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专利号: 2019103891439
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
专利领域: 测量;测试
更新日期:2024-01-05
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微波传感器,其特征在于为三层结构;

底层包括金属薄片、两个刻槽CSRR结构;

中间层包括PCB板;

顶层包括微带线、两个金属补丁、两个50Ω电阻和两个SMA连接头;

所述微带线结构,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,所述两端口用于连接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五段微带线连接,所述五段微带线包括第一至第三微带线Ⅰ和第一至第二微带线Ⅱ,第一微带线Ⅰ的一端通过50欧姆电阻与第一微带线Ⅱ的一端焊接,第一微带线Ⅰ的另一端通过金属补丁与第二微带线Ⅰ的一端连接,第二微带线Ⅰ的另一端通过金属补丁与第三微带线Ⅰ的一端连接,第三微带线Ⅰ的另一端通过50欧姆电阻与第二微带线Ⅱ的一端焊接,第一微带线Ⅱ、第二微带线Ⅱ的另一端分别作为输入输出端口;其中第一微带线Ⅰ与第一微带线Ⅱ位于同一直线,第三微带线Ⅰ与第二微带线Ⅱ位于同一直线,第一微带线Ⅰ与第二微带线Ⅰ呈90度角,第二微带线Ⅰ与第三微带线Ⅰ呈90度角;

每个刻槽金属CSRR结构由内外槽环构成,两个刻槽CSRR结构的开口朝向相同;所述内外槽环开口相对的两直角均对齐内折,内外槽环均设有一个开口,且开口朝向均相同;所述外槽环的开口向环内外延伸,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;

所述两个金属补丁分别位于两个刻槽金属CSRR结构内部的相对位置,且金属补丁分别耦合刻槽金属CSRR结构;

内槽环的开口宽度与外槽环开口槽沟宽度相同。

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微波传感器,其特征在于所述微带线Ⅰ的宽度小于微带线Ⅱ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结构之间存在一定的空隙,以消除彼此间的耦合。

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微波传感器,其特征在于所述金属补丁中心与刻槽金属CSRR结构内槽环的开口槽沟中心的水平距离为1.55mm。

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微波传感器,其特征在于所述两个金属补丁之间的距离为20mm。

6.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微波传感器,其特征在于外槽环开口槽沟与内槽环开口之间留有一定的空隙。

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微波传感器,其特征在于所述底层的两个刻槽金属CSRR结构分别用来放置大小不同材料相同的两块待测样品,其中一个待测样品放置在其中一个刻槽金属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在另一个刻槽金属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。

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微波传感器,其特征在于待测样品同时覆盖在其中一个刻槽金属CSRR结构外槽环开口槽沟之间的部分以及另一个刻槽金属CSRR结构内外槽环两个内折直角相接的槽沟之间的部分,分别用来测量磁导率和介电常数。