[发明专利]硅基缝隙耦合式的直接式毫米波信号检测仪器

说明书

本发明的硅基缝隙耦合式的直接式毫米波信号检测仪器是由传感器、模数转换、MCS51单片机和液晶显示三个大模块组成，传感器是由共面波导、缝隙耦合结构、移相器、单刀双掷开关、Wilkinson功分器、Wilkinson功合器以及直接式热电式功率传感器所构成，该结构制作在高阻Si衬底上，上方的两个缝隙耦合结构实现信号的频率测量，下方的两个缝隙耦合结构实现信号的相位测量；Wilkinson功分器和Wilkinson功合器主要是由共面波导、非对称共面带线和隔离电阻组成；直接式热电式功率传感器主要由共面波导、两个热电偶和隔直电容所构成。模数转换部分由STM32和AD620外围电路构成，MCS51单片机用于公式计算，液晶显示部分由一块液晶显示屏构成，这些结构简单高效，大大提高了信号检测器的效率。

技术领域

本发明提出了硅基缝隙耦合式的直接式毫米波信号检测仪器，属于微电子机械系统(MEMS)的技术领域。

背景技术

当今时代是信息科学技术日益深刻发展的时代，各种各样的电子电路技术都层出不穷的出现，在微波领域，对微波信号各种参量的探测技术是人们非常需求的一种科学技术。毫米波信号是波长为一到十毫米范围内的电磁波，它处于微波和远红外波相交叠的区域，简单的说毫米波是微波向高频的延伸或光波向低频的发展，过去，人们只对微波及微波以下的低频信号进行着深刻的研究，但是随着目前信号频率的不断上升，毫米波信号的检测技术也是人们日益注重的课题。其中，频率、相位和功率是描述一个完整毫米波信号的三大参数，毫米波的检测就是对这三大参数的测量，但是随着军事需求的快速增加，原有的信号检测仪器大多已经不能满足当下的需要，尤其是微波频段内的各种高频问题，这些问题一直制约着信号检测器的发展。

随着对共面波导缝隙耦合结构、Wilkinson功分器、Wilkinson功合器以及直接式热电式功率传感器的深入研究，针对以上信号检测器的问题，本发明在高阻Si衬底上设计了一种将毫米波频率、相位和功率检测集成在一起的毫米波信号检测仪器，对毫米波的三大参数实行高效的检测，而且通过模数转换和液晶显示环节对测得的微波参量进行显示输出，得到一个完整的微波信号检测仪器，有着很大的应用价值。

发明内容

技术问题：本发明的目的是提供一种硅基缝隙耦合式的直接式毫米波信号检测仪器，在频率很高的毫米波范围内，信号的频率检测、相位检测和功率检测一直受到无法兼容集成的困扰，而且效率也不高，于是本发明就利用了共面波导缝隙耦合结构实现毫米波的频率、相位和功率的集成测量，而Wilkinson功分器、Wilkinson功合器以及直接式热电式微波功率传感器也能有效地和这些缝隙耦合结构集成在一起，并通过模数转换将待测的参量直接显示在液晶屏幕上，形成一个全面的微波信号检测仪器。

技术方案：本发明的硅基缝隙耦合式的直接式毫米波信号检测仪器主要是由传感器、模数转换、MCS51单片机和液晶显示四个大模块组成，这四个大模块又由一些基础的小模块和电路构成。