孙国琛，张志强，刘佳琦，郑从兵

(东南大学MEMS 教育部重点实验室，江苏 南京 210096)

微波功率传感器是一种将微波信号的功率转化为易测量的电信号形式，其主要用于微波系统中检测微波功率。基于MEMS 技术的微波功率传感器具有微型化、低功耗等特点，所以得到了广泛研究[1-5]。这些MEMS 微波功率传感器主要分为电容式和热电式两种类型。如果把二者相结合起来可以兼顾它们的优点，弥补单一类型的缺点[6-7]。本文研究的基于热电式和电容式的MEMS 微波功率传感器具有更高的功率测量范围。

对于MEMS 微波功率传感器，近年来许多研究都进行了各个部分的模型搭建。例如，郑从兵等[8]讨论了具有低电压驱动特点的固支梁力电模型；Han J Z 等[2]基于点热源近似方法，对热电式MEMS微波功率传感器在径向上构建了工作在X 波段的一维热传导方程；Yi Z X 等[9]基于傅里叶级数建立了热电式MEMS 微波功率传感器的二维热传导模型，其相对于一维的热传导模型更加符合有限元软件仿真结果。Zhu Z 等[10]建立了电容式MEMS 微波功率传感器的S参数模型。虽然这些模型在一定程度上能够满足需求，但是关于热电和力电原理的微波功率传感器的包含多物理场的系统级模型尚无文献报告。因此，本文针对MEMS 微波功率传感器的系统级模型开展研究，以固支梁的形变为桥梁，将电容式MEMS 微波功率传感器的模型与热电式MEMS 微波功率传感器的模型相联系，建立包含多物理场转化机制的微波系统级模型，从而有助于优化设计器件以及与后续电路的协同仿真。……