介电常数微弱变化的高灵敏度测试技术

提出了一种测量介电常数微弱变化的新型传感器。该传感器利用幅度相同、相位相反的两路信号的相互抵消作用,来消除背景噪声,达到提高灵敏度的作用。此装置主要包括两个相同的威尔金森功分器、一个同相巴伦和一个180°反相巴伦。通过对去离子水与不同浓度乙醇溶液之间介电常数的差异的测量可知,该传感器能够探测到的介电常数的最小绝对变化和相对变化分别为1.68%和2.07% ,与微波湿度传感器相比,所提出的传感器的灵敏度更高。     

各向异性介质板横向介质参数的反演

本文简述了各向异性介质FDTD方法，并用FDTD方法分析了三维各向异性有耗介质板的瞬态后向散射。根据各向异性介质板后向散射与入射电磁波极化方向有关的特点，利用其后向RCS的谐振特性估算介质板的横向介质参数。计算表明该方法可行且方便、快捷。     

正确理解传感器的特性参数

在对传感器进行选型之前,需首先正确理解传感器的性能参数。然而传感器的性能参数有很多,且对普通用户而言难以把握。文中详细解释了传感器实际应用中所涉及的特性参数,并简单介绍了大致范围,有利于普通用户对传感器进行正确判断和选用。     

薄膜介质材料特性参数的测试技术

在分析采用接触式电极测量薄膜介质材料特性参数所存在问题的基础上，介绍了一种非接触式电极的测量原理和方法，并提出水银探针电极的测试技术。     

用非接触式电极测量薄膜介质材料的特性参数

本文在分析了采用接触式电极测量薄膜介质材料特性参数所存在问题的基础上,介绍了一种非接触式电极的测量原理和方法,并讨论了减小该方法测量误差的途径。     

基于Fano共振的全介质超表面双参数传感器

与金属超表面相比,全介质超表面具有较低的欧姆损耗和较尖锐的共振峰。提出了一种基于“θ”形全介质硅超表面的双参数传感器。通过增加空孔破坏周期单元结构的对称性,从而产生两个Fano共振峰,其中第一个Fano共振峰为连续域中的准束缚态(QBIC),两个峰的光谱对比度分别为71.4%和99.4%。利用商用多物理场仿真软件COMSOL对该超表面周期结构进行模拟仿真,结果表明,传感器在两个Fano共振峰处的折射率传感灵敏度分别为278.9 nm·RIU^-1和230.0 nm·RIU^-1,优值(FOM)最大为9387,品质因子(Q)最大为9735。本传感器能够同时实现折射率和温度的双参数测量,仿真结果显示两个共振峰的温度传感灵敏度分别为18.86 pm·℃^-1和42.71 pm·℃^-1。     

用自由空间法测试介质电磁参数

提出了一种测试介质材料微波复介电常数和复磁导率的新方法;建立了测试方法的物理模型;通过理论分析,获得了求解被测材料微波电磁参数的计算表达式;研制了测试装置和测试系统,讨论了用于测试系统的校准方法和提高测试准确度的时域门技术.在8～12GHz的频带范围内,对多种介质材料进行了实测,结果表明,本文提出的测试方法和研制的测试系统是正确可靠的,具有实用价值.     

测量介质参数的谐振腔法的精确化

当用改变具有H_(01p)模振荡的圆柱谐振腔长度的方法在9～10GHz频率范围内测量损耗极小(介质损耗角正切tgδ≤10~(-4))的固体介质参数时,会观察到测量方法的理论未涉及到的一些现象,即样品厚度d偏离1/4波长或半波长将引起tgδ测量的显著变化当;→0时,tgδ值急剧增大。     

基于卷积神经网络的色散介质电磁参数重构

色散介质的经验模型适合描述等离子体、水、生物肌体组织等媒介。为了反演色散媒介的电磁参数,提出一种基于卷积神经网络的色散介质电磁参数反演方法。在电磁参数反演的过程中,利用前向算法获得色散介质的散射电场,反演算法通过卷积神经网络将原逆散射问题转化为一个回归估计问题。提取不同频率TM波照射下色散介质的散射电场值的实部和虚部作为样本信息并作为卷积神经网络的输入,色散介质电磁参数作为输出,经过适当的训练,重构出自由空间中色散介质圆柱体电磁参数。经过与BP神经网络反演结果的比较,验证了该方法的有效性及准确性。     

Measurement of low-loss aqueous solutions permittivity with high detection accuracy by a contact and free-label resonance microwave sensor

In this paper, a microwave sensor is designed and built to measure the permittivity of aqueous solutions. The samples used in this experiment are different purities of ethanol mixed with water. Ethanol solution with different purities is a widely used material in industry. Structures of meander, ladder, and T-structure were used to design the sensor. Then the designed sensor is simulated in CST software in range of relative dielectric from 10 to 80. After obtaining the desired answer in the simulation, the proposed sensor is built on the Rogers 4003 substrate, the built-in sensor measured ethanol solution with a purity of 5% to 35% (equivalent to permittivity of 76 to 58), and is showed a sensitivity of 4% and a Q-factor of 3500. The results of simulation and measurement are consistent with each other, and they indicated that the proposed sensor beyond the fluids can be supported and determine their relative dielectrics.     

Ka 波段和差馈电网络设计

介绍了一种Ka 波段和差馈电网络,由四级T 形功分器、魔T 级联形成。采用缝隙耦合的方式大大减小了横向与纵向尺寸,满足了天线整体小尺寸的要求。通过HFSS 仿真优化,其输入端口的驻波系数小于1.14,与天线联合仿真和误差分析表明此馈电网络在加工精度内性能稳定,实测结果表明天线各项指标均得到满足。     

一种具有工作状态转换开关结构的微机械在线式微波功率传感器

提出了一种具有工作和不工作两种状态的8GHz-12GHz宽带在线式微波功率传感器结构,该功率传感器通过测量由MEMS膜从共面波导线耦合出的一小部分微波功率实现功率的测量。为了降低功率传感器在不工作状态的微波损耗,提出了一种能够实现两种工作状态的新型的状态转换开关结构。该结构制作工艺与GaAs MMIC工艺完全兼容。测量结果显示,在10GHz中心频率处,该结构功率传感器在不工作状态下的插入损耗为0.18dB,而在工作状态下的插入损耗为0.24dB,这意味着在不工作状态下没有微波功率被耦合出来。     

一种用于水声传感网的MAC层协议

针对分簇的水声传感网,提出了一种基于时分多址（TDMA）的MAC层协议——Cluster-TDMA。该协议主要由规划阶段和传输阶段组成。规划阶段,首先由网关节点规划能造成簇间干扰的子节点的传输,其次由各簇头节点分别规划本簇内其他子节点的传输;传输阶段,子节点根据规划表周期性地向簇头节点发送数据,这些数据最终汇聚到网关节点。该协议简单有效地解决了引起簇间干扰子结点的传输规划问题。C++仿真实验表明,该协议具有良好的吞吐率和能量效率性能。     

A micromachined inline type microwave power sensor with working state transfer switches

A wideband 8-12 GHz inline type microwave power sensor,which has both working and non-working states,is presented.The power sensor measures the microwave power coupled from a CPW line by a MEMS membrane.In order to reduce microwave losses during the non-working state,a new structure of working state transfer switches is proposed to realize the two working states.The fabrication of the power sensor with two working states is compatible with the GaAs MMIC(monolithic microwave integrated circuit) process.The experimental results show that the power sensor has an insertion loss of 0.18 dB during the non-working state and 0.24 dB during the working state at a frequency of 10 GHz.This means that no microwave power has been coupled from the CPW line during the non-working state.     

低压条件下热式气体流量传感器测量方法的研究

提出了一种建立在文丘利喷嘴基础上的,能够在低压条件下进行气体流量测量的方法,实现了较大压力范围内的气体流量测量.通过在绝对压力条件下和20kPa压力条件下的气体流量试验对比,分析了气体流量在常压下测量与在低压下测量所产生的差异的大小和原因.     

一种双包层半径光纤布拉格光栅传感器

光纤布拉格光栅已经成为非常有前景的温度、应力及其它参数测量的传感元件,但其存在温度和应力的交叉敏感问题.提出了一种双包层半径光纤布拉格光栅传感器,将一个布拉格光纤光栅分成两半,各自具有不同的包层半径,其中一半保持不变,另一半包层半径从62.5m减小到40m.实验结果表明,两半光纤布拉格光栅的温度灵敏度均为10.4 pm/℃,而应力灵敏度分别为1.12 pm/ue 和3.89 pm/ue.初始的单个布拉格反射峰分裂成两个,分别对温度和应力敏感,而两个反射峰之间的波长差只受应力的影响,随着应力的增加其波长差逐渐增加.因此,通过这一个光纤布拉格光栅即可分辨出温度和应力所引起的布拉格波长漂移.该光纤光栅传感器结构简单、体积小巧、成本低廉、制作方便,可以广泛应用在各个领域实现温度和应力的同时测量.     

Optical sensor for temperature measurement using bimetallic concept

In this paper, we report an optical fiber sensor for measuring temperature based on bimetallic concept. The sensor is designed by following the basic principle of Fabry–Perot interferometer and theoretical detail of the sensor has been outlined here with a numerical study. An important feature of the proposed sensor is that the fabrication will be done on a commercial multimode optical fiber. The Micro-Electro-Mechanical Systems (MEMS) based fabrication process could be performed directly on a multimode optical fiber end face which will eliminate the need for adhesive in packaging. The sensor could be fabricated as sensor arrays for micro level applications. The potential application of the proposed optical sensor includes biomedical applications, nano research, microfluidics, and other MEMS devices.     

高性能TDI扫描式红外传感器读出电路研究

扫描式红外成像传感器在遥测遥感、卫星成像等远距离成像领域具有广泛的应用。为了缓解信噪比相对较低而影响图像质量的问题,提出了一种时间延时积分(TDI)型读出电路。该读出电路由电容跨阻放大器(CTIA)像素电路阵列、并行TDI电路、多路开关选择电路和输出缓冲器等组成。为实现对宽动态范围光电流的处理,CTIA电路设计有多档可选增益,且非线性度小于0.3%。该读出电路采用0.35 μm CMOS工艺设计与制造,芯片面积约为1.3 mm×20 mm,采用5 V电源时功耗小于60 mW。为了评估1024×3 TDI读出电路的功能,采用了对TDI输入端注入不同电压激励的方式进行测试,测试结果验证了所提出的设计方案。     

THE MEASUREMENT OF COMPLEX PERMITTIVITY OF ANISOTROPIC DIELECTRICS BY MEANS OF AN ELECTROMAGNETIC OPEN RESONATOR

By applying the perturbation method and the complex-source-point theory, the theoretical research of measurement of complex permittivity of uniaxial anisotropic materials by means of an electromagnetic open resonator has been made, and the double refraction phenomenon due to anisotropy of measured dielectric materials has been quantitatively analyzed. Finally, measurements have been made on some single-crystal quartz specimens using an automated open resonator measurement system at 8mm band.