【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于微波传感器领域，具体涉及一种基于磁双曲超表面的微波低频p波段传感器。
技术介绍
1、双曲超材料近几年引起了人们的广泛关注。双曲超材料是一种特殊类型的各向异性超材料，其等频率轮廓为开放双曲面的形式，因为其电张量或磁张量的主分量具有相反的符号。色散不同寻常的性质使双曲超材料能够以新的方式用于控制电磁波。通过调节双曲色散的形状，可以灵活地控制电磁波在双曲超材料中的传播，与正常材料(例如空气)的封闭色散曲线相比，双曲超材料中的双曲面是开放的，并且可以支持大的波矢。由于正常材料中具有大波矢的倏逝波可以成为强各向异性介质中的传播波，因此双曲超材料可用于高灵敏度传感器。
2、基于双曲超表面的传感器被证明是可行的。但是，现有的基于双曲超表面的传感器存在以下问题：由于双曲超表面中的高k模是非辐射的，并且由于动量失配而不能被直接激发，因此，通常需要在结构上方放置光栅或棱镜以提供附加的横向波矢量，导致传感器设计复杂以及厚重，成本较高；同时，由于传统的双曲超表面传感器都是基于电型双曲设计，工作于微波通讯频段，例如l-ku波段，与其它大量通讯天线工作频段相重合，私密性较差。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于，针对
技术介绍
存在的问题，提出了一种基于磁双曲超表面的微波低频p波段传感器。本专利技术传感器结构简单、成本低，且工作在独立的微波低频p波段，灵敏度高，可以实现对不同折射率材料的识别传感。
2、为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：
3、一种基
4、所述金属结构层包括两个并排设置的矩形螺旋线单元、以及两个焊接引脚，两个焊接引脚分别与两个矩形螺旋线单元的不同侧通过金属线相连接；
5、其中，两个矩形螺旋线单元的间距为0.2mm；每个矩形螺旋线单元的匝数为10匝，周期为9.6mm，螺旋线线宽0.2mm，线的间隙为0.2mm。
6、进一步的，所述矩形螺旋线单元的材质为金，厚度为0.035mm。
7、进一步的，所述衬底为聚酰亚胺衬底，厚度为0.15mm。
8、进一步的，所述金属结构层通过喷墨打印技术形成于衬底之上。
9、本专利技术提供的一种基于磁双曲超表面的微波低频p波段传感器，两个焊接引脚分别连接至矢量网络分析仪的发射同轴线探针端口和接收同轴线探针端口，通过同轴线进行馈电实现电路闭环，其中一个矩形螺旋线单元由发射端提供馈电产生电流环路形成磁偶极子，同时激发出垂直方向的磁场，此时在物理上表现为磁性双曲模式，在另一个矩形螺旋线单元通过耦合同样激发出相同的模式再将信号通过同轴线接收端传输回矢量网络分析仪。由于传感器工作在磁性双曲模式下，电磁波严格约束在表面并向前传输，同时对垂直方向上物体的材料参数—折射率极其敏感。通过在传感器上方放置不同折射率的物体，在矢量网络分析仪上可以显著观测到能量传输系数s21曲线发生偏移，进而通过s21曲线偏移量对物体折射率进行定量标定。本专利技术在无需放置额外的光栅和棱镜条件下，在微波低频段对不同物体实现了传感识别。
10、与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：
11、1、本专利技术提供的一种基于磁双曲超表面的微波低频p波段传感器，通过喷墨打印技术在衬底上形成金属结构层，制作成本低，整体结构轻薄。
12、2、本专利技术提供的一种基于磁双曲超表面的微波低频p波段传感器，衬底为柔性衬底，使得传感器在形变时功能不会破坏，在复杂环境里具备良好的稳定性。
13、3、本专利技术提供的一种基于磁双曲超表面的微波低频p波段传感器，该传感器工作在独立于其他器件的微波低p波段，具备较好的隐私性。
14、4、本专利技术提供的一种基于磁双曲超表面的微波低频p波段传感器，具有高的有效折射率和色散操控特性，在微波低频段灵敏度可达266mm/riu(riu代表单位折射率)，fom(figure of merit,品质因数)可达92.6riu-1，具有良好的传感性能。
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1.一种基于磁双曲超表面的微波低频P波段传感器，其特征在于，包括衬底，以及位于衬底之上的金属结构层；
2.根据权利要求1所述的基于磁双曲超表面的微波低频P波段传感器，其特征在于，所述矩形螺旋线单元的材质为金，厚度为0.035mm。
3.根据权利要求1所述的基于磁双曲超表面的微波低频P波段传感器，其特征在于，所述衬底为聚酰亚胺衬底，厚度为0.15mm。
4.根据权利要求1所述的基于磁双曲超表面的微波低频P波段传感器，其特征在于，所述金属结构层通过喷墨打印技术形成于衬底之上。
5.根据权利要求1所述的基于磁双曲超表面的微波低频P波段传感器，其特征在于，两个焊接引脚分别连接至矢量网络分析仪的发射同轴线探针端口和接收同轴线探针端口，通过同轴线进行馈电实现电路闭环，其中一个矩形螺旋线单元由发射端提供馈电产生电流环路形成磁偶极子，同时激发出垂直方向的磁场，在物理上表现为磁性双曲模式，在另一个矩形螺旋线单元激发出相同的模式再将信号通过同轴线接收端传输回矢量网络分析仪；通过在传感器上方放置不同折射率的物体，在矢量网络分析仪上观察到能量传输系数S21
...【技术特征摘要】
1.一种基于磁双曲超表面的微波低频p波段传感器，其特征在于，包括衬底，以及位于衬底之上的金属结构层；
2.根据权利要求1所述的基于磁双曲超表面的微波低频p波段传感器，其特征在于，所述矩形螺旋线单元的材质为金，厚度为0.035mm。
3.根据权利要求1所述的基于磁双曲超表面的微波低频p波段传感器，其特征在于，所述衬底为聚酰亚胺衬底，厚度为0.15mm。
4.根据权利要求1所述的基于磁双曲超表面的微波低频p波段传感器，其特征在于，所述金属结构层通过喷墨打印技术形成于衬底之上。<...
【专利技术属性】
技术研发人员：周佩珩，赵毅，杨家宝，谢秦栋，李树伟，陈海燕，韩天成，梁迪飞，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：
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