微電子機(jī)械微波通訊信號(hào)檢測(cè)集成系統(tǒng)
定 價(jià):128 元
叢書名:半導(dǎo)體科學(xué)與技術(shù)叢書
- 作者:廖小平[等]著
- 出版時(shí)間:2017/2/9
- ISBN:9787030513304
- 出 版 社:科學(xué)出版社
- 中圖法分類:TN4
- 頁碼:294
- 紙張:膠版紙
- 版次:1
- 開本:16K
《微電子機(jī)械微波通訊信號(hào)檢測(cè)集成系統(tǒng)》共分為12章,從第1章共性的設(shè)計(jì)理論和實(shí)現(xiàn)方法出發(fā),對(duì)MEMS微波器件進(jìn)行了一系列設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)和系統(tǒng)級(jí)S參數(shù)模型的研究。這些器件包括:第2章的一分為二微波功分器,第3章的間接加熱熱電式功率傳感器,第4章的直接加熱熱電式功率傳感器,第5章的電容式功率傳感器,第6章的電容式和熱電式級(jí)聯(lián)功率傳感器,以及集成MEMS系統(tǒng),第7章的在線電容耦合式微波功率檢測(cè)器,第8章的在線定向耦合式毫米波功率檢測(cè)器,第9章微波相位檢測(cè)器和第10章微波頻率檢測(cè)器,第11章分別對(duì)微波功率、相位和頻率檢測(cè)器進(jìn)行了封裝研究;最后,第12章進(jìn)行了總結(jié)和展望。由于集成的MEMS相位檢測(cè)器和集成的MEMS頻率檢測(cè)器研究都是基于MEMS微波功率傳感器技術(shù),因此,《微電子機(jī)械微波通訊信號(hào)檢測(cè)集成系統(tǒng)》用較大篇幅來詮釋MEMS微波功率傳感器及其集成的微波功率檢測(cè)器的研究。
《微電子機(jī)械微波通訊信號(hào)檢測(cè)集成系統(tǒng)》所涵蓋的學(xué)術(shù)成果在本專業(yè)國(guó)際上的重要學(xué)術(shù)期刊,以及國(guó)際重要學(xué)術(shù)會(huì)議上已發(fā)表,同時(shí),書中所提出的結(jié)構(gòu)新穎,創(chuàng)新性突出,已獲得中華人民共和國(guó)國(guó)家發(fā)明專利授權(quán),應(yīng)用價(jià)值高!段㈦娮訖C(jī)械微波通訊信號(hào)檢測(cè)集成系統(tǒng)》適合高校電子、通訊和儀器專業(yè)的研究生和本科生作為教材和參考書,同時(shí),也可作為相關(guān)專業(yè)的科研人員和工程技術(shù)人員的參考書。
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在微波通訊中,功率、相位和頻率是用來表征微波信號(hào)的三大參數(shù)。例如,作為電子對(duì)抗、目標(biāo)探測(cè)和信息采集的關(guān)鍵信息裝備的雷達(dá),,在微波通訊中占有重要的地位,在雷達(dá)整機(jī)中,微波信號(hào)的產(chǎn)生、發(fā)射、傳輸、接收和處理等各個(gè)環(huán)節(jié),都必須進(jìn)行微波信號(hào)的檢測(cè)。相控陣?yán)走_(dá)的每一面陣中都有非常多的微波功率放大處理電路單元,每個(gè)單元都需要進(jìn)行微波功率的檢測(cè),如何精確地進(jìn)行檢測(cè)一直是重要的課題;而隨著微波頻率的增加,信號(hào)的波長(zhǎng)與電路中各種元器件尺寸越來越接近,電磁波通過微波器件時(shí),除了會(huì)發(fā)生衰減,造成功率的變化外,同時(shí)還發(fā)生相移,引起相位的變化,檢測(cè)并控制信號(hào)相位的變化有著非常重要的意義;同時(shí),微波信號(hào)的頻率同樣已成為重要的檢測(cè)參數(shù),頻率的標(biāo)準(zhǔn)及其計(jì)量方法具有最高的精度,其測(cè)量決定著其他相關(guān)參數(shù)的準(zhǔn)確度。
低直流功耗、高抗燒毀水平、高靈敏度、高線性度、大動(dòng)態(tài)范圍、易集成、小體積和低成本的微波通訊信號(hào)檢測(cè)集成系統(tǒng)已成為軍用和民用微波通訊技術(shù)發(fā)展的重要裝備之一,針對(duì)軍用和民用微波通訊裝備的以上需求,應(yīng)用RF MEMS(射頻微電子機(jī)械系統(tǒng))技術(shù),東南大學(xué)MEMS教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室RF MEMS課題組從2003年開始了微電子機(jī)械微波信號(hào)檢測(cè)集成系統(tǒng)的研究。相對(duì)應(yīng)微波信號(hào)的功率、相位和頻率的檢測(cè),作為RF MEMS課題組負(fù)責(zé)人,我已經(jīng)主持完成了三個(gè)國(guó)家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目:“在線式MEMS微波功率傳感器的設(shè)計(jì)理論和實(shí)現(xiàn)方法的研究”(批準(zhǔn)號(hào):60676043,起止時(shí)間:2007年1月~2009年12月),“基于MEMS功率傳感技術(shù)的單片微波相位集成檢測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)理論和實(shí)現(xiàn)方法”(批準(zhǔn)號(hào):60976094,起止時(shí)間:2010年1月~2012年12月),“基于MEMS微波功率傳感器的無線接收式微波頻率檢測(cè)集成系統(tǒng)的設(shè)計(jì)理論和實(shí)現(xiàn)方法”(批準(zhǔn)號(hào):61076108,起止時(shí)間:2011年1月~2013年12月)。另外,已經(jīng)主持完成了一項(xiàng)國(guó)家863計(jì)劃(國(guó)家高技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃)項(xiàng)目:“在線式MEMS微波功率傳感器及其集成檢測(cè)系統(tǒng)研究(批準(zhǔn)號(hào):2007AA042328,起止時(shí)間:2007年10月~2010年5月)。通過以上科研,基于GaAs MMIC兼容工藝,課題組研制了MEMS集成的在線式微波功率檢測(cè)器和MEMS集成的微波相位檢測(cè)器,以及MEMS集成的微波頻率檢測(cè)器,其創(chuàng)新性表現(xiàn)為:全是由無源器件集成,實(shí)現(xiàn)零直流功耗;采用MEMS電容式和熱電式兩種微波功率傳感器級(jí)聯(lián)結(jié)構(gòu),不僅擴(kuò)展了測(cè)量動(dòng)態(tài)范圍,而且提高了靈敏度和抗燒毀水平;同時(shí),具有高線性度、易集成、小體積和低成本等MEMS的鮮明特點(diǎn)。
課題組深入地進(jìn)行了模擬、設(shè)計(jì)、制備、測(cè)試和封裝等工作,最終建立了一整套微電子機(jī)械微波通訊信號(hào)檢測(cè)集成系統(tǒng)的設(shè)計(jì)理論和實(shí)現(xiàn)方法,包括:①M(fèi)EMS熱電堆、MEMS固支梁和懸臂梁、功率分配器和功率合成器、耦合器和移相器等的微波集成設(shè)計(jì),以及MEMS微波功率傳感器、相位和頻率檢測(cè)器的電-熱-電轉(zhuǎn)換模型和電-力-電轉(zhuǎn)換模型建立的設(shè)計(jì)理論研究;②應(yīng)用理論研究成果指導(dǎo)微波通訊信號(hào)檢測(cè)集成系統(tǒng)的設(shè)計(jì),與GaAs MMIC工藝兼容的MEMS工藝進(jìn)行的單片系統(tǒng)集成、測(cè)試和封裝;③實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證微電子機(jī)械微波通訊信號(hào)檢測(cè)集成系統(tǒng)設(shè)計(jì)理論和實(shí)現(xiàn)方法的有效性。
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目錄
第1章設(shè)計(jì)理論和實(shí)現(xiàn)方法1
1.1共面波導(dǎo)的設(shè)計(jì)理論和實(shí)現(xiàn)方法1
1.2模型的建立方法3
1.2.1微波集總模型3
1.2.2微波{熱{電轉(zhuǎn)換模型4
1.2.3微波{力{電轉(zhuǎn)換模型5
1.3與GaAsMMIC兼容的MEMS工藝6
1.4微波、熱電勢(shì)和力的測(cè)試平臺(tái)6
1.5系統(tǒng)級(jí)S參數(shù)模型9
1.6MEMS集成的微波功率檢測(cè)器在微波接收機(jī)前端的應(yīng)用9
1.7MEMS集成的微波相位檢測(cè)器在鎖相環(huán)中的應(yīng)用10
1.8MEMS集成的微波頻率檢測(cè)器在微波接收檢測(cè)中的應(yīng)用11
1.9小結(jié)15
參考文獻(xiàn)15
第2章微波功率分配器17
2.1引言17
2.2微波功率分配器的模擬和設(shè)計(jì)17
2.3微波功率分配器的性能測(cè)試22
2.4微波功率分配器的系統(tǒng)級(jí)S參數(shù)模型25
2.5小結(jié)31
參考文獻(xiàn)31
第3章MEMS間接加熱熱電式微波功率傳感器32
3.1引言32
3.2MEMS間接加熱熱電式微波功率傳感器32
3.2.1MEMS間接加熱熱電式微波功率傳感器的模擬和設(shè)計(jì)32
3.2.2MEMS間接加熱熱電式微波功率傳感器的性能測(cè)試42
3.2.3MEMS間接加熱熱電式微波功率傳感器的系統(tǒng)級(jí)S參數(shù)模型47
3.3頻率補(bǔ)償型MEMS間接加熱熱電式微波功率傳感器53
3.3.1頻率補(bǔ)償型MEMS間接加熱熱電式微波功率傳感器的模擬和設(shè)計(jì)53
3.3.2頻率補(bǔ)償型MEMS間接加熱熱電式微波功率傳感器的性能測(cè)試55
3.4無線接收型MEMS間接加熱熱電式微波功率傳感器.60
3.4.1無線接收型MEMS間接加熱熱電式微波功率傳感器的模擬和設(shè)計(jì)60
3.4.2無線接收型MEMS間接加熱熱電式微波功率傳感器的性能測(cè)試62
3.5三通道型MEMS間接加熱熱電式微波功率傳感器68
3.5.1三通道型MEMS間接加熱熱電式微波功率傳感器的模擬和設(shè)計(jì)69
3.5.2三通道型MEMS間接加熱熱電式微波功率傳感器的性能測(cè)試72
3.6小結(jié)75
參考文獻(xiàn)76
第4章MEMS直接加熱熱電式微波功率傳感器78
4.1引言78
4.2MEMS直接加熱熱電式微波功率傳感器的模擬和設(shè)計(jì)78
4.2.1結(jié)構(gòu)和原理78
4.2.2模擬和設(shè)計(jì)80
4.3MEMS直接加熱熱電式微波功率傳感器的測(cè)試85
4.3.1微波性能的測(cè)試86
4.3.2靈敏度的測(cè)試87
4.3.3響應(yīng)時(shí)間的測(cè)試88
4.4MEMS直接加熱熱電式微波功率傳感器的系統(tǒng)級(jí)S參數(shù)模型90
4.4.1系統(tǒng)級(jí)S參數(shù)模型的建立90
4.4.2微波頻率、隔直電容和熱電堆的電阻對(duì)模型的影響91
4.5小結(jié)95
參考文獻(xiàn)95
第5章MEMS電容式微波功率傳感器96
5.1引言96
5.2MEMS固支梁電容式微波功率傳感器96
5.2.1MEMS固支梁電容式微波功率傳感器的模擬和設(shè)計(jì)96
5.2.2MEMS固支梁電容式微波功率傳感器的性能測(cè)試107
5.3MEMS懸臂梁電容式微波功率傳感器114
5.3.1MEMS懸臂梁電容式微波功率傳感器的模擬和設(shè)計(jì)114
5.3.2MEMS懸臂梁電容式微波功率傳感器的性能測(cè)試119
5.4MEMS電容式微波功率傳感器的系統(tǒng)級(jí)S參數(shù)模型124
5.5小結(jié)128
參考文獻(xiàn)128
第6章MEMS級(jí)聯(lián)微波功率傳感器130
6.1引言130
6.2MEMS電容式和熱電式級(jí)聯(lián)微波功率傳感器130
6.2.1MEMS電容式和熱電式級(jí)聯(lián)微波功率傳感器的模擬和設(shè)計(jì)130
6.2.2MEMS電容式和熱電式級(jí)聯(lián)微波功率傳感器的性能測(cè)試131
6.2.3MEMS電容式和熱電式級(jí)聯(lián)微波功率傳感器的系統(tǒng)級(jí)S參數(shù)模型137
6.3MEMS在線式和熱電式級(jí)聯(lián)微波功率傳感器138
6.3.1MEMS在線式和熱電式級(jí)聯(lián)微波功率傳感器的模擬和設(shè)計(jì)138
6.3.2MEMS在線式和熱電式級(jí)聯(lián)微波功率傳感器的性能測(cè)試139
6.3.3MEMS在線式和熱電式級(jí)聯(lián)微波功率傳感器的系統(tǒng)級(jí)S參數(shù)模型142
6.4小結(jié)143
參考文獻(xiàn)143
第7章MEMS在線電容耦合式微波功率檢測(cè)器145
7.1引言145
7.2MEMS在線電容耦合式微波功率檢測(cè)器的模擬和設(shè)計(jì)145
7.2.1結(jié)構(gòu)和原理146
7.2.2模擬和優(yōu)化151
7.3MEMS在線電容耦合式微波功率檢測(cè)器的測(cè)試153
7.3.1具有阻抗匹配和開路傳輸線補(bǔ)償電容結(jié)構(gòu)154
7.3.2具有阻抗匹配、開路傳輸線補(bǔ)償電容和狀態(tài)轉(zhuǎn)換開關(guān)結(jié)構(gòu)158
7.4MEMS在線電容耦合式微波功率檢測(cè)器的系統(tǒng)級(jí)S參數(shù)模型163
7.4.1考慮損耗和相移的微波集總模型的建立163
7.4.2MEMS膜對(duì)微波信號(hào)幅度和相位的影響166
7.4.3實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證和誤差討論167
7.5小結(jié)171
參考文獻(xiàn)171
第8章MEMS在線定向耦合式毫米波功率檢測(cè)器173
8.1引言173
8.2MEMS在線定向耦合式毫米波功率檢測(cè)器的模擬和設(shè)計(jì)173
8.2.1結(jié)構(gòu)和原理173
8.2.2基于MEMS技術(shù)CPW定向耦合器的設(shè)計(jì)176
8.2.3MEMS在線定向耦合式毫米波功率檢測(cè)器的模擬181
8.3MEMS在線定向耦合式毫米波功率檢測(cè)器的測(cè)試185
8.3.1毫米波性能的測(cè)試185
8.3.2電容式傳感器的靈敏度測(cè)試187
8.3.3熱電式傳感器的靈敏度測(cè)試188
8.4MEMS在線定向耦合式毫米波功率檢測(cè)器的系統(tǒng)級(jí)S參數(shù)模型190
8.5小結(jié)192
參考文獻(xiàn)193
第9章MEMS微波相位檢測(cè)器194
9.1引言194
9.2單端口MEMS微波相位檢測(cè)器194
9.2.1單端口MEMS微波相位檢測(cè)器的模擬和設(shè)計(jì)194
9.2.2單端口MEMS微波相位檢測(cè)器的性能測(cè)試196
9.2.3單端口MEMS微波相位檢測(cè)器的系統(tǒng)級(jí)S參數(shù)模型202
9.3雙端口對(duì)稱式MEMS微波相位檢測(cè)器211
9.3.1雙端口對(duì)稱式MEMS微波相位檢測(cè)器的模擬和設(shè)計(jì)211
9.3.2雙端口對(duì)稱式MEMS微波相位檢測(cè)器的性能測(cè)試216
9.3.3雙端口對(duì)稱式MEMS微波相位檢測(cè)器的系統(tǒng)級(jí)S參數(shù)模型221
9.4小結(jié)227
參考文獻(xiàn)227
第10章MEMS微波頻率檢測(cè)器229
10.1引言229
10.2一分二式MEMS微波頻率檢測(cè)器229
10.2.1一分二式MEMS微波頻率檢測(cè)器的模擬和設(shè)計(jì)229
10.2.2一分二式MEMS微波頻率檢測(cè)器的性能測(cè)試234
10.2.3一分二式MEMS微波頻率檢測(cè)器的系統(tǒng)級(jí)S參數(shù)模型237
10.3一分三式MEMS微波頻率檢測(cè)器242
10.3.1一分三式MEMS微波頻率檢測(cè)器的模擬和設(shè)計(jì)242
10.3.2一分三式MEMS微波頻率檢測(cè)器的性能測(cè)試246
10.3.3一分三式MEMS微波頻率檢測(cè)器的系統(tǒng)級(jí)S參數(shù)模型249
10.4MEMS在線式微波頻率檢測(cè)器254
10.4.1MEMS在線式微波頻率檢測(cè)器的模擬和設(shè)計(jì)254
10.4.2MEMS在線式微波頻率檢測(cè)器的性能測(cè)試257
10.4.3MEMS在線式微波頻率檢測(cè)器的改進(jìn)結(jié)構(gòu)259
10.5小結(jié)261
參考文獻(xiàn)262
第11章MEMS封裝263
11.1引言263
11.2MEMS微波功率傳感器的封裝研究263
11.2.1MEMS間接加熱熱電式微波功率傳感器的封裝與測(cè)試263
11.2.2頻率補(bǔ)償型MEMS間接加熱熱電式微波功率傳感器封裝與測(cè)試265
11.3MEMS在線電容耦合式微波功率檢測(cè)器的封裝研究275
11.4MEMS微波相位檢測(cè)器的封裝研究286
11.5MEMS微波頻率檢測(cè)器的封裝研究289
11.6小結(jié)290
參考文獻(xiàn)290
第12章總結(jié)和展望292
12.1總結(jié)292
12.2展望293
參考文獻(xiàn)294