一種新型MEMS微波功率傳感器的設計與模擬
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4 結論
本文提出了一種新型的三明治結構MEMS微波功率傳感器。這種新型傳感器是基于傳熱學原理，使用四個并聯的200 Q終端負載電阻呈上下分布的立體結構，以達到垂直傳熱的目的，而區別于傳統微波功率傳感器水平傳熱方式，因此在靈敏度上有了大幅提升。使用ANSYS模擬了三明治結構的終端負載電阻及熱電堆溫度分布并和傳統型結構做了比較，通過比較可以發現，在輸入相同功率的情況下(20 mW)，三明治結構的熱電堆熱端具有更高的溫度分布，最高點溫度達到331 K，高于傳統結構最高點1O K左右，因此在兩種結構冷端溫度基本相等的情況下，三明治結構冷熱端具有更高的溫度差，因為靈敏度和熱電堆冷熱端的溫度差成正比，所以這種新型微波功率傳感器具有比傳統型傳感器高得多的靈敏度。同時用HFSS模擬了傳統結構和三明治結構的回波損耗S 三明治結構與傳統結構的回波損耗基本一致，在1～6 GHz的頻率范圍內，三明治結構的S 小于-30 dB，在6～2O GHz的頻率范圍內，S 小于-20 dB，保持了較小的損耗。最后給出了新型傳感器的制造方法與工藝步驟。
參考文獻：
[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．
田濤(1982一)，男，碩士研究生，主要從
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、博士生導師，
主要從事RF MEMS研究，xpliao@
seu．edu．ell
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