[實用新型]一種柔性微波傳感器

有效

• 申請號: 201921140543.8
• 申請日: 2019-07-19
• 公開（公告）號: CN210572106U
• 公開（公告）日: 2020-05-19
• 發明（設計）人: 吳豪;蘇麗娟;黃鑫
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: G01N27/82
• 分類號: G01N27/82
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 曹葆青;李智

本實用新型屬于柔性電子器件領域，并具體公開了一種柔性微波傳感器。所述傳感器包括柔性襯底、共面波導傳輸線和互補螺旋諧振器，共面波導傳輸線包括第一地線、第二地線以及共面波導信號傳輸線，共面波導信號傳輸線上刻蝕有互補螺旋諧振器；所述互補螺旋諧振器包括導電帶、導電塊以及間隙條，導電帶為回字紋結構，其一端與共面波導信號傳輸線連接，另一端與所述導電塊連接，共面波導信號傳輸線、導電帶和導電塊之間的間隙共同構成回字紋結構的間隙條,該間隙條用于構成所述互補螺旋諧振器的等效電容，導電帶和導電塊共同構成所述互補螺旋諧振器的等效電感。本實用新型傳感器的檢測流程簡單，測量精度高。

技術領域

本實用新型屬于柔性電子器件領域，更具體地，涉及一種柔性微波傳感器。

背景技術

微波檢測具有設備簡單、快速實時測量以及不受惡劣檢測環境限制等特點，在航天航空、生物醫療、化工應用、食品工業等領域得到了廣泛應用。微波檢測技術是利用微波與被測材料間的相互作用，由于電磁場分布受到被測材料的電磁性能和幾何參數的影響，通過測量微波信號反射、散射或者透射等參數的變化，可判斷被測材料及其內部是否存在缺陷或測定其介電/磁導率等物理參數。由于微波不能穿透金屬和導電性能較好的材料，因此微波檢測一般用于檢測非金屬(介電類)材料的電磁參數及內部缺陷，或金屬材料表面裂紋缺陷及粗糙度等。

常見的檢測非金屬材料介電性能的微波傳感器件，一般基于傳統硬質基底材料制備，使得這類微波傳感器件不具有彎曲拉伸等能力，只適用于平面被測材料，極大地限制了實際應用場景。而且這類微波傳感器件大都需要已知參考樣品進行校準，有些還需對被測材料樣品進行加工或處理，故繁瑣了檢測流程，且易產生誤差。

因此，本領域亟待提出一種檢測非金屬材料介電性能的柔性微波傳感器，能與待測非金屬材料表面較好貼合，且不需要參考樣品校準也能實現非金屬材料介電性能的精確檢測。

實用新型內容

針對現有技術的以上缺陷或改進需求，本實用新型提供了一種柔性微波傳感器，其中通過其柔性微波傳感器的相關構件進行了設計，相應的能夠與待測非金屬材料表面較好貼合，既無需已知參考樣品校準，也無需對被測樣品進行任何特殊加工處理，即可獲取被測非金屬材料的介電性能；此外，本實用新型還通過對共面波導傳輸線和互補螺旋諧振器的具體設備及其關鍵組件如地線、開槽、導電帶、導電塊以及間隙條等的結構及其設置方式進行改進，相應的可根據柔性微波傳感器的集總等效電路模型進行分析，結合頻域傳輸系數中諧振頻率點以及幅度大小，獲得被測非金屬材料介電性能參數，包括介電常數和損耗正切角。

為實現上述目的，本實用新型提出了一種柔性微波傳感器，包括柔性襯底、以及設于所述柔性襯底上表面的共面波導傳輸線和互補螺旋諧振器，其中，

所述共面波導傳輸線包括第一地線、第二地線以及共面波導信號傳輸線，所述第一地線和第二地線關于所述共面波導信號傳輸線對稱布置，所述共面波導信號傳輸線與所述第一地線和第二地線之間設有開槽，所述共面波導信號傳輸線的中部區域刻蝕有所述互補螺旋諧振器；

所述互補螺旋諧振器包括導電帶、導電塊以及間隙條，所述導電帶為回字紋結構，其一端與共面波導信號傳輸線連接，另一端與所述導電塊連接，所述共面波導信號傳輸線、導電帶和導電塊之間的間隙共同構成回字紋結構的間隙條，該間隙條用于構成所述互補螺旋諧振器的等效電容，同時，所述導電帶和導電塊共同構成所述互補螺旋諧振器的等效電感。

進一步的，所述柔性襯底為PET薄膜，其厚度為50um～500um。

進一步的，所述第一地線、第二地線、共面波導信號傳輸線、導電帶和導電塊的厚度保持一致，均為1um～10um，所述第一地線、第二地線、共面波導信號傳輸線、導電帶和導電塊均采用導電材料制備而成。

進一步的，所述導電材料為銅。

進一步的，所述間隙條與導電帶的寬度比為1：1～10:1。