[发明专利]一种选择性放大的有源谐振传感器

说明书

本发明公开一种选择性放大的有源谐振传感器。该选择性放大的有源谐振传感器包括：刻槽金属地板、介质板和金属激励耦合层；所述介质板敷于所述刻槽金属地板的上表面，所述金属激励耦合层敷于所述介质板的上表面；所述金属激励耦合层包括放大器芯片和两个微带线金属激励，所述放大器芯片的接地端接地，两个所述微带线金属激励均与外界激励源连接。本发明的选择性放大的有源谐振传感器可以弥补金属损耗、介质损耗，极大地提高谐振强度，可以选择性地放大谐振模式，相比无源谐振传感器结构，选择的谐振模式的谐振强度显著提高。

技术领域

本发明涉及有源传感领域，特别是涉及一种选择性放大的有源谐振传感器。

背景技术

生物、化学科研工作中一般需要测量辨别各种生化试剂和物质的特性，一种高效的、精确地、功能强大、低成本的生化试剂检测手段对于生物、化学科研工作来说是必不可少的，因此越来越多的技术都在提升传感器的性能，以实现试剂的精准测量。微波传感器具有操作简便、高灵敏度、非接触的特点，因此微波传感器的应用已成为一个新的研究热点。物质的介电常数和感兴趣的物理属性存在特定的关系，微波传感器通过测量介电常数来推断物质的物理属性。传统的微波传感器利用待测物质与基于微波谐振器的传感器近场耦合，通过谐振的位置和谐振振幅的变化去确定介电常数的变化进而确定物质某种属性的变化。但是，金属材料在微波段通常具有辐射损耗，导致基于微波谐振传感器的谐振下降，尤其是待测物质往往具有很大的损耗，加速了谐振强度的恶化。

发明内容

本发明的目的是提供一种选择性放大的有源谐振传感器，以提升微波谐振传感器的谐振强度。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种选择性放大的有源谐振传感器，包括：刻槽金属地板、介质板和金属激励耦合层；所述介质板敷于所述刻槽金属地板的上表面，所述金属激励耦合层敷于所述介质板的上表面；所述金属激励耦合层包括放大器芯片和两个微带线金属激励，所述放大器芯片的接地端接地，两个所述微带线金属激励均与外界激励源连接。

可选的，所述刻槽金属地板上刻蚀有光栅结构。

可选的，所述光栅结构包括两个周期性光栅结构，分别为第一周期性光栅结构和第二周期性光栅结构；

所述第一周期性光栅结构位于所述第二周期性光栅结构的外侧，所述第一周期性光栅结构和所述第二周期性光栅结构之间为刻蚀圆环。

可选的，所述金属激励耦合层还包括：接地金属贴片和两个金属耦合贴片；

所述放大器芯片的接地引脚与所述接地金属贴片连接，所述接地金属贴片接地；

两个金属耦合贴片分别为第一金属耦合贴片和第二金属耦合贴片；所述放大器芯片的输入引脚焊接至所述第一金属耦合贴片，所述放大器芯片的输出引脚焊接至所述第二金属耦合贴片。

可选的，两个微带线金属激励分别为第一微带线金属激励和第二微带线金属激励，所述第一微带线金属激励与外界激励源的第一端口连接，所述第二微带线金属激励与所述外界激励源的第二端口连接；

所述第一微带线金属激励与两个金属耦合贴片之间的距离均大于设定阈值；所述第二微带线金属激励与两个金属耦合贴片之间的距离均大于设定阈值。

可选的，两个金属耦合贴片分别位于所述接地金属贴片的两侧，所述放大器芯片置于所述接地金属贴片上。

可选的，所述刻槽金属地板上设置有通孔；所述选择性放大的有源谐振传感器还包括金属柱；所述金属柱的第一端通过所述通孔接地，所述金属柱的第二端贯穿所述介质板与所述接地金属贴片接触。

可选的，所述刻槽金属地板上的通孔为多个，且多个所述通孔分散分布。

可选的，所述第一金属耦合贴片和所述第二金属耦合贴片均为弯折结构；