MEMS終端式熱電微波功率傳感器的研究.pdf

1、微波功率是表征微波信號(hào)特征的一個(gè)重要參數(shù),微波功率測(cè)試在現(xiàn)代無(wú)線通信系統(tǒng)中有著廣泛的應(yīng)用。傳統(tǒng)的微波功率探頭只能測(cè)試芯片端口的功率,且需專門(mén)的測(cè)試設(shè)備配合使用,價(jià)格昂貴。本文提出了兩種與GaAs MMIC標(biāo)準(zhǔn)工藝兼容的終端式微波功率傳感器,可以將微波功率傳感器嵌入到微波和毫米波單片集成電路中,直接進(jìn)行功率的測(cè)試,輸出信號(hào)為直流電壓,易于測(cè)量。加入功率耦合器,可對(duì)電路中功率進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)。 從技術(shù)發(fā)展的角度來(lái)看,由于硅制作工藝較為成

2、熟且對(duì)硅的材料特性研究深入,所以現(xiàn)在MEMS器件大多是制作在硅襯底上的。GaAs材料的熱導(dǎo)率比硅小,是制作熱MEMS的理想襯底材料。GaAsMEMS器件可以與GaAs MMIC電路實(shí)現(xiàn)單片集成。 文中討論了直接加熱式微波功率傳感器和間接加熱式微波功率傳感器兩種結(jié)構(gòu)。分析了工作原理,并用COVENTOR軟件進(jìn)行了模擬,分析了輸出特性與傳感器結(jié)構(gòu)尺寸和背面刻蝕的關(guān)系,用HFSS軟件模擬了其微波性能。 本文設(shè)計(jì)的傳感器的性能指

3、標(biāo)：直接加熱式：輸入功率為0.1～160mw,輸出電壓范圍0.022～35.2mV頻率范圍8～12GHz,靈敏度約為0.22mV/mW,反射系數(shù)為小于-24dB;間接加熱式結(jié)構(gòu)的輸入功率為0.1～50mW,輸出電壓范圍0.075～37.5mV,頻率范圍8～12GHz,靈敏度約為0.75mV/mW,反射系數(shù)為小于-20dB。 本文中的傳感器在信息產(chǎn)業(yè)部55所進(jìn)行流片測(cè)試,在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上,根據(jù)55所的工藝條件,對(duì)本文的終端式微波