[發(fā)明專利]一種X波段的超材料吸波傳感器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910558082.4
• 申請日: 2019-06-26
• 公開（公告）號: CN110308159B
• 公開（公告）日: 2022-06-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 黃杰;琚宗德;徐國慶;魏治華;李俊杉;倪星生;劉旭陽
• 申請（專利權(quán)）人: 西南大學(xué)
• 主分類號: G01N22/00
• 分類號: G01N22/00;G01N27/22
• 代理公司: 重慶華科專利事務(wù)所 50123
• 代理人: 康海燕

1.一種X波段的超材料吸波傳感器，其特征在于：所述傳感器由下至上分為三層，第一層為金屬底板（1）和底層基底（2），第二層為微流道層（3），第三層為頂層基底（4）和諧振器（5），三層結(jié)構(gòu)粘連為一體，構(gòu)成一個吸波諧振單元；

所述諧振器（5）形成在頂層基底（4）上，為內(nèi)外雙重環(huán)形結(jié)構(gòu)，內(nèi)環(huán)與外環(huán)為同心的金屬環(huán)，內(nèi)環(huán)中部左右兩側(cè)開口，上下兩側(cè)與外環(huán)相連，整個諧振器（5）上下左右對稱；

所述微流道層（3）在上半部分刻蝕一條雙環(huán)凹槽，雙環(huán)凹槽的外環(huán)不閉合，分別向外延伸形成平行的流體注入端I和流出端O，內(nèi)外兩環(huán)通過平行溝道相連，微流道層（3）與頂層基底（4）粘合后，雙環(huán)凹槽即形成完整的微流道，所述微流道分布于正對諧振器（5）的強電場諧振區(qū)域。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的X波段的超材料吸波傳感器，其特征在于：所述諧振器（5）的內(nèi)環(huán)左右側(cè)的開口角度α = 4°~ 12°，內(nèi)徑R0 = 1.7~ 2.3 mm，內(nèi)環(huán)與外環(huán)的寬度W₁ = 0.1 ~0.2 mm，內(nèi)、外環(huán)間隔W₂ = 0.05 ~ 0.15 mm，連接內(nèi)外金屬環(huán)的金屬的兩側(cè)邊與圓心連接形成的夾角θ = 10°~ 18°。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的X波段的超材料吸波傳感器，其特征在于：所述微流道層（3）的結(jié)構(gòu)參數(shù)為微流道寬P=1 ~ 1.7 mm，微流道之間的間隙a=0.2 ~ 0.6 mm，內(nèi)環(huán)的內(nèi)徑R1=1~ 1.5 mm，內(nèi)環(huán)的外徑R2=2.4~ 3.2 mm，外環(huán)的外徑R3=4.5 ~ 5 mm，微流道深度t₃為0.3~0.5 mm，微流道底部的厚度t₄為0.3~0.5 mm。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的X波段的超材料吸波傳感器，其特征在于：所述金屬底板（1）和諧振器（5）的材料選擇鉻、金、銀、銅金屬中的一種。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的X波段的超材料吸波傳感器，其特征在于：所述金屬底板（1）和諧振器（5）的材料選擇銅，電導(dǎo)率為σ=5.8 × 10⁷ S/m。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的X波段的超材料吸波傳感器，其特征在于：所述底層基底（2）和頂層基底（4）材料選擇低損耗材料Rogers RO4003或Rogers RT5880。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的X波段的超材料吸波傳感器，其特征在于：所述底層基底（2）和頂層基底（4）材料選擇Rogers RO4003，介電常數(shù)為ε = 3.55(1 + i0.0027)，厚度分別為0.1 ~ 0.4 mm。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的X波段的超材料吸波傳感器，其特征在于：金屬底板（1）和諧振器（5）的厚度遠大于趨膚深度，厚度在0.03 ~ 0.05 mm之間。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的X波段的超材料吸波傳感器，其特征在于：所述吸波諧振單元中的金屬底板、底層基底和微流道層在x、y方向上進行延拓，適配測試波導(dǎo)尺寸。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的X波段的超材料吸波傳感器，其特征在于：所述頂層基底上設(shè)有兩個引流基座，與微流道的流體注入端I和流出端O連通，用于注入和抽取被測液體。