[发明专利]硅基未知频率缝隙耦合式直接式毫米波相位检测器

权利要求书

1.一种硅基未知频率缝隙耦合式直接式毫米波相位检测器，其特征在于，该相位检测器制作在高阻Si衬底(20)上，是由共面波导(1)、一号缝隙耦合结构(2-1)、二号缝隙耦合结构(2-2)、三号缝隙耦合结构(2-3)、四号缝隙耦合结构(2-4)、移相器(3)、一号单刀双掷开关(22)、二号单刀双掷开关(23)、一个Wilkinson功分器、三个Wilkinson功合器以及五个直接式热电式功率传感器所构成，具体结构的连接关系如下：第一端口(1-1)是信号输入端，一号缝隙耦合结构(2-1)和二号缝隙耦合结构(2-2)位于共面波导(1)上侧地线，三号缝隙耦合结构(2-3)和四号缝隙耦合结构(2-4)则位于共面波导(1)下侧地线，这两对缝隙关于中心信号线对称，这两对缝隙之间由一个移相器(3)隔开，首先来看频率检测模块(4)，一号缝隙耦合结构(2-1)连接到第二端口(1-2)，第二端口(1-2)与一号单刀双掷开关(22)的输入端相连，一号单刀双掷开关(22)的输出端分别连接到一号Wilkinson功合器和一号直接式热电式功率传感器，同样的，二号缝隙耦合结构(2-2)连接到第三端口(1-3)，第三端口(1-3)与二号单刀双掷开关(23)的输入端相连，二号单刀双掷开关(23)的输出端分别连接到一号Wilkinson功合器和二号直接式热电式功率传感器，而一号Wilkinson功合器的输出端连接到三号直接式热电式功率传感器；再看相位检测模块(5)，三号缝隙耦合结构(2-3)与第四端口(1-4)相连，第四端口(1-4)连接到二号Wilkinson功合器，四号缝隙耦合结构(2-4)与第五端口(1-5)相连，第五端口(1-5)连接到三号Wilkinson功合器，参考信号通过四号Wilkinson功分器的输入端输入，四号Wilkinson功分器的输出端分别连接到二号Wilkinson功合器和三号Wilkinson功合器，然后，二号Wilkinson功合器的输出端连接四号直接式热电式功率传感器，三号Wilkinson功合器的输出端连接五号直接式热电式功率传感器，第六端口(1-6)处连接着后续处理电路。

2.如权利要求1所述的硅基未知频率缝隙耦合式直接式毫米波相位检测器，其特征在于，一号单刀双掷开关(22)和二号单刀双掷开关(23)是由共面波导(1)、锚区(25)、Si₃N₄介质层(17)、开关下拉电极板(26)和开关梁(24)组成的，共面波导(1)连接到锚区(25)上，锚区(25)与两条不同支路上的开关梁(24)相连接，其中一条支路连接直接式热电式功率传感器，另一条支路连接Wilkinson功合器的输入端，开关梁(24)下方存在着一层空气间隙，在这个空气间隙中安置有开关下拉电极板(26)，而在开关下拉电极板(26)上还覆盖着一层Si₃N₄介质层(17)。

3.如权利要求1所述的硅基未知频率缝隙耦合式直接式毫米波相位检测器，其特征在于，Wilkinson功分器和Wilkinson功合器的结构是相同的，主要由共面波导(1)、非对称共面带线(7)和隔离电阻(6)构成，而隔离电阻(6)位于两条非对称共面带线(7)的末端。

4.如权利要求1所述的硅基未知频率缝隙耦合式直接式毫米波相位检测器，其特征在于，采用直接式热电式功率传感器来实现热电转换，它主要由共面波导(1)、金属臂(9)、P型半导体臂(10)以及一个隔直电容(14)构成，其中金属臂(9)和P型半导体臂(10)构成的两个热电偶是并联连接的，而共面波导(1)直接与这两个热电偶的一端相连。