[发明专利]悬臂梁T形结在线式微波相位检测器

说明书

技术领域

本发明提出了一种悬臂梁T形结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

在微波技术领域中，相位是微波信号的重要参数之一，微波信号相位检测在微波信号的产生、传播和接收的各个环节中都有着极其重要的作用，是电磁测量不可缺少的一部分。在实际应用中，微波信号相位检测系统可用于测量物体的方位角、提取运动物体的多普勒频移、相控阵雷达以及测量器件的相位特性等。微波信号相位检测的方法主要有两种：信号分解法和矢量合成法。它们的优点是精度高，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。本发明在高阻硅衬底上设计了一种悬臂梁T形结在线式微波相位检测器。它利用了悬臂梁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悬臂梁T形结在线式微波相位检测器，本发明在微波信号耦合方面采用悬臂梁结构耦合微波信号，在微波功率的合成方面采用T形结，在微波信号的功率检测方面采用间接热电式微波功率传感器，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的检测。

技术方案：悬臂梁T形结在线式微波相位检测器，在高阻硅衬底上设有共面波导传输线、两个关于共面波导传输线的信号线对称的悬臂梁结构、T形结以及两个间接热电式微波功率传感器，共面波导传输线由共面波导传输线的信号线和地线构成，待测微波信号通过共面波导传输线，两个关于共面波导传输线的信号线对称的悬臂梁结构悬于待测信号传输线的共面波导传输线的信号线上方，上侧悬臂梁结构的锚区通过间接热电式微波功率传感器1的共面波导传输线的信号线连接间接热电式微波功率传感器1，下侧悬臂梁结构的锚区通过T形结的第一共面波导传输线的信号线连接至T形结的一个输入端，T形结的另一个输入端通过T形结的第二共面波导传输线的信号线连接参考信号输入端口，输出端通过第三共面波导传输线的信号线连接间接热电式微波功率传感器2。

T型结由第一空气桥、第二空气桥、第三空气桥、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成，为三端口器件，可用于功率合成，无需隔离电阻，其中空气桥用于地线之间的互连，为了方便空气桥的释放，在空气桥上制作了一组小孔阵列。

间接热电式微波功率传感器由金属热偶臂、半导体热偶臂、欧姆接触区、终端电阻、直流输出块构成，间接热电式微波功率传感器基于塞贝克原理检测微波信号的功率大小，并以一直流电压的形式输出检测结果。

本发明提供了一种悬臂梁T形结在线式微波相位检测器，位于共面波导传输线上方的两个对称的悬臂梁在线耦合出部分微波信号，上侧悬臂梁结构的锚区连接间接热电式微波功率传感器1检测功率大小，下侧悬臂梁结构的锚区将耦合信号输入T形结并与参考信号进行矢量合成，T形结输出端连接间接热电式微波功率传感器2检测合成后的信号功率。根据间接热电式微波功率传感器2直流输出电压的大小，推断出待测信号的相位。本发明的悬臂梁T形结在线式微波相位检测器，不但具有易于测量的优点，而且能够实现对微波信号相位的在线式检测，易于集成以及与高阻硅单片微波集成电路兼容的优点。

同时，由于悬臂梁结构耦合出来的信号功率很小，大部分的信号能够继续通过共面波导传输线向后传播并进行后续的信号处理，从而实现了在线式微波相位的检测。

有益效果：本发明是悬臂梁T形结在线式微波相位检测器，采用了结构简单的悬臂梁结构耦合微波信号，并利用这部分耦合小信号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为本发明的悬臂梁T形结在线式微波相位检测器俯视图；

图2为图1悬臂梁T形结在线式微波相位检测器的A-A’剖面图；

图3为图1悬臂梁T形结在线式微波相位检测器的B-B’剖面图；