[发明专利]一种MEMS温度补偿式微波功率检测装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种MEMS温度补偿式微波功率检测装置，属于微电子机械系统领域。

背景技术

在微波技术发展中，微波功率是微波系统的三大重要参数之一。微波功率检测在任何微波研究中是必不可少的。现代无线通信系统发展要求微波功率传感器能够精确检测微波功率。

最常见的微波功率检测器是主要基于seeback效应，具有高灵敏度和响应快的特点，如图1和图2所示，现有的MEMS微波功率传感器由共面波导传输线1、氮化钽电阻3、热电堆4、砷化镓衬底5和压焊块6。共面波导传输线1接收来自微波功率源的功率，并传导到位于共面波导传输线1末端氮化钽电阻3。通过氮化钽电阻3将功率吸收并转化为热。热电堆4由于seeback效应，能够将热转为电压输出。但缺点在于热量可以通过衬底和空气散失，其中衬底散失的热量最多。输出的直流电压与温度有较强的依赖关系，从而影响检测的精确度，限制了适用范围。

发明内容

发明目的：本发明提出一种MEMS温度补偿式微波功率检测装置，能够对现有微波功率传感器作温度补偿，提高其检测精度。

技术方案：本发明采用的技术方案为一种MEMS温度补偿式微波功率检测装置，其包括功率分配器、微波功率传感器三、温度补偿模块以及运算电路；所述功率分配器将输入微波功率的三分之一分配给微波功率传感器三，三分之二分配给温度补偿模块；温度补偿模块通过运算电路对微波功率传感器三进行温度补偿。

所述温度补偿模块包括微波功率传感器二，和被隔离环包围的微波功率传感器一；微波功率传感器一和微波功率传感器二各输入三分之一的输入微波功率；微波功率传感器一、微波功率传感器二和微波功率传感器三均输出到运算电路均输出到运算电路。所述运算电路包括对微波功率传感器一和微波功率传感器二输出电压求差的减法器，将减法器输出电压与微波功率传感器三相加的加法器，对加法器输出信号乘以三的乘法器。

有益效果：本发明一种MEMS温度补偿式微波功率检测装置，通过温度补偿模块和运算电路对现有微波功率传感器进行温度补偿，从而提高了微波功率检测的精度。

附图说明

图1为现有微波功率传感器的结构示意图；

图2为现有微波功率传感器的A-A面截面图；

图3为本发明一种MEMS温度补偿式微波功率检测装置的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本发明，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。

本发明包括功率分配器16、微波功率传感器三C、温度补偿模块以及运算电路。其中温度补偿模块包括微波功率传感器二B和微波功率传感器一A。运算电路包括减法器、加法器和乘法器。

如图3所示，待测的微波功率首先进入功率分配器16，由功率分配器16分成三个功率相同的微波信号，并分别输入到微波功率传感器一A、微波功率传感器二B和微波功率传感器三C。其中微波功率传感器一A的外围设有由等离子体干法刻蚀工艺刻蚀而成的隔离环11，使微波功率传感器一A构成隔热的隔离岛结构。所述隔离环11的深度为90um，宽度为5um。隔离环11中充满空气，由于空气是较好的绝热介质，使微波功率传感器一A的输出更加精确。由于衬底的散热作用，使得微波功率传感器二B和微波功率传感器三C输出的电压会包含一定的误差。微波功率传感器二B和微波功率传感器三C这两个传感器的误差大小相等，正负相同。

微波功率传感器二B和微波功率传感器一A均输出电压到运算电路的减法器中，减法器对两者求差计算出由温度所引起的误差。减法器输出到加法器，加法器的另一个输入端连接微波功率传感器三C。加法器将减法器得到的误差再加到微波功率传感器三C的输出电压上，实现温度补偿。加法器输出端连接到乘法器。由于一个微波功率传感器所测量的功率仅为输入微波功率的三分之一，所以乘法器对输入的电压再乘以三，得到最终的输出电压。