[發明專利]基于微帶互補開環諧振器結構的有源微波傳感器

有效

• 申請號: 202011591212.3
• 申請日: 2020-12-29
• 公開（公告）號: CN112763808B
• 公開（公告）日: 2022-05-27
• 發明（設計）人: 趙文生;甘宏祎;王大偉;陳世昌;劉琦;王高峰
• 申請（專利權）人: 杭州電子科技大學
• 主分類號: G01R27/26
• 分類號: G01R27/26
• 代理公司: 杭州君度專利代理事務所(特殊普通合伙) 33240
• 代理人: 朱亞冠

1.基于微帶互補開環諧振器結構的有源微波傳感器，為雙端口器件，其特征在于包括微帶互補開環諧振器結構MCSRR、有源反饋環路、介質層、金屬薄片、輸入輸出端口；

所述介質層上表面設有有源反饋環路、兩條饋線；有源反饋環路位于饋線上方，饋線與有源反饋環路不直接相連，而是以電耦合的方法傳播電磁波；

所述饋線設置在介質層上表面的空白區域，兩饋線位于介質層邊緣側分別接輸入輸出端口；

所述金屬薄片鋪設在介質層的下表面，且刻蝕有一個刻槽金屬CSRR結構；刻槽金屬CSRR結構與有源反饋環路耦合；

所述刻槽金屬CSRR結構和上述兩條饋線構成微帶互補開環諧振器結構；

所述金屬薄片有一個通孔，該通孔貫通金屬薄片、介質層，通孔周壁被金屬化；

所述有源反饋環路為由帶微波晶體管和電感構成的共射極放大電路；有源反饋環路包括兩段Z型微帶線，第一段Z型微帶線一角連接電感一端，電感另一端接VB電壓；第一段Z型微帶線一尾端與晶體管的基極連接，晶體管的發射極與通孔連接，晶體管的集電極與第二段Z型微帶線一尾端連接；第二段Z型微帶線一角與另一電感的一端連接，另一電感的另一端接VC電壓；兩段Z型微帶線的另外兩個尾端開路。

2.根據權利要求1所述的基于微帶互補開環諧振器結構的有源微波傳感器，其特征在于所述輸入輸出端口用于連接SMA連接頭，所述SMA連接頭與矢量網絡分析儀相連通。

3.根據權利要求1所述的基于微帶互補開環諧振器結構的有源微波傳感器，其特征在于每條饋線長度為11mm，寬度為2.5mm，以匹配50歐姆特性阻抗。

4.根據權利要求1所述的基于微帶互補開環諧振器結構的有源微波傳感器，其特征在于兩饋線位于同一直線上。

5.根據權利要求1所述的基于微帶互補開環諧振器結構的有源微波傳感器，其特征在于所述刻槽金屬CSRR由兩個開口相反且尺寸不同的槽環構成；尺寸較小的槽環位于尺寸較大的槽環內部；其中兩槽環間縫隙電場強度最大，將介質樣品覆蓋整個CSRR結構可用于測量復介電常數。

6.根據權利要求1所述的基于微帶互補開環諧振器結構的有源微波傳感器，其特征在于刻槽金屬CSRR結構中尺寸較大的槽環部分結構與有源反饋環路中兩段Z型微帶線、兩條饋線重合；尺寸較小的槽環被兩段Z型微帶線、兩條饋線包圍。

7.根據權利要求1所述的基于微帶互補開環諧振器結構的有源微波傳感器，其特征在于有源反饋環路Z型微帶線的開路尾端與兩饋線的縱向距離d為3.25mm；有源反饋環路兩段Z型微帶線的開路尾端間水平距離與兩饋線間水平距離相等。

8.根據權利要求1所述的基于微帶互補開環諧振器結構的有源微波傳感器，其特征在于兩饋線與刻槽金屬CSRR結構水平接觸，饋線與刻槽金屬CSRR結構中尺寸較大的槽環接觸的距離為S-p₁，p₁=0.5mm，S表示刻槽金屬CSRR結構中尺寸較大的槽環線寬；

刻槽金屬CSRR結構中尺寸較大的槽環開口端暴露在有源反饋環路外部分的長度p₂為0.38mm，寬度p₃為0.22mm。