一种新型MEMS微波功率传感器的设计与模拟
加入技术交流群
4 结论
本文提出了一种新型的三明治结构MEMS微波功率传感器。这种新型传感器是基于传热学原理，使用四个并联的200 Q终端负载电阻呈上下分布的立体结构，以达到垂直传热的目的，而区别于传统微波功率传感器水平传热方式，因此在灵敏度上有了大幅提升。使用ANSYS模拟了三明治结构的终端负载电阻及热电堆温度分布并和传统型结构做了比较，通过比较可以发现，在输入相同功率的情况下(20 mW)，三明治结构的热电堆热端具有更高的温度分布，最高点温度达到331 K，高于传统结构最高点1O K左右，因此在两种结构冷端温度基本相等的情况下，三明治结构冷热端具有更高的温度差，因为灵敏度和热电堆冷热端的温度差成正比，所以这种新型微波功率传感器具有比传统型传感器高得多的灵敏度。同时用HFSS模拟了传统结构和三明治结构的回波损耗S 三明治结构与传统结构的回波损耗基本一致，在1～6 GHz的频率范围内，三明治结构的S 小于-30 dB，在6～2O GHz的频率范围内，S 小于-20 dB，保持了较小的损耗。最后给出了新型传感器的制造方法与工艺步骤。
参考文献：
[1] T．Lalinsky，S Hascik，z．Mozolova，E．Burian，^，L D．rziL
The Improved Performance of GaAs Micromachined Power
Sensor Microsystem [J]．Sensors and Actuators A ，76
(1999)：241-246．
田涛(1982一)，男，硕士研究生，主要从
事RF MEMS方面的研究，tiantao606
@ 163．com．
[2] Dehe A，Fricke K，Krozer v．Broadband Thermoelectric Mi—
crowave Power Sensors Using GaAs Foundry Process[c]／／
IEEE 2002 MTT-S Intemationa
gest，2002：1829—1832．
[3] Dehe A，Krozer V，Chen B，Hartnagel H L High-sensitity
Microwave Power Se nsor for GaAs—MMIC Implementation
LJ]．IEEE Electron Device Letters，1996，32(23)：2149-
2150．
[4] Dehe A，Krozer V，Fricke K，Klingbeil H，Beilenhoff K，
Hartnagel H L．Integrated Microwave Power Sensor[J]．
IEEE Electron De vice Letters，1995，31(25)：2187—2188．
[5] Milanovic V，Gaitan M，Bowen E D，Tea N H，Zaghoul M E
Therm oelectric Power Sensor for Microwave Applications by
Commercial CMOS Fabrication[-J]．IEEE Electron De vice Let—
ters，1997，18(9)：450—452．
[6] Hasclik，T．Lalinsky，J．Kuzmik，^，L Porges，z．Mozolova．
The Fabrication of Thin GaAs Cantilever Beams for Power
Sensor Microsystem Using RIE[-J]．Vacuum，1996，47：1215—
1217．
[7] E H．Klaassen，R J．Reay，e Storment，G T．A．Kovacs．
Micromachined Thermally Isolated Circuits[J]．Sensors and
Actuators A，1997，58：43—50．
[8] K．Mutama，K．Beilenhoff， Megej，R Domer，E Flecken—
stein，P．Heyman，J．Dickmann，C Woe1k，H．L Hartnage1．
Micromachined 60 GHz GaAs Power Se nsors with Integrated
Receiving Antenna[C]／／2001 IEEE MTT-S Digest，2001，3：
2235—2238．
廖小平(1966一)，男，教授、博士生导师，
主要从事RF MEMS研究，xpliao@
seu．edu．ell
评论