悬臂梁T形结在线式微波相位检测器制造技术

悬臂梁T形结在线式微波相位检测器，检测器制备在高阻硅衬底上，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悬臂梁结构、T形结以及两个间接热电式微波功率传感器所构成。其中共面波导传输线包括信号线和地线；悬臂梁结构包括悬臂梁的梁和锚区，悬于共面波导传输线的信号线上的介质层上方；T型结包括共面波导传输线的信号线、地线以及空气桥构成；间接热电式微波功率传感器包括终端电阻、金属热偶臂、半导体热偶臂、欧姆接触区和直流输出块。本发明专利技术检测器结构简单，电路尺寸较小，可实现微波相位的在线式检测。

Cantilever beam T junction on-line microwave phase detector

The cantilever beam T junction line microwave phase detector, detector fabricated on high resistivity silicon substrate, which is composed of a coplanar waveguide transmission line, two symmetrical signal line on the cantilever beam of the coplanar waveguide transmission line structure, T junction and two indirect thermoelectric microwave power sensor. The coplanar waveguide transmission line comprises a signal wire and ground wire; cantilever structure including cantilever beam and anchor zone, medium layer above the signal line suspended coplanar waveguide transmission lines; T junction signal lines, including coplanar waveguide transmission line ground and air bridge; indirect thermal power type microwave power sensor comprises a terminal resistor, metal thermocouple arm, semiconductor thermocouple arm, ohmic contact and DC output block. The detector of the invention has simple structure and small circuit size, and can realize on-line detection of microwave phase.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术提出了一种悬臂梁T形结在线式微波相位检测器，属于微电子机械系统(MEMS)的

技术介绍
在微波
中，相位是微波信号的重要参数之一，微波信号相位检测在微波信号的产生、传播和接收的各个环节中都有着极其重要的作用，是电磁测量不可缺少的一部分。在实际应用中，微波信号相位检测系统可用于测量物体的方位角、提取运动物体的多普勒频移、相控阵雷达以及测量器件的相位特性等。微波信号相位检测的方法主要有两种：信号分解法和矢量合成法。它们的优点是精度高，宽频带，但是无法实现在线式检测，并且结构相对复杂，体积相对较大。本专利技术在高阻硅衬底上设计了一种悬臂梁T形结在线式微波相位检测器。它利用了悬臂梁结构来实现相位检测，结构简单，便于实现，同时提高了系统的集成度，能够实现在线式检测，效率较高。
技术实现思路
技术问题：本专利技术的目的是提出一种悬臂梁T形结在线式微波相位检测器，本专利技术在微波信号耦合方面采用悬臂梁结构耦合微波信号，在微波功率的合成方面采用T形结，在微波信号的功率检测方面采用间接热电式微波功率传感器，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的检测。技术方案：悬臂梁T形结在线式微波相位检测器，在高阻硅衬底上设有共面波导传输线、两个关于共面波导传输线的信号线对称的悬臂梁结构、T形结以及两个间接热电式微波功率传感器，共面波导传输线由共面波导传输线的信号线和地线构成，待测微波信号通过共面波导传输线，两个关于共面波导传输线的信号线对称的悬臂梁结构悬于待测信号传输线的共面波导传输线的信号线上方，上侧悬臂梁结构的锚区通过间接热电式微波功率传感器1的共面波导传输线的信号线连接间接热电式微波功率传感器1，下侧悬臂梁结构的锚区通过T形结的第一共面波导传输线的信号线连接至T形结的一个输入端，T形结的另一个输入端通过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，输出端通过第三共面波导传输线的信号线连接间接热电式微波功率传感器2。T型结由第一空气桥、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和第三共面波导传输线的信号线成，为三端口器件，可用于功率合成，无需隔离电阻，其中空气桥用于地线之间的互连，为了方便空气桥的释放，在空气桥上制作了一组小孔阵列。间接热电式微波功率传感器由金属热偶臂、半导体热偶臂、欧姆接触区、终端电阻、直流输出块构成，间接热电式微波功率传感器基于塞贝克原理检测微波信号的功率大小，并以一直流电压的形式输出检测结果。本专利技术提供了一种悬臂梁T形结在线式微波相位检测器，位于共面波导传输线上方的两个对称的悬臂梁在线耦合出部分微波信号，上侧悬臂梁结构的锚区连接间接热电式微波功率传感器1检测功率大小，下侧悬臂梁结构的锚区将耦合信号输入T形结并与参考信号进行矢量合成，T形结输出端连接间接热电式微波功率传感器2检测合成后的信号功率。根据间接热电式微波功率传感器2直流输出电压的大小，推断出待测信号的相位。本专利技术的悬臂梁T形结在线式微波相位检测器，不但具有易于测量的优点，而且能够实现对微波信号相位的在线式检测，易于集成以及与高阻硅单片微波集成电路兼容的优点。同时，由于悬臂梁结构耦合出来的信号功率很小，大部分的信号能够继续通过共面波导传输线向后传播并进行后续的信号处理，从而实现了在线式微波相位的检测。有益效果：本专利技术是悬臂梁T形结在线式微波相位检测器，采用了结构简单的悬臂梁结构耦合微波信号，并利用这部分耦合小信号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为本专利技术的悬臂梁T形结在线式微波相位检测器俯视图；图2为图1悬臂梁T形结在线式微波相位检测器的A-A’剖面图；图3为图1悬臂梁T形结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和地线3，悬臂梁结构1的悬臂梁4和锚区5，悬臂梁结构2的悬臂梁6和锚区7，绝缘介质层8，间接热电式微波功率传感器1的金属热偶臂9、半导体热偶臂10、欧姆接触区11、终端电阻12、直流输出块13和共面波导传输线的信号线14，T形结的第一空气桥15、第二空气桥16、第三空气桥17、第一共面波导传输线的信号线18、第二共面波导传输线的信号线19和第三共面波导传输线的信号线20，间接热电式微波功率传感器2的金属热偶臂21、半导体热偶臂22、欧姆接触区23、终端电阻24和直流输出块25，SiO2层26。在高阻硅衬底1上制备一次SiO2层26，在SiO2层26上设有共面波导传输线、两个关于共面波导传输线的信号线对称的悬臂梁结构1和悬臂梁结构2、T形结以及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。具体实施方式本专利技术的悬臂梁T形结在线式微波相位检测器制作在高阻硅衬底1上，在高阻硅衬底上制备有一层SiO2层26，在SiO2层26上设有共面波导传输线、两个关于共面波导传输线的信号线对称的悬臂梁结构1和悬臂梁结构2、T形结以及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。共面波导传输线作为本专利技术相位检测器的信号传输线，用于待测微波信号的传输，共面波导传输线由共面波导传输线的信号线2和地线3构成，悬臂梁结构1由悬臂梁结构1的悬臂梁4和锚区5构成，悬臂梁结构2由悬臂梁结构2的悬臂梁6和锚区7构成，悬于共面波导传输线的信号线2上的绝缘介质层7上方。悬臂梁结构1,锚区5通过间接热电式微波功率传感器1的共面波导传输线的信号线14连接间接热电式微波功率传感器1，悬臂梁结构2的锚区7通过T形结的第一共面波导传输线的信号线18连接T形结的一个输入端口，另一个输入端口通过T形结的第二共面波导传输线的信号线19连接到参考信号输入端口，T形结的输出端通过T形结的第三共面波导传输线的信号线20连接间接热电式微波功率传感器2。T型结包括第一空气桥15、第二空气桥16、第三空气桥17、第一共面波导传输线的信号线18、第二共面波导传输线的信号线19和第三共面波导传输线的信号线20，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15、第二空气桥16和第三空气桥17用于共面波导传输线的地线3之间的互连，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。间接热电式微波功率传感器包括金属热偶臂9、半导体热偶臂10、欧姆接触区11、终端电阻12、直流输出块13和共面波导传输线的信号线14；间接热电式微波功率传感器2包括金属热偶臂21、半导体热偶臂22、欧姆接触区23、终端电阻24和直流输出块25构成。间接热电式微波功率传感器基于塞贝克原理检测微波信号的功率大小，并以一直流电压的形式输出检测结果。本专利技术的悬臂梁T形结在线式微波相位检测器的具体实施方案如下：如图1，包括高阻硅衬底1，共面波导传输线的信号线2和地线3，悬臂梁结构1的悬臂梁4和锚区5，悬臂梁结构2的悬臂梁6和锚区7，绝缘介质层8，间接热电式微波功率传感器1的金属热偶臂9、半导体热偶臂10、欧姆接触区11、终端电阻12、直流输出块13和共面波导传输线的信号线14，T形结的第一空气桥15、第二空气桥16、第三空气桥17、第一共面波导传输线的信号线18、第二共面波导传输线的信号线19和第三共面波导传输线的信号线20本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种悬臂梁T形结在线式微波相位检测器，其特征是在高阻硅衬底(1)上制作SiO2层(26)，在SiO2层(26)上设有共面波导传输线、两个关于共面波导传输线的信号线(2)对称的悬臂梁结构1和悬臂梁结构2、T形结以及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，所述的共面波导传输线由信号线(2)和地线(3)构成，所述的悬臂梁结构1由悬臂梁结构1的悬臂梁(4)和锚区(5)构成，悬臂梁结构2由悬臂梁结构2的悬臂梁(6)和锚区(7)构成，悬臂梁结构1和悬臂梁结构2悬于共面波导传输线的信号线(2)上的绝缘介质层(8)的上方，共面波导传输线的信号线(2)上侧的悬臂梁结构1的锚区(5)通过间接热电式微波功率传感器1的共面波导传输线的信号线(14)连接间接热电式微波功率传感器1，共面波导传输线的信号线(2)下侧的悬臂梁结构2的锚区(7)通过T形结的第一共面波导传输线的信号线(18)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(19)连接参考信号输入端口，T形结输出端通过共面波导传输线的信号线(20)连接间接热电式微波功率传感器2。

【技术特征摘要】
1.一种悬臂梁T形结在线式微波相位检测器，其特征是在高阻硅衬底(1)上制作SiO2层(26)，在SiO2层(26)上设有共面波导传输线、两个关于共面波导传输线的信号线(2)对称的悬臂梁结构1和悬臂梁结构2、T形结以及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，所述的共面波导传输线由信号线(2)和地线(3)构成，所述的悬臂梁结构1由悬臂梁结构1的悬臂梁(4)和锚区(5)构成，悬臂梁结构2由悬臂梁结构2的悬臂梁(6)和锚区(7)构成，悬臂梁结构1和悬臂梁结构2悬于共面波导传输线的信号线(2)上的绝缘介质层(8)的上方，共面波导传输线的信号线(2)上侧的悬臂梁结构1的锚区(5)通过间接热电式微波功率传感器1的共面波导传输线的信号线(14)连接间接热电式微波功率传感器1，共面波导传输线的信号线(2)下侧的悬臂梁结构2的锚区(7)通过T形结的第一共面波导传输线的信号线(18)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(19)连接参考信号输入端口，T形结输出端通过共面波导传输线的信...

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