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专利号: 2019103891585
申请人: 杭州电子科技大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-05-14
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.用于测量磁介质材料介电常数和磁导率的差分微波传感器,其特征在于该微波传感器为四端口器件,为三层结构:底层包括金属薄片、两个刻槽CSRR结构;

中间层包括介质层;

顶层包括两个微带线、两个50Ω电阻和两个SMA连接头;

所述两个微带线结构轴对称,每个微带线结构包括分别位于介质层两侧的一个输入端口和一个输出端口,所述输入端口和输出端口用于连接SMA连接头,所述SMA连接头与矢量网络分析仪相连通;

所述输入端口与输出端口之间通过三段微带线连接,所述三段微带线包括第一至第二微带线Ⅰ和微带线Ⅱ,第一微带线Ⅰ的一端通过50欧姆电阻与微带线Ⅱ的一端焊接,第二微带线Ⅰ的一端通过50欧姆电阻与微带线Ⅱ的另一端焊接,第一微带线Ⅰ、第二微带线Ⅰ的另一端分别作为输入输出端口;第一微带线Ⅰ、微带线Ⅱ和第二微带线Ⅰ位于同一直线上;微带线Ⅱ耦合刻槽金属CSRR结构;

所述的金属薄片刻蚀有两个刻槽金属CSRR结构;两个刻槽CSRR结构的开口朝向相同;

所述刻槽金属CSRR结构由内外槽环构成,内外槽环均设有一个开口,且开口朝向均相同;所述内外槽环开口相对的两直角均对齐内折,所述外槽环的开口向环内外延伸构成槽沟,其中外槽环开口槽沟之间的部分为磁场强度最大,电场强度最小的区域,该区域放置待测样品用于测量样品磁导率;内外槽环两个内折直角相接的槽沟之间的部分为电场强度最大,磁场强度最小的区域,该区域放置待测样品用于测量样品介电常数。

2.如权利要求1所述的用于测量磁介质材料介电常数和磁导率的差分微波传感器,其特征在于所述微带线Ⅱ的宽度小于微带线Ⅰ的宽度。

3.如权利要求1所述的用于测量磁介质材料介电常数和磁导率的差分微波传感器,其特征在于所述两个微带线结构上各自微带线Ⅱ的中心位置相距20mm。

4.如权利要求1所述的用于测量磁介质材料介电常数和磁导率的差分微波传感器,其特征在于所述介质层为方形PCB板。

5.如权利要求1所述的用于测量磁介质材料介电常数和磁导率的差分微波传感器,其特征在于所述刻槽金属CSRR结构的中心与微带线Ⅱ的中心在平面位置上相对重合。

6.如权利要求5所述的用于测量磁介质材料介电常数和磁导率的差分微波传感器,其特征在于所述刻槽金属CSRR结构的两端与微带线Ⅱ的两端水平距离均为1.45mm。

7.如权利要求1所述的用于测量磁介质材料介电常数和磁导率的差分微波传感器,其特征在于所述刻槽金属CSRR结构内槽环的开口宽度与外槽环开口槽沟宽度相同。

8.如权利要求1所述的用于测量磁介质材料介电常数和磁导率的差分微波传感器,其特征在于两个刻槽金属CSRR结构之间存在一定距离的空隙,以消除彼此间的耦合。

9.如权利要求1所述的用于测量磁介质材料介电常数和磁导率的差分微波传感器,其特征在于刻槽金属CSRR结构内外槽环开口槽沟与内槽环开口之间留有一定距离的空隙,使得磁场很好的束缚在空隙中。

10.如权利要求1所述的用于测量磁介质材料介电常数和磁导率的差分微波传感器,其特征在于所述底层的两个刻槽金属CSRR结构一个用来放置大小不同材料相同的两块待测样品,另一个空载,其中一个待测样品放置在刻槽金属CSRR结构外槽环开口槽沟之间的部分,用来测量磁导率,另一个待测样品放置刻槽金属CSRR结构内外槽环两个内折直角相接的槽沟之间的部分,用来测量介电常数。