基于微机械直接热电式功率传感器的锁相环及其制备方法

摘要

本发明公开了一种基于微机械直接热电式功率传感器的锁相环及其制备方法，包括衬底、设置在衬底上的地线、MEMS功合器、共面波导传输线、两组MEMS固支梁结构和MEMS直接热电式微波功率传感器、以及外接的压控振荡器；MEMS功合器用于将输入的两路信号进行矢量合成，然后由MEMS直接热电式微波功率传感器检测合成后的微波信号的功率，最后输出直流电压。本发明提供的基于微机械直接热电式功率传感器的锁相环不但具有新颖的结构，而且精简了一般锁相环的组成模块，其直接将鉴相器和低通滤波器两个模块简化为一个由MEMS功合器和MEMS直接热电式微波功率传感器构成的模块，提高了锁相环的集成度，并且能与GaAs单片微波集成电路兼容。

主权项

基于微机械直接热电式功率传感器的锁相环，其特征在于：包括衬底（1）、设置在衬底（1）上的地线（2）、MEMS功合器、共面波导传输线（3）、两组MEMS固支梁结构和MEMS直接热电式微波功率传感器、以及外接的压控振荡器，在衬底（1）上定义一条对称轴线；所述地线（2）形成沿对称轴线对称的结构，包括对称位于对称轴线两侧且不相接触的两段侧边地线、以及对称位于对称轴线上的一段公共地线；所述MEMS功合器形成沿对称轴线对称的结构，包括对称位于对称轴线两侧的两段不对称共面带线（4）和隔离电阻（5），所述两段不对称共面带线（4）的输入端通过隔离电阻（5）隔离、输出端相连接；所述共面波导传输线（3）形成沿对称轴线对称的结构，包括位于对称轴线两侧且不相连接的两段输入共面波导传输线、以及对称位于对称轴线上的一段输出共面波导传输线；所述两段输入共面波导传输线分别与两段不对称共面带线（4）的输入端相连接，分别作为参考信号输入端口和反馈信号输入端口；所述两段不对称共面带线（4）的输出端相连接后接入输出共面波导传输线，作为信号输出端口；所述两组MEMS固支梁结构分别设置在对称轴线的两侧且相对对称轴线对称，所述MEMS固支梁结构包括MEMS固支梁（10）和锚区（11），所述MEMS固支梁（10）跨接在位于同一侧的输入共面波导传输线的上方、两端分别通过锚区（11）固定在位于同一侧的侧边地线和公共地线上；所述MEMS固支梁（10）和位于其下方的输入共面波导传输线构成补偿电容；所述MEMS直接热电式微波功率传感器包括两组氮化钽电阻（7）、半导体热电偶臂（6）和直流输出块（8），所述信号输出端口分成两路分别通过一组氮化钽电阻（7）和半导体热电偶臂（6）与两段侧边地线相连接，其中一段侧边地线通过一个直流输出块（8）接入压控振荡器，另一段侧边地线通过另一个直流输出块（8）接地；所述两组氮化钽电阻（7）和半导体热电偶臂（6）形成串联结构；所述压控振荡器的输出信号接入反馈信号输入端口。