[发明专利]悬臂梁耦合在线式微波相位检测器

说明书

技术领域

本发明提出了悬臂梁耦合在线式微波相位检测器，属于微电子机械系统(MEMS)的技术领域。

背景技术

在微波技术研究中，相位是表征微波信号的重要参数之一。微波信号相位检测系统在相位调制器、相移键控、微波定位、天线相位方向图的测试和近场诊断等方面都有着极其广泛的应用。现有的微波相位检测技术是基于二极管、乘法器结构和矢量运算原理，它们具有低损耗、高灵敏度和宽频带的优点，然而其最大的缺点是结构相对复杂，并且无法实现在线式的微波相位检测。随着微电子技术的发展，现代个人通信系统和雷达系统对微波相位检测器的要求也越来越高。简单的结构、小的体积以及小的直流功耗成为微波相位检测器的发展趋势。随着MEMS技术的快速发展，并对高阻硅金属半导体场效应晶体管进行了的深入研究，使基于微机械高阻硅基的悬臂梁结构实现上述功能的在线式微波相位检测器成为可能。

发明内容

技术问题：本发明的目的是提出一种悬臂梁耦合在线式微波相位检测器，本发明采用了悬臂梁耦合微波信号，微波信号功率检测采用直接加热式微波功率传感器，微波相位检测采用矢量合成法，从而实现了微波相位的在线式检测。

技术方案：悬臂梁耦合在线式微波相位检测器，在高阻硅衬底上设有共面波导传输线、两个关于共面波导传输线的信号线对称的两个悬臂梁结构1和悬臂梁结构2、功合器以及直接加热式微波功率传感器1和直接加热式微波功率传感器2。所述的悬臂梁结构包括悬臂梁和锚区，悬臂梁与下方的待测信号传输线的信号线之间设有绝缘介质层；所述的共面波导传输线由信号线和地线构成，待测微波信号通过共面波导传输线，两个对称的悬臂梁结构悬于待测信号传输线的信号线上方，上侧悬臂梁结构1的锚区通过直接加热式微波功率传感器1的共面波导传输线的信号线连接直接加热式微波功率传感器1，下侧悬臂梁结构2的锚区通过功合器的第一共面波导传输线的信号线连接至功合器的一个输入端，功合器的另一个输入端通过功合器的第二共面波导传输线的信号线连接至待测信号输入端口，功合器的输出端通过功合器的第三共面波导传输线的信号线连接直接加热式微波功率传感器2。

功合器包括ACPS信号线、共面波导传输线的信号线和隔离电阻，功合器的输入端和输出端之间为不对称的共面带线ACPS信号线，隔离电阻设置在两个输入端之间。

直接加热式微波功率传感器包括终端电阻、半导体热电偶臂、直流输出块、隔绝直流电容和共面波导传输线的信号线。

本发明提供了一种悬臂梁耦合在线式微波相位检测器，位于共面波导传输线上方的两个完全对称的悬臂梁在线耦合出部分微波信号，上侧的悬臂梁结构1的锚区通过直接加热式微波功率传感器1的共面波导传输线的信号线连接直接加热式微波功率传感器1检测功率大小，下侧的悬臂梁结构2的锚区将耦合信号输入功合器并与参考信号进行矢量合成，功合器输出端连接直接加热式微波功率传感器2检查合成信号功率大小。根据直接加热式微波功率传感器2直流输出电压的大小，推断出待测信号的相位。本发明的悬臂梁耦合在线式微波相位检测器，不但具有易于测量的优点，而且能够实现对微波信号相位的在线式检测，易于集成以及与高阻硅单片微波集成电路兼容的优点。

同时，由于悬臂梁耦合出来的信号功率很小，大部分的信号能够继续通过共面波导传输线向后传播并进行后续的信号处理，从而实现了在线式微波相位的检测。

有益效果：本发明是悬臂梁耦合在线式微波相位检测器，采用了结构简单的悬臂梁结构耦合微波信号，并利用这部分耦合小信号实现微波相位的在线式检测，而大部分的信号能够继续在共面波导上传播并进行后续信号处理。

附图说明

图1为本发明的悬臂梁耦合在线式微波相位检测器俯视图；

图2为图1悬臂梁耦合在线式微波相位检测器的A-A’剖面图；

图3为图1悬臂梁耦合在线式微波相位检测器的B-B’剖面图；