[发明专利]一种基于圆弧形固支梁的微波功率传感器

说明书

本发明公开了一种基于圆弧形固支梁的微波功率传感器，采用MEMS平面加工。该传感器由衬底、共面波导传输线、锚区、圆弧形固支梁和电容极板组成。衬底位于最下方，衬底上端面左右两侧各设有地线，两侧地线的上端面中部各设有一个锚区，圆弧形固支梁由锚区固定在两侧地线上，圆弧形固支梁的下方设有共面波导传输线，共面波导传输线与左侧地线之间在圆弧形固支梁正下方设有电容极板，有一个输出端与电容极板相连用于检测电容，当微波信号进入时引起电容变化，通过测量变化值即可间接得到微波信号的功率。此传感器采用圆弧形固支梁结构，提高了传感器的灵敏度和系统本身的稳定性，同时具有体积小、便于集成、结构简单等诸多优点。

技术领域

本发明属于MEMS微机械传感器领域，尤其涉及一种基于圆弧形固支梁的微波功率传感器。

背景技术

基于微机电系统(MEMS)的微波技术的发展已经成为一个国家科技水平发展的重要标志。在微波的信号产生、传输及接受等各个环节的研究中，微波功率的测量是必不可少的基本测试技术。目前，传统的梁结构由于本身物理性质的限制不能够加工的很长，是限制灵敏度的瓶颈，导致电容式微波功率传感器的性能不够完善。近年来，随着MEMS制作工艺的不断发展，使得基于圆弧形固支梁的微波功率传感器成为可能。

发明内容

本发明针对现有电容式微波功率传感器存在的稳定性差、灵敏度低和测量范围低等问题，提出了基于圆弧形固支梁的微波功率传感器。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是，提出了基于圆弧形固支梁的微波功率传感器，包括衬底，所述衬底位于最下方，衬底上端面左右两侧各设有地线，两侧地线的上端面中部各设有一个锚区，圆弧形固支梁通过锚区跨接固定在两侧地线中间，共面波导传输线位于衬底上并设于圆弧形固支梁的下方，电容极板位于衬底上并设于共面波导传输线与一侧地线之间位于圆弧形固支梁正下方。

进一步地，所述地线靠近共面波导传输线的一侧各设有一个梯形凹槽。

进一步地，所述地线、共面波导传输线、锚区及电容极板的长直边相互平行。

进一步地，圆弧形固支梁与共面波导传输线相互垂直，圆弧形固支梁的中心与共面波导传输线的中心重合。

进一步地，所述衬底的材质为氮化镓。

有益效果：

1.本发明由于采用MEMS工艺进行加工，因此相比于传统的微波功率传感器传感器具有体积小，集成度高等优点。

2.本发明利用电容式检测微波信号，属于在线式，相比较于传统的终端热电式微波功率传感器，不会完全消耗掉微波信号，可以被后续过程继续利用，具有灵敏度高，测量范围广等优点。

3.本发明利用圆弧形固支梁检测微波信号，相比较于传统的电容式微波功率传感器，待测功率信号的允许动态范围很大且输出信号大、易检测，具有抗过载能力强，动态范围大等优点。

4.和传统的梁结构相比，本发明圆弧形固支梁由于本身结构的物理属性，可以加工的尺寸更长，克服了传统梁结构的瓶颈，因而可以极大地提高系统的灵敏度。

附图说明

图1为本发明的微波功率传感器的主视图。

图2为本发明的微波功率传感器的俯视图。

其中，1-地线，2-共面波导传输线，3-锚区，4-电容极板，5-圆弧形固支梁，6-衬底。

具体实施方式

下面结合附图1-2对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。