基于mems懸臂梁并聯(lián)的微波功率檢測系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及微電子機械系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種基于MEMS懸臂梁并聯(lián)的微波功率檢測系統(tǒng)及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在微電子機械系統(tǒng)(即:MEMS)的微波研宄中，微波功率是表征微波信號的一個重要參數(shù)。在微波信號的產(chǎn)生、傳輸及接收各個環(huán)節(jié)的研宄中，微波功率的檢測是必不可少的。常見的在線式微波功率檢測系統(tǒng)是基于熱電轉(zhuǎn)換原理的耦合式微波功率檢測系統(tǒng)，但該檢測系統(tǒng)動態(tài)范圍小、靈敏低。由于MEMS懸臂梁結(jié)構(gòu)對微波功率信號更加敏感，而且MEMS懸臂梁感應(yīng)微波信號產(chǎn)生的位移較之MEMS固支梁更大，系統(tǒng)測量的動態(tài)范圍由懸臂梁的位移決定，因此本實用新型能夠很好地解決上述的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實用新型提供了一種基于MEMS懸臂梁并聯(lián)的微波功率檢測系統(tǒng)，與傳統(tǒng)的在線式微波功率檢測系統(tǒng)相比，該系統(tǒng)大大的提高了微波功率檢測的動態(tài)范圍和靈敏度。
[0004]本實用新型解決其技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案是:本實用新型提供了一種基于MEMS懸臂梁并聯(lián)的微波功率檢測系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括共面波導(dǎo)中心信號線1、懸臂梁2、測試電極3、壓焊塊一 4、地線5、空氣橋6、測試電極傳輸線7、壓焊塊二 8、砷化鎵襯底9 ;所述的砷化鎵襯底9上方設(shè)有共面波導(dǎo)傳輸線，在共面波導(dǎo)中心信號線I上方設(shè)有懸臂梁2 ;懸臂梁2下方設(shè)有測試電極3，測試電極3通過金線連接測試電極傳輸線7 ;測試電極傳輸線7通過金線連接壓焊塊二 8 ;壓焊塊一 4通過金線連接懸臂梁2 ;空氣橋6通過金線連接地線5 ;所述的共面波導(dǎo)傳輸線是由共面波導(dǎo)中心信號線1、共面波導(dǎo)地線5和空氣橋6組成。
[0005]本實用新型所述的測試電極3的傳輸線從懸臂梁2的平行方向引出。
[0006]本發(fā)明所述系統(tǒng)的電容式微波功率傳感器是由懸臂梁2、測試電極3、測試電極傳輸線7、壓焊塊一 4和壓焊塊二 8組成；所述的壓焊塊一 4連接懸臂梁2 ;壓焊塊二 8通過測試電極傳輸線7連接在測試電極3上；測量得到的懸臂梁2和測試電極3之間的電容值通過壓焊塊一 4和壓焊塊二 8輸出。
[0007]有益效果:
[0008]1、本實用新型靈敏度很高，設(shè)計了兩個并聯(lián)的MEMS懸臂梁，由于MEMS懸臂梁結(jié)構(gòu)對微波功率信號更加敏感，采用并聯(lián)的MEMS懸臂梁結(jié)構(gòu)從而可以大大提高器件的靈敏度。
[0009]2、本實用新型匹配性很高，將MEMS懸臂梁的錨區(qū)設(shè)計在地線中間，減小了 MEMS懸臂梁對共面波導(dǎo)特性阻抗的影響。另外，測試電極的傳輸線從與MEMS懸臂梁平行的方向引出，而不是從MEMS懸臂梁垂直方向引出，該設(shè)計減小了 MEMS懸臂梁對共面波導(dǎo)特性阻抗的影響，提高了器件的匹配性能。
[0010]3、本實用新型是基于微電子機械系統(tǒng)技術(shù)，具有微機械系統(tǒng)的基本優(yōu)點，如:體積小、重量輕、功耗低等，另外它與單片微波集成電路(即:MMIC)方法完全兼容，便于集成，而且本實用新型是用于在線式測量，這一系列優(yōu)點是傳統(tǒng)的在線式微波功率檢測系統(tǒng)無法比擬的，因此它具有很好地研宄和應(yīng)用價值。
【附圖說明】
[0011]圖1為本實用新型基于MEMS懸臂梁并聯(lián)的微波功率檢測系統(tǒng)的原理圖。
[0012]標識說明:A-共面波導(dǎo)中心信號線并聯(lián)MEMS懸臂梁結(jié)構(gòu)；C_電容式微波功率傳感器。
[0013]圖2為本實用新型基于MEMS懸臂梁并聯(lián)的微波功率檢測系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]標識說明:A-共面波導(dǎo)中心信號線；2_懸臂梁；3_測試電極；4_壓焊塊一 ；5-地線；6_空氣橋；7_測試電極傳輸線；8_壓焊塊二 ；9_砷化鎵襯底。
【具體實施方式】
[0015]以下結(jié)合說明書附圖對本實用新型作進一步的詳細說明。
[0016]如圖1所示，本實用新型提供了一種基于MEMS懸臂梁并聯(lián)的微波功率檢測系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括砷化鎵襯底，在襯底上設(shè)有共面波導(dǎo)傳輸線、并聯(lián)MEMS懸臂梁結(jié)構(gòu)和電容式微波功率傳感器。當微波功率從共面波導(dǎo)中心信號線端口 A向端口 B傳輸時，并聯(lián)MEMS懸臂梁結(jié)構(gòu)與共面波導(dǎo)傳輸線之間會產(chǎn)生靜電力，使并聯(lián)MEMS懸臂梁結(jié)構(gòu)下拉。那么并聯(lián)MEMS懸臂梁結(jié)構(gòu)與測試電極之間的間距變小，電容值發(fā)生改變，通過測量變化的電容值，得到與之一一對應(yīng)的微波信號的功率幅度。
[0017]本實用新型的并聯(lián)MEMS懸臂梁結(jié)構(gòu)是在共面波導(dǎo)中心信號線I上設(shè)有兩個并聯(lián)的懸臂梁2，當微波功率從共面波導(dǎo)中心信號線I的端口 A向端口 B傳輸時，并聯(lián)MEMS懸臂梁結(jié)構(gòu)與共面波導(dǎo)傳輸線之間會產(chǎn)生靜電力，使懸臂梁2下拉。
[0018]本實用新型的電容式微波功率傳感器是由懸臂梁2、測試電極3、測試電極傳輸線7、壓焊塊一 4和壓焊塊二 8組成。
[0019]本實用新型所述的壓焊塊包括壓焊塊一 4和壓焊塊二 8。
[0020]如圖2所示，本實用新型提供了一種基于MEMS懸臂梁并聯(lián)的微波功率檢測系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括共面波導(dǎo)中心信號線1、懸臂梁2、測試電極3、壓焊塊一 4、地線5、空氣橋6、測試電極傳輸線7、壓焊塊二 8、砷化鎵襯底9 ;所述的砷化鎵襯底9上方設(shè)有共面波導(dǎo)傳輸線，在共面波導(dǎo)中心信號線I上方設(shè)有懸臂梁2 ;懸臂梁2下方設(shè)有測試電極3，測試電極3通過金線連接測試電極傳輸線7 ;測試電極傳輸線7通過金線連接壓焊塊二 8 ;壓焊塊一4通過金線連接懸臂梁2 ;空氣橋6通過金線連接地線5。
[0021]本實用新型所述的共面波導(dǎo)傳輸線是由共面波導(dǎo)中心信號線1、共面波導(dǎo)地線5和空氣橋6組成。
[0022]本實用新型所述系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)標準包括如下:
[0023]1.本實用新型的系統(tǒng)是屬于在線式測量檢測系統(tǒng)，待測的微波功率是通過基于MEMS懸臂梁并聯(lián)的電容式微波功率傳感器得到。
[0024]2.本實用新型是采用兩個并聯(lián)MEMS的懸臂梁設(shè)計，由于懸臂梁與共面波導(dǎo)中心信號線之間產(chǎn)生靜電力，使MEMS懸臂梁下拉。從而使懸臂梁與測試電極之間的間距變小，電容值發(fā)生改變，這里兩個MEMS的懸臂梁采用并聯(lián)結(jié)構(gòu)，使電容變化更加明顯，從而大大提高測量的靈敏度。
[0025]3.本實用新型是將MEMS懸臂梁的錨區(qū)設(shè)計在地線中間，減小了 MEMS懸臂梁對共面波導(dǎo)特性阻抗的影響。另外，測試電極的傳輸線從與MEMS懸臂梁平行的方向引出，而不是從MEMS懸臂梁垂直方向引出。這些設(shè)計都減小了 MEMS懸臂梁對共面波導(dǎo)特性阻抗的影響，提高了器件的匹配性能。
[0026]滿足以上條件的結(jié)構(gòu)即視為本實用新型的基于MEMS懸臂梁并聯(lián)的微波功率檢測系統(tǒng)。
【主權(quán)項】
1.一種基于MEMS懸臂梁并聯(lián)的微波功率檢測系統(tǒng)，其特征在于:所述系統(tǒng)包括共面波導(dǎo)中心信號線(1)、懸臂梁(2)、測試電極(3)、壓焊塊一(4)、地線(5)、空氣橋(6)、測試電極傳輸線(7)、壓焊塊二(8)、砷化鎵襯底(9);所述的砷化鎵襯底(9)上方設(shè)有共面波導(dǎo)傳輸線，在共面波導(dǎo)中心信號線(I)上方設(shè)有懸臂梁(2);懸臂梁(2)下方設(shè)有測試電極(3)，測試電極(3)通過金線連接測試電極傳輸線(7);測試電極傳輸線(7)通過金線連接壓焊塊二(8);壓焊塊一(4)通過金線連接懸臂梁(2);空氣橋(6)通過金線連接地線(5);所述的共面波導(dǎo)傳輸線是由共面波導(dǎo)中心信號線(I)、共面波導(dǎo)地線(5)和空氣橋(6)組成。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于MEMS懸臂梁并聯(lián)的微波功率檢測系統(tǒng)，其特征在于:所述測試電極(3)的傳輸線從懸臂梁(2)的平行方向引出。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于MEMS懸臂梁并聯(lián)的微波功率檢測系統(tǒng)，其特征在于:所述系統(tǒng)包括砷化鎵襯底、共面波導(dǎo)傳輸線、并聯(lián)的MEMS懸臂梁結(jié)構(gòu)和電容式微波功率傳感器；所述系統(tǒng)的微波功率從共面波導(dǎo)中心信號線(I)的端口 A向端口 B傳輸時，懸臂梁(2)與共面波導(dǎo)傳輸線之間產(chǎn)生靜電力，使懸臂梁(2)下拉。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種基于MEMS懸臂梁并聯(lián)的微波功率檢測系統(tǒng)，其特征在于:所述并聯(lián)的MEMS懸臂梁結(jié)構(gòu)與測試電極之間的間距變小，兩者之間的電容值發(fā)生改變，通過測量改變的電容值得到與之--對應(yīng)的微波信號的功率幅度。5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種基于MEMS懸臂梁并聯(lián)的微波功率檢測系統(tǒng)，其特征在于:所述系統(tǒng)的并聯(lián)的MEMS懸臂梁結(jié)構(gòu)是由兩個并聯(lián)的懸臂梁(2)組成。6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種基于MEMS懸臂梁并聯(lián)的微波功率檢測系統(tǒng)，其特征在于:所述系統(tǒng)的電容式微波功率傳感器是由懸臂梁(2)、測試電極(3)、測試電極傳輸線(7)、壓焊塊一⑷和壓焊塊二⑶組成；所述的壓焊塊一⑷連接懸臂梁(2);壓焊塊二(8)通過測試電極傳輸線(7)連接在測試電極(3)上；測量得到的懸臂梁(2)和測試電極(3)之間的電容值通過壓焊塊一(4)和壓焊塊二(8)輸出。
【專利摘要】本實用新型公開了基于MEMS懸臂梁并聯(lián)的微波功率檢測系統(tǒng)，該系統(tǒng)用于在線式測量，在中心信號線傳輸過程中，MEMS懸臂梁與傳輸線之間會產(chǎn)生靜電力，使懸臂梁下拉，那么懸臂梁與測試電極之間的間距變小，從而其電容值發(fā)生改變，通過測量變化的電容值，得到與之一一對應(yīng)的微波功率。該系統(tǒng)包括砷化鎵襯底，在襯底上設(shè)有面波導(dǎo)中心信號線(A)、并聯(lián)的MEMS懸臂梁結(jié)構(gòu)(B)以及電容式微波功率傳感器(C)。當微波信號在面波導(dǎo)中心信號線上傳輸時，兩個并聯(lián)的MEMS懸臂梁在靜電力的作用下產(chǎn)生位移，待測功率由電容式微波功率傳感器檢測。
【IPC分類】G01R21/00
【公開號】CN204666718
【申請?zhí)枴緾N201520113267
【發(fā)明人】王德波, 何素峰
【申請人】南京郵電大學(xué)
【公開日】2015年9月23日
【申請日】2015年2月16日