[发明专利]自适应雷达比相法悬臂梁直接微纳微波检测解调单片系统

摘要

本发明的自适应雷达比相法悬臂梁直接微纳微波检测解调单片系统，主要由六端口悬臂梁耦合器，微波频率检测模块，微波相位检测模块以及微波功率检测和解调模块四部分组成；自适应雷达由天线、收发转换电路、MEMS微波检测和解调单片集成系统、信号存储器、信号分析器、微波信号重构、微波信号调制器和微波信号功率放大器构成。纳米热电偶的热导率低于传统体材料，采用纳米热电偶可以有效提高热电转换效率，大大提高测量灵敏度。能够完成对微波信号的功率、频率、相位三种检测模块进行了集成，以及对同一时刻的微波信号的功率、频率和相位同时同步检测，和对已调制信号的解调，实现了自适应雷达比相法悬臂梁直接微纳微波检测解调单片系统。

主权项

1.一种自适应雷达比相法悬臂梁直接微纳微波检测解调单片系统，其特征在于该单片系统包括六端口悬臂梁耦合器(1)，微波频率检测模块(2)，微波功率检测和解调模块(3)，微波相位检测模块(4)；其中六端口悬臂梁耦合器(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；待测信号经第一端口(1‑1)输入，由第二端口(1‑2)输出到第一直接加热式微波功率检测器(5‑1)，进行微波功率检测；以及应用第一直接加热式微波功率检测器(5‑1)的非线性特性和低通滤波特性对已调制信号进行解调；第三端口(1‑3)和第四端口(1‑4)分别输出到微波频率检测模块(2)的第三Wilkinson功率合成器(6‑3)的两个输入端口，第三Wilkinson功率合成器(6‑3)的输出端连接第二直接加热式微波功率传感器(5‑2)，进行微波频率检测；由第五端口(1‑5)和第六端口(1‑6)分别输出到微波相位检测模块(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)的两个输出端分别连接到第一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)的输出端连接到第三直接加热式微波功率检测器(5‑3)和第四直接加热式微波功率检测器(5‑4)，进行微波相位检测；该结构对微波信号的功率、频率、相位三种检测模块进行了集成，完成了对同一时刻的微波信号的功率、频率和相位同时同步检测，以满足自适应雷达实时匹配通讯的要求，并对已调制信号的解调本发明的自适应雷达比相法悬臂梁直接微纳微波检测解调单片系统中的Si衬底(8)，SiO2层(12)，共面波导(13)，终端电阻(18)，传输线地线(20)，半导体臂(19)，输出电极(21)构成直接加热式微波功传感器；微波功率通过CPW即共面波导(13)输入到终端电阻(18)转换为热能；热电堆采用纳米结构的多晶硅纳米线簇(27)构成了热电偶的半导体臂，多晶硅纳米线簇(27)由深紫外光刻形成，直径为1‑100nm，高度为2‑10um，根据Seebeck效应，多晶硅纳米线簇(27)的材料热导率低于传统体材料，采用纳米热电偶可以有效提高热电转换效率，大大提高测量灵敏度；通过测量输出电极(21)的热电势可知输入微波功率大小。