[发明专利]一种互补开口谐振环电磁检测单元、检测系统及检测方法

说明书

本发明公开了一种互补开口谐振环电磁检测单元、检测系统及检测方法，该检测单元包括基板上开设的多个屏蔽通孔围成基片集成波导谐振腔，在基片集成波导谐振腔中央设置互补开口谐振环电磁结构，互补开口谐振环电磁结构为两个嵌套设置且相互隔离的开口环；基板上表面的基片集成波导谐振腔一侧连接连接微带线，微带线的另一侧连接主馈电射频接头；基板下表面的基片集成波导谐振腔一侧连接两根共面波导中心导体，两根共面波导中心导体及其共面波导缝隙形成预设阻抗的共面波导传输线，共面波导传输线另一端连接副馈电射频接头；主馈电射频接头和副馈电射频接头正交，并且分布在基板的上下表面。通过在电磁检测单元中引入副馈电电路，提高了检测灵敏度。

技术领域

本发明属于金属焊接表面缺陷检测技术领域，具体设计了一种改进型互补开口谐振环(Complementary Split Ring Resonator,CSRR)电磁检测单元、检测系统及检测方法。

背景技术

无损检测技术旨在不破坏被测材料和部件正常性能的前提下，快速可靠地检测、测试或评估材料或结构的不连续性或特性差异。在核电站、航空、航天、压力容器、铁路、舰船、武器系统等行业中，任何一个部件的损伤失效都有可能造成重大的危险或经济损失。

众所周知，微波无损检测装置最前端的电磁检测单元，主要是无源电路，因此在检测过程中谐振峰的幅度相对较小，并且当检测到缺陷结构后，谐振峰的幅值会更小，大大降低了检测的灵敏度。

发明内容

为了克服上述现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种改进型互补开口谐振环电磁检测单元、检测系统及检测方法，通过在电磁检测单元中引入副馈电电路，提高了互补开口谐振环电磁检测单元的检测灵敏度。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种互补开口谐振环电磁检测单元，包括基板，在基板上开设的多个基片集成波导谐振腔屏蔽通孔10围成基片集成波导谐振腔5，在基片集成波导谐振腔5中央位置设置互补开口谐振环电磁结构9，所述互补开口谐振环电磁结构9为两个嵌套设置且相互隔离的开口环；基板上表面的基片集成波导谐振腔5一侧通过过渡结构3连接连接微带线2，微带线2的另一侧连接主馈电射频接头1，主馈电射频接头1周围开有射频接头接地通孔6，实现了基板上下金属层的电连接；基板下表面的基片集成波导谐振腔5与上表面连接微带线2的一侧相邻的一侧连接两根共面波导中心导体7，两根共面波导中心导体7及其之间共面波导缝隙8形成预设阻抗的共面波导传输线，共面波导传输线另一端连接副馈电射频接头4，副馈电射频接头4周围开有射频接头接地通孔6，实现了基板上下金属层的电连接；主馈电射频接头1和副馈电射频接头4正交，并且分布在基板的上下表面。

所述互补开口谐振环电磁结构9中，内环长L4为1.2mm、宽L3为1mm、开口间距S2为0.6mm；外环长L2为2mm、宽L1为1.8mm、开口间距S1为0.4mm；开口环的外环和内环间距W为0.2mm。

所述基片集成波导谐振腔5通过多个基片集成波导谐振腔屏蔽通孔10和基板上下表面金属层形成一个近似封闭的矩形金属腔体。

一种缺陷无损检测系统，包括所述的互补开口谐振环电磁检测单元，与互补开口谐振环电磁检测单元的主馈电射频接头1连接的矢量网络分析仪11，与互补开口谐振环电磁检测单元的副馈电射频接头4依次连接的移相器14、放大器13和频率源12。