[发明专利]基于微流通道电场增强的小尺寸样品介电特性检测装置

摘要

本发明公开了一种基于微流通道电场增强的小尺寸样品介电特性检测装置，包括矢量网络分析仪和传感器，其中传感器由上下设置的金属层和介质基板构成，金属层上刻蚀有共面波导传输线，该共面波导传输线包括两条信号传输缝隙、中间导带和金属地，在中间导带上串联加载有由矩形电容与槽线支节组成的测试区域，槽线支节垂直连接于矩形电容的两侧并且该槽线支节与两条信号传输缝隙垂直连接。本发明的测试装置结构简单，灵敏度高，传感器上的测量区域即矩形电容及两端的槽线支节采用传统的刻蚀工艺加工，价格低廉，加工难度低，便于批量生产，可实现在线实时检测。 1

主权项

1.基于微流通道电场增强的小尺寸样品介电特性检测装置，其特征在于包括矢量网络分析仪和传感器，其中传感器由上下设置的金属层和介质基板构成，金属层上刻蚀有共面波导传输线，该共面波导传输线包括两条信号传输缝隙、中间导带和金属地，在中间导带上串联加载有由矩形电容与槽线支节组成的测试区域，槽线支节垂直连接于矩形电容的两侧并且该槽线支节与两条信号传输缝隙垂直连接，测试区域与共面波导传输线串联，共面波导传输线的输入端口和输出端口分别通过SMA接头与矢量网络分析仪相连。

2.根据权利要求1所述的基于微流通道电场增强的小尺寸样品介电特性检测装置，其特征在于：所述介质基板的材料为罗杰斯R4003C，其相对介电常数为3.38，介质基板的厚度为0.8mm，共面波导传输线中两条信号传输缝隙及中间导带的宽度分别为0.15mm和2.3mm，两条信号传输缝隙上加载槽线支节的缝隙宽度为0.15mm，矩形电容尺寸为3.4mm*2.8mm。

3.根据权利要求1所述的基于微流通道电场增强的小尺寸样品介电特性检测装置，其特征在于：所述测试样品为块状固体可直接放置在测试区域，测试样品为流体或固体粉末可通过弓字型微流管加载在测试区域，该弓字型微流管通过导电胶粘贴在测试区域。

4.一种权利要求1‑3中任意一项所述的基于微流通道电场增强的小尺寸样品介电特性检测装置的检测方法，其特征在于具体过程为：微波信号由输入端口输入，经测试区域，最后到达输出端口，通过槽线支节串联加载的矩形电容使测试区域具有很强的电场，且在工作频带内满足阻抗匹配，提高检测灵敏度，将测试样品放置于测试区域，相当于在共面波导传输线上引入不连续结构，这种不连续结构将构造成共面波导传输线两端口散射参数，且散射参数的变化情况携带有测试样品介电特性的信息，最后采用神经网络方法，基于测试的包含测试样品的散射参数信息反演测试样品的介电常数。