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本文研究设计了一种新型的MEMS微波功率传感器及其检测系统。
首先，介绍了微电子机械系统的发展历史，研究了传统的微波功率传感器的发展历程和应用领域，指出了传统的微波功率传感器存在的主要问题，并对组成微波功率传感器检测系统的放大电路和滤波电路分别做了介绍，概括了本文主要的研究工作。然后，叙述了终端式微波功率传感器的传热学原理及热电效应。在此基础上，提出了一种新型的对称式MEMS微波功率传感器。与传统微波功率传感器相比，这种新结构的右端加入了与左端完全相同的共面波导传输线、终端负载电阻和热电堆。微波功率首先通过左端共面波导(CPW)传输给终端负载电阻使其发热，热量使放置在左端负载电阻附近的左端热电堆的温度升高，同时，右端的终端负载电阻也吸收直流功率的能量从而使右端热电堆的温度升高，通过调节右端直流功率的大小，使左右两端的热电堆输出端热电势相等，则左端待测微波信号的微波功率就等于右端负载电阻消耗的直流功率，从而很方便的实现用直流功率来替代微波功率的目的，实现直接测量，而传统的微波功率传感器要根据输出的电压反推输入的微波功率。与传统的MEMS微波功率传感器相比，这种新型对称式的微波功率传感器利用差分原理，由于两端的热损失相同，所以抵消了各种热损失所带来的测量误差，并且消除了温度漂移。然后，建立了该传感器的热学解析模型，利用ANSYS模拟了传感器的温度分布以验证该热学模型的正确性；此外，利用传感器微波损耗模型推导了微波损耗功率和损耗电压的表达式。
接着，设计了这种新型传感器的版图和工艺制备流程，并对流水后的传感器芯片进行了测试和分析。针对微波功率传感器输出的是微弱信号，设计了MEMS微波功率传感器的检测系统。检测系统由放大电路和低通滤波电路组成，分别对放大电路、低通滤波电路和检测系统进行了模拟仿真；通过Protel制备PCB后又对其各自进行了测试分析。通过搭建一个测试平台对微波功率传感器和检测系统进行整体测试，测试结果表明检测系统可以很好放大处理微波功率传感器输出的微弱信号。
最后，对本文进行了总结，归纳了微波功率传感器存在的不足之处，有待于以后进行深入研究和改进。