[0007] 本发明的目的主要针对现有技术的不足，提出了一种结构简单、高灵敏度、高Q值、测量范围广以及具备同时测量温度、湿度、介电常数功能的微波传感器。该传感器是在八分之一模式的衬底集成波导(EMSIW)的结构的基础上，采用微带线激励进行设计的。
[0008] 本发明按以下技术方案实现：
[0009] 一种微波传感器，该微波传感器为单端口器件，分为三层结构；
[0010] 顶层包括金属补丁、微带线和一个SMA连接头；
[0011] 中间层采用湿度敏感介质板Kapton200HN；Kapton 200HN学名是聚酰亚胺，其介电常数是随湿度线性变化的一种介质板，其厚度是50μm；
[0012] 底层包括金属薄片、两个刻槽CSRR结构、一个微流体通道；
[0013] 金属补丁上设有若干等距排布用于耦合金属薄片的金属通孔；由金属补丁、微带线、介质板Kapton200HN、金属薄片、金属通孔构成八分之一模式的衬底集成波导(EMSIW)；
[0014] 在金属补丁的电壁上连接有微带线，金属补丁在微带线两侧开有轴对称的L型缝隙(左侧L型缝隙为顺时针旋转180°后的L结构，右侧L型缝隙与左侧L型缝隙关于微带线轴对称)；
[0015] 所述微带线结构包括一个输入端口，所述的端口用于连接SMA连接头，所述SMA连接头与矢量网络分析仪相连通；所述输入端口与一段微带线连接，所述的微带线的宽度为2.9mm；
[0016] 金属薄片刻蚀有两个槽环CSRR结构；两个槽环CSRR都分别与顶层的金属补丁相耦合。所述第一个刻槽金属CSRR结构由带有开口的槽环构成，其中槽环的长为6.3mm，槽环的宽b为5.905mm，其中刻槽的槽宽g为0.3mm。另外槽环开口相对的直角对齐向环内弯折，这种结构可以实现最大的边缘电场效应，使得该区域电场强度最强，用来测量磁介质材料的介电常数。向内弯折的两直角间由多个“凵”结构以及用于连接相邻两“凵”结构的连接板构成。其中“凵”结构的长为2mm,宽为0.9mm。另外槽环的开口分别向环内外延伸，以此增加敏感介质板Kapton200HN与外界空气接触的面积，从而缩短实验时测量湿度所需要的反应时间。
[0017] 第一个刻槽金属CSRR的开口与SMA连接头同向。
[0018] 所述第二个槽环CSRR的结构由带有开口的槽环构成，其中槽环的长l3为7.0mm，宽l2为6.7mm，其中刻槽的槽宽f为0.7mm。槽环开口对面且位于槽环上的顺时针旋转90°“凵”结构区域为电场强度最大，因此该区域对谐振器的谐振频率的变化也同样明显，因此在这个区域放置蒸馏水来测量周围环境的温度。
[0019] 第二个槽环CSRR的开口朝向传感器长边，且面向未设有金属补丁区域；
[0020] 第一个刻槽金属CSRR的开口与第二个槽环CSRR的开口在X轴方向距离l5为8.6mm。
[0021] 第一个槽环CSRR与第二个槽环CSRR间距l4为1.9mm。合理的间距设定不但要满足结构的小型化要求，还要同时保证两个槽环的之间的功能互不影响，只有在满足两个槽环之间的间距l4为1.9mm，才能够实现本申请目的。
[0022] 所述第二个槽环CSRR结构正上方铺设聚苯烯(Pp)薄膜，该薄膜用于防止微流体通道内的液体因不小心渗出从而改变敏感介质板的介电常数的情况发生；
[0023] 在薄膜的上方设置微流体通道，该微流体通道内设有用于放置液体的沟道，此沟道与第二个槽环CSRR结构正对，使得沟道内液体受电场辐射影响最大，造成最大化的频偏，进而提高室外温度的测量精准度。
[0024] 所述传感器的灵敏度决定了对介电常数测量的分辨率；质量因子决定了测量的精度；超大的测量范围和结构的小型化决定了传感器的实用性。
[0025] 本发明与现有的微波传感器相比，克服了现有传感器只能单一测量温度、湿度或者介电常数的缺点，能够在同一传感器实现对温度、湿度和介电常数的同时测量，并且由于其具有较高的灵敏度和Q值，从而保证了测量的准确度。因此很适合用于温度、湿度和磁介质材料的介电常数的测量。
