微納微波檢測和解調單片系統。

技術領域

本發明提出了自適應雷達比相法固支梁微納微波檢測和解調單片系統，屬于微納電子機械系統的技術領域。

背景技術

目前，在微波通訊領域中，尤其是自適應雷達的應用中，對微波信號的檢測都是利用一些大型器件進行測量，存在著體積大、功耗高、頻帶窄以及集成度低著一系列問題，而我們的重點在于微波信號的功率、相位和頻率等參數的測量，此外，對微波已調制信號的解調也是重點之一。眾所周知，自適應雷達的接受頻段大多都處在GHz頻段，隨著頻率的不斷增加，信號波長與電路中各種元器件尺寸較為接近，電壓、電流可以轉而用波的形式表述，信號的相位延遲使得電路中不同位置處的電壓、電流在同一時刻的振幅各不相同，因此在微波頻段掌握并控制信號的相位是很有必要的。另外，對于較復雜一些的微波調制信號，傳統的通訊技術又要利用另一套系統進行解調，這同樣會引起上述問題，同時還增加了很多成本，導致很難使用在自適應雷達。此外在熱電堆技術方面，以納米熱電偶作為替代，提高能量的使用效率，減少能源的浪費。所以在自適應雷達領域，如果能實現對微波信號的功率、相位和頻率的集成，以及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，還能進行對輸入的已調制信號的解調是一種很有意義的研究，因此本發明提出了基于硅工藝的自適應雷達比相法固支梁微納微波檢測和解調單片系統。

發明內容

技術問題：本發明的目的是提供一種自適應雷達比相法固支梁微納微波檢測和解調單片系統，應用六端口固支梁耦合器端口來耦合連接微波信號檢測功能模塊和解調模塊，從而實現了一個芯片同時對微波信號的功率、頻率、相位三種微波參量的檢測以及對已調制信號的解調。

技術方案：本發明的自適應雷達比相法固支梁微納微波檢測和解調單片系統，主要由六端口固支梁耦合器，微波頻率檢測模塊，微波相位檢測模塊以及微波功率檢測和解調模塊組成；

六端口固支梁耦合器的第一端口到第三端口、第五端口以及第一端口到第四端口、第六端口的功率耦合度分別相同，待測信號經第一端口輸入，由第二端口輸出到第一間接加熱式微波功率檢測器，同步地進行微波功率檢測和已調制信號的解調；由第三端口和第四端口輸出到微波頻率檢測模塊的第三Wilkinson功率合成器的兩個輸入端口，第三Wilkinson功率合成器的輸出端連接第二間接加熱式微波功率傳感器，進行微波頻率的檢測；由第五端口和第六端口分別輸出到微波相位檢測模塊的第一Wilkinson功率合成器和第二Wilkinson功率合成器的一端，并由 Wilkinson功率分配器的兩個輸出端分別連接到第一Wilkinson功率合成器和第二 Wilkinson功率合成器的另一端，而第一Wilkinson功率合成器和第二Wilkinson功率合成器的輸出端連接到第三間接加熱式微波功率檢測器和第四間接加熱式微波功率檢測器，進行微波相位的檢測；由以上結構，實現了同時對微波信號進行功率、頻率、相位的檢測以滿足自適應雷達實時匹配通訊的要求，以及對已調制信號的解調。

本發明面向的自適應雷達由收發天線、收發轉換電路、自適應雷達接收系統和自適應雷達發射系統組成，自適應雷達接收系統由MEMS微波檢測和解調單片集成系統、信號存儲器和信號分析器級聯構成，實現對未知雷達信號的檢測和分析；自適應雷達發射系統由微波信號重構、微波信號調制器和微波信號功率放大器構成，實現對未知雷達信號的調制和轉發。