一种基于CMRC结构的便携式材料介电常数测量系统技术方案

本发明专利技术公开一种基于CMRC结构的便携式材料介电常数测量系统。该系统由一连接CMRC谐振腔的负阻式压控振荡器VCO和锁相环电路PLL组成构成。CMRC作为一个平面紧凑型的电路结构，通过在上面放置待测介质来改变其谐振频率，进而改变该VCO的振荡频率。最后通过PLL将振荡频率的变化转化为电压的变化，从而可以方便地测量出待测材料的介电常数。几种已知介电常数的介质材料块用来作为校准元件，提取介电常数与VCO输出控制电压的关系。相对于现有的技术，本发明专利技术在测量过程中避开了矢量网络分析仪的使用，大大降低了测试成本。

【技术实现步骤摘要】
一种基于CMRC结构的便携式材料介电常数测量系统
本专利技术属于微波毫米波电路和智能传感
，提出了一种脱离矢量网络分析仪依赖的便携式介电常数测量系统。
技术介绍
在工程领域，介电常数是材料特性的一个重要表征，其往往能够为我们提供许多有价值的信息。因此精准的介电常数测量也带来了许多广泛的应用，如：食品质量检测、生物材料检测、血糖检测等。其中，基于微波技术的介质检测方法如谐振腔微扰法，由于其特有的非接触和无损特性，在近年来受到越来越多的关注。传统的谐振腔微扰法通过测量介电材料放入谐振腔前后造成谐振频率的变化来测量介电常数，由于其简便和准确性，成为学术和工业上最常用的方法之一。通常情况下，为了测量结果更加精确，该方法往往需要使用高品质因数的谐振器。传统的金属波导结构在满足高品质要求外，却存在体积大、难以集成的缺点。后来为了克服上述缺陷，提出使用平面型谐振器如开口环谐振器SRR，互补性开口环谐振器CSRR。但是，对于SRR结构，由于其激励较为困难，因此降低了其测量灵敏度。CSRR由于是一种典型的缺陷地结构，与常规电路形式存在兼容性问题，也限制了其进一步应用。紧凑微带谐振器CMRC是一种本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于CMRC结构的便携式材料介电常数测量系统，其特征在于由连接CMRC谐振腔的负阻式压控振荡器VCO构成的锁相环电路PLL组成；CMRC谐振腔作为锁相环电路PLL中压控振荡器VCO的负载网络；所述的CMRC谐振器为电子带隙结构，通过在一段传统微带线上刻蚀成相应的对称金属层图案，刻蚀之后的裸露介质的槽可以等效为分布电容，刻蚀后剩余金属间隙可以等效为分布电感，且没有缺陷地。

【技术特征摘要】
1.一种基于CMRC结构的便携式材料介电常数测量系统，其特征在于由连接CMRC谐振腔的负阻式压控振荡器VCO构成的锁相环电路PLL组成；CMRC谐振腔作为锁相环电路PLL中压控振荡器VCO的负载网络；所述的CMRC谐振器为电子带隙结构，通过在一段传统微带线上刻蚀成相应的对称金属层图案，刻蚀之后的裸露介质的槽可以等效为分布电容，刻蚀后剩余金属间隙可以等效为分布电感，且没有缺陷地。2.如权利要求1所述的一种基于CMRC结构的便携式材料介电常数测量系统，其特征在于压控振荡器VCO为负阻式结构。3.如权利要求1或2所述的一种基于CMRC结构的便携式材料介电常数测量系统，其特征在于所述的CMRC谐振腔由介质基板(1)以及依次连接的第一至第三微带线组成，介质基板下表面铺设金属层作为第一至第三微带线共同的地；第一微带线(3)、第三微带线(5)均为50欧，第二微带线(6)上层开有四个中心对称的槽，该槽裸露介质基板；第二微带线(6)四个槽间留有金属间隙；第一微带线连接VCO，第三微带线开路；第二微带线(6)在中间位置的两侧边各连接有一个变容管Cv(4)，用于调节该CMRC谐振器的等效电容，进而调节其谐振频率；所述的连接CMRC谐振腔的压控振荡器VCO包括CMRC谐振腔、第四至七微带线、隔直电容C4-C5、反馈电容C6、电感L1、电阻R3、场效应管；CMRC谐振腔的第一微带线接第四微带线的一端，第四微带线的另一端与隔直电容C4的一端连接，隔直电容C4的另一端与第...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈世昌，郭梦楚，徐魁文，赵鹏，王高峰，
申请(专利权)人：杭州电子科技大学，
类型：发明
国别省市：浙江,33