一种高过载水平的微波功率传感器及其控制方法

本发明专利涉及mems微机械传感器领域，尤其涉及一种高过载水平的微波功率传感器及其控制方法。

背景技术：

1、基于微机电系统（mems）的微波技术的发展已经成为一个国家科技水平发展的重要标志。在微波的信号产生、传输及接受等各个环节的研究中，微波功率的测量是必不可少的基本测试技术。目前，传统的悬臂梁结构由于本身重力影响，过载功率随着灵敏度的提升不断减小，导致电容式微波功率传感器的量程极小，使用场景受到局限。近年来，随着mems制作工艺的不断发展，使得基于长度可变悬臂梁的微波功率传感器成为可能。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种高过载水平的微波功率传感器及其控制方法。

2、为解决现有技术问题，本发明公开了一种高过载水平的微波功率传感器，包括地线、共面波导传输线、锚区、预设锚点、悬臂梁和电容极板，所述地线的数量为两条，两条地线分别设于共面波导传输线的两侧，其中一侧的地线通过锚区连接悬臂梁，所述共面波导传输线位于悬臂梁的下方，所述预设锚点位于锚区与共面波导传输线之间，悬臂梁在下拉的过程中，某一时刻悬臂梁接触到预设锚点，所述电容极板设于另一侧的地线与共面波导传输线之间，预设锚点和电容极板均位于悬臂梁的下方。

3、进一步地，还包括衬底，地线、共面波导传输线、锚区、预设锚点、悬臂梁和电容极板均设于衬底上。

4、进一步地，所述衬底的材质为氮化镓。

5、进一步地，所述锚区和预设锚点均设于地线的上端。

6、进一步地，所述电容极板连接地线的侧面。

7、相应地，一种高过载水平的微波功率传感器的控制方法，采用上述的一种高过载水平的微波功率传感器；

8、当微波信号进入时，会产生静电力使悬臂梁弯曲，从而导致悬臂梁与下方电容极板的距离减小，使得电容发生变化，通过测量电容的改变量得到微波功率。

9、相应地，一种高过载水平的微波功率传感器的控制方法，采用上述的一种高过载水平的微波功率传感器；

10、下拉悬臂梁，使悬臂梁接触到预设锚点，使得悬臂梁的等效长度减小，悬臂梁的刚度因此提升，提高了悬臂梁的过载功率，拓展传感器的量程。

11、本发明具有的有益效果：

12、本发明利用电容式检测微波信号，属于在线式，相比较于传统的终端热电式微波功率传感器，不会完全消耗掉微波信号，可以被后续过程继续利用，具有灵敏度高，测量范围广等优点；

13、本发明利用长度可变悬臂梁检测微波信号，相比较于传统的电容式微波功率传感器，其过载功率显著提升，具有量程宽、灵敏度高等优点。

技术特征：

1.一种高过载水平的微波功率传感器，其特征在于，包括地线（1）、共面波导传输线（2）、锚区（3）、预设锚点（4）、悬臂梁（5）和电容极板（6），所述地线（1）的数量为两条，两条地线（1）分别设于共面波导传输线（2）的两侧，其中一侧的地线（1）通过锚区（3）连接悬臂梁（5），所述共面波导传输线（2）位于悬臂梁（5）的下方，所述预设锚点（4）位于锚区（3）与共面波导传输线（2）之间，悬臂梁（5）在下拉的过程中，某一时刻悬臂梁（5）接触到预设锚点（4），所述电容极板（6）设于另一侧的地线（1）与共面波导传输线（2）之间，预设锚点（4）和电容极板（6）均位于悬臂梁（5）的下方。

2.根据权利要求1所述的高过载水平的微波功率传感器，其特征在于，还包括衬底，地线（1）、共面波导传输线（2）、锚区（3）、预设锚点（4）、悬臂梁（5）和电容极板（6）均设于衬底上。

3.根据权利要求2所述的高过载水平的微波功率传感器，其特征在于，所述衬底的材质为氮化镓。

4.根据权利要求1所述的高过载水平的微波功率传感器，其特征在于，所述锚区（3）和预设锚点（4）均设于地线（1）的上端。

5.根据权利要求1所述的高过载水平的微波功率传感器，其特征在于，所述电容极板（6）连接地线（1）的侧面。

6.一种高过载水平的微波功率传感器的控制方法，其特征在于，采用如权利要求1所述的一种高过载水平的微波功率传感器；

7.一种高过载水平的微波功率传感器的控制方法，其特征在于，采用如权利要求1所述的一种高过载水平的微波功率传感器；

技术总结本发明公开了一种高过载水平的微波功率传感器及其控制方法。该传感器由衬底、共面波导传输线、悬臂梁、预设锚点和电容极板组成。预设锚点设置在悬臂梁固定锚点与共面波导传输线之间，电容极板被安置于悬臂梁的下方，与预设锚点分列共面波导传输线两侧，有一个输出端与电容极板相连用于检测电容。当微波信号进入的时候会引起电容的变化，通过测量变化值即可间接得到微波信号的功率。此传感器采用长度可变悬臂梁结构，克服了传统悬臂梁结构为了提高灵敏度导致过载功率过小的问题，不仅极大地提高了传感器的过载功率，扩展了传感器的量程，并且由于增加了锚点，还能在一定程度上保护悬臂梁避免因输入功率过大导致结构坍塌。技术研发人员：朱越,金叶,王德波受保护的技术使用者：南京邮电大学技术研发日：技术公布日：2024/1/13