MEMS微波信號相位檢測的研究.pdf

1、在目前微波工業(yè)的重心向商業(yè)民用轉(zhuǎn)移的大趨勢下，直接在微波頻段通過幅值測量來獲取相位信息的測相方法成為人們研究熱點(diǎn)。本課題組設(shè)計了一種基于MEMS技術(shù)的X波段微波信號相位檢測器，它不消耗直流功率，并且檢測寬，結(jié)構(gòu)簡單。
　　本文對組成微波信號相位檢測器的威爾遜功合器及MEMS熱電式微波功率傳感器分別進(jìn)行了原理分析與模擬，建立了相位檢測器的等效電路模型，并對其在鎖相環(huán)中的應(yīng)用展開了研究。主要內(nèi)容包括:
　　(1)在電容補(bǔ)償式威爾

2、遜功合器的物理版圖基礎(chǔ)上，運(yùn)用ADS仿真軟件，構(gòu)建出功合器的電路結(jié)構(gòu)圖。在HFSS有限元軟件的模擬結(jié)果的指導(dǎo)下，通過調(diào)整補(bǔ)償電容的接入位置和串聯(lián)電阻的大小，提高功合器的ADS電路模型的準(zhǔn)確度。通過電路仿真器的設(shè)定，實(shí)現(xiàn)功率合成信息的直觀表達(dá)。
　　(2)依據(jù)熱電等效原理，采用球狀等溫面包裹法對優(yōu)化后的MEMS熱電式功率傳感器進(jìn)行分區(qū)來構(gòu)建等效熱阻網(wǎng)絡(luò)。通過SDD端電壓電流關(guān)系的非線性定義，反映出隨溫度變化的熱導(dǎo)率對熱阻的影響。根據(jù)

3、ANSYS的穩(wěn)態(tài)及瞬態(tài)模擬結(jié)果對ADS等效熱阻網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行修正以保證溫度空間上分布及溫度時間上響應(yīng)的準(zhǔn)確度。
　　(3)基于宏模型思想，復(fù)雜的塞貝克效應(yīng)可以由壓控電壓源進(jìn)行近似表達(dá)，并且通過相關(guān)系數(shù)設(shè)定，壓控電壓源可以方便地實(shí)現(xiàn)響應(yīng)時間的約束。在功合器和功率傳感器等效模型的基礎(chǔ)上，在電路包絡(luò)仿真環(huán)境下，本文首次提出了相位檢測器的等效電學(xué)模型，并通過實(shí)驗的對照，對模型進(jìn)行驗證。
　　(4)文章最后使用該模型對相位檢測器在鎖相環(huán)應(yīng)用