高功率在线式MEMS集成微波驻波计基础研究

基本信息
批准号:61604039
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:20.00
负责人:张志强
学科分类:
依托单位:东南大学
批准年份:2016
结题年份:2019
起止时间:2017-01-01 - 2019-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:闫浩,褚晨蕾,韩居正,王小虎,陈子龙,严德洋
关键词:
微波测量驻波计电容式开关功率传感器MEMS
结项摘要

Microwave standing-wave meters are key components in radar systems for the self-detection application. However, they suffer from great challenges in low power consumption, high power and device volume. Meanwhile, it is still blank for the study of control states in the standing-wave meters. This project innovatively presents the research on an integrated inline MEMS microwave standing-wave meter with high power and its controllable states. Here, Adopting all-passive structures constitutes the standing-wave meter, and by utilizing a directional coupler, two MEMS power sensors based on thermopile principle, and two MEMS capacitive switches achieve the inline measurement of input and reflection power, and voltage-standing-wave-ratio (VSWR) of larger Ka-band signals. Moreover, it has the ability to control detection and non-detection states according to demand, to avoid loss of the microwave power when not need to measure. This project is expected: ① solving the fundamental problem of components’ (coupler, sensors and switches) collaborative design, and proving the interaction between the components; ② establishing a microwave system model including a lumped S-parameter and multi-field conversion and coupling mechanisms in sensing and control processes, clarifying the sensing and control mechanisms, and revealing the effects of components' parameters on the performance of the standing-wave meter; ③ proposing the compatible implementation method of the fabrication and packaging based on the GaAs MMIC and MEMS technology; ④ developing the prototype machine of the MEMS standing-wave meter and verifying the validity by experiments, thereby providing the design theory and the implementation method with a higher reference value for the field of research.

微波驻波计是雷达系统中自检测应用的关键元件,它在低功耗、高功率和体积方面面临巨大挑战。同时,对其工作状态的控制研究尚属空白。本项目创新性地提出高功率在线式MEMS集成微波驻波计及可控状态的结构方案,采用全无源结构,通过定向耦合器、基于热电堆的MEMS功率传感器和MEMS电容式开关,实现在线测量Ka波段较大信号的输入功率、反射功率和驻波比,并可根据需求控制检测和不检测两种状态,避免不需检测时微波信号的损耗。预期:①解决元件协同设计的基础问题,探明各元件之间相互作用关系;②建立包括集总S参数、传感和控制过程中多场转换和耦合机制的微波系统级模型,阐明传感和控制机理,揭示各元件参数对驻波计性能影响的规律;③提出基于GaAs MMIC和MEMS技术的工艺制备和封装的兼容实现方法;④研制出原型样机并通过实验验证其有效性,从而提供了一种具有较高参考价值的设计理论和实现方法。

项目摘要

面向微波驻波计在雷达等系统中自检测的应用,本项目提出了一种基于GaAs MMIC技术的低功耗、高功率、微型化、在线式MEMS集成微波驻波计;采用全无源结构实现,基于微波功率-热-电的测量原理;完成了在线式MEMS集成微波驻波计的协同设计和结构特性研究;完成了在线式MEMS集成微波驻波计的结构仿真和优化研究;完成了微波S参数、微波功率-热-电转换机制和电-力-电磁波耦合机制等微波系统模型的建立;完成了基于GaAs MMIC技术和MEMS技术的兼容制备工艺和单片集成方法;完成了在线式MEMS集成微波驻波计的原型样机的研制,以及完成了其表征和测试研究,并通过实验验证了设计的有效性;建立了一套完整的在线式MEMS集成微波驻波计的设计理论和实现方法,解决了结构设计、模型建立、工艺制备和测试等关键技术。

项目成果
{{index+1}}

{{i.achievement_title}}

{{i.achievement_title}}

DOI:{{i.doi}}
发表时间:{{i.publish_year}}

暂无此项成果

数据更新时间:2023-05-31

其他相关文献

1

路基土水分传感器室内标定方法与影响因素分析

路基土水分传感器室内标定方法与影响因素分析

DOI:10.14188/j.1671-8844.2019-03-007
发表时间:2019
2

气载放射性碘采样测量方法研究进展

气载放射性碘采样测量方法研究进展

DOI:
发表时间:2020
3

双吸离心泵压力脉动特性数值模拟及试验研究

双吸离心泵压力脉动特性数值模拟及试验研究

DOI:10.13465/j.cnki.jvs.2020.19.016
发表时间:2020
4

基于相似日理论和CSO-WGPR的短期光伏发电功率预测

基于相似日理论和CSO-WGPR的短期光伏发电功率预测

DOI:10.13336/j.1003-6520.hve.20201778
发表时间:2021
5

多种监测手段在滑坡变形中的组合应用

多种监测手段在滑坡变形中的组合应用

DOI:10.16251/j.cnki.1009-2307.2019.11.017
发表时间:2019

张志强的其他基金

批准号:51008218
批准年份:2010
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51078318
批准年份:2010
资助金额:36.00
项目类别:面上项目
批准号:50904018
批准年份:2009
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:40841015
批准年份:2008
资助金额:14.00
项目类别:专项基金项目
批准号:51404162
批准年份:2014
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81871345
批准年份:2018
资助金额:57.00
项目类别:面上项目
批准号:81271553
批准年份:2012
资助金额:80.00
项目类别:面上项目
批准号:51278106
批准年份:2012
资助金额:80.00
项目类别:面上项目
批准号:40371045
批准年份:2003
资助金额:9.00
项目类别:面上项目
批准号:91125007
批准年份:2011
资助金额:200.00
项目类别:重大研究计划
批准号:41140011
批准年份:2011
资助金额:20.00
项目类别:专项基金项目
批准号:30271044
批准年份:2002
资助金额:19.00
项目类别:面上项目
批准号:51405483
批准年份:2014
资助金额:26.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61903154
批准年份:2019
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51878572
批准年份:2018
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
批准号:11902091
批准年份:2019
资助金额:28.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31802186
批准年份:2018
资助金额:26.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51105280
批准年份:2011
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31170379
批准年份:2011
资助金额:56.00
项目类别:面上项目
批准号:81001101
批准年份:2010
资助金额:19.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31702180
批准年份:2017
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51478396
批准年份:2014
资助金额:86.00
项目类别:面上项目
批准号:51278427
批准年份:2012
资助金额:80.00
项目类别:面上项目
批准号:60803037
批准年份:2008
资助金额:21.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:11872301
批准年份:2018
资助金额:63.00
项目类别:面上项目
批准号:31872711
批准年份:2018
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
批准号:51205162
批准年份:2012
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31760104
批准年份:2017
资助金额:44.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:11804358
批准年份:2018
资助金额:30.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31100179
批准年份:2011
资助金额:22.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31601869
批准年份:2016
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:41171116
批准年份:2011
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
批准号:51678503
批准年份:2016
资助金额:62.00
项目类别:面上项目
批准号:30800264
批准年份:2008
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51905536
批准年份:2019
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目

相似国自然基金

1

MEMS在线式宽带大功率微波鉴相器的研究

批准号:61801224
批准年份:2018
负责人:韩居正
学科分类:F0119
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
2

在线式MEMS微波功率传感器设计理论与实现方法的研究

批准号:60676043
批准年份:2006
负责人:廖小平
学科分类:F0404
资助金额:28.00
项目类别:面上项目
3

高功率光纤激光纤芯温度分布式在线测量

批准号:61605245
批准年份:2016
负责人:韩凯
学科分类:F0506
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
4

单片集成MEMS风速计和气压计的优化理论和封装技术研究

批准号:60476019
批准年份:2004
负责人:秦明
学科分类:F0406
资助金额:26.00
项目类别:面上项目