文档介绍：东南大学
硕士学位论文
在线监测式MEMS微波功率传感器的设计
姓名:韩磊
申请学位级别:硕士
专业:微电子学与固体电子学
指导教师:廖小平;黄庆安
20051101
:微波功率传感器微波功率耦合器热电堆工艺兼容时,可以将微波功率传感器嵌入到微波和毫米波单片集成电路中,实现功率的在线测量。制电压时,它与共面波导的信号线构成一个很小的电容,从而几乎不耦合微波功率。而当加入直流控制电压时,膜由于静电力被拉下而与其下方的支撑结构接触,导致它与共面波导的信号线配电阻吸收而转化为热量,通过在电阻附近的热电堆将热信号转变为电信号实现微波功率的测量。笥遥徊患嗖庾刺碌牟迦胨鸷模琷、于7瓷湎凳∮;监测状态下的插入损耗小于本文对微波功率耦合器主要根据阈值电压、插入损耗和反射系数三个指标进行设计,通过有限设计出了符合性能指标要求的膜的尺寸;对间接加热式微波功率传感器主要根据灵敏度和信噪比两个指标进行设计,通过有限元分析软件对间接加热式微波功率传感器进行了温本文提出的在线监测式微波功率传感器是一种可以实现功率监测、增益控制和电路保护的新型微波功率传感器。在技术兴起的推动下,,其在共面波导上方有一个膜,当没有直流控之间的电容变大,从而可以将共面波导上传输的微波功率耦合出一小部分,耦合出的微波功率被匹该传感器可以实现平均功率的测量,且与输入波形无关、测量频率范围宽、线性度好、测量的功率范围大。本文提出的在线监测式微波功率传感器的独特之处在于它有监测和不监测两种状态,这就使得在不需要对微波功率进行测量的时候可以将传感器对电路的影响减到最小,并避免不必要的功率消耗。本文所设计的传感器的主要性能指标是:功率范围.;频率范围汇谥档缪,反射系数小于.;灵敏度大于;单位功率信嗓比大于元分析软件和对微波功率耦合器结构进行了瘟糠治龊豌兄档缪辜暗缛莘治觯度分布的模拟,确定了热电堆的位置和热偶臂的尺寸,并结合模拟结果和有关理论估算出了传感器的灵敏度和信噪比,其结果符合性能指标的要求。此外,本文还对一些可能会对传感器性能产生影响的因素进行了分析,以优化结构,提高性能。在结构设计的基础上,根据信息产业部所的工艺条件,对本文的在线监测式微波功率传感器进行了工艺和版图设计,设计出了几组可以对比的试验结构,。
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埠日期:兰珥盈,主幺导师签名:东南大学学位论文独创性声明东南大学学位论文使用授权声明研究生签名:本人声明所呈交的学位论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已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。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ǹ论文的全部或部分内容。论文的公布ǹ授权东南大学研究生院办理。
第一章绪论微电子机械系统.⒌缱踊迪低车亩ㄒ在七十年代,美国学者就提出了基于硅半导体材料的微机械的设想。到了年,美国加州大学伯术用语,証际醯难芯靠7⒁踩找娉晌9噬系囊桓鋈鹊恪的定义。一般认为,微电子机械系统是以微电子、微机械及材料科学为基础,研究、设计、制造具料学、力学、声学、光学、热学、生物医学、电子信息等多种学科,在信息,通讯、航空、航天、①尺寸在微米到毫米范围之内,区别一般的宏创车牡某叽绱笥趌尺度的“机②基于ú幌抻硅微加工③与微电子芯片类同,在无尘室大批量、低成本生产,使性价比比传统“机械”制造技术大幅⑤的目标是“微机械”与结合的微系统,并向智能化方向发展。作为一种微型体系,它将若干个子系统集成在一起,⒌缱踊迪低或微机电系统T克利分校研究小组发表的转子直径为~的硅静电马达在当时引起了轰动。于是到年,倏5难刑只嵘鲜状翁岢隽薓淮剩哟薓淮式ソコ晌R桓鍪澜缧缘难本章将首先给出微电子机械系统的定义、特点及研究和应用领域,继而介绍微波微电子机械系统和微波功率传感器,并分析微波功率传感器的研究背景、发展过程和应用领域。微电子机械系统眭谄浜欠段У墓惴阂约案鞴芯恐氐愕牟煌虼松形葱纬赏骋有特定功能的