[发明专利]基于微机械固支梁电容式功率传感器的分频器及制备方法

摘要

本发明公开了基于微机械固支梁电容式功率传感器的分频器及制备方法，包括衬底、设置在衬底上的共面波导信号线、两对MEMS固支梁结构、功合器、终端匹配电阻和MEMS固支梁结构电容式功率传感器，以及外接电容三点式接压控振荡器和乘法器。通过功合器将输入信号和经乘法器进行频率改变处理后的压控振荡器输出信号进行矢量合成，直接反映在MEMS固支梁结构电容式功率传感器中的第三固支梁与传感电极之间电容的变化上并作为控制压控振荡器的可变电容，从而控制输出信号频率，再经乘法器对压控振荡器输出信号频率进行频率改变处理再反馈，直至系统锁定，达到分频作用。本发明不但易于模块化、集成化，而且相比传统电路，省去了环路滤波器，结构简单、新颖，具有与砷化镓单片微波集成电路兼容的优点。

主权项

基于微机械固支梁电容式功率传感器的分频器，其特征在于：包括衬底（1）、设置在衬底（1）上的共面波导信号线（2）、地线（3）、两对MEMS固支梁结构、功合器、终端匹配电阻（9）和MEMS固支梁结构电容式功率传感器，以及外接压控振荡器和乘法器，在所述衬底（1）上定义一条对称轴线； 所述地线（3）以对称轴线为中心形成对称分布，包括对称分布于该对称轴线的两条侧边地线和一条位于对称轴线上的中心地线；所述两条侧边地线上各有一个对称分布的缺口；所述共面波导信号线（2）以对称轴线为中心形成对称分布，包括对称分布于该对称轴线的两条输入共面波导信号线和一条位于对称轴线上的输出共面波导信号线；所述两条输入共面波导信号线分别作为输入信号和反馈信号的输入端；所述输出共面波导信号线与侧边地线之间设有终端匹配电阻（9）； 所述功合器以对称轴线为中心形成对称分布，包括对称分布于该对称轴线的两条不对称共面带线信号线（8）和隔离电阻（7）；所述的两条不对称共面带线信号线（8）的输入端通过隔离电阻（7）隔离，且分别与两条输入共面波导信号线相连；所述的两条不对称共面带线信号线（8）的输出端相连后接入所述输出共面波导信号线； 所述两对MEMS固支梁结构分别记为第一对固支梁结构和第二对固支梁结构；所述第一对MEMS固支梁结构包括相对对称轴线对称的两个第一固支梁（41），所述两个第一固支梁（41）分别横跨在相应侧的输入共面波导信号线的上方，所述第一固支梁（41）的两端分别通过锚区（5）固定在中心地线和同一侧的侧边地线上；所述第二对MEMS固支梁结构包括相对对称轴线对称的两个第二固支梁（42），所述两个第二固支梁（42）分别通过锚区（5）连接同一侧的侧边地线的缺口两端； 所述MEMS固支梁结构电容式功率传感器，包括一个第三固支梁结构、两个传感电极（10）、两个压焊块（12）；所述第三固支梁结构中的第三固支梁（43）位于所述输出共面波导信号线的上方、第三固支梁（43）的两端分别通过锚区（5）与两侧的侧边地线相连；所述两个传感电极（10）均位于第三固支梁结构下方且对称分布于输出共面波导信号线和对应侧边地线之间，所述传感电极（10）与其上方的第三固支梁（43）之间形成可变电容；所述两个传感电极（10）各自通过一条连接线（11）与其同侧一个压焊块（12）相连，与两个传感电极（10）相连的两条连接线（11）分别穿过两侧的侧边地线的缺口；所述另一个压焊块（12）通过一条连接线（11）与其中一条侧边地线相连； 所述外接电容三点式压控振荡器的两个输入端分别与所述两个压焊块（12）相连；所述外接压控振荡器的输出信号经过乘法器后作为反馈信号连接至所述输入共面波导信号线。