[發(fā)明專利]一種用于微波傳感的散射矩陣參數(shù)檢測系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010847628.0
• 申請日: 2020-08-21
• 公開（公告）號: CN112097815A
• 公開（公告）日: 2020-12-18
• 發(fā)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

本發(fā)明涉及一種用于微波傳感的散射矩陣參數(shù)檢測系統(tǒng)，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)，各個模塊相互組合能夠?qū)崿F(xiàn)電壓控制頻率掃參，對比入射信號與反射信號或直通信號的值從而得到微波散射矩陣參數(shù)中反射系數(shù)和傳輸系數(shù)的變化趨勢，反射系數(shù)和傳輸系數(shù)的變化趨勢經(jīng)過校準后能夠得到實時檢測的微波散射矩陣參數(shù)，本發(fā)明最終實現(xiàn)了將微波傳感器反饋的散射矩陣參數(shù)曲線以及諧振點頻率的值實時地顯示在屏幕上的功能。本發(fā)明提供了一種能夠在外部復雜環(huán)境下測試微波器件散射矩陣參數(shù)的系統(tǒng)，具體技術方式是通過單片機編程與射頻電路模塊搭配來實現(xiàn)微波傳感器的散射矩陣參數(shù)測試。

技術領域

本發(fā)明屬于微波傳感測試系統(tǒng)領域，具體涉及到用于測試微波傳感器散射系數(shù)的系統(tǒng)。

背景技術

隨著微波傳感技術的飛速發(fā)展，微波傳感器擁有精度高、實時性好且種類豐富的優(yōu)良特性，已經(jīng)被廣泛應用于多種檢測場景中，而如何實時檢測微波傳感器所得到的數(shù)據(jù)成為了一種需求。傳統(tǒng)的矢量網(wǎng)絡分析儀雖然有著非常高的測試精度與帶寬，但由于體積龐大，對環(huán)境依賴較大，并且價錢十分昂貴，不能夠適用于實驗室以外的大多數(shù)場景的測試。為了提升微波傳感測試系統(tǒng)的測量精度，且在此基礎上減小測試系統(tǒng)的體積，目前已經(jīng)有不同類型的微波傳感測試系統(tǒng)被提出。西北工業(yè)大學公開了一種基于反射計傳感器的微波近距測量方法(西北工業(yè)大學，微波測量，中國發(fā)明專利，申請?zhí)?01510864487，申請日2015.11.30)，該發(fā)明利用終端開口矩形波導作為反射計傳感器，終端開口矩形波導產(chǎn)生駐波，通過測量同一位置的電壓大小來計算出對應的葉尖間距。只是該系統(tǒng)利用矩形波導，仍然存在成本高，體積大等缺點。杭州電子科技大學在審的一種基于微波傳感器的新型高精度介電常數(shù)測試系統(tǒng)(杭州電子科技大學，介電常數(shù)測試系統(tǒng)，中國發(fā)明專利，申請?zhí)?01910766954，申請日2019.08.20)，該發(fā)明利用微波差分傳感器，讀取在其中一個微波傳感器上加載介質(zhì)情況下產(chǎn)生的諧振頻率差值來計算加載介質(zhì)介電常數(shù)。只是該系統(tǒng)只能用于特定端口的微波傳感器，存在測量局限性大的缺點。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術存在的不足，提供一種體積小、成本低廉、適應能力強的用于微波傳感的散射矩陣參數(shù)測試系統(tǒng)，其作用是與單、雙兩種端口類型的微波傳感器相適應，快捷方便地測試材料的參數(shù)。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術方案是：一種用于微波傳感的散射矩陣參數(shù)檢測系統(tǒng)，包括直流掃參模塊，微波電路模塊，處理顯示模塊，微波傳感器模塊；直流掃參模塊輸出端與微波電路模塊相連，微波電路模塊與微波傳感器模塊相連，處理顯示模塊同時與直流掃參模塊以及微波電路模塊相連。

進一步地，所述的直流掃參模塊由參考信號發(fā)生器、壓控振蕩器以及鎖相環(huán)組成；參考信號發(fā)生器輸出端與壓控振蕩器的輸入端相連，壓控振蕩器產(chǎn)生的微波信號通過鎖相環(huán)進行頻率鎖定后，再通過微帶線與微波電路模塊相接。

進一步地，所述的處理顯示模塊由第一數(shù)據(jù)處理單元、第二數(shù)據(jù)處理單元和顯示模塊組成；第一數(shù)據(jù)處理單元將采樣得到的電壓電流參數(shù)簡單計算后輸入到第二數(shù)據(jù)處理單元，第二數(shù)據(jù)處理單元計算得到散射系數(shù)值輸入到顯示模塊中，顯示模塊中含有單片機，通過編程控制第一數(shù)據(jù)處理單元將采樣得到的電壓電流參數(shù)輸入到第二數(shù)據(jù)處理單元的數(shù)據(jù)傳輸，并通過數(shù)據(jù)線與直流掃參模塊進行時序同步。

進一步地，所述的微波傳感器模塊為單端口散射矩陣參數(shù)傳感或雙端口散射矩陣參數(shù)傳感。