[发明专利]面向物联网的自检测的多余能量收集的悬臂梁恒幅器

说明书

技术领域

本发明提出了面向物联网的自检测的多余能量收集的悬臂梁恒幅器，属于微电子机械系统(MEMS)的技术领域。

背景技术

微波限幅器是一种重要的微波控制器件,它被广泛应用在各类微波信号接收机等系统中。其最常见的作用是阻止高功率信号对微波接收系统造成破坏。防止雷达发射机功率直接进入接收机，烧坏后级灵敏部件。微波限幅器经常选用PIN二极管作为微波信号的控制元件，但近年来随着MEMS技术的快速发展，使基于MEMS技术实现上述功能成为可能。在此基础上，本专利进一步提出了基于MEMS悬臂梁的恒幅器的结构，将输入的微波信号处理成固定幅度的信号输出，有效的保护了后级电路，同时，应用于LNA前端时，LNA的输入信号幅度恒定，为了达到LNA输出信号幅度的恒定，其增益就可恒定，即无需改变其直流偏置点，使得LNA中不再需要复杂的AGC模块,提高了LNA的线性度。

发明内容

技术问题：本发明的目的是提供一种面向物联网的自检测的多余能量收集的悬臂梁恒幅器，本发明采用了简单的共面波导和悬臂耦合结构，通过在线式的电容式传感器作为自检测结构测出输入信号功率的大小，根据输入功率的大小控制悬臂梁耦合结构的耦合量以达到恒幅输出的目的，同时多余能量经耦合被收集起来。

技术方案：为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种面向物联网的自检测的多余能量收集的悬臂梁恒幅器，该悬臂梁恒幅器是基于Si衬底制作的，包括信号线、第一地线-、第二地线-、第三地线-、第四地线-、第一悬臂梁、第一电容极板-、第二电容极板-、第二悬臂梁、第一锚区-、第二锚区-、第一下拉极板-、第二下拉极板-，其中：信号从信号线的信号线输入端-输入，信号线的信号线输入端-和第一地线-、第二地线-构成第一共面波导CPW1。

所述第一悬臂梁包括第一悬臂支梁-和第二悬臂支梁-，所述第一悬臂支梁-一端与第一地线-固接，另一端悬空，且所述第一悬臂支梁-悬空在第一电容极板-以及信号线上。所述第二悬臂支梁-一端与第二地线-固接，另一端悬空，且所述第二悬臂支梁-悬空在第二电容极板-以及信号线上。第一电容极板-位于信号线和第一地线-之间第一悬臂支梁-的正下方，第二电容极板-位于信号线和第二地线-之间第二悬臂支梁-的正下方，第一电容极板-和第二电容极板-关于信号线对称。所述第二悬臂梁包括第三悬臂支梁-和第四悬臂支梁-，所述第三悬臂支梁-一端与第一锚区-固接，另一端悬空，且所述第三悬臂支梁-悬空在第一下拉极板-以及信号线上。所述第四悬臂支梁-一端与第二锚区-固接，另一端悬空，且所述第四悬臂支梁-悬空在第二下拉极板-以及信号线上。第一下拉极板-位于信号线和第一锚区-之间第三悬臂支梁-的正下方，第二下拉极板-位于信号线和第二锚区-之间第四悬臂支梁-的正下方，第一下拉极板-和第二下拉极板-关于信号线对称，第一锚区-与第一地线-、第二地线-构成第二共面波导CPW2，第二锚区-与第二地线-、第四地线-构成第三共面波导CPW3，第二共面波导CPW2和第三共面波导CPW3作为耦合支路输出端，第一锚区-、第二锚区-均与AC/DC电路连接，AC/DC电路连接充电电池，信号线的信号线输出端-与第三地线-构成第四共面波导CPW作为输出端，信号从信号线的信号线输出端-输出,该结构同时实现了信号自检测和信号恒幅输出的功能，收集了多余能量，当其应用在LNA中时，不仅可实现自供电，而且，LNA中不再需要AGC模块，提高了线性度。

优选的：所述Si衬底上表面设置有SiO₂层。

优选的：所述信号线、第一地线-、第二地线-、第三地线-、第四地线-、第一电容极板-、第二电容极板-、第一锚区-、第二锚区-、第一下拉极板-、第二下拉极板-设置于SiO₂层的上表面，且所述第一地线-、第二地线-位于信号线的轴向两侧，第三地线-、第四地线-位于信号线的轴向两侧，第一锚区-、第二锚区-位于信号线的轴向两侧，而所述第一锚区-位于第一地线-和第三地线-之间，第二锚区-位于第二地线-和第四地线-之间，所述第一电容极板-位于信号线与第一地线-之间，第二电容极板-位于信号线与第二地线-之间，第一下拉极板-位于信号线与第一锚区-之间，第二下拉极板-位于信号线与第二锚区-之间。