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原文传递一种X波段的超材料吸波传感器

专利名称：	一种X波段的超材料吸波传感器
摘要：	本发明涉及一种X波段的超材料吸波传感器，由下至上分为三层，第一层为金属底板和底层基底，第二层为微流道层、第三层为顶层基底和谐振器，三层结构粘连为一体，构成一个吸波谐振单元。所述谐振器形成在顶层基底上，为内外双重环形结构，所述微流道层在上半部分刻蚀一条双环凹槽，形成微流道，所述微流道分布于正对谐振器的强电场谐振区域。被测液体注入传感器后可以改变微流道区域的介电常数，引起吸波频点的偏移，偏移程度可以作为不同被测液体的表征参数。当被测液体相对介电常数由1变化到4.6时，该传感器可以实现339MHz/单位介电常数的平均偏移量，且吸收率维持在95％以上。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	重庆;50
申请人：	西南大学
发明人：	黄杰;琚宗德;徐国庆;魏治华;李俊杉;倪星生;刘旭阳
专利状态：	有效
申请日期：	2019-06-26T00:00:00+0800
发布日期：	2019-10-08T00:00:00+0800
申请号：	CN201910558082.4
公开号：	CN110308159A
代理机构：	重庆华科专利事务所
代理人：	康海燕
分类号：	G01N22/00(2006.01);G;G01;G01N;G01N22
申请人地址：	400715 重庆市北碚区天生路2号
主权项：	1.一种X波段的超材料吸波传感器，其特征在于：所述传感器由下至上分为三层，第一层为金属底板（1）和底层基底（2），第二层为微流道层（3），第三层为顶层基底（4）和谐振器（5），三层结构粘连为一体，构成一个吸波谐振单元；所述谐振器（5）形成在顶层基底（4）上，为内外双重环形结构，内环与外环为同心的金属环，内环中部左右两侧开口，上下两侧与外环相连，整个谐振器（5）上下左右对称；所述微流道层（3）在上半部分刻蚀一条双环凹槽，双环凹槽的外环不闭合，分别向外延伸形成平行的流体注入端I和流出端O，内外两环通过平行沟道相连，微流道层（3）与顶层基底（4）粘合后，双环凹槽即形成完整的微流道，所述微流道分布于正对谐振器（5）的强电场谐振区域。 2.根据权利要求1所述的X波段的超材料吸波传感器，其特征在于：所述谐振器（5）的内环左右侧的开口角度α = 4°~ 12°，内径R0 = 1.7~ 2.3 mm，内环与外环的宽度W1 = 0.1 ~0.2 mm，内、外环间隔W2 = 0.05 ~ 0.15 mm，连接内外金属环的金属的两侧边与圆心连接形成的夹角θ = 10°~ 18°。 3.根据权利要求1所述的X波段的超材料吸波传感器，其特征在于：所述微流道层（3）的结构参数为微流道宽P=1 ~ 1.7 mm，微流道之间的间隙a=0.2 ~ 0.6 mm，内环的内径R1=1~ 1.5 mm，内环的外径R2=2.4~ 3.2 mm，外环的外径R3=4.5 ~ 5 mm，微流道深度t3为0.3~0.5 mm，微流道底部的厚度t4为0.3~0.5 mm。 4.根据权利要求1所述的X波段的超材料吸波传感器，其特征在于：所述金属底板（1）和谐振器（5）的材料选择铬、金、银、铜金属中的一种，优选为铜，电导率为σ=5.8 × 107 S/m。 5.根据权利要求1所述的X波段的超材料吸波传感器，其特征在于：所述底层基底（2）和顶层基底（4）材料选择低损耗材料Rogers RO4003或Rogers RT5880，优选为RogersRO4003，介电常数为ε = 3.55(1 + i0.0027)，厚度分别为0.1 ~ 0.4 mm。 6.根据权利要求1所述的X波段的超材料吸波传感器，其特征在于：金属底板（1）和谐振器（5）的厚度远大于趋肤深度，厚度在0.03 ~ 0.05 mm之间。 7.根据权利要求1所述的X波段的超材料吸波传感器，其特征在于：所述吸波谐振单元中的金属底板、底层基底和微流道层在x、y方向上进行延拓，适配测试波导尺寸。 8.根据权利要求1所述的X波段的超材料吸波传感器，其特征在于：所述顶层基底上设有两个引流基座，与微流道的流体注入端I和流出端O连通，用于注入和抽取被测液体。
所属类别：	发明专利