实施方案
[0019] 下面结合附图对本发明的传感器作进一步说明。
[0020] 如图1所示，本发明的传感器包括上层介质基板(1)、顶层SRRs环(2)、中间层馈电环(4)、下层介质基板(5)、底层SRRs环(6)；上层介质基板(1)的底层正中心印刷馈电环(4)并延伸出馈电长脚用于连接SMA连接头；上层介质基板(1)的顶层正中心印刷耦合SRRs环(2)；下层介质基板(5)的底层正中心印刷耦合SRRs环(6)，该SRRs的尺寸与底层SRRs一样但开口方向相反；沿着顶层SRRs环(2)的两条平行的金属条为电场强度最大的区域(3)，该区域放置待测样本最大化传感器对介电常数的灵敏度。
[0021] 本发明的传感器的设计是在三维电磁仿真软件HFSS环境下进行的，相关的尺寸是通过软件优化所确定，如下表I所示：
[0022] TABLEⅠ
[0023] Detail parameters of the two-layer resonator
[0024]
[0025] 其中上层和下层的微波介质基板大小均为40×40×1mm3的高频板F4B(介电常数2.2，磁导率1，损耗正切0.003)，所有参数单位为毫米。
[0026] 如图2所示的S参数图，传感器的中心谐振频率为0.39GHz，实现了超小的相对尺寸设计，相应的电尺寸达到了0.052λ0×0.052λ0(λ0是中心频率在自由空间中的波长)。传感器-10dB带宽为1.1MHz，相应的Q值约为345，实现了传感器的高Q值特性。
[0027] 如图3所示的电场分布图，中间层馈电环的电场分布均匀，表明此时工作在电小模式，同时上下层SRRs的耦合增加了整体结构的等效电容和等效电感，使得其拥有超小的电尺寸。顶层SRRs相对于底层馈电环和中间层SRRs有着更强的场强，其中最强的区域沿着SRRs环的两条平行的金属条上，因此待测介质块放置在该区域为优选，可以极大的提高传感器对介电常数的灵敏度。
[0028] 如图4所示的远场辐射效率图，由于SRRs低辐射的特性，同时上下层SRRs的反对称耦合设计，使得传感器的远场辐射效率被极大的抑制，远场辐射效率小于6.3％，这大大降低了测量过程中反射波对测量的干扰，增加了传感器的抗干扰能力，提高在实际操作中的精度。
[0029] 如图5所示的反射系数与待测介质块介电常数的关系图，在电场强度最大的区域(本次选择顶层中心位置)放置一个10×10×10mm3待测介质块，图中显示反射系数对介质块介电常数的变化非常敏感，当待测介质块介电常数由1变为10时，传感器相应的谐振频率由390MHz变为333.3MHz，相对频率偏移达到14.54％，表现出对介电常数极好的灵敏度。
[0030] 综合以上结果显示，本发明的传感器不仅具备对介电常数精确测量的优良性能(高Q值和高灵敏度)，而且具有很高的实用性(超小的电尺寸和强抗干扰能力)。
[0031] 本发明的微波传感器具备优良的性能，此外结构简单，双层PCB板印刷设计、超小的电尺寸和强抗干扰能力，使其具备在非实验室条件下作精确测量的能力，具有极强的实用性，可广泛推广使用。
[0032] 上述实例并非是对于本发明的限制，本发明也并非仅限于上述实例，只要符合本发明方法的要求，均属于本发明方法的保护范围。
