[發明專利]一種基于柔性基底射頻發送/接收模塊的形變檢測儀

有效

• 申請號: 201710927003.3
• 申請日: 2017-09-30
• 公開（公告）號: CN107733455B
• 公開（公告）日: 2023-04-07
• 發明（設計）人: 秦國軒;趙政;張一波;王亞楠;黨孟嬌
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: H04B1/04
• 分類號: H04B1/04;H04B1/18;H01L29/786;G01B7/16
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 杜文茹

一種基于柔性基底射頻發送/接收模塊的形變檢測儀，由發送單元和通過無線信道與發送單元連接的接收單元構成，發送單元包括有用于供電的電源模塊和用于發送信號的發送陣列，發送陣列的輸入端分別連接控制模塊和調制模塊，調制模塊的輸入端連接編碼模塊；接收單元包括有依次串聯連接的用于接收信號的接收陣列、信號預處理電路、解調模塊、數模轉換模塊和上位機模塊，發送陣列設置有分別用于發送信號的2～16個結構相同的發送單元，接收陣列設置有與發送單元相對應的用于接收信號的2～16個結構相同的接收單元。本發明適用于在空間受限情況下形變誤差精確測量。可廣泛適用于航空航天，土木工程，精密儀器等在空間受限情況下的形變精確測量。

技術領域

本發明涉及一種形變檢測儀。特別是涉及一種基于柔性基底射頻發送/接收模塊的形變檢測儀。

背景技術

在航空航天和土木工程等對形變誤差有嚴格要求的工程領域中經常面臨著空間受限的情況，從而難以對相應的檢測模塊進行精確檢測。傳統對物體進行精確檢測的方法是使用激光探測或使用傳感器測量。但激光探測的方法成本較高，且對環境有較大要求，不利于推廣使用。而傳統的傳感器大多通過將受力形變的力學特性轉化為電學特性并進行信號放大進行判斷，但這種方式受傳感器材料的限制，對形變越敏感的傳感器其造價越高。工程上需要一種對微小形變進行探測且造價較低的測量方式。

與此同時，隨著無線通信技術的發展，在抗震救災，航空航天，智能家居和智能穿戴等領域都出現了小型無線通信設備的身影。這些小型通信設備體積小，功能全，方便攜帶，極大地加快了信息傳輸速度。無線通信系統是基于頻譜搬移的原理，將發射機中的低頻信號搬移到較高的頻率波段，并通過天線將包含信息的電磁波發送到空間中。同時位于接收機中的天線接收到特定頻段中的信號后通過頻譜搬移將較高頻率波段的信號恢復為低頻信號，從而實現了信息的無線傳輸功能。這種無線通信技術有利于信號在工作面狹小，管線密布的空間內傳輸。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是，提供一種能夠實現對微小形變的探測和傳播的基于柔性基底射頻發送/接收模塊的形變檢測儀。

本發明所采用的技術方案是：一種基于柔性基底射頻發送/接收模塊的形變檢測儀，由發送單元和通過無線信道與所述發送單元連接的接收單元構成，所述的發送單元包括有用于供電的電源模塊和用于發送信號的發送陣列，所述發送陣列的輸入端分別連接控制模塊和調制模塊，所述調制模塊的輸入端連接編碼模塊；所述的接收單元包括有依次串聯連接的用于接收信號的接收陣列、信號預處理電路、解調模塊、數模轉換模塊和上位機模塊，所述發送陣列設置有分別用于發送信號的2～16個結構相同的發送單元，所述接收陣列設置有與所述發送單元相對應的用于接收信號的2～16個結構相同的接收單元。

每個所述的發送單元包括有發射端柔性薄膜晶體管和連接在所述發射端柔性薄膜晶體管源極上的發射天線，所述發射端柔性薄膜晶體管的柵極連接所述控制模塊的輸出端，所述發射端柔性薄膜晶體管的漏極連接所述調制模塊的輸出端；每個所述的接收單元包括有接收端柔性薄膜晶體管和連接在所述接收端柔性薄膜晶體管源極上的接收天線，所述接收端柔性薄膜晶體管的柵極連接外部供電電源，所述接收端柔性薄膜晶體管的漏極連接所述信號預處理電路輸入端。

每個所述的發送單元和每個所述的接收單元具體結構相同，具體包括有：由下至上設置有PET塑料基板和SU8材料層，設置在所述SU8材料層上的用于構成發射端柔性薄膜晶體管或接收端柔性薄膜晶體管的柔性薄膜晶體管，及用于構成發射天線或接收天線的倒F天線。

所述的柔性薄膜晶體管包括有并排設置在所述SU8材料層上端面中部的第一單晶硅薄膜N型摻雜區、單晶硅薄膜未摻雜區和第二單晶硅薄膜N型摻雜區，所述第一單晶硅薄膜N型摻雜區的上端面上設置有源電極，所述第二單晶硅薄膜N型摻雜區的上端面上設置有漏電極，所述單晶硅薄膜未摻雜區的上端面上通過柵氧層設置有柵電極，所述SU8材料層上還設置有接地端，其中，所述的源電極通過信號線連接所述的倒F天線，所述柵電極通過信號線連接控制端口，所述漏電極通過信號線連接信號輸入或輸出端口。