面向自适应雷达的MEMS微波通讯信号检测解调单片集成系统技术方案

本发明专利技术的面向自适应雷达的MEMS微波通讯信号检测解调单片集成系统，主要由六端口固支梁耦合器，微波频率和功率检测模块，微波相位检测模块以及解调模块组成；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。由以上结构，实现了同时同步对微波信号进行功率、频率、相位的检测以及对已调制信号的解调，实现了面向自适应雷达的MEMS微波信号检测和解调的单片系统集成。

MEMS microwave communication signal detection and demodulation monolithic integrated system for Adaptive Radar

The microwave communication signal detection and demodulation monolithic integrated system for adaptive radar is mainly composed of a six-port fixed beam coupler, a microwave frequency and power detection module, a microwave phase detection module and a demodulation module, and an adaptive radar is composed of an antenna, a transceiver and converter circuit, a MEMS microwave detection and demodulation monolithic set. The system consists of a system, a signal memory, a signal analyzer, a microwave signal reconstruction, a microwave signal modulator and a microwave signal power amplifier. Based on the above structure, the power, frequency and phase of the microwave signal are synchronously detected and the modulated signal is demodulated. The system integration for adaptive radar-oriented microwave signal detection and demodulation is realized.

【技术实现步骤摘要】
面向自适应雷达的MEMS微波通讯信号检测解调单片集成系统
本专利技术提出了面向自适应雷达的MEMS微波通讯信号检测解调单片集成系统，属于微电子机械系统的

技术介绍
现有雷达的电子对抗系统虽然可以快速准确的识别工作在常用波段的敌方雷达系统，一旦敌方雷达信号不够明显或者是未知信号，对抗效果就会严重下降。新型的先进的自适应雷达的电子对抗包括了自适应雷达侦察和高逼真欺骗这两个关键系统，自适应雷达侦察是指由雷达信号检测、雷达特性分析、对抗样式选择、对抗效果分析和对抗样式调整等环节构成一个闭环系统；高逼真欺骗是指对敌方的未知雷达信号进行精确地存储、复制、调制和转发，欺骗信号能够和敌方雷达信号同时进入敌方雷达信号接收电路，并且进行匹配处理，形成符合雷达欺骗要求的高逼真电子假目标。以上两个关键系统必须以对微波通讯信号进行检测和解调为基础，由此可见，微波通讯信号检测和解调在自适应雷达装备中占有非常重要的地位。但是在现有的技术中，对微波信号的功率、频率和相位的检测都是分开单独进行测量，导致整个系统体积大、功耗高、频带窄，以及集成度低等缺点，另外，对于较复杂一些的微波已调制信号，传统的通讯技术又要利用另一套系统进行解调，增加了很多成本，导致很难使用在自适应雷达。所以在自适应雷达领域，如果能实现对微波信号的功率、频率和相位的集成测量的同时同步测量，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，因此本专利技术提出了基于砷化镓工艺的面向自适应雷达的MEMS微波通讯信号检测解调单片集成系统。
技术实现思路
技术问题：本专利技术的目的是提供一种面向自适应雷达的MEMS微波通讯信号检测解调单片集成系统，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：本专利技术的面向自适应雷达的MEMS微波通讯信号检测解调单片集成系统，主要由六端口固支梁耦合器，微波频率和功率检测模块，微波相位检测模块以及解调模块组成；六端口固支梁耦合器的第一端口到第三端口、第四端口以及第一端口到第五端口、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，进行已调制信号的解调；由第三端口和第五端口分别输出到微波频率和功率检测模块的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，进行频率和功率的同步检测；由第四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四间接加热式微波功率检测器和第五间接加热式微波功率检测器，进行相位检测；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；其中，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；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GaAs衬底上，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)本专利技术的面向自适应雷达的MEMS微波通讯信号检测解调单片集成系统利用幅度比值法来测量微波信号的频率，将微波信号的功率、频率、相位三种检测模块集成到一起，实现了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，具有低功耗、低成本的益处；2)本专利技术的面向自适应雷达的MEMS微波通讯信号检测解调单片集成系统应用间接加热式微波功率传感器的非线性特性和低通滤波特性对已调制信号进行解调，无需乘法器、振荡器和低通滤波器，大大减小了体积和复杂程度；3)本专利技术的面向自适应雷达的MEMS微波通讯信号检测解调单片集成系统同时对微波信号进行功率、频率、相位的检测以及对已调制信号的解调，实现了面向自适应雷达的MEMS微波检测和解调的单片系统集成。附图说明图1为自适应雷达的总体结构组成框图，图2为本专利技术的面向自适应雷达的MEMS微波通讯信号检测解调单片集成系统的原理框图，图3为六端口固支梁耦合器的俯视图，图4为图3六端口固支梁耦合器的AA’方向剖面图，图5为Wilkinson功率分配/合成器的俯视图，图6为间接加热式微波功率传感器的俯视图，图7为图6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，微波频率和功率检测模块2，解调模块3，微波相位检测模块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，第一Wilkinson功率合成器6-1，第二Wilkinson功率合成器6-2，第三Wilkinson功率合成器6-3，Wilkinson功率分配器7，GaAs衬底8，共面波导9，锚区10，介质层11，固支梁12，空气层13，空气桥14，非对称共面带线15，隔离电阻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，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，第七一端口2-1，第八端口2-2，第九端口2-3，MEMS微波检测和解调单片集成系统24，信号存储器25，信号分析器26，微波信号重构27，微波信号调制器28，微波信号功率放大器29，自适应雷达接收系统30，自适应雷达发射系统31，收发转换电路32，天线33。具体实施方式本专利技术面向的自适应雷达由天线33、收发转换电路32、自适应雷达接收系统30和自适应雷达发射系统31组成，自适应雷达接收系统30由MEMS微波检测和解调单片集成系统24、信号存储器25和信号分析器26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31由微波信号重构27、微波信号调制器28和微波信号功率放大器29构成，实现对未知雷达信号的调制和转发；本专利技术的面向自适应雷达的MEMS微波通讯信号检测解调单片集成系统由六端口固支梁耦合器1，微波频率和功率检测模块2，解调模块3，微波相位检测模块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14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14、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；微波频率和功率检测模块2由第二间接加热式微本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种面向自适应雷达的MEMS微波通讯信号检测解调单片集成系统，其特征在于：该系统由六端口固支梁耦合器(1)，微波频率和功率检测模块(2)，解调模块(3)，微波相位检测模块(4)级联构成；六端口固支梁耦合器的第一端口(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)的功率耦合度分别相同；由第四端口(1‑4)和第六端口(1‑6)分别输出到微波相位检测模块(4)的第一Wilkinson功率合成器(6‑1)和第二Wilkinson功率合成器(6‑2)的一端，并由Wilkinson功率分配器(7)的两个输出端分别连接到第一Wilkinson功率合成器(6‑1)和第二Wilkinson功率合成器(6‑2)的另一端，而第一Wilkinson功率合成器(6‑1)和第二Wilkinson功率合成器(6‑2)的输出端连接到第四间接加热式微波功率检测器(5‑4)和第五间接加热式微波功率检测器(5‑5)；由第三端口(1‑3)和第五端口(1‑5)分别输出到微波频率和功率检测模块(2)的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)，从而能够进行对微波频率和功率的同步检测；微波信号经六端口固支梁器耦合器1的第四端口(1‑4)和第六端口(1‑6)输入到微波相位检测模块(4)进行相位检测；应用间接加热式微波功率传感器(5‑1)的非线性特性和低通滤波特性对已调制信号进行解调；由以上结构，将微波信号的功率、频率、相位三种检测模块集成到一起，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，以及对已调制信号的解调，实现了面向自适应雷达的MEMS微波检测和解调的单片系统集成。...

【技术特征摘要】
1.一种面向自适应雷达的MEMS微波通讯信号检测解调单片集成系统，其特征在于：该系统由六端口固支梁耦合器(1)，微波频率和功率检测模块(2)，解调模块(3)，微波相位检测模块(4)级联构成；六端口固支梁耦合器的第一端口(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)的功率耦合度分别相同；由第四端口(1-4)和第六端口(1-6)分别输出到微波相位检测模块(4)的第一Wilkinson功率合成器(6-1)和第二Wilkinson功率合成器(6-2)的一端，并由Wilkinson功率分配器(7)的两个输出端分别连接到第一Wilkinson功率合成器(6-1)和第二Wilkinson功率合成器(6-2)的另一端，而第一Wilkinson功率合成器(6-1)和第二Wilkinson功率合成器(6-2)的输出端连接到第四间接加热式微波功率检测器(5-4)和第五间接加热式微波功率检测器(5-5)；由第三端口(1-3)和第五端口(1-5)分别输出到微波频率和功率检测模块(2)的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)，从而能够进行对微波频率和功率的同步检测；微波信号经六端口固支梁器耦合器1的第四端口(1-4)和第六端口(1-6)输入到微波相位检测模块(4)进行相位检测；应用间接加热式微波功率传感器(5-1)的非线性特性和低通滤波特性对已调制信号进行解调；由以上结构，将微波信号的功率、频率、相位三种检测模块集成到一起，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，以及对已...

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