[发明专利]缝隙结构耦合在线式微波相位检测器

说明书

技术领域

本发明提出了缝隙结构耦合在线式微波相位检测器，属于微电子机械系统(MEMS)的技术领域。

背景技术

随着雷达和天线等技术的发展，微波相位的测量变得越来越重要，微波相位检测系统的研究也为人们越来越重视。目前，微波相位检测器广泛应用于个人通信、军事国防和科学研究等方面。当前广泛采用的微波相位检测技术按原理可划分为：二极管结构、吉尔伯特乘法器结构和矢量合成法。他们的优点是精度高，宽频带，但是无法实现在线式检测，并且结构相对复杂，体积相对较大。

为了解决上述微波相位检测器的问题，本发明在高阻硅衬底上设计了缝隙结构耦合在线式微波相位检测器。它利用了缝隙结构来实现相位检测，结构简单，便于实现，同时提高了系统的集成度，能够实现在线式检测，效率较高。

发明内容

技术问题：本发明的目的是提出一种缝隙结构耦合在线式微波相位检测器，本发明采用了缝隙结构耦合微波信号，在微波信号的功率检测方面采用直接加热式微波功率传感器，在微波相位检测方面采用矢量合成法，从而实现了在线式微波相位检测。

技术方案：本发明的缝隙结构耦合在线式微波相位检测器，微波相位检测器由共面波导传输线、两个关于共面波导传输线的信号线对称的缝隙结构、功合器以及两个直接加热式微波功率传感器所构成。微波的相位检测采用的是矢量合成法，将参考信号和待测信号通过功合器合成后由余弦函数式计算出微波信号的相位。共面波导传输线由共面波导传输线的信号线和地线构成；直接加热式微波功率传感器由半导体热偶臂、终端电阻、直流输出块、隔绝直流电容和共面波导传输线的信号线构成；功合器由不对称共面带线ACPS信号线、隔离电阻、第一共面波导传输线的信号线、第二共面波导传输线的信号线和第三共面波导传输线的信号线构成。

两个缝隙结构对称分局共面波导传输线的信号线两侧，共面波导传输线的信号线上侧的缝隙结构通过直接加热式微波功率传感器1的共面波导传输线的信号线连接直接加热式微波功率传感器1，共面波导传输线的信号线下侧的缝隙结构通过功合器的第一共面波导传输线的信号线连接功合器的输入端，功合器的另一个输入端通过功合器的第二共面波导传输线的信号线连接参考信号输入端口，功合器输出端口通过功合器的第三共面波导传输线的信号线连接直接加热式微波功率传感器2。

有益效果：本发明是缝隙结构耦合在线式微波相位检测器，微波相位检测器采用了缝隙结构，这种结构能将小部分的微波信号耦合出来，并利用这部分耦合信号来实现微波相位的在线式检测，而大部分的信号能够继续在共面波导上传播并进行后续信号处理。

附图说明

图1为本发明的缝隙结构耦合在线式微波相位检测器俯视图；

图2为图1缝隙结构耦合在线式微波相位检测器的A-A’剖面图；

图3为图1缝隙结构耦合在线式微波相位检测器的B-B’剖面图；

图中包括：高阻硅衬底1，共面波导的信号线2、地线3，缝隙结构4，缝隙结构5，功合器的ACPS信号线6、隔离电阻7、第一共面波导的信号线8、第二共面波导的信号线9、第三共面波导的信号线10，直接加热式微波功率传感器1的半导体热偶臂11、终端电阻12、直流输出块13、隔绝直流电容14、共面波导的信号线15，直接加热式微波功率传感器2的半导体热偶臂16、终端电阻17、直流输出块18、隔绝直流电容19，SiO₂层20。在高阻硅衬底1上制备一层SiO₂层16，在SiO₂层16上设有共面波导传输线、缝隙结构4、缝隙结构5、功合器以及直接加热式微波功率传感器。

具体实施方式

本发明的缝隙结构耦合在线式微波相位检测器是由共面波导传输线、两个关于共面波导传输线的信号线2对称的缝隙结构4和缝隙结构5、功合器以及直接加热式微波功率传感器1和直接加热式微波功率传感器2所构成的，如附图1所示。采用直接加热式微波功率传感器检测微波信号的功率，采用矢量合成法进行微波信号的相位检测，将参考信号和待测信号采用功合器合成后由余弦函数式计算出待测微波信号的相位。

共面波导传输线由共面波导传输线的信号线2和地线3构成，在共面波导传输线的信号线2两侧对称分别设有一个缝隙结构4和缝隙结构5，上侧的缝隙结构4耦合的微波信号由直接加热式微波功率传感器的共面波导传输线的信号线15传输向直接加热式微波功率传感器1，下侧的缝隙结构5通过功合器的共面波导传输线的信号线8连接着微波相位检测系统。微波相位检测系统由共面波导传输线、功合器和直接加热式微波功率传感器构成。