從微波談到微波功率傳感器，漸變結(jié)構(gòu)微波功率傳感器介紹

在這篇文章中，小編將對(duì)微波功率傳感器的相關(guān)內(nèi)容和情況加以介紹以幫助大家增進(jìn)對(duì)微波功率傳感器的了解程度，和小編一起來(lái)閱讀以下內(nèi)容吧。

一、從微波談到微波功率傳感器

微波能量通常是通過(guò)特殊設(shè)備通過(guò)直流電或50Hz交流電獲得的。可以產(chǎn)生微波的設(shè)備有很多種，但主要分為兩類(lèi)：半導(dǎo)體設(shè)備和電真空設(shè)備。電真空裝置是使用電子在真空中移動(dòng)以完成能量轉(zhuǎn)換的裝置，或稱(chēng)為電子管。在電真空裝置中，有可以產(chǎn)生大功率微波能量的磁控管，多腔速調(diào)管，微波三極管，四極管，行波管等。磁控管和速調(diào)管主要用于微波加熱領(lǐng)域，特別是在工業(yè)應(yīng)用中。

微波波長(zhǎng)約為1m?1mm(對(duì)應(yīng)頻率約為300MHz至3THz)的電磁波。電磁頻譜的此部分包括分貝波，厘米波，毫米波和亞毫米波波段。在雷達(dá)和常規(guī)微波技術(shù)中，拉丁字母代碼通常用于指示更精細(xì)的頻段劃分。

以上關(guān)于微波的波長(zhǎng)或頻率范圍是傳統(tǒng)慣例。從現(xiàn)代微波技術(shù)的發(fā)展角度來(lái)看，通常認(rèn)為短于1毫米的電磁波(即亞毫米波)屬于微波范圍，是現(xiàn)代微波研究的重要領(lǐng)域。

微波功率是表征微波信號(hào)特性的重要參數(shù)。對(duì)于增益控制、電路保護(hù)、雷達(dá)監(jiān)視等國(guó)防和通信領(lǐng)域來(lái)說(shuō)，它是必不可少的。因此，微波功率的檢測(cè)非常重要。因此，有必要向所有人解釋微波功率傳感器。

微波功率傳感器采用專(zhuān)用的功率變換電路把交流功率信號(hào)變換成與之線性關(guān)系的標(biāo)準(zhǔn)直流電流電壓信號(hào)，再經(jīng)有源濾波線性放大輸出恒流或恒壓模擬量，使變送器具有高精度、工作穩(wěn)定等特點(diǎn)，輸出為恒流或恒信號(hào)。同時(shí)還可以把功率信號(hào)以脈沖輸出。只需要對(duì)該脈沖記數(shù)就可得電度值，因此，KCE-P/Q送器還具有使用方便、性?xún)r(jià)比高等到特點(diǎn)該傳感器用于測(cè)量各種特性負(fù)載的單相、三相有功功率或無(wú)功功率的測(cè)量變換。

二、基于漸變結(jié)構(gòu)的熱電勢(shì)MEMS微波功率傳感器介紹

1. 目前的現(xiàn)狀

從到目前為止已經(jīng)提出的熱電MEMS微波功率傳感器的結(jié)構(gòu)來(lái)看，它們通常缺乏靈敏度模型，而噪聲系數(shù)和時(shí)間常數(shù)卻限制了靈敏度，而它們并不是很靈敏。鑒于熱釋電MEMS微波功率傳感器研究中存在的上述不足，本文將重點(diǎn)研究熱釋電MEMS微波功率傳感器的噪聲系數(shù)，響應(yīng)時(shí)間和靈敏度特性的理論分析模型?；诶碚摲治瞿Ｐ?，設(shè)計(jì)了具有梯度結(jié)構(gòu)的熱釋電MEMS微波功率傳感器。漸進(jìn)式傳輸線結(jié)構(gòu)用于完成信號(hào)從共面波導(dǎo)到負(fù)載電阻的過(guò)渡。在確保小的反射系數(shù)的同時(shí)，增加了負(fù)載電阻的長(zhǎng)度，使得系統(tǒng)可以放置更多的熱電偶，從而改善了系統(tǒng)的靈敏度特性。

2. 工作原理

基于漸變結(jié)構(gòu)的熱電式MEMS微波功率傳感器由漸變結(jié)構(gòu)的共面波導(dǎo) (coplanar waveguide, CPW) 傳輸線、負(fù)載電阻、熱電堆、輸出端和襯底減薄結(jié)構(gòu)5個(gè)部分組成。傳感器利用熱電偶的塞貝克效應(yīng)[16,17]實(shí)現(xiàn)微波信號(hào)“電-熱-電”的轉(zhuǎn)換, 塞貝克效應(yīng)是指由兩種不同材料的半導(dǎo)體溫度差而引起電壓差的熱電現(xiàn)象。本傳感器首先利用漸進(jìn)式結(jié)構(gòu)的共面波導(dǎo)兩端的負(fù)載電阻, 將共面波導(dǎo)上傳輸?shù)拇郎y(cè)信號(hào)幾乎全部轉(zhuǎn)換為負(fù)載電阻上的熱量, 使得負(fù)載電阻周?chē)臒犭娕家欢藴囟壬? 與另一端產(chǎn)生溫度差;然后基于熱電偶的塞貝克效應(yīng), 輸出端會(huì)產(chǎn)生正比于輸入微波信號(hào)的直流電動(dòng)勢(shì);最后測(cè)試電動(dòng)勢(shì)的大小, 根據(jù)它和輸入信號(hào)的數(shù)學(xué)關(guān)系就可以得到待測(cè)微波信號(hào)的功率。

以上就是小編這次想要和大家分享的有關(guān)微波功率傳感器的內(nèi)容，希望大家對(duì)本次分享的內(nèi)容已經(jīng)具有一定的了解。如果您想要看不同類(lèi)別的文章，可以在網(wǎng)頁(yè)頂部選擇相應(yīng)的頻道哦。