[发明专利]一种近零功耗RF MEMS传感唤醒系统

说明书

本发明公开一种近零功耗RF MEMS传感唤醒系统，包括触发唤醒子系统、反馈切断子系统和误触发监测子系统。当空间中没有感兴趣的RF信号存在时，此系统处于休眠状态，此时待机功耗为零；当一些感兴趣的特定标识RF信号出现且大于系统的RF阈值功率，触发唤醒子系统中的整流电路将此RF信号并将其转化为直流电压，然后利用此直流电压和预偏置直流电压触发唤醒第一MEMS开关，使得后续模块导通，此系统处于唤醒状态。反馈切断子系统使得此系统在完成特定工作或被误触发后能够自动切断电源。误触发监测子系统能够完成对非特定RF信号误触发的判断和对特定RF信号强度的测量。本发明具有低误报率、高灵敏度和在休眠状态近零功耗特点。

技术领域

本发明属于微电子机械系统(MEMS)的技术领域，尤其涉及一种近零功耗RF MEMS传感唤醒系统。

背景技术

随着通信技术的不断发展，物联网技术在全世界受到高度关注。并且随着芯片处理能力的快速提升，物联网终端设备在小型化方面取得巨大突破，使得其能够遍布各个角落。无人值守无线传感系统作为物联网终端系统的关键技术之一，其在基础设施和国家安全等领域有着广阔的发展和应用前景，它可以监控某个区域，并提供相关信息，如雷达信号、电磁波干扰信号或者入侵者的无线电信号存在。这类传感系统通常采用有源电子设备实时监控外部环境中RF信号，因此其需要使用电池供电。对于这种采用有源电子器件和设备的无线传感系统，它具有很多不足之处。例如，对于偶尔发生的事件，传感器和通讯电子设备需要保持持续的监控外部环境，所以其需要不断消耗功率，这造成了大量的功率浪费，从而缩短了系统的工作寿命；再例如，在许多情况下部署在宽区域范围且具有成百上千的这样系统，回收或更换电池过于麻烦，变得不切实际。因此，迫切需要降低无线传感系统的功耗、延长其运行寿命。近年来，随着MEMS技术的快速发展，使得近零功耗RF MEMS传感唤醒系统成为可能。

发明内容

本发明目的在于提供一种近零功耗RF MEMS传感唤醒系统,以解决现有无线传感系统的功耗高、运行寿命低的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明的具体技术方案如下：

一种近零功耗RF MEMS传感唤醒系统，包括触发唤醒子系统、反馈切断子系统和误触发监测子系统；

触发唤醒子系统包括第一天线、整流电路、预偏置电池、限流电阻、第一MEMS开关、商用电池和商用模块，其中第一天线的馈线与整流电路的输入端相连，整流电路输出的负极与地线、商用电池的负极和第一MEMS开关的源极相连接，整流电路输出的正极与预偏置电池的负极相连接；预偏置电池的正极通过限流电阻串联至第一MEMS开关的栅极，第一MEMS开关的漏极通过商用模块串联至商用电池的正极；

反馈切断子系统包括预偏置电池、限流电阻、第一MEMS开关、第二MEMS开关、反馈切断模块和商用电池，其中第二MEMS开关的源极与第一MEMS开关的栅极相连，第二MEMS开关的漏极接地，商用电池的正极经过反馈切断模块与第一MEMS开关的漏极相连，商用电池的负极与第一MEMS开关的源极相连，反馈切断模块的控制端与第二MEMS开关的栅极相连接；

误触发监测子系统包括第二天线、RF MEMS功率传感器、第一MEMS开关、误触发监测模块和商用电池，其中第二天线的馈线与RF MEMS功率传感器的输入端相连，商用电池的正极经过误触发监测模块与第一MEMS开关的漏极相连，商用电池的负极与第一MEMS开关的源极相连，误触发监测模块的接收端与RF MEMS功率传感器的输出端相连。

进一步的，第一MEMS开关和第二MEMS开关采用全无源结构构成，包括源极、栅极和漏极，其中源极由锚区和第一MEMS悬臂梁构成，栅极为直流驱动电极，漏极为接触电极。所述的第一MEMS悬臂梁位于直流驱动电极上方且不与直流驱动电极接触，接触电极位于第一MEMS悬臂梁自由端下方且不与第一MEMS悬臂梁接触。

进一步的，RF MEMS功率传感器采用全无源结构构成，由电容式RF MEMS功率传感器和热电式RF MEMS功率传感器结合而成；