基于mems悬臂梁并联的微波功率检测系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及微电子机械系统技术领域，特别涉及一种基于MEMS悬臂梁并联的微波功率检测系统及其制备方法。
【背景技术】
[0002]在微电子机械系统(即:MEMS)的微波研宄中，微波功率是表征微波信号的一个重要参数。在微波信号的产生、传输及接收各个环节的研宄中，微波功率的检测是必不可少的。常见的在线式微波功率检测系统是基于热电转换原理的耦合式微波功率检测系统，但该检测系统动态范围小、灵敏低。由于MEMS悬臂梁结构对微波功率信号更加敏感，而且MEMS悬臂梁感应微波信号产生的位移较之MEMS固支梁更大，系统测量的动态范围由悬臂梁的位移决定，因此本实用新型能够很好地解决上述的问题。
【发明内容】
[0003]本实用新型提供了一种基于MEMS悬臂梁并联的微波功率检测系统，与传统的在线式微波功率检测系统相比，该系统大大的提高了微波功率检测的动态范围和灵敏度。
[0004]本实用新型解决其技术问题所采取的技术方案是:本实用新型提供了一种基于MEMS悬臂梁并联的微波功率检测系统，该系统包括共面波导中心信号线1、悬臂梁2、测试电极3、压焊块一 4、地线5、空气桥6、测试电极传输线7、压焊块二 8、砷化镓衬底9 ;所述的砷化镓衬底9上方设有共面波导传输线，在共面波导中心信号线I上方设有悬臂梁2 ;悬臂梁2下方设有测试电极3，测试电极3通过金线连接测试电极传输线7 ;测试电极传输线7通过金线连接压焊块二 8 ;压焊块一 4通过金线连接悬臂梁2 ;空气桥6通过金线连接地线5 ;所述的共面波导传输线是由共面波导中心信号线1、共面波导地线5和空气桥6组成。
[0005]本实用新型所述的测试电极3的传输线从悬臂梁2的平行方向引出。
[0006]本发明所述系统的电容式微波功率传感器是由悬臂梁2、测试电极3、测试电极传输线7、压焊块一 4和压焊块二 8组成；所述的压焊块一 4连接悬臂梁2 ;压焊块二 8通过测试电极传输线7连接在测试电极3上；测量得到的悬臂梁2和测试电极3之间的电容值通过压焊块一 4和压焊块二 8输出。
[0007]有益效果:
[0008]1、本实用新型灵敏度很高，设计了两个并联的MEMS悬臂梁，由于MEMS悬臂梁结构对微波功率信号更加敏感，采用并联的MEMS悬臂梁结构从而可以大大提高器件的灵敏度。
[0009]2、本实用新型匹配性很高，将MEMS悬臂梁的锚区设计在地线中间，减小了 MEMS悬臂梁对共面波导特性阻抗的影响。另外，测试电极的传输线从与MEMS悬臂梁平行的方向引出，而不是从MEMS悬臂梁垂直方向引出，该设计减小了 MEMS悬臂梁对共面波导特性阻抗的影响，提高了器件的匹配性能。
[0010]3、本实用新型是基于微电子机械系统技术，具有微机械系统的基本优点，如:体积小、重量轻、功耗低等，另外它与单片微波集成电路(即:MMIC)方法完全兼容，便于集成，而且本实用新型是用于在线式测量，这一系列优点是传统的在线式微波功率检测系统无法比拟的，因此它具有很好地研宄和应用价值。
【附图说明】
[0011]图1为本实用新型基于MEMS悬臂梁并联的微波功率检测系统的原理图。
[0012]标识说明:A-共面波导中心信号线并联MEMS悬臂梁结构；C_电容式微波功率传感器。
[0013]图2为本实用新型基于MEMS悬臂梁并联的微波功率检测系统的结构示意图。
[0014]标识说明:A-共面波导中心信号线；2_悬臂梁；3_测试电极；4_压焊块一 ；5-地线；6_空气桥；7_测试电极传输线；8_压焊块二 ；9_砷化镓衬底。
【具体实施方式】
[0015]以下结合说明书附图对本实用新型作进一步的详细说明。
[0016]如图1所示，本实用新型提供了一种基于MEMS悬臂梁并联的微波功率检测系统，该系统包括砷化镓衬底，在衬底上设有共面波导传输线、并联MEMS悬臂梁结构和电容式微波功率传感器。当微波功率从共面波导中心信号线端口 A向端口 B传输时，并联MEMS悬臂梁结构与共面波导传输线之间会产生静电力，使并联MEMS悬臂梁结构下拉。那么并联MEMS悬臂梁结构与测试电极之间的间距变小，电容值发生改变，通过测量变化的电容值，得到与之一一对应的微波信号的功率幅度。
[0017]本实用新型的并联MEMS悬臂梁结构是在共面波导中心信号线I上设有两个并联的悬臂梁2，当微波功率从共面波导中心信号线I的端口 A向端口 B传输时，并联MEMS悬臂梁结构与共面波导传输线之间会产生静电力，使悬臂梁2下拉。
[0018]本实用新型的电容式微波功率传感器是由悬臂梁2、测试电极3、测试电极传输线7、压焊块一 4和压焊块二 8组成。
[0019]本实用新型所述的压焊块包括压焊块一 4和压焊块二 8。
[0020]如图2所示，本实用新型提供了一种基于MEMS悬臂梁并联的微波功率检测系统，该系统包括共面波导中心信号线1、悬臂梁2、测试电极3、压焊块一 4、地线5、空气桥6、测试电极传输线7、压焊块二 8、砷化镓衬底9 ;所述的砷化镓衬底9上方设有共面波导传输线，在共面波导中心信号线I上方设有悬臂梁2 ;悬臂梁2下方设有测试电极3，测试电极3通过金线连接测试电极传输线7 ;测试电极传输线7通过金线连接压焊块二 8 ;压焊块一4通过金线连接悬臂梁2 ;空气桥6通过金线连接地线5。
[0021]本实用新型所述的共面波导传输线是由共面波导中心信号线1、共面波导地线5和空气桥6组成。
[0022]本实用新型所述系统的结构标准包括如下:
[0023]1.本实用新型的系统是属于在线式测量检测系统，待测的微波功率是通过基于MEMS悬臂梁并联的电容式微波功率传感器得到。
[0024]2.本实用新型是采用两个并联MEMS的悬臂梁设计，由于悬臂梁与共面波导中心信号线之间产生静电力，使MEMS悬臂梁下拉。从而使悬臂梁与测试电极之间的间距变小，电容值发生改变，这里两个MEMS的悬臂梁采用并联结构，使电容变化更加明显，从而大大提高测量的灵敏度。
[0025]3.本实用新型是将MEMS悬臂梁的锚区设计在地线中间，减小了 MEMS悬臂梁对共面波导特性阻抗的影响。另外，测试电极的传输线从与MEMS悬臂梁平行的方向引出，而不是从MEMS悬臂梁垂直方向引出。这些设计都减小了 MEMS悬臂梁对共面波导特性阻抗的影响，提高了器件的匹配性能。
[0026]满足以上条件的结构即视为本实用新型的基于MEMS悬臂梁并联的微波功率检测系统。
【主权项】
1.一种基于MEMS悬臂梁并联的微波功率检测系统，其特征在于:所述系统包括共面波导中心信号线(1)、悬臂梁(2)、测试电极(3)、压焊块一(4)、地线(5)、空气桥(6)、测试电极传输线(7)、压焊块二(8)、砷化镓衬底(9);所述的砷化镓衬底(9)上方设有共面波导传输线，在共面波导中心信号线(I)上方设有悬臂梁(2);悬臂梁(2)下方设有测试电极(3)，测试电极(3)通过金线连接测试电极传输线(7);测试电极传输线(7)通过金线连接压焊块二(8);压焊块一(4)通过金线连接悬臂梁(2);空气桥(6)通过金线连接地线(5);所述的共面波导传输线是由共面波导中心信号线(I)、共面波导地线(5)和空气桥(6)组成。2.根据权利要求1所述的一种基于MEMS悬臂梁并联的微波功率检测系统，其特征在于:所述测试电极(3)的传输线从悬臂梁(2)的平行方向引出。3.根据权利要求1所述的一种基于MEMS悬臂梁并联的微波功率检测系统，其特征在于:所述系统包括砷化镓衬底、共面波导传输线、并联的MEMS悬臂梁结构和电容式微波功率传感器；所述系统的微波功率从共面波导中心信号线(I)的端口 A向端口 B传输时，悬臂梁(2)与共面波导传输线之间产生静电力，使悬臂梁(2)下拉。4.根据权利要求3所述的一种基于MEMS悬臂梁并联的微波功率检测系统，其特征在于:所述并联的MEMS悬臂梁结构与测试电极之间的间距变小，两者之间的电容值发生改变，通过测量改变的电容值得到与之--对应的微波信号的功率幅度。5.根据权利要求3所述的一种基于MEMS悬臂梁并联的微波功率检测系统，其特征在于:所述系统的并联的MEMS悬臂梁结构是由两个并联的悬臂梁(2)组成。6.根据权利要求3所述的一种基于MEMS悬臂梁并联的微波功率检测系统，其特征在于:所述系统的电容式微波功率传感器是由悬臂梁(2)、测试电极(3)、测试电极传输线(7)、压焊块一⑷和压焊块二⑶组成；所述的压焊块一⑷连接悬臂梁(2);压焊块二(8)通过测试电极传输线(7)连接在测试电极(3)上；测量得到的悬臂梁(2)和测试电极(3)之间的电容值通过压焊块一(4)和压焊块二(8)输出。
【专利摘要】本实用新型公开了基于MEMS悬臂梁并联的微波功率检测系统，该系统用于在线式测量，在中心信号线传输过程中，MEMS悬臂梁与传输线之间会产生静电力，使悬臂梁下拉，那么悬臂梁与测试电极之间的间距变小，从而其电容值发生改变，通过测量变化的电容值，得到与之一一对应的微波功率。该系统包括砷化镓衬底，在衬底上设有面波导中心信号线(A)、并联的MEMS悬臂梁结构(B)以及电容式微波功率传感器(C)。当微波信号在面波导中心信号线上传输时，两个并联的MEMS悬臂梁在静电力的作用下产生位移，待测功率由电容式微波功率传感器检测。
【IPC分类】G01R21/00
【公开号】CN204666718
【申请号】CN201520113267
【发明人】王德波, 何素峰
【申请人】南京邮电大学
【公开日】2015年9月23日
【申请日】2015年2月16日