基于MEMS微波功率傳感技術(shù)的微波頻率檢測器研究.pdf

1、隨著微波技術(shù)的不斷發(fā)展，未來射頻和微波系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求具備體積小、重量輕、功耗低、集成度高等優(yōu)點(diǎn)。RFMEMS技術(shù)可以很好的滿足這些要求，解決目前射頻電路發(fā)展中遇到的瓶頸。在表征微波信號(hào)的三大基本參數(shù)（幅度、頻率和相位）之中，頻率是最基本參數(shù)，也是微波領(lǐng)域各種研究的基礎(chǔ)。目前已有的微波頻率檢測方法，主要分為以下幾類:外差法、計(jì)數(shù)法、諧振法和比相法四種。其中比相法由于其寬頻帶、易于集成、結(jié)構(gòu)簡單和易使用MEMS技術(shù)實(shí)現(xiàn)等特點(diǎn)，相對(duì)于其它方法

2、有較大的優(yōu)越性。本文利用比相法的原理設(shè)計(jì)一種基于MEMS的微波頻率檢測器，它是由一分三功分器、CPW傳輸線、功合器以及MEMS微波功率傳感器組成的。本文按照自底向上的方式對(duì)X波段MEMS微波信號(hào)頻率檢測器進(jìn)行了分析與模擬，建立了從器件到系統(tǒng)的各級(jí)微波解析模型。
　　首先，對(duì)組成系統(tǒng)的基本器件進(jìn)行了設(shè)計(jì)與仿真。在經(jīng)典威爾金森功分器的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了帶有電容負(fù)載的一分二功分器。通過與經(jīng)典威爾金森功分器的仿真結(jié)果比較，得出它在微波性能沒有

3、明顯退化的情況下，可以有效的減少版圖面積。對(duì)于一分三功分器的設(shè)計(jì)，考慮了直接式和級(jí)聯(lián)式兩種方案，并分別作了設(shè)計(jì)與模擬，歸納了各自的優(yōu)缺點(diǎn)。
　　其次，對(duì)組成系統(tǒng)的基本器件散射參數(shù)進(jìn)行了推導(dǎo)。一是得出了無耗情況下經(jīng)典威爾金森功分器的散射參數(shù)模型。由于模型沒有考慮非理想特性的影響，是完全符合ADS軟件仿真的結(jié)果的。二是通過引入相關(guān)的傳輸線損耗模型，并且忽略版圖中的拐角及不連續(xù)，將功分器版圖化簡為等效電路模型，通過奇偶模分析方法得到了電