固支梁T型结间接加热式微波信号检测器制造技术

本发明专利技术的固支梁T型结间接加热式微波信号检测器由六端口固支梁耦合器，通道选择开关，微波频率检测器，微波相位检测器级联构成；六端口固支梁耦合器由共面波导，介质层，空气层和固支梁构成；六端口固支梁耦合器的第一端口到第三端口、第四端口以及第一端口到第五端口、第六端口的功率耦合度相同，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传感器，由第四端口和第六端口输出到微波相位检测器；由第三端口和第五端口输出到通道选择开关；通道选择开关的第七端口和第八端口分别接间接加热式微波功率传感器，通道选择开关的第九端口和第十端口接微波频率检测器；从而实现了对微波信号功率、相位、频率的检测。

Fixed beam T junction indirect heating microwave signal detector

Fixed beam type T of the invention the indirectly heated type microwave signal detector is composed of six port beam coupler, channel selection switch, microwave frequency detector, microwave phase detector cascade system; six port clamped beam coupler by coplanar waveguide, dielectric layer, air layer and clamped clamped beam Liang Goucheng; six port coupler the first port to the third port and fourth port, the first port to the same power coupling of fifth port and sixth port of the signal to be measured by the first input port, output port from second to the first indirect heating type microwave power sensor, fourth port and sixth port output to the microwave phase detector consists of third port and fifth port; output to channel selection switch; channel selection switch seventh and eighth ports are respectively connected with the indirectly heated type microwave power sensor, channel selection The ninth port and the tenth port of the switch are connected with a microwave frequency detector, thereby realizing the detection of the power, the phase and the frequency of the microwave signal.

【技术实现步骤摘要】
固支梁T型结间接加热式微波信号检测器
本专利技术提出了固支梁T型结间接加热式微波信号检测器，属于微电子机械系统的

技术介绍
微波信号相位测量在微波测量中占有十分重要的地位。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。本专利技术即是基于Si工艺设计一种单个芯片同时实现检测微波功率、相位、频率的固支梁T型结间接加热式微波信号检测器。
技术实现思路
技术问题：本专利技术的目的是提供一种固支梁T型结间接加热式微波信号检测器，应用六端口固支梁耦合器端口来耦合连接不同的检测功能模块，从而实现了一个芯片同时对微波信号的功率、相位、频率三种微波参量的检测、具有低功耗、低成本的益处。技术方案：本专利技术的固支梁T型结间接加热式微波信号检测器由六端口固支梁耦合器，通道选择开关，微波频率检测器，微波相位检测器组成；六端口固支梁耦合器的第一端口到第三端口、第四端口以及第一端口到第五端口、第六端口的功率耦合度相同，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传感器，由第四端口和第六端口输出到微波相位检测器的第一T型结功率合成器和第二T型结功率合成器，并由第一T型结功率合成器和第二T型结功率合成器接第四间接加热式微波功率传感器和第五接加热式微波功率传感器；由第三端口和第五端口输出到通道选择开关；通道选择开关的第七端口和第八端口分别接第二间接加热式微波功率传感器和第三间接加热式微波功率传感器，通道选择开关的第九端口和第十端口接微波频率检测器的第三T型结功率合成器，由第三T型结功率合成器接第六间接加热式微波功率传感器；从而实现了对微波信号功率、相位、频率的检测。其中，六端口固支梁耦合器由共面波导，介质层，空气层和横跨在其上方固支梁构成；共面波导制作在SiO2层上，锚区制作在共面波导上，固支梁的下方沉积介质层，并与空气层、固支梁共同构成耦合电容结构，两个固支梁之间的共面波导长度为λ/4；有益效果：1)本专利技术的固支梁T型结间接加热式微波信号检测器将微波信号的功率、相位、频率三种测模块集成到一起，应用六端口固支梁耦合器的固支梁来耦合输入信号到不同的检测功能模块，实现了一个芯片同时对微波信号的功率、相位、频率三种微波参量的检测、具有低功耗、低成本的益处；2)本专利技术的固支梁T型结间接加热式微波信号检测器应用间接加热式微波功率传感器检测微波信号的功率，具有较好的微波特性且无直流功耗；3)本专利技术的固支梁T型结间接加热式微波信号检测器采用T型结实现对微波信号的功率合成与分配，避免了传统Wilkinson功率分配器中隔离电阻的加工对微波性能的影响；4)本专利技术中的微波相位检测模块应用两个T型结功率合成器，一个T型结功率分配器和两个间接加热式微波功率传感器实现0-360°的相位检测。附图说明图1为本专利技术固支梁T型结间接加热式微波信号检测器原理框图，图2为六端口固支梁耦合器的俯视图，图3为图2六端口固支梁耦合器的AA’方向剖面图，图4为通道选择开关的俯视图，图5为图4通道选择开关的AA’方向剖面图，图6为T型结功率分配/合成器的俯视图，图7为间接加热式微波功率传感器的俯视图，图8为图7间接加热式微波功率传感器的AA’方向剖面图。图中包括：六端口固支梁耦合器1，通道选择开关2，微波频率检测器3，微波相位检测器4，第一间接加热式微波功率传感器5-1第二间接加热式微波功率传感器5-2，第三间接加热式微波功率传感器5-3，第四间接加热式微波功率传感器5-4，第五间接加热式微波功率传感器5-5，第六间接加热式微波功率传感器5-6，第一T型结功率合成器6-1，第二T型结功率合成器6-2，第三T型结功率合成器6-3，T型结功率分配器7，Si衬底8，SiO2层9，共面波导10，锚区11，介质层12，固支梁13，悬臂梁14，空气层15，空气桥16，终端电阻17，P型半导体臂18，N型半导体臂19，输出电极20，热端21，冷端22，衬底薄膜结构23，下拉电极24，第一端口1-1，第二端口1-2，第三端口1-3，第四端口1-4，第五端口1-5，第六端口1-6，第七端口2-1，第八端口2-2，第九端口2-3，第十端口2-4，第十一端口6-1，第十二端口6-2，第十三端口6-3。具体实施方式本专利技术固支梁T型结间接加热式微波信号检测器由六端口固支梁耦合器1，通道选择开关2，微波频率检测器3，微波相位检测器4级联构成；六端口固支梁耦合器1由共面波导10，介质层12，空气层15和固支梁13构成；共面波导10制作在SiO2层9上，固支梁13的锚区11制作在共面波导10上，固支梁13的下方沉积有介质层12，并与空气层15、固支梁13共同构成耦合电容结构，两个固支梁13之间的共面波导10长度为λ/4；通道选择开关2由共面波导10，锚区11，介质层12，悬臂梁14，下拉电极26构成；悬臂梁14的锚区11制作在共面波导10上，悬臂梁14下方制作下拉电极24，并与下拉电极24上方介质层12共同构成开关结构；微波频率检测器3由第三T型结功率合成器6-3和第六间接加热式微波功率传感器5-6级联构成；微波相位检测器4由第四间接加热式微波功率传感器5-4，第五间接加热式微波功率传感器5-5，第一T型结功率合成器6-1，第二T型结功率合成器6-2，T型结功率分配器7构成；T型结功率合成器，T型结功率分配器的拓扑结构相同，由共面波导10和空气桥15构成，信号从第十一端口6-1输入为T型结功率分配器7，信号从第十二端口6-2，第十三端口6-3输入为T型结功率合成器；六端口固支梁耦合器1的第一端口1-1到第三端口1-3、第四端口1-4及第一端口1-1到第五端口1-5、第六端口1-6的功率耦合度分别相同；待测信号经六端口固支梁耦合器1的第一端口1-1输入，并由第二端口1-2输出到第一间接加热式微波功率传感器5-1，由第四端口1-4和第六端口1-6输出到微波相位检测器4，由第三端口1-3和第五端口1-5输出到通道选择开关2；通道选择开关2的第七端口2-1和第八端口2-2分别接第二间接加热式微波功率传感器5-2和第三间接加热式微波功率传感器5-3，通道选择开关2的第九端口2-3和第十端口2-4接微波频率检测器3；实现了一个芯片同时对微波信号的功率、相位、频率三种微波参量的检测、具有低功耗、低成本的益处。其微波功率、相位、频率的检测原理可以解释如下：功率检测：如图7所示微波功率从输入端口输入，通过共面波导10输入到终端电阻17被转化成热量；P型半导体臂18和N型半导体臂19构成热电偶，热电偶靠近终端电阻17区域作为热端21，热电偶靠近输出电极20区域作为冷端22；根据Seebeck效应，通过测量输出电极20的热电势可知输入微波功率大小；热电偶热端21背部将衬底减薄构成衬底薄膜结构23用以提高检测灵敏度。频率检测：如图1所示微波信号经六端口固支梁耦合器1的第三端口1-3和第五端口1-5输出到通道选择开关2；通道选择开关2的第七端口2-1和第八端口2-2分别接第二间接加热式微波功率传感器5-本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种固支梁T型结间接加热式微波信号检测器，其特征在于该相位检测器由六端口固支梁耦合器(1)，通道选择开关(2)，微波频率检测器(3)，微波相位检测器(4)级联构成；其中，六端口固支梁耦合器(1)的第一端口(1‑1)到第三端口(1‑3)、第四端口(1‑4)以及第一端口(1‑1)到第五端口(1‑5)、第六端口(1‑6)的功率耦合度相同，待测信号经第一端口(1‑1)输入，由第二端口(1‑2)输出到第一间接加热式微波功率传感器(5‑1)，由第四端口(1‑4)和第六端口(1‑6)输出到微波相位检测器(4)的第一T型结功率合成器(6‑1)和第二T型结功率合成器(6‑2)，并由第一T型结功率合成器(6‑1)和第二T型结功率合成器(6‑2)接第四间接加热式微波功率传感器(5‑4)和第五接加热式微波功率传感器(5‑5)；由第三端口(1‑3)和第五端口(1‑5)输出到通道选择开关(2)；通道选择开关(2)的第七端口(2‑1)和第八端口(2‑2)分别接第二间接加热式微波功率传感器(5‑2)和第三间接加热式微波功率传感器(5‑3)，通道选择开关(2)的第九端口(2‑3)和第十端口(2‑4)接微波频率检测器(3)的第三T型结功率合成器(6‑3)，由第三T型结功率合成器(6‑3)接第六间接加热式微波功率传感器(5‑6)；从而实现了对微波信号功率、相位、频率的检测；其中，六端口固支梁耦合器(1)由共面波导(10)，介质层(12)，空气层(15)和横跨在其上方固支梁(13)构成；共面波导(10)制作在SiO...

【技术特征摘要】
1.一种固支梁T型结间接加热式微波信号检测器，其特征在于该相位检测器由六端口固支梁耦合器(1)，通道选择开关(2)，微波频率检测器(3)，微波相位检测器(4)级联构成；其中，六端口固支梁耦合器(1)的第一端口(1-1)到第三端口(1-3)、第四端口(1-4)以及第一端口(1-1)到第五端口(1-5)、第六端口(1-6)的功率耦合度相同，待测信号经第一端口(1-1)输入，由第二端口(1-2)输出到第一间接加热式微波功率传感器(5-1)，由第四端口(1-4)和第六端口(1-6)输出到微波相位检测器(4)的第一T型结功率合成器(6-1)和第二T型结功率合成器(6-2)，并由第一T型结功率合成器(6-1)和第二T型结功率合成器(6-2)接第四间接加热式微波功率传感器(5-4)和第五接加热式微波功率传感器(5-5)；由第三端口(1-3)和第五端口(1-5)输出到通道选择开关(2)；通道选择开关(2)的第七端口(2-1)和第八端口(2-2)分别接第二间接加热式微波功率传感器(5-2)和第三间接加热式微波功率传感器(5-3)，通道选择开关(2)的第九端口(2-3)和第十端口(2-4)接微波频率检测器(3)的第三T型结功率合成器(6-3)，由第三T型结功率合成器(6-3)接第六间接加热式微波功率传感器(5-6)；从而实现了对微波信号功率、相位、频率的检测；其中，六端口固支梁耦合器(1)由共面波导...

【专利技术属性】
技术研发人员：廖小平，闫浩，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32