mems微波相位检测器的研究

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1、隶南『大·粤硕士学位论文万方数据MEMS微波相位检测器的研究研究生姓名：国浩万方数据THERESEARCHOFMEMSMICROⅥ7=ⅣEPHASEDETECTORADissertationSubmittedtoSoutheastUniversityFortheAcademicDegreeofMasterofEngineeringBYYANHaoSupervisedbyProf．LIAOXiao-pingDepartmentofElectronicsEngineeringSoutheastUniversityJuly2014万方数据东南大学学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位论

2、文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得东南大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示了谢意。研究生签名：墟日期：东南大学学位论文使用授权声明东南大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆有权保留本人所送交学位论文的复印件和电子文档，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。除在保密期内的保密论文外，允许论文被查阅和借阅，可以公布(包括以电子信息形

3、式刊登)论文的全部内容或中、英文摘要等部分内容。论文的公布(包括以电子信息形式刊登)授权东南大学研究生院办理。研究生签名：f至]遂导师签名：万方数据摘要本文完成了对工作在x波段的一种新型微波相位检测系统的模拟、设计、制备等工作，其主要内容包括：(1)为减小新型微波相位检测系统的版图面积，本文在传统Wilkinson微波功率分配器的基础上，对其进行了微型化设计。通过应用增加负载电容来减小Wilkinson微波功率分配器传输线的方法，将旯／4长度传输线缩短为,V8，微型化后版图面积缩小了47％。并通过HFSS软件对微型化后的器件进行模拟优化，得到最优尺寸。最终得到一个中心工作频率在1

4、0GHz的微波功率分配器；其中端口1的回波损耗小于．15dB@8～12GHz，最小值约为．31．15dB@GHz；输入端口1和输出端口2间的插入损耗为．3．24dB@10GHz；隔离度小于．10dB@8～12GHz；端VI2和端El3的回波损耗S22和S33均小于．15dB@8～12GHz。最后对微波功率分配器s参数进行了测试，其中端口1的回波损耗小于．1SdB@8～12GHz，输入端121l和输出端口2间的插入损耗约为一4dB@8～12GHz，端151l的回波损耗最小值为．25dB@10．5G比，该微波参数满足了微波相位检测系统级联的需求。(2)电容式微波功率传感器是新型相位检

5、测系统中的关键部件，为此本文设计了一个工作在x波段的电容式微波功率传感器。通过对传感器进行模拟和优化最终确定了传感器的尺寸，在尺寸确定的基础上对电传感器进行了模拟。模拟结果表明：对于基本结构微波功率传感器，其s。。小于．36．6dB@8～12GHz，最小值为．57．7dB@10．3GHz，S2】为一0．12dB到．0．084dB；渐变补偿式微波功率传感器，其sll小于．37dB@8～12GHz，最小值一53riB@10．4GHz；S2】小于．0．119dB@8～10GHz。从模拟结果不难看出电容式微波功率传感器在整个x波段内都有较小的回波损耗和插入损耗。最终测试出传感器固支梁的p

6、ull-in电压约为35V，灵敏度为6．25fF／W。(3)完成对新型微波检测系统的设计模拟与优化，并完成版图绘制和芯片结构的制各与系统的s参数测试。该系统在原系统的基础上进行了设计改进，在参考信号和待测信号输入端外加电容式微波功率传感器，实现对信号幅度的检测。改进后的设计，不但可以实现对未知幅度信号的相位检测；而且系统四端口更加对称，s21和s4l差异更小：s2l为．6．53dB@10GHz，s4l为一6．69dB@IOGHz，系统的s参数有明显的改善，相位差随频率变化更为线性，中心频率处的相位差更接近45。，版图面积从61369mx44241．tm减小为5917umx3428

7、Ilm，版图面积减小了25％。对新型微波相位检测系统的S参数测试表明：slj小于一10dB@8～12GHz。论文的创新之处在于：首先对传统Wilkinson进行微型化设计，使其版图面积减小了47％；并且设计了一个x波段的电容式微波功率传感器，其在整个波段内有较好微波特性。最后在两个关键部件的基础上设计并制各了一种新型相位的对称式双通道微波相位检测系统，实现了微波相位检测系统对未知幅度信号的相位检测。关键词：微波功率分配器，矢量合成法，电容式微波功率传感器，微波相位检测系统万方数据