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随着微波技术的不断发展,未来射频和微波系统的设计要求具备体积小、重量轻、功耗低、集成度高等优点。RFMEMS技术可以很好的满足这些要求,解决目前射频电路发展中遇到的瓶颈。在表征微波信号的三大基本参数(幅度、频率和相位)之中,频率是最基本参数,也是微波领域各种研究的基础。目前已有的微波频率检测方法,主要分为以下几类:外差法、计数法、谐振法和比相法四种。其中比相法由于其宽频带、易于集成、结构简单和易使用MEMS技术实现等特点,相对于其它方法有较大的优越性。本文利用比相法的原理设计一种基于MEMS的微波频率检测器,它是由一分三功分器、CPW传输线、功合器以及MEMS微波功率传感器组成的。本文按照自底向上的方式对X波段MEMS微波信号频率检测器进行了分析与模拟,建立了从器件到系统的各级微波解析模型。 首先,对组成系统的基本器件进行了设计与仿真。在经典威尔金森功分器的基础上,设计了带有电容负载的一分二功分器。通过与经典威尔金森功分器的仿真结果比较,得出它在微波性能没有明显退化的情况下,可以有效的减少版图面积。对于一分三功分器的设计,考虑了直接式和级联式两种方案,并分别作了设计与模拟,归纳了各自的优缺点。 其次,对组成系统的基本器件散射参数进行了推导。一是得出了无耗情况下经典威尔金森功分器的散射参数模型。由于模型没有考虑非理想特性的影响,是完全符合ADS软件仿真的结果的。二是通过引入相关的传输线损耗模型,并且忽略版图中的拐角及不连续,将功分器版图化简为等效电路模型,通过奇偶模分析方法得到了电容补偿式威尔金森功分器的散射参数模型。三是建立了传输线的散射参数模型。在本系统中,不仅延迟线结构是由CPW传输线构成,器件之间都是由CPW传输线连接的。在引入损耗模型的基础上,推导出了传输线结构的散射参数模型。 最后,利用微波网络的相关理论,将前述各器件对应的二、三端口网络级联成整个系统,得到了该微波信号频率检测器的系统级散射参数模型。