[发明专利]基于固支梁的微纳电子机械系统间接加热式微波辐射仪

权利要求书

1.一种基于固支梁的微纳电子机械系统间接加热式微波辐射仪，其特征在于该辐射仪由微波天线(1)，低噪声放大器(2)，六端口固支梁耦合器(3)，微波频率检测模块(4)，微波功率检测和解调模块(5)，放大器(6)，单片机(7)和液晶显示器(8)级联构成；微波天线(1)的输出与低噪声放大器(2)的输入端相连，低噪声放大器(2)的输出端与六端口固支梁耦合器(3)的待测信号输入端口(3-1)相连，六端口固支梁耦合器(3)的第二端口(3-2)连接第一间接加热式垂直纳米微波功率传感器(10-1)的输入端口，进行微波天线接收信号的功率检测；六端口固支梁耦合器(3)的第三端口(3-3)和第五端口(3-5)分别与第三Wilkinson功率合成器(9-3)的第八端口和第九端口相连，第三Wilkinson功率合成器(9-3)的第七端口连接第二间接加热式垂直纳米微波功率传感器(10-2)的输入端口；六端口固支梁耦合器(3)的第四端口(3-4)和第六端口(3-6)分别与第一Wilkinson功率合成器(9-1)和第二Wilkinson功率合成器(9-1)的第八端口相连，第一Wilkinson功率合成器(9-1)和第二Wilkinson功率合成器(9-1)的第九端口分别与Wilkinson功率分配器(11)的第八端口和第九端口相连，Wilkinson功率分配器(11)的输入端与参考信号相连，构成相位检测的参考信号从而进行频率检测，第一Wilkinson功率合成器(9-1)和第二Wilkinson功率合成器(9-1)的第七端口分别与第三间接加热式垂直纳米微波功率传感器(10-3)和第四间接加热式垂直纳米微波功率传感器(10-4)相连；经过(10-2)，(10-3)和(10-4)间接加热式垂直纳米微波功率传感器可以分别检测出功率的大小，根据运算可得到微波天线接收到的信号的频率；微波频率检测模块(4)连接放大器(6)的一号输入端，微波功率检测模块(5)连接放大器(6)的二号输入端，放大器(6)的一号、二号输出端分别连接单片机(7)，单片机(7)连接液晶显示器(8)。本发明的基于固支梁的微纳电子机械系统间接加热式微波辐射仪使用以多晶硅纳米线为基础的间接加热式垂直纳米微波功率传感器代替传统的二极管作为功率检测的器件，多晶硅纳米线的热导率远低于传统体材料，提高了热电转换效率，极大地增大输出电压；同时间接加热式垂直纳米微波功率传感器具有线性度高、温漂小、功率上限高的优势，从而辐射仪能够获得较大的灵敏度和较高的线性度，测量更加准确。

2.如权利要求1中所述的基于固支梁的微纳电子机械系统间接加热式微波辐射仪，其特征在于间接加热式垂直纳米微波功率传感器由Si衬底(30)，SiO₂层(15)，共面波导(14)，终端电阻(21)，P型多晶硅纳米线簇(28)，N型多晶硅纳米线簇(23)，输出电极(24)，聚甲基丙烯酸甲酯(22)和金属臂(29)构成；微波功率通过共面波导(14)输入到终端电阻(21)并被转化成可以测量的热量；P型多晶硅纳米线簇(28)，N型多晶硅纳米线簇(23)，金属臂(29)和聚甲基丙烯酸甲酯(22)构成热电偶，其中多晶硅纳米线簇含有的纳米线数量为50-200，多晶硅纳米线由深紫外光刻形成，直径为1-100nm，高度为2-10um；；根据Seebeck效应，通过测量输出电极(24)的热电压可以推算出输入微波功率大小。