[发明专利]自适应雷达中比相法缝隙耦合微纳微波检测解调单片系统

摘要

本发明的自适应雷达中比相法缝隙耦合微纳微波检测解调单片系统，主要由六端口缝隙耦合器，微波相位检测模块，微波频率和功率检测模块以及解调模块组成；自适应雷达由天线、收发转换电路、比相法缝隙耦合微纳微波检测解调单片系统、信号存储器、信号分析器、微波信号重构、微波信号调制器和微波信号功率放大器构成。间接加热式微波功率传感器采用晶硅纳米线簇构成热电偶的半导体臂，多晶硅纳米线的热导率远低于传统体材料，具有热电转化效率高的优点，可以大大提高微波检测系统的灵敏度；由以上结构，将微波信号的功率、频率、相位三种检测模块集成到一起，实现了对同一时刻的微波信号的功率、频率和相位同时同步检测以及对已调制信号的解调。

主权项

1.一种自适应雷达中比相法缝隙耦合微纳微波检测解调单片系统，其特征在于：该系统由六端口缝隙耦合器(1)，微波频率检测模块(2)，微波功率检测和解调模块(3)，微波相位检测模块(4)级联构成；六端口缝隙耦合器的第一端口(1‑1)到第三端口(1‑3)、第四端口(1‑4)以及第一端口(1‑1)到第五端口(1‑5)、第六端口(1‑6)的功率耦合度分别相同，由第三端口(1‑3)和第五端口(1‑5)分别输出到微波频率检测模块(2)的第三Wilkinson功率合成器(6‑3)的两个输入端口，第三Wilkinson功率合成器(6‑3)的输出端连接第二间接加热式微波功率传感器(5‑2)，进行微波频率检测；由第四端口(1‑4)和第六端口(1‑6)分别输出到微波相位检测模块(4)的第一Wilkinson功率合成器(6‑1)和第二Wilkinson功率合成器(6‑2)的一端，并由Wilkinson功率分配器(7)的两个输出端分别连接到第一Wilkinson功率合成器(6‑1)和第二Wilkinson功率合成器(6‑2)的另一端，而第一Wilkinson功率合成器(6‑1)和第二Wilkinson功率合成器(6‑2)的输出端连接到第三间接加热式微波功率检测器(5‑3)和第四间接加热式微波功率检测器(5‑4)，进行微波相位检测；待测信号经第一端口(1‑1)输入，由第二端口(1‑2)输出到第一间接加热式微波功率检测器(5‑1)，进行功率检测，同时，应用间接加热式微波功率传感器(5‑1)的非线性特性和低通滤波特性对已调制信号进行解调；由以上结构，将微波信号的功率、频率、相位三种检测模块集成到一起，对同一时刻的微波信号的功率、频率和相位同时同步检测，以满足自适应雷达实时匹配通讯的要求，以及对已调制信号的解调，实现了自适应雷达中比相法缝隙耦合微纳微波检测和解调单片的系统集成；其中，间接加热式微波功传感器由Si衬底(8)，SiO2层(9)，共面波导(10)，终端电阻(15)，P型多晶硅纳米线簇(16)，N型多晶硅纳米线簇(17)，输出电极(18)，聚甲基丙烯酸甲酯(22)和金属臂(23)构成；微波功率通过共面波导(10)输入到终端电阻(15)并被转化成可以测量的热量；P型多晶硅纳米线簇(16)，N型多晶硅纳米线簇(17)，金属臂(23)和聚甲基丙烯酸甲酯(22)构成热电偶，其中P型多晶硅纳米线簇(16)和N型多晶硅纳米线簇(17)含有的纳米线数量为50‑200，P型多晶硅纳米线簇(16)和N型多晶硅纳米线簇(17)由深紫外光刻形成，直径为1‑100nm，高度为2‑10um；根据Seebeck效应，通过测量输出电极(18)的热电势可以推算出输入微波功率大小。采用纳米工艺制作热电偶，P型多晶硅纳米线簇(16)和N型多晶硅纳米线簇(17)的热导率远低于传统体材料，具有热电转化效率高的优点，可以大大提高微波检测系统的灵敏度。