[0004] 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、测量范围广的微波微流体传感器。该传感器是在传统的互补开环谐振器和传输线结构基础上进行设计的。
[0005] 本发明按以下技术方案实现：
[0006] 一种微波微流体传感器，该传感器为单端口器件，包括微带线结构、金属薄片Ⅰ、介质层、金属薄片Ⅱ、刻槽金属CSRR结构；
[0007] 所述金属薄片Ⅰ铺设在介质层上表面的其中一侧局部区域，剩余为空白区域；
[0008] 所述微带线结构设置在介质层上表面的空白区域，包括位于介质层边缘的一个输入输出端口，所述输入输出端口用于连接SMA连接头，所述SMA连接头与矢量网络分析仪相连通；
[0009] 所述输入输出端口与微带线结构连接，所述微带线结构包括T型微带线Ⅰ和T型微带线Ⅱ，其中T型微带线Ⅰ由相互垂直的第一微带线与第二微带线构成，为一体成型结构(为逆时针旋转90°的T形结构)；T型微带线Ⅱ由相互垂直的第三微带线与第四微带线构成，为一体成型结构(为顺时针旋转90°的T形结构)；第一微带线的一端通过50欧姆电阻焊接至金属薄片Ⅰ，另一端与第二微带线的中点连接；第三微带线的一端作为输入输出端口，另一端与第四微带线的中点连接；第二微带线与第四微带线平行设置，且两者间留有空隙；第一微带线、第三微带线位于同一直线；
[0010] 进一步地，所述T型微带线Ⅰ与T型微带线Ⅱ的T型头部(即第二微带线、第四微带线)长都为16mm且相互对齐，所述两个T型头部相距7mm,并与底层的刻槽金属CSRR结构相耦合；
[0011] 进一步地，所述T型微带线Ⅰ的第三微带线长度为1/4波长的整数倍，设置为26.5mm，且宽度设置为2.73mm；
[0012] 进一步地，所述T型微带线Ⅱ和50欧姆电阻的总长度为12mm，T型微带线Ⅱ宽度设置为2.73mm；
[0013] 进一步地，所述介质层为方形PCB板；
[0014] 所述金属薄片Ⅱ与介质层形状相同，铺设在介质层的下表面，且刻蚀有一个刻槽金属CSRR结构；刻槽金属CSRR结构与微带线Ⅰ和微带线Ⅱ之间耦合。
[0015] 所述刻槽金属CSRR为槽环结构，槽环设有一个开口，其中与槽环开口相对的两个直角之间相接的槽沟区域电场强度最大，该区域放置微流控芯片，用于测量电解质溶液的复介电常数；
[0016] 所述微流控芯片由低成本的聚二甲基硅氧烷(PDMS)加工制作而成，该芯片为方形芯片，芯片内有微流通道，用于存放电解质溶液；微流通道位于槽沟的上方；
[0017] 所述刻槽金属CSRR结构的中心、第二微带线与第四微带线之间空隙的中心在平面位置上一致；
[0018] 第二微带线的两端与该刻槽金属CSRR结构x轴向外边沿距离为p3，优选为1.5mm；第二微带线与该刻槽金属CSRR结构y轴向外边沿最近距离为p2，优选为0.5mm；
[0019] 进一步地，所述刻槽金属CSRR结构槽环尺寸设置为19mm×10mm，槽宽为1mm，槽环开口的宽度为0.5mm，其合理的尺寸使得电场很好的束缚在槽环周边；
[0020] 进一步地，金属薄片Ⅰ开有若干周期排布(例如两列五排结构排布)的通孔，该通孔贯通金属薄片Ⅰ、介质层、金属薄片Ⅱ，通孔周壁被金属化，使所述金属薄片Ⅰ与底层的金属薄片Ⅱ连通；
[0021] 所述传感器的横向灵敏度决定了对电解质溶液介电常数的分辨率；质量因子Q值和纵向灵敏度决定了对电解质溶液损耗的分辨率；测量范围和小型化决定了传感器的实用性。
[0022] 本发明与现有技术相比，具有如下的突出实质性特点和显著技术进步：
[0023] 本发明与现有的基于CSRR谐振器的微波微流体传感器相比，采用了T型微带线耦合CSRR，有效提高了微带线与CSRR之间的耦合强度，使得电场紧紧束缚在CSRR槽环边缘并且与槽环开口相对的两个直角之间相接的槽沟区域电场强度达到最大。基于T型微带线的设计，该传感器克服了现有传感器横向灵敏度较低且纵向灵敏度下降速度过快的缺点，具有高的横向灵敏度和Q值，保证了测量的准确度。由于该传感器的刻槽金属CSRR结构的对强场的束缚很强，因此横向灵敏度很高，同时微带线Ⅰ和微带线Ⅱ与刻槽金属CSRR结构之间耦合提高了CSRR谐振时的阻抗匹配，不仅提高了质量因子而且缓解了测量高介电常数电解质溶液损耗时质量因子的降低，从而提高了纵向灵敏度。
