一种基于紧凑型CSRR（Compact CSRR）技术的差分微波平面传感器，具有高灵敏度

《IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques》：An Eye-Like Compact CSRR-Based Differential Microwave Planar Sensor With High Sensitivity

　　

摘要：

本文提出了一种基于“眼状”互补分裂环谐振器（CSRR）的紧凑型差分微波传感器，用于检测复介电常数。该传感器旨在同时解决两个挑战：减少谐振器间的耦合和提高灵敏度。“眼状”CSRR通过一个缝隙分成两个独立的差分半CSRR，并在中心设置了一个“瞳孔”（OP），从而实现了对环境共模干扰的差分检测。通过优化缝隙间距和“瞳孔”的半径，最小化了谐振器间的耦合。此外，在上下“眼睑”上集成两个对称的互指结构，显著增强了电场分布，进而提高了灵敏度。传感器的几何形状和尺寸是基于CSRR的等效集总RCL电路模型的数学分析进行优化的，这也为传感器的设计提供了依据。所开发的传感器具有19×14×0.76毫米的紧凑几何尺寸，并已通过水-乙醇溶液进行了测试。与以往类似的研究相比，该传感器体积更小，具有20.1 MHz的高频率检测分辨率（FDR）。其样品体积非常小。