21世纪微波通讯和雷达技术飞速发展,然而驻波的存在对微波通讯和雷达系统产生了较大的危害,不仅增大传输线的损耗,降低了能量的传输效率,在特殊情况下甚至还会损坏系统中的元器件。因此需要采用驻波计来检测微波通讯和雷达系统是否实现阻抗匹配。随着微波雷达和通讯等系统的快速发展,微波收发组件等模块的集成度在不断提高,对其自检测的测试将更加重要和频繁。而现有微波驻波计一般具有体积大、功耗高、集成度低等缺点,所以为了满足微波高密度集成微系统和微波雷达等系统的自检测需求,设计满足微型化、低功耗、集成化、低成本和工作状态可控等要求的微波驻波计具有重要意义。基于上述背景和需求,本论文提出了在线式MEMS微波驻波计研究,其主要内容包括:在结构方面,提出了在线式MEMS微波驻波计的基本结构。首先,MEMS微波驻波计中采用MEMS微波定向耦合器提取入射功率和反射功率到耦合端和隔离端;研究了三种MEMS微波定向耦合器,其中采用MEMS空气桥代替键合线以实现互连;然后,在MEMS微波定向耦合器的耦合端和隔离端分别设计基于静电驱动的MEMS微波开关,使得当MEMS微波驻波计处于非检测状态时,MEMS微波定向耦合器中几乎不把微波功率耦合到耦合端和隔离端,从而将绝大部分微波功率传输到输出端,降低不必要的损耗;最后,在其耦合端和隔离端的末端分别设计基于热电堆的MEMS微波功率传感器,当MEMS微波驻波计处于检测状态时,MEMS微波功率传感器将传输到耦合端和隔离端的微波功率分别转换为直流输出热电势,通过测量和分析输出热电势进而可得驻波比。在模型方面,构建包含集总S参数、微波功率-热-电转换机制和电-力-电磁波耦合机制的MEMS微波驻波计的微波系统级模型,探明传感和控制机理,分析关键参数（主副传输线间距和耦合线长度等）对驻波计的S参数性能的影响规律。在仿真方面,基于上述模型计算出的关键结构参数,通过ANSYS等仿真软件优化了MEMS微波开关的力学性能和MEMS微波功率传感器的热学性能,从而确定MEMS微波开关和MEMS微波功率传感器的最优参数;通过HFSS等仿真软件优化了MEMS微波定向耦合器和MEMS微波驻波计的电磁分布和微波性能,以实现其低反射损耗、低插入损耗、高隔离度和较稳定耦合输出的性能。在工艺方面,开发了一种与Ga As MMIC工艺兼容的MEMS微波驻波计的制备流程;其中,采用感应耦合等离子体干法刻蚀衬底背面,形成MEMS微波驻波计的衬底膜结构,使得热阻增大,进而提高其灵敏度;采用氧气等离子体干法刻蚀工艺去除光敏聚酰亚胺牺牲层,形成高质量的MEMS双端固支梁。在实验方面,设计在线式MEMS微波驻波计的测试方法并搭建测试平台,对制备的芯片进行测试与分析。通过实验可得,当MEMS微波驻波计处于检测状态时,在Ka波段内反射损耗S11≤-18.9 d B,其中在31.7 GHz处出现最小值,其为-40.6d B,而插入损耗S21在-0.8～-1.5 d B范围内;当MEMS微波驻波计处于非检测状态时,在Ka波段内测量反射损耗S11≤-18.5 d B,其中在32.2 GHz处出现最小值,其为-59.9 d B,而插入损耗S21在-0.7～-1.4 d B范围内;当MEMS微波驻波计从检测状态转换为非检测状态时,在Ka波段内反射损耗变化不大而插入损耗的绝对值变小,表明该MEMS微波驻波计实现了状态转换功能和在线式检测;当输入微波功率在0～500 m W范围内时,在MEMS微波驻波计的耦合端和隔离端处测量的输出热电势与输入微波功率之间均具有良好的线性关系,表明了该MEMS微波驻波计能够在较高功率下正常工作;当MEMS微波驻波计的输出端连接驻波比分别为1.2和3.0的微波负载时,在其耦合端和隔离端处测量的灵敏度均随驻波比的增大而增大,从而验证了该MEMS微波驻波计的设计有效性。因此,本论文提出了一套完整的在线式MEMS微波驻波计的设计理论和实现方法,能够满足当前微波通讯和雷达系统的在线自检测需求,并为其它MEMS微波器件的研究奠定了理论和实验基础。