[发明专利]自适应雷达比相法固支梁微纳微波检测和解调单片系统

说明书

本发明的自适应雷达比相法固支梁微纳微波检测和解调单片系统，主要由六端口固支梁耦合器，微波频率检测模块，微波相位检测模块以及微波功率检测和解调模块四部分组成；自适应雷达由天线、收发转换电路、MEMS微波检测和解调单片集成系统、信号存储器、信号分析器、微波信号重构、微波信号调制器和微波信号功率放大器构成。间接加热式微波功率传感器采用多晶硅纳米线簇构成热电偶臂，热导率低于传统体材料，具有热电转化效率高的优点，可以大大提高微波检测系统的灵敏度，能够完成对微波信号进行功率、频率、相位的同时同步检测以及对已调制信号的解调，实现了自适应雷达比相法固支梁微纳微波检测和解调单片系统。

技术领域

本发明提出了自适应雷达比相法固支梁微纳微波检测和解调单片系统，属于微纳电子机械系统的技术领域。

背景技术

目前，在微波通讯领域中，尤其是自适应雷达的应用中，对微波信号的检测都是利用一些大型器件进行测量，存在着体积大、功耗高、频带窄以及集成度低着一系列问题，而我们的重点在于微波信号的功率、相位和频率等参数的测量，此外，对微波已调制信号的解调也是重点之一。众所周知，自适应雷达的接受频段大多都处在GHz频段，随着频率的不断增加，信号波长与电路中各种元器件尺寸较为接近，电压、电流可以转而用波的形式表述，信号的相位延迟使得电路中不同位置处的电压、电流在同一时刻的振幅各不相同，因此在微波频段掌握并控制信号的相位是很有必要的。另外，对于较复杂一些的微波调制信号，传统的通讯技术又要利用另一套系统进行解调，这同样会引起上述问题，同时还增加了很多成本，导致很难使用在自适应雷达。此外在热电堆技术方面，以纳米热电偶作为替代，提高能量的使用效率，减少能源的浪费。所以在自适应雷达领域，如果能实现对微波信号的功率、相位和频率的集成，以及对同一时刻的微波信号的功率、频率和相位同时同步检测，以满足自适应雷达实时匹配通讯的要求，还能进行对输入的已调制信号的解调是一种很有意义的研究，因此本发明提出了基于硅工艺的自适应雷达比相法固支梁微纳微波检测和解调单片系统。

发明内容

技术问题：本发明的目的是提供一种自适应雷达比相法固支梁微纳微波检测和解调单片系统，应用六端口固支梁耦合器端口来耦合连接微波信号检测功能模块和解调模块，从而实现了一个芯片同时对微波信号的功率、频率、相位三种微波参量的检测以及对已调制信号的解调。

技术方案：本发明的自适应雷达比相法固支梁微纳微波检测和解调单片系统，主要由六端口固支梁耦合器，微波频率检测模块，微波相位检测模块以及微波功率检测和解调模块组成；

六端口固支梁耦合器的第一端口到第三端口、第五端口以及第一端口到第四端口、第六端口的功率耦合度分别相同，待测信号经第一端口输入，由第二端口输出到第一间接加热式微波功率检测器，同步地进行微波功率检测和已调制信号的解调；由第三端口和第四端口输出到微波频率检测模块的第三Wilkinson功率合成器的两个输入端口，第三Wilkinson功率合成器的输出端连接第二间接加热式微波功率传感器，进行微波频率的检测；由第五端口和第六端口分别输出到微波相位检测模块的第一Wilkinson功率合成器和第二Wilkinson功率合成器的一端，并由 Wilkinson功率分配器的两个输出端分别连接到第一Wilkinson功率合成器和第二 Wilkinson功率合成器的另一端，而第一Wilkinson功率合成器和第二Wilkinson功率合成器的输出端连接到第三间接加热式微波功率检测器和第四间接加热式微波功率检测器，进行微波相位的检测；由以上结构，实现了同时对微波信号进行功率、频率、相位的检测以满足自适应雷达实时匹配通讯的要求，以及对已调制信号的解调。

本发明面向的自适应雷达由收发天线、收发转换电路、自适应雷达接收系统和自适应雷达发射系统组成，自适应雷达接收系统由MEMS微波检测和解调单片集成系统、信号存储器和信号分析器级联构成，实现对未知雷达信号的检测和分析；自适应雷达发射系统由微波信号重构、微波信号调制器和微波信号功率放大器构成，实现对未知雷达信号的调制和转发。