[发明专利]硅基缝隙耦合式T型结的直接式毫米波信号检测仪器

说明书

本发明的硅基缝隙耦合式T型结的直接式毫米波信号检测仪器是由传感器、模数转换和液晶显示三大模块组成，传感器由共面波导传输线、缝隙耦合结构、移相器、单刀双掷开关、T型结功分器、T型结功合器以及直接式热电式功率传感器所构成，该结构是制作在高阻Si衬底上，上方的两个缝隙耦合结构实现信号的频率测量，下方的两个缝隙耦合结构实现信号的相位测量；T型结功分器和T型结功合器是由共面波导传输线、扇形缺陷结构和空气桥组成；直接式热电式功率传感器由共面波导传输线、热电偶和隔直电容所构成。模数转换部分由STM32和AD620外围电路构成，MCS51单片机用于公式计算，液晶显示部分由一块液晶显示屏构成，大大提高了信号检测仪器的效率。

技术领域

本发明提出了硅基缝隙耦合式T型结的直接式毫米波信号检测仪器，属于微电子机械系统(MEMS)的技术领域。

背景技术

二十一世纪是信息科学技术的时代，在这个飞速发展的时代中，信号检测作为一项重要的科学技术，已经得到了深入的研究，尤其是在当今的军事、通信以及航空航天等领域，对各种形形色色的信号的检测是一项非常重要的任务，一个信号有着三大非常重要的参数：频率、相位和功率，按照频率来划分可以分为低频信号、高频信号和极高频信号，其中毫米波信号就是一种极高频的信号，它位于微波和远红外波相交叠的区域，目前对于极高频的毫米波信号的检测技术还不时特别完善，现今的信号检测器大多只能对信号的频率、相位以及功率等进行单独的测量，集成度不是很高，而且它们的结构都较为复杂，有着很多高频效应，由于这些制约因素，毫米波的检测技术的范围并不是很大。

随着对共面波导缝隙耦合结构、T型结功分器、T型结功合器以及直接式热电式功率传感器的深入研究，本发明在高阻Si衬底上设计了一种将毫米波频率、相位和功率检测集成在一起的信号检测器，这种信号检测器结构简单，制作成本较低，解决了当今毫米波频段信号检测器的诸多问题，而且通过模数转换和液晶显示环节对测得的微波参量进行显示输出，得到一个完整的微波信号检测仪器。

发明内容

技术问题：本发明的目的是提供一种硅基缝隙耦合式T型结的直接式毫米波信号检测仪器，本发明采用了共面波导缝隙耦合结构来解决信号频率检测、相位检测和功率检测的集成化问题，在功率分配和功率合成方面则采用了T型结功分器和T型结功合器结构，在功率检测方面采用了直接式热电式功率传感器，并通过模数转换将待测的参量直接显示在液晶屏幕上，形成一个全面的微波信号检测仪器，为毫米波信号的检测打下了坚实牢固的基础。

技术方案：本发明的硅基缝隙耦合式T型结的直接式毫米波信号检测仪器主要是由传感器、模数转换、MCS51单片机和液晶显示四个大模块组成，这四个大模块又由一些基础的小模块和电路构成。