基于嵌入交指结构的微带微波传感器系统及其应用技术方案

本发明专利技术公开基于嵌入交指结构的微带微波传感器系统及其应用。本发明专利技术通过第二微带线延长以贯通所述交指结构的上下部分，从而形成一个共同的主通道缝隙，并且电场主要束缚于主通道缝隙区域；子缝隙与主通道缝隙之间的电磁相互耦合作用，交指结构可产生两个奇模谐振模式，利用奇模1谐振模式实现微流液体介电常数的检测。通过增加有源射频电路器件和模拟低频器件使之形成一款检测系统，该检测系统可以把介电常数与谐振频率的变化关系转化为介电常数与直流电压的关系进而总结出相关的数学模型，以起到预测未知浓度液体的介电常数的目的。本发明专利技术检测系统具有制造成本低廉、携带方便、高灵敏度等优点，将在液体材料的检测领域将发挥重要作用。将发挥重要作用。将发挥重要作用。

【技术实现步骤摘要】
基于嵌入交指结构的微带微波传感器系统及其应用


[0001]本专利技术属于微波
，涉及一种基于嵌入交指结构的微带微波传感器系统及其应用，特别涉及一种基于嵌入交指结构的微带微波传感系统及其在测量不同浓度液体的介电常数上的应用。

技术介绍

[0002]在不同浓度的溶液介电常数检测领域，涌现出了很多检测技术和方法，如：光谱法、电化学检测法、光纤传感技术以及微波传感技术等。其中，微波传感器技术因其具备检测便捷、灵敏度高、加工制作成本低和便于携带等优势受到了较大的关注和研究。
[0003]截至目前为止，世界各地的学者对微波传感器进行了广泛和深入的研究并提出了很多创新的设计思路和结构，主要分为两大路线：第一条路线是从无源谐振单元的结构出发通过优化不断改进谐振单元的结构使其电场或者磁场强度得到更大的束缚，从而提高检测的灵敏度；第二条路线是把有源电路嵌入到微波传感器中使之形成一款系统级检测设备。第一条路线通过开发无源谐振单元，涌现了许多新型的谐振单元结构，包括：裂环谐振器(Split
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ring resonator，SRR)、互补本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于嵌入交指结构的改进型微带微波传感系统，其特征在于包括依次级联的信号发生器(1)、功分器(2)、并行设置的两条支路、混频器(7)、低通滤波器(8)、基带放大器(9)以及万用表(10)；所述并行设置的两条支路包括第一支路、第二支路；所述第一支路包括依次级联的第一射频放大器(3)、嵌入交指结构的微带微波无源谐振单元(5)、延时线(6)；所述第二支路包括第二射频放大器(4)；所述信号发生器(1)发出某一特定频率的射频信号，被功分器(2)一分为二，第一支路的射频信号依次经过第一射频放大器(3)、微波无源谐振单元(5)和延时线(6)，此时的射频信号的幅值和相位被微带微波无源谐振单元(5)和延时线(6)所改变；第二支路的射频信号经过第二射频放大器(4)；第一支路的输出射频信号当作混频器(7)的输入信号，第二支路的输出射频信号当作混频器(7)的本振信号，混频器(7)输出的信号为一个2倍频的射频信号和一个零中频的直流信号，接着经过低通滤波器(8)，此时2倍频的射频信号被低通滤波器(8)滤除，只剩下零中频的直流信号，然后该直流信号被基带放大器(9)放大，最后放大后的直流信号被万用表(10)测量获取；所述微带微波无源谐振单元(5)包括顶层(21)、中间层(22)、底层(23)；所述中间层(22)是一块介质基板；所述底层(23)是一块完整的金属层；所述顶层(21)是一块金属层；所述金属层包括依次连接的输入端口(211)、第一微带线(213)、第二微带线(214)、第三微带线(220)和输出端口(212)；所述第二微带线(214)的中心位置刻蚀有作为作为电磁感应区域的交指结构(219)；所述交指结构(219)包括上下部分、以及贯通上下部分的第三刻蚀缝隙(2193)，其中上部分包括第一刻蚀缝隙(2191)、第六刻蚀缝隙(2196)、第五刻蚀缝隙(2195)，下部分包括第二刻蚀缝隙(2192)、第四刻蚀缝隙(2194)、第七刻蚀缝隙(2197)；所述第一刻蚀缝隙(2191)和第二刻蚀缝隙(2192)通过第三刻蚀缝隙(2193)相贯通，呈现“工”字形状；所述第四刻蚀缝隙(2194)位于第二刻蚀缝隙(2192)的朝向所述第一刻蚀缝隙(2191)侧并与第二刻蚀缝隙(2192)直接连接，且其与所述第一刻蚀缝隙(2191)存在间距；所述第五刻蚀缝隙(2195)位于第一刻蚀缝隙(2191)的朝向所述第二刻蚀缝隙(2192)侧并与第一刻蚀缝隙(2191)直接连接，且其与所述第二刻蚀缝隙(2192)存在间距；所述第六刻蚀缝隙(2196)位于第二刻蚀缝隙(2192)的朝向所述第一刻蚀缝隙(2191)侧并与第二刻蚀缝隙(2192)直接连接，且其与所述第一刻蚀缝隙(2191)存在间距；所述第七刻蚀缝隙(2197)于第一刻蚀缝隙(2191)的朝向所述第二刻蚀缝隙(2192)侧并与第一刻蚀缝隙(2191)直接连接，且其与所述第二刻蚀缝隙(2192)存在间距；所述第五刻蚀缝隙(2195)位于第三刻蚀缝隙(2193)、第四刻蚀缝隙(2194)间；所述第六刻蚀缝隙(2196)位于第三刻蚀缝隙(2193)、第七刻蚀缝隙(2197)间。2.根据权利要求1所述改进型微带微波传感系统，其特征在于所述第一微带线(213)与第二微带线(214)相互连接，并且在连接处的位置两侧分别刻蚀第一小缝隙(215)和第二小缝隙(216)。3.根据权利要求1或2所述改进型微带微波传感系统，其特征在于所述第三微带线(220)与第二微带线(214)相互连接，并且在连接处两侧分别刻蚀上下对称的第三小缝隙
(217)和第四小缝隙(218)。4.根据权利要求1所述改进型微带微波传感系统，其特征在于所述第一微带线(213)、第二微带线(214)、第三微带线(220)均位于介质基板的中心位置。5.根据权利要求1或4所述改进型微带微波传感系统，其特征在于所述交指结构(219)位于第二位微带线(214)的中心位置。6.根据权利要求1所述改进型微带微波传感系统，其特征在于交指结构(219)的上表面放置PDMS基片(24)；所述PDMS基片(24)的内部刻蚀出微流通道(25)，以放置待检测液体。7.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴文敬，彭亮，
申请(专利权)人：浙大城市学院，
类型：发明
国别省市：