本實用新型涉及微電子機械系統(tǒng)的技術(shù)領(lǐng)域，特別是基于懸臂梁級聯(lián)結(jié)構(gòu)的高精度微波功率檢測系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

在微波研究中，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)的研究中，微波功率的檢測是必不可少的。最常見的微波功率檢測器是基于熱電轉(zhuǎn)換原理的微波功率傳感器，它把微波信號通過負載電阻轉(zhuǎn)化成熱，然后再利用熱電堆的Seebeck效應(yīng)把此熱轉(zhuǎn)換成與待測微波功率成正比的直流電壓輸出。傳統(tǒng)微波功率傳感器的缺點在于測量的信號幅度比較小，測量幅度較大的信號需要外置的耦合器或者衰減器。近20多年來，隨著MEMS技術(shù)的飛速發(fā)展，對MEMS懸臂梁結(jié)構(gòu)進行了深入的研究，使得采用MEMS懸臂梁結(jié)構(gòu)實現(xiàn)微波功率檢測成為可能。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型所要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，而提供一種基于懸臂梁級聯(lián)結(jié)構(gòu)的高精度微波功率檢測系統(tǒng)，可對微波信號的功率進行精確測量，測量信號的幅度范圍大、而且便于集成。

本實用新型為解決上述技術(shù)問題采用以下技術(shù)方案：

根據(jù)本實用新型提出的一種基于懸臂梁級聯(lián)結(jié)構(gòu)的高精度微波功率檢測系統(tǒng)，包括襯底，襯底上設(shè)有共面波導(dǎo)CPW信號線，CPW信號線的兩側(cè)分別設(shè)有CPW地線，每根CPW地線旁各設(shè)有電容檢測第一端口和電容檢測第二端口，每根CPW地線上均設(shè)有2個橋墩，每個橋墩上分別設(shè)有一個MEMS懸臂梁，這4個MEMS懸臂梁的長度是不同的，MEMS懸臂梁的下方設(shè)有傳感電極，傳感電極與其同側(cè)的電容檢測第一端口之間設(shè)有膜橋，膜橋的下方設(shè)有連接線，傳感電極通過連接線與其同側(cè)的電容檢測第一端口連接，CPW地線與其同側(cè)的電容檢測第二端口連接，連接線上、MEMS懸臂梁下方的CPW信號線上、傳感電極上均設(shè)有絕緣介質(zhì)層。

作為本實用新型所述的一種基于懸臂梁級聯(lián)結(jié)構(gòu)的高精度微波功率檢測系統(tǒng)進一步優(yōu)化方案，所述襯底為GaAs襯底。

作為本實用新型所述的一種基于懸臂梁級聯(lián)結(jié)構(gòu)的高精度微波功率檢測系統(tǒng)進一步優(yōu)化方案，CPW信號線設(shè)在GaAs襯底上的中間。

作為本實用新型所述的一種基于懸臂梁級聯(lián)結(jié)構(gòu)的高精度微波功率檢測系統(tǒng)進一步優(yōu)化方案，所述絕緣介質(zhì)層為氮化硅介質(zhì)層。

本實用新型采用以上技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下技術(shù)效果：

（1）動態(tài)范圍大：當待測微波功率較小時，較長的MEMS懸臂梁臂容易下拉，電容發(fā)生變化；當待測微波功率較大時，使較短的MEMS懸臂梁臂下拉，電容發(fā)生變化；從而可以擴展檢測功率的動態(tài)范圍；

（2）精度高：級聯(lián)的懸臂梁結(jié)構(gòu)，在微波功率較大時，不管是長的還是短的懸臂梁都會下拉，使得在測量大微波功率時電容動態(tài)范圍更大，單位變化電容下的檢測功率更小，從而提高測量精度；

（3）本實用新型這種結(jié)構(gòu)是基于MEMS技術(shù)的，具有MEMS的基本優(yōu)點，如體積小、重量輕、功耗低等；該結(jié)構(gòu)全部都是無源器件構(gòu)成，不需要消耗直流功率；且與單片微波集成電路（MMIC）工藝兼容，便于集成，這一系列優(yōu)點是傳統(tǒng)的微波功率檢測器無法比擬的，因此它具有很好的研究和應(yīng)用價值。

附圖說明

圖1是基于懸臂梁級聯(lián)結(jié)構(gòu)的高精度微波功率檢測系統(tǒng)的原理圖。

圖2是基于懸臂梁級聯(lián)結(jié)構(gòu)的高精度微波功率檢測系統(tǒng)的俯視圖。

圖中的附圖標記解釋為：1- CPW信號線，2-CPW地線，3-電容式MEMS微波功率傳感器的傳感電極，4-1、4-2、4-3、4-4為四個不同長度的MEMS懸臂梁，5-膜橋，6-電容檢測第一端口，7-電容檢測第二端口，8- GaAs襯底。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本實用新型的技術(shù)方案做進一步的詳細說明：

如圖1所示，當待測微波功率較小時，由于靜電力較小，只有較長的MEMS懸臂梁臂下拉；當待測微波功率較大時，由于靜電力較大，可以使較短的MEMS懸臂梁臂下拉。采用這種檢測方式不但可以擴展檢測微波功率的動態(tài)范圍，而且當微波信號較大時，四個長度不同的MEMS懸臂梁同時下拉，從而提高了檢測精度。

如圖2所示, 一種基于懸臂梁級聯(lián)結(jié)構(gòu)的高精度微波功率檢測系統(tǒng)，包括GaAs襯底8，GaAs襯底上的中間設(shè)有共面波導(dǎo)CPW信號線1，CPW信號線的兩側(cè)分別設(shè)有CPW地線2，每根CPW地線旁各設(shè)有電容檢測第一端口和電容檢測第二端口，每根CPW地線上均設(shè)有2個橋墩，每個橋墩上分別設(shè)有一個MEMS懸臂梁4-1、4-2、4-3、4-4，這4個MEMS懸臂梁的長度是不同的，MEMS懸臂梁的下方（CPW信號線的旁邊）設(shè)有傳感電極3，傳感電極與其同側(cè)的電容檢測第一端口6之間設(shè)有膜橋5，膜橋的下方設(shè)有連接線，傳感電極通過連接線與其同側(cè)的電容檢測第一端口連接，CPW地線與其同側(cè)的電容檢測第二端口7連接，連接線上、MEMS懸臂梁下方的CPW信號線上、傳感電極上均設(shè)有絕緣介質(zhì)層。

所述絕緣介質(zhì)層可以為氮化硅介質(zhì)層。

微波功率在通過CPW信號線時，會產(chǎn)生靜電力，從而將四個長度不同的MEMS懸臂梁下拉，引起MEMS懸臂梁與傳感電極之間電容發(fā)生變化，電容的變化量與信號功率幅度是一一對應(yīng)的，從而檢測出信號功率的幅值。

以上所述的具體實施方案，對本實用新型的目的、技術(shù)方案和有益效果進行了進一步的詳細說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本實用新型的具體實施方案而已，并非用以限定本實用新型的范圍，任何本領(lǐng)域的技術(shù)人員，在不脫離本實用新型的構(gòu)思和原則的前提下所做出的等同變化與修改，均應(yīng)屬于本實用新型保護的范圍。