[发明专利]T形结缝隙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T形结缝隙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

在微波领域中，微波信号相位测量占有十分重要的地位。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。随着频率的增加，信号的波长与电路中各种元器件尺寸逐步接近，电路中电压、电流都以波的形式存在，信号的相位延迟使得电路中不仅不同位置处的电压、电流在同一时刻振幅各不相同，而且同一位置处的电压、电流在不同时刻也各不相同。因此在微波频段掌握并控制信号的相位是很有必要的，微波信号的相位也就成了一个重要的测量参数。本发明即是基于Si工艺设计一种T形结缝隙耦合在线式微波相位检测器。

发明内容

技术问题：本发明的目的是提出一种T形结缝隙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，在功率合成方面采用T形结，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T形结缝隙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、T形结以及两个直接加热式微波功率传感器所构成，如附图1所示。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T形结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，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，下侧的缝隙结构通过T形结的第一共面波导传输线的信号线连接T形结的一个输入端，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，T形结的输出端口通过T形结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。

T形结包括第一空气桥、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、第三共面波导传输线的信号线，为三端口器件，可用于功率合成，无需隔离电阻，其中第一空气桥、第二空气桥、第三空气桥用于共面波导传输线的地线之间的互连，同时为了方便这三个空气桥的释放，在其上制作了一组小孔阵列。

直接加热式微波功率传感器包括半导体热偶臂、终端电阻、直流输出块、隔绝直流电容、共面波导传输线的信号线，其作用主要是基于塞贝克效应来检测待测微波信息的功率大小。

有益效果：本发明是T形结缝隙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T形结缝隙耦合在线式微波相位检测器俯视图；

图2为图1 T形结缝隙耦合在线式微波相位检测器的A-A’剖面图；

图3为图1 T形结缝隙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，共面波导传输线的信号线2、地线3，缝隙结构4，缝隙结构5，直接加热式微波功率传感器1的半导体热偶臂6、终端电阻7、直流输出块8、隔绝直流电容9、共面波导传输线的信号线10，T形结的第一空气桥11、第二空气桥12、第三空气桥13、第一共面波导传输线的信号线14、第二共面波导传输线的信号线15、第三共面波导传输线的信号线16，直接加热式微波功率传感器2的半导体热偶臂17终端电阻18、直流输出块19、隔绝直流电容20，SiO₂层21。在高阻硅衬底1上制备一层SiO₂层21，在SiO₂层21上设有共面波导传输线、缝隙结构4和缝隙结构5、间接热电式微波功率传感器1和间接热电式微波功率传感器2。

具体实施方式

本发明的T形结缝隙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、T形结以及两个直接加热式微波功率传感器所构成的，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T形结合成后由余弦函数式计算出待测微波信号的相位。