[发明专利]一种基于分流效应的高精度微波功率检测系统

说明书

本发明揭示了一种基于分流效应的高精度微波功率检测系统，该检测系统包括衬底、共面波导传输线、致密电阻和传感器，所述衬底的材质为砷化镓所述共面波导传输线、致密电阻和传感器均设置于衬底上，所述共面波导传输线包括第一共面波导中心信号线、第二共面波导中心信号线和地线，所述地线设置在第一共面波导中心信号线和第二共面波导中心信号线的两侧，所述传感器为热电式微波功率传感器，所述热电式微波功率传感器包括热电堆和两个并联的第一终端电阻和第二终端电阻。基于分流效应的高精度微波功率检测系统不仅可以扩展检测功率的动态范围，而且还可以提高检测功率的精度，同时具有体积小、结构简单、便于集成等诸多优点。

技术领域

本发明涉及一种基于分流效应的高精度微波功率检测系统，可用于微电子机械系统技术。

背景技术

基于微机电系统(MEMS)的微波技术的发展已经成为一个国家科技水平发展的重要标志。在微波的信号产生、传输及接收等各个环节的研究中，微波功率的测量是必不可少的基本测试技术。目前，最为最常用的微波功率检测工具是基于热电效应的热电式微波功率传感器。但是，传统的热电式MEMS微波功率传感器具有测量微波信号幅度小、精度不高的缺点。近年来，随着微电子工艺水平的不断发展以及对合金材料的不断研究，使得将锰铜致密电阻应用于微波功率的检测成为可能。

发明内容

本发明的目的就是为了解决现有技术中存在的上述问题，提出一种基于分流效应的高精度微波功率检测系统。

本发明的目的将通过以下技术方案得以实现：一种基于分流效应的高精度微波功率检测系统，包括衬底、共面波导传输线、致密电阻和传感器，所述共面波导传输线、致密电阻和传感器均设置于衬底上，所述共面波导传输线包括第一共面波导中心信号、第二共面波导中心信号线和地线，所述地线设置在第一共面波导中心信号线和第二共面波导中心信号线的两侧。

优选地，所述衬底的材质为砷化镓。

优选地，所述传感器为热电式微波功率传感器，所述热电式微波功率传感器包括热电堆和两个并联的第一终端电阻和第二终端电阻，第一终端电阻和第二终端电阻并联设置在第二共面波导中心信号线的两侧，所述第一终端电阻的两端分别电性连接有第二共面波导中心信号线和地线，所述第二终端电阻的两端分别电性连接有第二共面波导中心信号线和地线，所述热电堆与第一终端电阻和第二终端电阻间隙设置，且热电堆设置在第一终端电阻和第二终端电阻的右侧，热电堆具有冷端和热端，在冷端设置有电压输出端。

优选地，所述致密电阻设置在第一共面波导中心信号线和第二共面波导中心信号线的中间。

优选地，所述致密电阻以锰铜材料为材料。

优选地，所述致密电阻的两侧淀积有绝缘层氮化硅，在绝缘层氮化硅的外侧淀积有金属作为电压测试端口。

优选地，所述金属为铝。

优选地，将待测微波信号分为致密电阻、热电堆这两路先后测量，待测微波信号的功率为致密电阻端测得的功率与热电堆端测得的功率之和。

优选地，待测微波信号在共面波导传输线上传输时，会在中心信号线上产生正比于微波信号功率的电流，在经过致密电阻时，部分微波信号转化为致密电阻上的电压，通过测量致密电阻输出端的电压，即可获得与电压值一一对应的微波功率的大小。

优选地，未被致密电阻所吸收的微波信号，沿着第二共面波导中心信号线继续传输至终端电阻，终端电阻吸收电流温度升高，使得终端电阻周围的热电堆的热端与冷端之间产生温度差，基于Seebeck效应，在热电堆的输出端产生正比于微波信号功率的直流电压，通过测量热电堆输出端的电压，即可获得与电压值一一对应的微波功率的大小。

本发明技术方案的优点主要体现在：