[发明专利]自适应雷达比相法固支梁微纳微波检测和解调单片系统

摘要

本发明的自适应雷达比相法固支梁微纳微波检测和解调单片系统，主要由六端口固支梁耦合器，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。间接加热式微波功率传感器采用多晶硅纳米线簇构成热电偶臂，热导率低于传统体材料，具有热电转化效率高的优点，可以大大提高微波检测系统的灵敏度，能够完成对微波信号进行功率、频率、相位的同时同步检测以及对已调制信号的解调，实现了自适应雷达比相法固支梁微纳微波检测和解调单片系统。

主权项

1.一种自适应雷达比相法固支梁微纳微波检测和解调单片系统，其特征在于该单片系统包括六端口固支梁耦合器(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)；其中六端口固支梁耦合器(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)输出到第一间接加热式微波功率检测器(5‑1)，进行微波功率检测；以及应用第一间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)的输出端连接第二间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间接加热式微波功率检测器(5‑3)和第四间接加热式微波功率检测器(5‑4)，进行微波相位检测；该结构实现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；其中Si衬底(8)，SiO2层(12)，共面波导(13)，终端电阻(18)，P型半导体臂(20)，N型半导体臂(19)，输出电极(21)构成间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N型和P型多晶硅纳米线簇(27)构成了热电偶的半导体臂，其中多晶硅纳米线簇(27)含有的纳米线数量为50‑200，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，多晶硅纳米线簇(27)的热导率远低于传统体材料，提高了热电转换效率,大大地增大输出电压。根据Seebeck效应，通过测量输出电极(21)的热电势可知输入微波功率大小。