本文關(guān)鍵詞：基于超介質(zhì)的微流體傳感器　出處：《重慶郵電大學(xué)》2016年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：超介質(zhì)是一種人工合成的新型材料,由于具有普通自然材料不具備的特殊電磁性質(zhì),如負(fù)等效介電常數(shù)和負(fù)等效磁導(dǎo)率,引起了廣泛的關(guān)注。對基于超介質(zhì)的各種各樣的器件的研究也是層出不窮,如濾波器、吸波器、隔離器、天線、無線充電系統(tǒng)、調(diào)制器等。基于超介質(zhì)的微流體傳感器由于其固有的結(jié)構(gòu)簡單、易于集成、檢測及時(shí)、檢測無標(biāo)記、檢測不改變?nèi)芤汗逃械幕瘜W(xué)物理性質(zhì)等優(yōu)點(diǎn)在生物工程和醫(yī)學(xué)領(lǐng)域得到了越來越多的重視。首先,本文對超介質(zhì)進(jìn)行了研究和基本理論推導(dǎo),重點(diǎn)闡述了超介質(zhì)中的等效負(fù)介電常數(shù)和等效負(fù)磁導(dǎo)率,以及由此特性引起的多個(gè)特殊的效應(yīng),并利用了S參數(shù)法提取了其等效本構(gòu)參數(shù)。其次,選擇了滿足微流體傳感器特殊要求的超介質(zhì)單元-開口諧振環(huán)來設(shè)計(jì)了初步的基于超介質(zhì)的微流體傳感器,并對其材料、尺寸等進(jìn)行了仿真優(yōu)化。根據(jù)等效電路分析和仿真分析,不斷對其結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)以優(yōu)化其性能,相繼提出了基于雙開口諧振環(huán)的微流體傳感器、基于矩形諧振環(huán)的微流體傳感器和基于對稱諧振環(huán)的微流體傳感器,并通過擬合曲線得到了傳感器的諧振頻率和峰值衰減對樣品溶液相對介電常數(shù)的變化關(guān)系。改進(jìn)后的傳感器靈敏度高(達(dá)18.99MHz/RIU2),工作頻段易于檢測(2GHz-5GHz),且能同時(shí)使用樣品溶液透射曲線的諧振頻率和峰值衰減來作為傳感指標(biāo)。最后,考慮到實(shí)用性,設(shè)計(jì)了通過微帶線激勵(lì)的三種基于互補(bǔ)諧振環(huán)的微流體傳感器并得到了其各自諧振頻率和峰值衰減與溶液相對介電常數(shù)之間的關(guān)系。選擇了綜合性能最好的基于互補(bǔ)對稱諧振環(huán)的微流體傳感器來進(jìn)行了實(shí)物制作并利用了安捷倫適量網(wǎng)絡(luò)分析儀進(jìn)行了4組實(shí)物獨(dú)立測試,比較了測試結(jié)果和仿真結(jié)果,并分析了誤差原因。綜上,本文設(shè)計(jì)的基于超介質(zhì)的微流體傳感器具有良好的性能,對基于超介質(zhì)的微流體傳感器的研究具有一定的指導(dǎo)和借鑒意義。
【學(xué)位授予單位】：重慶郵電大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TP212

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 雷建華;;極板厚度對電容邊緣效應(yīng)影響的理論和仿真分析[J];電腦與電信;2013年08期

2 雷建華;;極板間距對平行板電容邊緣效應(yīng)的影響研究[J];電腦與電信;2013年07期

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本文編號：1317317