[发明专利]一种热电式自检测MEMS微波功率分配器及其制备方法

说明书

本发明提供了一种热电式自检测MEMS微波功率分配器及其制备方法，所述热电式自检测MEMS微波功率分配器包括位于砷化镓衬底上的微波功分器以及三个MEMS微波功率传感器；所述微波功分器为“T”型对称结构，包括三个端口；每个所述MEMS微波功率传感器通过CPW结构与所述微波功分器的一个端口相连，所述MEMS微波功率传感器用于测量三个所述端口处微波功率大小。本发明在线测量出输入和输出端口处微波功率大小，实现了MEMS微波功率分配器的实时在线功率自检测。

技术领域

本发明涉及微波系统电子器件技术领域，具体涉及一种热电式自检测 MEMS微波功率分配器及其制备方法。

背景技术

功率分配器是一种将一路输入信号能量分成两路或多路输出相等或不相等 能量的器件。将多路信号能量合成一路输出的器件称为功率合成器。随着通讯 和物联网行业发展，微波/毫米波器件的需求日益增加，特别是微波功率分配器 作为一种微波功率分配与合成的器件，在微波系统中广泛应用。并且，对微波 功率分配器的性能和可靠性提出了更高要求。

通过对传统微波功率分配器的应用调研发现，它们在微系统组件中因装配 焊接的问题会造成其性能劣化以及长期工作在较大微波功率下易导致隔离电阻 的老化等问题，引起其输出不等分，甚至造成器件失效。

因而，迫切需求一种具有在线自检测功能的微波功率分配器，即实时在线 监测微波功率分配器的三个端口微波功率大小，且要求微型化、单片集成、无 需要额外的功耗等。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供一种热电式自检测MEMS微波功率分配器 及其制备方法，在线测量出输入和输出端口处微波功率大小，实现了MEMS微 波功率分配器的实时在线功率自检测。

为了实现以上目的，本发明采取的一种技术方案是：

一种热电式自检测MEMS微波功率分配器，包括位于砷化镓衬底上的微波 功分器以及三个MEMS微波功率传感器；所述微波功分器为“T”型对称结构， 包括三个端口；每个所述MEMS微波功率传感器通过CPW结构与所述微波功 分器的一个端口相连，所述MEMS微波功率传感器用于测量三个所述端口处微 波功率大小。

进一步地，所述MEMS微波功率传感器包括主线、副线、第二空气桥、终 端匹配电阻和热电堆；所述主线和所述副线由所述CPW信号线组成，所述主线 与所述微波功分器的一端口相连接；所述主线和所述副线呈十字型交叠放置， 在交叠处所述主线的上方的所述副线设有MEMS固支梁结构；所述终端匹配电 阻并联设置在所述副线的两端口；所述热电堆设置在所述终端匹配电阻旁，在 所述终端匹配电阻和所述热电堆的热端下方有一衬底薄膜结构；所述副线两侧 的地线通过所述第二空气桥互连。

进一步地，所述热电堆包括金属热偶臂、半导体热偶臂、金属连接线和直 流输出压焊块，所述金属热偶臂、所述半导体热偶臂以及所述金属连接线采用 欧姆接触连接，所述直流输出压焊块与所述金属连接线连接；所述MEMS固支 梁结构位于所述副线中部，所述MEMS固支梁结构悬浮在所述主线的上方；所 述MEMS固支梁结构包括MEMS固支梁以及所述锚区，所述锚区设于所述 MEMS固支梁的两端；所述MEMS固支梁下方的所述主线上覆盖一层氮化硅绝 缘介质层。

进一步地，所述微波功分器还包括CPW信号线、ACPS信号线、第一空气 桥以及隔离电阻；所述微波功分器中间部分由所述ACPS信号线组成，所述端 口通过所述CPW信号线传输信号，所述ACPS信号线与所述CPW信号线电连 接；所述第一空气桥横跨在所述微波功分器的三个端口处所述CPW信号线上方， 所述第一空气桥的两端设置在所述CPW信号线两侧的地线上，所述第一空气桥 下方的所述CPW信号线上覆盖氮化硅绝缘介质层；所述第一空气桥与其下方所 述CPW信号线构成电容；所述端口包括第一端口、第二端口以及第三端口，所 述第一端口为输入端，所述第二端口以及所述第三端口为输出端，所述隔离电 阻设置在所述第二端口和所述第三端口之间。