[发明专利]基于复合左右手传输线的多端口宽带相消型传感器

权利要求书

1.基于复合左右手传输线的多端口宽带相消型传感器，其特征在于：

包括第一环形耦合器、第二环形耦合器和两个连接线；

所述第一环形耦合器、第二环形耦合器均包含一个信号输入端口、两个信号输出端口以及一个信号隔离端口；

所述第一环形耦合器的两个信号输出端口具有相反的相位，第二环形耦合器的两个信号输出端口具有同相相位；

两个连接线的两端分别与第一环形耦合器的两个信号输出端口及第二环形耦合器的信号输入端口相连，第一、二环形耦合器的另外三个端口可根据需求设置为传感器的端口或者末端加载匹配负载，从而使得传感器能够在双端口、三端口、四端口及五端口之间自由调谐；

在两个连接线的中分别加载了复合左右手支节，用作测试区域，在测试区域设置有微流通道，微流通道设置有液体样品的进口和出口。

2.根据权利要求1所述的基于复合左右手传输线的多端口宽带相消型传感器，其特征在于：

所述第一环形耦合器包括信号输入端口Ⅰ、信号输出端口Ⅰ、信号隔离端口Ⅰ和信号输出端口Ⅱ；

所述信号输入端口Ⅰ、信号输出端口Ⅰ、信号隔离端口Ⅰ和信号输出端口Ⅱ的一端连接构成一个带有缺口的圆形传输线；

其中，所述信号输入端口Ⅰ、信号输出端口Ⅰ之间的缺口处加载了SMT贴片组成的复合左右手传输线，用于实现信号输出端口Ⅰ处的相位超前信号输入端口Ⅰ90度，信号输出端口Ⅱ处的相位滞后信号输入端口Ⅰ90度，使得信号输出端口Ⅰ、信号输出端口Ⅱ之间的相位差为180度。

3.根据权利要求1所述的基于复合左右手传输线的多端口宽带相消型传感器，其特征在于：

所述第二环形耦合器包括信号输入端口Ⅱ、信号输出端口Ⅲ、信号隔离端口Ⅱ和信号输出端口Ⅳ；

所述信号输入端口Ⅱ、信号输出端口Ⅲ、信号隔离端口Ⅱ和信号输出端口Ⅳ的一端连接构成一个带有缺口的圆形传输线；

其中，所述信号输出端口Ⅲ、信号输出端口Ⅳ之间的缺口加载了SMT贴片组成的复合左右手传输线，用于实现信号输出端口Ⅳ的信号超前信号输出端口Ⅲ90度，从信号隔离端口Ⅱ处过来的信号则相位滞后90度。

4.根据权利要求1所述的基于复合左右手传输线的多端口宽带相消型传感器，其特征在于：

所述第二环形耦合器包括信号输入端口Ⅲ、信号输出端口Ⅴ、信号隔离端口Ⅲ和信号输出端口Ⅵ；

所述信号输入端口Ⅲ、信号输出端口Ⅴ、信号隔离端口Ⅲ和信号输出端口Ⅵ的一端连接构成一个圆形传输线；

其中，三个端口为-90度的传输线，剩余一个端口为-270度的传输线。

5.根据权利要求1所述的基于复合左右手传输线的多端口宽带相消型传感器，其特征在于：

所述复合左右手支节由微带结构的串联交指电容及并联分支线电感组成。

6.根据权利要求5所述的基于复合左右手传输线的多端口宽带相消型传感器，其特征在于：

所述串联交指电容包括八个直角拐弯的微带枝条，其中第一个及第八个直角拐弯的微带枝条两端分别与连接线相连，另一端与第二个或者第七个直角拐弯的微带枝条一端相连，其余各直角拐弯的微带枝条首尾相连。

7.根据权利要求5所述的基于复合左右手传输线的多端口宽带相消型传感器，其特征在于：

所述并联分支线电感由折线电感构造，是由刻蚀在金属层上的八个直角拐弯的缝隙组成的，其中第一个直角拐弯的缝隙一端与第二个直角拐弯的缝隙相连，最后一个直角拐弯的缝隙末端开路，其余各直角拐弯的缝隙首尾相连。

8.根据权利要求1所述的基于复合左右手传输线的多端口宽带相消型传感器，其特征在于：

测试时传感器的输入端口与输出端口分别与矢量网络分析仪相连，同时将被测物采用推进器注入微流通道的进口，并间隔预定时间将该样品从出口推出去，然后用去离子水将微流通道清洗，干燥后再测试另一个样品。

9.根据权利要求1所述的基于复合左右手传输线的多端口宽带相消型传感器，其特征在于：

所述微流通道包含PDMS层，其厚度为3mm,宽度和长度分别为2.5mm和3.0mm；

所述微流通道上的进口和出口采用低损耗的聚四氟乙烯管与PDMS相连。