[發明專利]一種用于微波傳感的散射矩陣參數檢測系統

在審

• 申請號: 202010847628.0
• 申請日: 2020-08-21
• 公開（公告）號: CN112097815A
• 公開（公告）日: 2020-12-18
• 發明（設計）人: 林先其;肖峰;文章;陳哲;王承輝;閆禹衡;曹壘
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: G01D5/48
• 分類號: G01D5/48;G01R19/10;G01R27/26
• 代理公司: 成都科奧專利事務所(普通合伙) 51101
• 代理人: 余麗生

1.一種用于微波傳感的散射矩陣參數檢測系統，包括直流掃參模塊(1)，微波電路模塊(2)，處理顯示模塊(3)，微波傳感器模塊(4)；其特征在于：直流掃參模塊(1)輸出端與微波電路模塊(2)相連，微波電路模塊(2)與微波傳感器模塊(4)相連，處理顯示模塊同時與直流掃參模塊以及微波電路模塊(2)相連。

2.根據權利要求1所述的用于微波傳感的散射矩陣參數檢測系統，其特征在于：直流掃參模塊(1)由參考信號發生器(11)、壓控振蕩器(12)以及鎖相環(13)組成；參考信號發生器(11)輸出端與壓控振蕩器(12)的輸入端相連，壓控振蕩器(12)產生的微波信號通過鎖相環(13)進行頻率鎖定后，再通過微帶線與微波電路模塊(2)相接。

3.根據權利要求1所述的用于微波傳感的散射矩陣參數檢測系統，其特征在于：處理顯示模塊(3)由第一數據處理單元(31)、第二數據處理單元(32)和顯示模塊(33)組成；第一數據處理單元(31)將采樣得到的電壓電流參數簡單計算后輸入到第二數據處理單元(32)，第二數據處理單元(32)計算得到散射系數值輸入到顯示模塊(33)中，顯示模塊(33)中含有單片機，通過編程控制第一數據處理單元(31)將采樣得到的電壓電流參數輸入到第二數據處理單元(32)的數據傳輸，并通過數據線與直流掃參模塊進行時序同步。

4.根據權利要求1所述的用于微波傳感的散射矩陣參數檢測系統，其特征在于：微波傳感器模塊(4)為單端口散射矩陣參數傳感或雙端口散射矩陣參數傳感。

5.根據權利要求1所述的用于微波傳感的散射矩陣參數檢測系統，其特征在于：微波傳感器模塊(4)采用單端口散射矩陣參數傳感時，微波傳感器模塊(4)由單端口微波傳感器(41)以及第一微波連接線(45)構成；第一微波連接線(45)是集成設計的微帶線，或是帶兩個SMA接頭的同軸線；微波電路模塊(2)則由第一定向耦合器(21)、第二定向耦合器(22)、第一檢波器(24)和第二檢波器(25)組成；第一定向耦合器(21)正向輸入端與鎖相環(13)輸出端相接，正向耦合端接第一檢波器(24)并將檢波得到的直流電壓值V₁輸入到第一數據處理單元(31)中；第一定向耦合器(21)的正向隔離端接50Ω匹配負載，正向輸出端直接與第二定向耦合器(22)的正向輸入端相連；第二定向耦合器(22)正向輸出端接微波傳感器模塊(4)中的輸入輸出端口(41)，第二定向耦合器(22)反向耦合端接第二檢波器(25)并將檢波得到的直流電壓值V₂輸入到第一數據處理單元(31)中；第二定向耦合器(22)的反向隔離端接50Ω匹配負載；第一數據處理單元(31)收到第一檢波器(23)和第二檢波器(24)輸出的直流電壓后處理得到電壓比值R₁＝V₂/V₁，并將R₁的值通過數據線輸入到第二數據處理單元(32)中，第二數據處理單元(32)輸出端與顯示屏幕(33)連接，顯示屏幕(33)上的曲線R₁為單端口微波傳感器(41)散射矩陣中的反射系數。

6.根據權利要求1所述的用于微波傳感的散射矩陣參數檢測系統，其特征在于：微波傳感器模塊(4)采用雙端口散射矩陣參數傳感時，微波傳感器模塊(4)由第一輸入輸出端口(43)、第二輸入輸出端口(44)以及雙端口微波傳感器(42)；微波電路模塊(2)則由第一定向耦合器(21)、第二定向耦合器(22)、第三定向耦合器(23)、第一檢波器(24)、第二檢波器(25)和第三檢波器(26)組成；第一定向耦合器(21)正向輸入端與鎖相環(13)輸出端相接，正向耦合端接第一檢波器(24)并將檢波得到的直流電壓值V₁輸入到第一數據處理單元(31)中；第一定向耦合器(21)的正向隔離端接50Ω匹配負載，正向輸出端直接與第二定向耦合器(22)的正向輸入端相連；第二定向耦合器(22)正向輸出端接微波傳感器模塊(4)中的第一輸入輸出端口(43)，第二定向耦合器(22)反向耦合端接第二檢波器(25)并將檢波得到的直流電壓值V₂輸入到第一數據處理單元(31)中；第二定向耦合器(22)的反向隔離端接50Ω匹配負載；第三定向耦合器(23)正向輸出端接微波傳感器模塊(4)中的第二輸入輸出端口(44)，第三定向耦合器(23)反向耦合端接第三檢波器(26)并將檢波得到的直流電壓值V₃輸入到第一數據處理單元(31)中；第三定向耦合器(23)的反向隔離端接50Ω匹配負載；第一數據處理單元(31)收到第一檢波器(24)、第二檢波器(25)和第三檢波器(26)的輸出直流電壓分別為V₁、V₂和V₃，經第一數據處理單元(31)處理后得到電壓比值R₁＝V₂/V₁和R₂＝V₃/V₁，將R₁和R₂的值通過數據線輸入到第二數據處理單元(32)中，第二數據處理單元(32)輸出端與顯示模塊(33)連接，顯示模塊(33)上的曲線R₁和R₂分別為雙端口微波傳感器(42)散射矩陣中的反射系數和傳輸系數。