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原文传递基于双重入式谐振腔和微流控技术的微波传感器

专利名称：	基于双重入式谐振腔和微流控技术的微波传感器
摘要：	一种基于双重入式谐振腔和微流控技术的微波传感器,包含衬底集成波导双重入式谐振腔体和嵌入放置在该谐振腔体中的微流控芯片；所述谐振腔体由叠合的上层盖板和下层底板构成，所述上层盖板和下层底板均包含顶层金属层、中间介质层及底层金属层。上层盖板和下层底板的中间介质层均包含数个金属通孔，连接顶层与底层金属层。下层底板有环形凹槽，凹槽中排列有两个对称的电容柱。本发明将微流道芯片嵌入衬底集成波导双重入式谐振腔中，将被测液态介电媒质精准加载于微流道中，利用谐振腔激发的三频段强诱导电场与介电媒质极化相互作用机理，实现一个非侵入式、可重复使用、易于与其他平面电路集成的高灵敏度、多频段液态媒质介电特性传感器。
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;刘旭扬;倪星生;魏治华;李俊杉
专利状态：	有效
申请日期：	2019-07-29T00:00:00+0800
发布日期：	2019-11-01T00:00:00+0800
申请号：	CN201910688108.7
公开号：	CN110398502A
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：	1.一种基于双重入式谐振腔和微流控技术的微波传感器，其特征在于：所述微波传感器包含衬底集成波导双重入式谐振腔体(1)和嵌入在该谐振腔体中的微流控芯片(2)；所述谐振腔体(1)由叠合的上层盖板(1-1)和下层底板(1-2)构成，所述上层盖板(1-1)和下层底板(1-2)均包含顶层金属层、中间介质层及底层金属层；所述上层盖板(1-1)的中心区域自底层往上刻蚀至部分中间介质层形成圆柱形凹槽，所述圆柱形凹槽中嵌入所述微流控芯片(2)；所述下层底板(1-2)自顶层往下刻蚀至部分中间介质层形成环形凹槽，环形凹槽外径与上层盖板的圆柱形凹槽外径对齐，与圆柱形凹槽共同构成谐振腔；所述环形凹槽中形成两个中心对称的电容柱(1-2-1)，两个电容柱区域各包含由金属通孔(1-2-2)组成的通孔阵列；所述上层盖板(1-1)和下层基座(1-2)的中间介质层均具有一圈圆形分布的金属通孔(1-3)，连接顶层与底层金属层，形成所述谐振腔的圆柱形金属壁；所述上层盖板(1-1)的顶层金属层的左右区域有两条关于纵轴对称的馈电线(1-1-1)，从谐振腔体(1)的两侧馈入；所述微流控芯片(2)上有双向导通的微流道(2-1)；所述上层盖板(1-1)的中间介质层有两个贯通顶层金属层的开放式通孔(1-1-2)，两个通孔上方均对应装配一个管座(3)用以实现被测液态介电媒质的注入与抽取；所述两个管座(3)分别与微流控芯片(2)的微流道(2-1)的进出口相通，实现微流道和外部柔性导管的连通。 2.根据权利要求1所述的微波传感器，其特征在于：所述微流控芯片(2)上的微流道(2-1)为螺旋状，微流控芯片(2)的厚度为0.8mm，微流道(2-1)的深度为0.45mm，宽度为2.5mm，间距为1.1mm，微流控芯片衬底采用PTFE聚合物材料。 3.根据权利要求1或2所述的微波传感器，其特征在于：所述微流道(2-1)的起点与终点区域均设有一段锥形转接结构(2-1-1)。 4.根据权利要求1或2所述的微波传感器，其特征在于：所述上层盖板(1-1)与下层基座(1-2)的长度L和宽度W相同，但其中间介质层的厚度不同。 5.根据权利要求1或2所述的微波传感器，其特征在于：所述上层盖板(1-1)上的圆柱形凹槽面积与微流控芯片(2)的面积相同，凹槽深度与微流控芯片厚度也相同。 6.根据权利要求1或2所述的微波传感器，其特征在于：所述馈电线(1-1-1)宽度为3.23mm，在谐振腔体(1)两侧的馈入深度为14.5mm，馈电线(1-1-1)和上层盖板顶层共面金属的缝隙为1.78mm。 7.根据权利要求1或2所述的微波传感器，其特征在于：所述上层盖板(1-1)与下层底板(1-2)的中间介质层材料为F4B-2，其相对介电常数为2.65，相对磁导率为1，损耗正切角为0.0009。 8.根据权利要求1或2所述的微波传感器，其特征在于：所述位于下层基座的两个电容柱区域的金属通孔(1-2-2)半径均为0.7mm，两个相邻通孔间的圆心距均为2.5mm。
所属类别：	发明专利