CN103746161A - 基于mems结构的自保护微波均衡器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于MEMS结构的自保护微波均衡器，包括衬底、设置在衬底上的共面波导传输线、悬臂梁锚区、悬臂梁、第一吸收电阻、第二吸收电阻、第一传输线枝节、第二传输线枝节，共面波导传输线由共面波导信号线和关于共面波导信号线对称设置的第一共面波导地线和第二共面波导地线组成，悬臂梁锚区设置在共面波导地线上，悬臂梁的一端设置在悬臂梁锚区上，另一端对应悬空在共面波导信号线的上方，第一吸收电阻和第二吸收电阻放置在相距四分之一波长的位置，第一吸收电阻的一端与共面波导信号线相连。本发明实现了微波均衡器的自保护功能，提高了整个器件的可靠性，有效延长了其使用寿命，大大拓展了器件的应用前景。

Description

基于MEMS结构的自保护微波均衡器
技术领域
本发明属于微电子器件技术领域，涉及一种调节共面波导传输线上传输的微波信号功率的结构。
背景技术
微波均衡器被广泛应用于雷达或通讯系统的微波功率放大电路中，它可以调节微波功率水平使得微波信号的功率在整个工作频率内保持一致，从而适合于下一级放大器的放大和输出，提高整个微波功率模块的性能。然而，随着现代应用中微波功率模块工作频率的提高和尺寸的减小，对微波均衡器提出了小尺寸、低插入损耗和高频率的发展需求。为了提高微波均衡器的性能，两个或两个以上的微波枝节结构被提出；为了减小微波均衡器的尺寸，传输线枝节上的螺旋谐振结构被提出。这些微波均衡器结构虽然能够有针对性的提高器件的性能，但是它们都缺乏自保护机制，因此一旦有微波信号的功率水平超过一定的限度，就会导致整个器件的烧毁。
本发明中的微波均衡器具有基于MEMS（中文）结构的自保护机制，采用悬臂梁感应共面波导传输线上传输的微波信号产生位移，当共面波导传输线上的微波信号功率达到限定功率值时，会导致悬臂梁与共面波导信号线吸合，将微波信号短路形成全反射，从而达到避免微波均衡器烧毁的目的。相比而言，本发明中的自保护微波均衡器具有以下主要特点：一、采用悬臂梁结构实现自保护功能，能够实现自执行动作，不需要外加控制电压，结构简单，使用方便；二、悬臂梁结构在未吸合状态下几乎对微波信号不产生任何影响；三、悬臂梁结构在吸合状态下能够实现良好短路，可靠性高，性能优异；四、整个自保护微波均衡器的制作无需特殊的材料并且与Si或GaAs工艺完全兼容。
基于以上自保护微波均衡器结构的特点，很明显的可以看出本发明与其它微波均衡器相比实现了自保护功能，大大提高了微波均衡器的可靠性和使用寿命，并具有体积小、与Si或GaAs工艺兼容、高重复性、低生产成本等优点，很好的满足了集成电路对器件的基本要求。因此，基于MEMS结构的自保护微波均衡器具有较好的应用价值和广阔的市场潜力。
发明内容
发明目的：本发明的目的是提供一种实现自保护功能，大大提高可靠性和使用寿命的微波均衡器。
技术方案：为实现上述目的，本发明采用的方案为：一种基于MEMS结构的自保护微波均衡器，该传感器包括GaAs或Si材质的衬底，在衬底上设有共面波导传输线、悬臂梁锚区、悬臂梁、第一吸收电阻、第二吸收电阻、第一传输线枝节、第二传输线枝节，
共面波导传输线包括共面波导信号线和关于共面波导信号线对称设置的第一共面波导地线和第二共面波导地线，悬臂梁锚区设置在第一共面波导地线上，悬臂梁的一端设置在悬臂梁锚区上，另一端对应悬空在共面波导信号线的上方，第一吸收电阻和第二吸收电阻放置在相距四分之一波长的位置，第一吸收电阻的一端与共面波导信号线相连，另一端与第一传输线枝节一端相连，第一传输线枝节的另一端为开路状态，第二吸收电阻的一端与共面波导信号线相连，另一端与第二传输线枝节一端相连，第二传输线枝节的另一端为开路状态。
所述悬臂梁放置在共面波导信号线上方，用于感应微波信号功率。
优选的，所述悬臂梁（3）采用与共面波导信号线（11）吸合的方式实现微波信号的短路。
有益效果：本发明与现有技术相比，具有以下优点：
1、具有自保护结构，避免器件因大功率的微波信号而烧毁，提高器件使用寿命；2、结构简单，可靠性高；3、具有自执行特性，无需外加控制电压；4、制作工艺与Si或GaAs工艺兼容。
现有技术无法实现微波均衡器的自保护功能，而本发明是通过悬臂梁结构实现器件的自保护。
本发明的微波均衡器可以提高整个器件的可靠性，有效延长其使用寿命，从而大大拓展了器件的应用前景。自保护微波均衡器结构为真正实现基于MEMS技术的功率调节器件在微波集成电路中的产业化应用提供了支持和保证。
附图说明
图1a是自保护微波均衡器的俯视图。
图1b是自保护微波均衡器的剖视图。
图中有：共面波导传输线1，包括共面波导信号线11，第一共面波导地线12，第二共面波导地线13，悬臂梁锚区2，悬臂梁3，第一吸收电阻41，第二吸收电阻42，第一传输线枝节51，第二传输线枝节52，GaAs或Si衬底6。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作更进一步的说明。
本发明的基于MEMS结构的自保护微波均衡器以GaAs或Si材质为衬底6，在衬底6上设有共面波导传输线1、悬臂梁锚区2、悬臂梁3、第一吸收电阻41、第二吸收电阻42、第一传输线枝节51、第二传输线枝节52，共面波导传输线1由共面波导信号线11和关于共面波导信号线11对称设置的第一共面波导地线12和第二共面波导地线13组成，悬臂梁锚区2设置在第一共面波导地线12上，悬臂梁的一端设置在悬臂梁锚区2上，另一端对应悬空在共面波导信号线11的上方，第一吸收电阻41和第二吸收电阻42放置在相距四分之一波长的位置，第一吸收电阻41的一端与共面波导信号线11相连，另一端与第一传输线枝节51一端相连，第一传输线枝节51的另一端为开路状态，第二吸收电阻42的一端与共面波导信号线11相连，另一端与第二传输线枝节52一端相连，第二传输线枝节52的另一端为开路状态。该微波均衡器的悬臂梁3悬空于共面波导信号线11的上方感应微波信号功率并产生位移，当共面波导传输线1上的微波信号功率达到限定功率值时，会导致悬臂梁3与共面波导信号线11吸合，将微波信号短路形成全反射，从而达到避免微波均衡器烧毁的目的。
本发明的基于MEMS结构的自保护微波均衡器的制作工艺与标准Si工艺或GaAs工艺完全兼容。
本发明的基于MEMS结构的自保护微波均衡器不同于以往的微波均衡器，该结构利用悬臂梁感应共面波导传输线上的微波信号功率，并通过悬臂梁与共面波导信号线的吸合实现微波信号的全反射，达到在限定功率值以外的自保护目的。相比而言，基于MEMS结构的自保护微波均衡器具有以下主要特点：一、采用悬臂梁结构实现自保护功能，能够实现自执行动作，不需要外加控制电压，结构简单，使用方便；二、悬臂梁结构在未吸合状态下几乎对微波信号不产生任何影响；三、悬臂梁结构在吸合状态下能够实现良好短路，可靠性高，性能优异；四、整个自保护微波均衡器的制作无需特殊的材料并且与Si或GaAs工艺完全兼容。除此以外，自保护微波均衡器为功率调节器件的可靠性、小型化、智能化、集成化提供了基础和保证。
区分是否为该结构的标准如下：
（a）通过悬臂梁放置在共面波导信号线上方感应微波信号功率，
（b）悬臂梁采用与共面波导信号线吸合实现微波信号的短路。
满足以上两个条件的器件即应视为本发明的自保护微波均衡器结构。
本发明的基于MEMS结构的自保护微波均衡器中，悬臂梁悬空于共面波导信号线的上方感应微波信号功率并产生位移，当共面波导传输线上的微波信号功率达到限定功率值时，会导致悬臂梁与共面波导信号线吸合，将微波信号短路形成全反射，从而达到避免微波均衡器烧毁的目的。因为悬臂梁吸合对应的微波信号功率水平主要与悬臂梁长度、厚度、高度以及悬臂梁与共面波导信号线的交叠位置有关，因此通过悬臂梁结构的设计和与信号线的位置关系，即可确定自保护结构所对应的最大微波信号功率。
整个技术方案中需要注意一些问题，其中包括：工艺制备中悬臂梁应力的控制，悬臂梁结构的设计，悬臂梁长度和高度对微波信号的影响，这对于整个传感器的结构和指标实现都具有十分重要的意义。
本发明利用悬臂梁悬空于共面波导信号线的上方感应微波信号功率并产生位移，当共面波导传输线上的微波信号功率达到限定功率值时，会导致悬臂梁与共面波导信号线吸合，将微波信号短路形成全反射，从而达到避免微波均衡器烧毁的目的。本发明实现了微波均衡器的自保护功能，提高了整个器件的可靠性，有效延长了其使用寿命，大大拓展了器件的应用前景。
本发明利用共面波导传输线上传输的微波信号功率对悬臂梁的吸合作用实现了微波均衡器的自保护结构。应用本发明中的基于MEMS结构的自保护微波均衡器可以实现微波均衡器结构在集成电路中的产业化应用。

Claims (2)

1.一种基于MEMS结构的自保护微波均衡器，其特征在于，该传感器包括衬底（6），在衬底（6）上设有共面波导传输线（1）、悬臂梁锚区（2）、悬臂梁（3）、第一吸收电阻（41）、第二吸收电阻（42）、第一传输线枝节（51）、第二传输线枝节（52），共面波导传输线（1）包括共面波导信号线（11）和关于共面波导信号线（11）对称设置的第一共面波导地线（12）和第二共面波导地线（13），悬臂梁锚区（2）设置在第一共面波导地线（12）上，悬臂梁（3）的一端设置在悬臂梁锚区（2）上，另一端对应悬空在共面波导信号线（11）的上方，第一吸收电阻（41）和第二吸收电阻（42）放置在相距四分之一波长的位置，第一吸收电阻（41）的一端与共面波导信号线（11）相连，另一端与第一传输线枝节（51）一端相连，第一传输线枝节（51）的另一端为开路状态，第二吸收电阻（42）的一端与共面波导信号线（11）相连，另一端与第二传输线枝节（52）一端相连，第二传输线枝节（52）的另一端为开路状态。
2.根据权利要求1所述的基于MEMS结构的自保护微波均衡器，其特征在于，所述悬臂梁（3）采用与共面波导信号线（11）吸合的方式实现微波信号的短路。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108172958A (zh) * 2017-12-22 2018-06-15 重庆邮电大学 一种基于共面波导的周期性慢波传输线单元
CN109449552A (zh) * 2018-12-18 2019-03-08 合肥本源量子计算科技有限责任公司 一种直流信号与微波信号合成装置
CN113625046A (zh) * 2021-07-01 2021-11-09 南京理工大学 基于mems微悬臂梁和石墨烯cpw传输线的高功率自动保护电路

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7202765B2 (en) * 2003-05-14 2007-04-10 Schneider Electric Industries Sas Latchable, magnetically actuated, ground plane-isolated radio frequency microswitch
CN2924545Y (zh) * 2006-06-09 2007-07-18 东南大学 电容式微波功率传感器
CN102098067A (zh) * 2011-01-07 2011-06-15 东南大学 基于在线式微电子机械微波功率传感器的微波接收机前端
CN102637934A (zh) * 2012-05-03 2012-08-15 东南大学 一种微波均衡器
CN103258686A (zh) * 2013-05-20 2013-08-21 东南大学 基于微机械悬臂梁结构的温度保护器件

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7202765B2 (en) * 2003-05-14 2007-04-10 Schneider Electric Industries Sas Latchable, magnetically actuated, ground plane-isolated radio frequency microswitch
CN2924545Y (zh) * 2006-06-09 2007-07-18 东南大学 电容式微波功率传感器
CN102098067A (zh) * 2011-01-07 2011-06-15 东南大学 基于在线式微电子机械微波功率传感器的微波接收机前端
CN102637934A (zh) * 2012-05-03 2012-08-15 东南大学 一种微波均衡器
CN103258686A (zh) * 2013-05-20 2013-08-21 东南大学 基于微机械悬臂梁结构的温度保护器件

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
LEI HAN等: "A High Performance Microwave Equalizer Based on MEMS Technology", 《SENSORS,2012 IEEE》 *

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108172958A (zh) * 2017-12-22 2018-06-15 重庆邮电大学 一种基于共面波导的周期性慢波传输线单元
CN108172958B (zh) * 2017-12-22 2020-05-26 重庆邮电大学 一种基于共面波导的周期性慢波传输线单元
CN109449552A (zh) * 2018-12-18 2019-03-08 合肥本源量子计算科技有限责任公司 一种直流信号与微波信号合成装置
CN109449552B (zh) * 2018-12-18 2024-05-07 本源量子计算科技（合肥）股份有限公司 一种直流信号与微波信号合成装置
CN113625046A (zh) * 2021-07-01 2021-11-09 南京理工大学 基于mems微悬臂梁和石墨烯cpw传输线的高功率自动保护电路

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