一种基于半整数阶谐振模式的有源传感器制造技术

本发明专利技术涉及一种基于半整数阶谐振模式的有源传感器，包括：底板、第一介质板、微带线激励层、第二介质板、谐振体和金属管；所述底板敷于所述第一介质板的一表面；所述微带线激励层敷于所述第一介质板的另一表面；所述第二介质板的一表面与所述微带线激励层接触连接；所述谐振体设置在所述第二介质板的另一表面上。其中，采用第二介质板和谐振体构成谐振器，以产生半整数阶谐振信号，并在谐振体中引入放大器芯片，这就能够对在无源情况下的半整数阶谐振模式信号进行放大，以弥补检测过程中存在的检测损耗、在提高谐振强度和传感器品质因数的同时，进一步提高传感器的检测精度。

An active sensor based on half integer order resonance mode

【技术实现步骤摘要】
一种基于半整数阶谐振模式的有源传感器
本专利技术涉及有源高分辨率传感器
，特别是涉及一种基于半整数阶谐振模式的有源传感器。
技术介绍
测量、辨别生化试剂的特性，并且能够达到精确地、低成本的、功能强大检测方法对于科研工作是必要的，因此，越来越多的技术在研究能够应用于生化试剂测量领域的传感器，并希望能够提高传感器的检测性能，最终实现对待测溶液的精准测量。基于这一目的，微波技术由于具有高集成度、低成本、实时和非侵入的优点，适合于溶液分析而受到研究者的青睐。基于人工局域表面等离激元谐振结构在内的微波超结构传感器具有高品质因数，对外围环境的变化表现出较高的灵敏度，并且具有结构紧凑的优点。人工局域表面等离激元谐振的半整数阶谐振模式对周围的媒质的改变表现出更强的灵敏度，具有应用于葡萄糖、乙醇等溶液检测的巨大优势。另一方面，金属、电介质基板均会引入损耗，尤其在对待测溶液进行检测时会引入更大的损耗，这些损耗往往使得传感器的谐振强度变弱、品质因数降低，从而降低其检测精度。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种基于半整数阶谐振模式的有源传感器，以提高传感器的品质因数，从而提高传感器的检测精确度。为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：一种基于半整数阶谐振模式的有源传感器，包括：底板、第一介质板、微带线激励层、第二介质板、谐振体和金属管；所述底板敷于所述第一介质板的一表面；所述微带线激励层敷于所述第一介质板的另一表面；所述第二介质板的一表面与所述微带线激励层接触连接；所述谐振体设置在所述第二介质板的另一表面上；所述谐振体包括谐振盘和耦合放大电路；所述谐振盘为一开缝环状体；所述第二介质板上开设有通孔阵列，且所述通孔阵列与所述谐振盘的开缝相邻；所述耦合放大电路的接地端焊接在所述通孔阵列上；所述金属管的一端穿过所述第一介质板焊接于所述底板上；所述金属管的另一端插入所述通孔阵列的通孔中，且所述金属管与所述第二介质板的交汇处进行焊固定；所述第二介质板和所述谐振体构成一谐振器；所述谐振器用于产生半整数阶谐振信号；所述耦合放大电路包括放大器芯片；所述放大器芯片用于对所述半整数阶谐振信号中产生的检测损耗进行放大。可选的，所述谐振体还包括：两个以所述谐振盘的开缝为中心对称设置的耦合枝节金属贴片；所述耦合枝节金属贴片将所述谐振体所产生的半整数阶谐振模式信号发送给所述耦合放大电路。可选的，所述微带线激励层按设定长度沿所述第一介质板的一端向所述第一介质板的中心延伸。可选的，所述第二介质板上设置有矩形块区域；所述矩形块区域位于所述微带线激励层的上方，且所述矩形块区域的水平中心线与谐振盘开缝的中心线的夹角为设定角度。可选的，所述矩形块区域上设置有信号输入端和信号输出端；所述信号输入端与激励信号源连接，所述信号输出端与检测装置连接。可选的，微带线激励层的宽度小于等于所述矩形块区域的宽度。可选的，所述设定角度为45度至90度。可选的，所述谐振盘沿周向刻蚀有多个凹槽。可选的，所述底板、所述第一介质板和所述第二介质板均为金属板。根据本专利技术提供的具体实施例，本专利技术公开了以下技术效果：本专利技术提供的基于半整数阶谐振模式的有源传感器中，通过采用第二介质板和谐振体来构成谐振器，以产生半整数阶谐振信号。并在谐振体中引入放大器芯片，这就能够对在无源情况下的半整数阶谐振模式信号进行放大，以弥补检测过程中存在的检测损耗，进而在提高谐振强度和传感器品质因数的同时，进一步提高传感器的检测精度。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例所提供的基于半整数阶谐振模式的有源传感器的结构示意图；图2为本专利技术实施例所提供的基于半整数阶谐振模式的有源传感器中谐振体的结构示意图；图3为本专利技术实施例所提供的基于半整数阶谐振模式的有源传感器中微带线激励层的结构示意图；图4为本专利技术实施例所提供的基于半整数阶谐振模式的有源传感器中通孔阵列的结构示意图；图5为本专利技术实施例引入基于半整数阶谐振模式的有源传感器与无源传感器的反射系数对比图。符号说明：1底板，2第一介质板，3微带线激励层，4第二介质板，4-1矩形块区域，4-2通孔阵列，5谐振体，5-1谐振盘，5-2耦合放大电路，5-3耦合枝节金属贴片，5-1-1开缝，5-1-2凹槽，5-2-1放大器芯片，5-2-2射频放大器偏置电路的金属贴片，6-金属管。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术的目的是提供一种基于半整数阶谐振模式的有源传感器，以提高传感器的品质因数，从而提高传感器的检测精确度。为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。图1为本专利技术实施例所提供的基于半整数阶谐振模式的有源传感器的结构示意图，如图1所示，一种基于半整数阶谐振模式的有源传感器，包括：底板1、第一介质板2、微带线激励层3、第二介质板4、谐振体5和金属管6。所述底板1敷于所述第一介质板2的一表面。所述微带线激励层3敷于所述第一介质板2的另一表面。所述第二介质板4的一表面与所述微带线激励层3接触连接。所述谐振体5设置在所述第二介质板4的另一表面上。图2为本专利技术实施例所提供的基于半整数阶谐振模式的有源传感器中谐振体的结构示意图，如图2所示，所述谐振体5包括谐振盘5-1和耦合放大电路5-2。所述谐振盘5-1为一开缝环状体。所述第二介质板4上开设有通孔阵列4-2，且所述通孔阵列4-2与所述谐振盘5-1的开缝5-1-1相邻。所述耦合放大电路5-2的接地端焊接在所述通孔阵列4-2上。所述金属管6的一端穿过所述第一介质板2焊接于所述底板1上。所述金属管6的另一端插入所述通孔阵列4-2的通孔中，且所述金属管6与所述第二介质板4的交汇处进行焊固定。所述第二介质板4和所述谐振体5构成一谐振器。所述谐振器用于产生半整数阶谐振信号。所述耦合放大电路5-2包括放大器芯片5-2-1。所述放大器芯片5-2-1用于对所述半整数阶谐振信号中产生的检测损耗进行放大。底板1确保高频输入信号有效的传输，并能够用来增强谐振。第一介质板2与底板1以及微带线激励层3均是用来导行输入信号的部件。通孔阵列4-2的个数和形状设置，可以根据实际需求进行设置，并且为保证接地的充分，在接地贴片大小允本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于半整数阶谐振模式的有源传感器，其特征在于，包括：底板、第一介质板、微带线激励层、第二介质板、谐振体和金属管；/n所述底板敷于所述第一介质板的一表面；所述微带线激励层敷于所述第一介质板的另一表面；所述第二介质板的一表面与所述微带线激励层接触连接；所述谐振体设置在所述第二介质板的另一表面上；/n所述谐振体包括谐振盘和耦合放大电路；/n所述谐振盘为一开缝环状体；所述第二介质板上开设有通孔阵列，且所述通孔阵列与所述谐振盘的开缝相邻；所述耦合放大电路的接地端焊接在所述通孔阵列上；/n所述金属管的一端穿过所述第一介质板焊接于所述底板上；所述金属管的另一端插入所述通孔阵列的通孔中，且所述金属管与所述第二介质板的交汇处进行焊固定；/n所述第二介质板和所述谐振体构成一谐振器；所述谐振器用于产生半整数阶谐振信号；/n所述耦合放大电路包括放大器芯片；所述放大器芯片用于对所述半整数阶谐振信号中产生的检测损耗进行放大。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于半整数阶谐振模式的有源传感器，其特征在于，包括：底板、第一介质板、微带线激励层、第二介质板、谐振体和金属管；
所述底板敷于所述第一介质板的一表面；所述微带线激励层敷于所述第一介质板的另一表面；所述第二介质板的一表面与所述微带线激励层接触连接；所述谐振体设置在所述第二介质板的另一表面上；
所述谐振体包括谐振盘和耦合放大电路；
所述谐振盘为一开缝环状体；所述第二介质板上开设有通孔阵列，且所述通孔阵列与所述谐振盘的开缝相邻；所述耦合放大电路的接地端焊接在所述通孔阵列上；
所述金属管的一端穿过所述第一介质板焊接于所述底板上；所述金属管的另一端插入所述通孔阵列的通孔中，且所述金属管与所述第二介质板的交汇处进行焊固定；
所述第二介质板和所述谐振体构成一谐振器；所述谐振器用于产生半整数阶谐振信号；
所述耦合放大电路包括放大器芯片；所述放大器芯片用于对所述半整数阶谐振信号中产生的检测损耗进行放大。


2.根据权利要求1所述的一种基于半整数阶谐振模式的有源传感器，其特征在于，所述谐振体还包括：两个以所述谐振盘的开缝为中心对称设置的耦合枝节金属贴片；
所述耦合枝节金属贴片将所述谐振体所产生的半整数阶谐振模式信号发送给所述耦合放大电路。


3.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：周永金，赵红洲，
申请(专利权)人：上海大学，
类型：发明
国别省市：上海;31