[发明专利]固支梁直接加热式微波信号检测仪器

说明书

本发明的固支梁直接加热式微波信号检测仪器由传感器、模数转换、MCS51单片机和液晶显示四大模块组成，传感器由六端口固支梁耦合器，通道选择开关，微波频率检测器，微波相位检测器，直接加热式微波功率传感器级联构成；六端口固支梁耦合器的第一端口到第三端口、第四端口及到第一端口到第五端口、第六端口的功率耦合度分别相同，信号经第一端口输入，并由第二端口输出直接加热式微波功率传感器，由第四端口，第六端口输出微波相位检测器，由第三端口，第五端口输出到通道选择开关；通道选择开关的第七端口和第八端口接直接加热式微波功率传感器，通道选择开关的第九端口，第十端口接微波频率检测器；实现了对微波信号的功率、相位、频率同时检测。

技术领域

本发明提出了固支梁直接加热式微波信号检测仪器，属于微电子机械系统的技术领域。

背景技术

在现代化的技术背景下，微波信号检测在相移键控(PSK)、锁相环(PLL)、微波定位、天线相位方向图的测试及测量各种微波器件的相位特性等等方面都有极其广泛的应用。这些系统在实际应用中迫切需要重量轻、体积小、功耗低、集成度高的电子设备。而现有的微波功率、相位、频率检测器都为分立电路且体积较大，为此急需一种可对三种微波参量实现集成检测的系统来满足微波通讯领域的应用需求。本发明即是基于Si工艺设计一种单个芯片同时实现检测微波功率、相位、频率的固支梁直接加热式微波信号检测仪器。

发明内容

技术问题：本发明的目的是提供一种固支梁直接加热式微波信号检测仪器，应用六端口固支梁耦合器端口来耦合连接不同的检测功能模块，并通过模数转换将待测的参量直接显示在液晶屏幕上，从而实现了一个芯片同时对微波信号的功率、相位、频率三种微波参量的检测、具有低功耗、低成本的益处。

技术方案：本发明的固支梁直接加热式微波信号检测仪器是由传感器、模数转换、MCS51单片机和液晶显示四个大模块组成，这四个大模块又由一些基础的小模块和电路构成。

其中传感器部分由六端口固支梁耦合器，通道选择开关，微波频率检测器，微波相位检测器，直接加热式微波功率传感器组成；固支梁直接加热式微波信号检测仪器，其特征在于该相位检测器由六端口固支梁耦合器，通道选择开关，微波频率检测器，微波相位检测器，第一直接加热式微波功率传感器级联构成；其中，六端口固支梁耦合器的第一端口到第三端口、第四端口以及第一端口到第五端口、第六端口的功率耦合度相同，待测信号经第一端口输入，并由第二端口输出到第一直接加热式微波功率传感器，由第四端口和第六端口输出到微波相位检测器，由第三端口和第五端口输出到通道选择开关；通道选择开关的第七端口和第八端口分别接第二直接加热式微波功率传感器和第三直接加热式微波功率传感器；通道选择开关的第九端口和第十端口接微波频率检测器，从而实现了对微波信号功率、相位、频率的检测。

其中，六端口固支梁耦合器由共面波导，介质层，空气层和横跨在其上方固支梁构成；共面波导制作在SiO₂层上，固支梁的锚区制作在共面波导上，固支梁的下方沉积有介质层，并与空气层、固支梁共同构成耦合电容结构，两个固支梁之间的共面波导长度为λ/4；

第二个大模块是模数转换部分，它的主要作用是将传感器三个小模块中输出的功率直接转换成数字信号，这个部分主要是由STM32微处理器及由AD620芯片组成的外围电路所构成。

然后是MCS51单片机部分，它的主要作用就是对各个电压值进行公式计算得到需要的频率、相位和功率的数值。

最后就是液晶显示部分，它的主要作用就是将得到的数字信号直接进行显示输出，得出待测信号的频率、相位和功率的读数。

有益效果：

4)本发明的固支梁直接加热式微波信号检测仪器将微波信号的功率、相位、频率三种测模块集成到一起，应用六端口固支梁耦合器的固支梁来耦合输入信号到不同的检测功能模块，实现了一个芯片同时对微波信号的功率、相位、频率三种微波参量的检测、具有低功耗、低成本的益处；