一种低成本固液两用的毫米波传感器设计与测量方法技术

本发明专利技术提供了一种低成本固液两用的毫米波传感器，其包括微型测量平台，集成于微型测量平台上毫米波无源谐振器电路；通过将测试样本置于该传感器上，测量不同样本的传输特性进而区分样本并定性分析，具有低成本，灵敏度高的特征；基于该传感器的结构，本发明专利技术还提供了一种无微流体通道的液体介电常数检测和区分的量测方式，针对一般溶液、生物细胞培养液或悬浮液，提供了对应的测量方案；本发明专利技术有效的解决了传统毫米波传感器单一测量液体或固体样本的局限性和成本高的难题，适用于固体/液体的复介电常数、生物细胞辨认等定性分析，为工业生产的自动化系统、医疗机构对癌症细胞的诊断、生物医学的无创检测提供了方便高效且成本低廉的方案。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及毫米波无源电路中的传感器领域、生物和医学检测领域，尤其涉及一种低成本固液两用的毫米波传感器设计与测量方法。

技术介绍

1、凭借无标记、低成本、实时测量等优点，毫米波传感器常被用于电子、化工、生物、医药和食品等产业中。毫米波传感器通过待测物的电信息的变化，进而确定介电常数或等效介电常数的变化，从而实现固体/液体的复介电常数、含水量、液体浓度、生物细胞辨认、生物细胞计数、蛋白质变性程度判断等定性分析。毫米波传感器受到了产业/科研界的青睐。

2、近年来有多种毫米波传感器的测量方案被提出，如加载插指型电容(idc)、阶跃阻抗谐振器(sir)、开路或短路短枝线、缺陷地结构(dgs)、分环谐振器(srr)、互补分环谐振器(csrr)、刻蚀槽线等。这些传感器能灵敏地反映出待测样本的传输极点或零点等电参数，进而表征介电常数。然而这些传感器适用于固态平板型样本的定性分析，并不能很好地应用于液体样本的测试。因此，传感器的应用范围受到限制。

3、在液体样本的测量方面，主要采用基于微流体通道或微型液体容器的测试方案，然而随着传感器工作频率达到本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种低成本固液两用的毫米波传感器，其特征在于，包括：微型测量平台，微型测量平台上设有毫米波无源谐振器电路，所述毫米波无源谐振器电路包括半导体衬底、电介质和设于电介质与半导体衬底之间、电介质顶部的金属层，所述电介质顶部设计有基于金属层的阶跃阻抗谐振器，在阶跃阻抗谐振器的两端设有阻抗转换网络和GSG端口，所述阶跃阻抗谐振器的中部设有阻抗渐变线，其顶部铺设有朝金属层宽度方向设置的滤纸。

2.根据权利要求1所述的低成本固液两用的毫米波传感器，其特征在于，该传感器的测量对象包括液体材料和固体材料，若该传感器保留滤纸，则对液体材料介电常数进行测量；若该传感器去除滤纸，则对固体材料介电...

【技术特征摘要】

1.一种低成本固液两用的毫米波传感器，其特征在于，包括：微型测量平台，微型测量平台上设有毫米波无源谐振器电路，所述毫米波无源谐振器电路包括半导体衬底、电介质和设于电介质与半导体衬底之间、电介质顶部的金属层，所述电介质顶部设计有基于金属层的阶跃阻抗谐振器，在阶跃阻抗谐振器的两端设有阻抗转换网络和gsg端口，所述阶跃阻抗谐振器的中部设有阻抗渐变线，其顶部铺设有朝金属层宽度方向设置的滤纸。

2.根据权利要求1所述的低成本固液两用的毫米波传感器，其特征在于，该传感器的测量对象包括液体材料和固体材料，若该传感器保留滤纸，则对液体材料介电常数进行测量；若该传感器去除滤纸，则对固体材料介电常数进行测量。

3.根据权利要求1所述的低成本固液两用的毫米波传感器，其特征在于，所述微型测量平台上设有放置毫...

【专利技术属性】
技术研发人员：苏国东，乐熠，刘军，孙玲玲，
申请(专利权)人：杭州电子科技大学，
类型：发明
国别省市：