[发明专利]一种基于柔性基底射频发送/接收模块的形变检测仪

说明书

一种基于柔性基底射频发送/接收模块的形变检测仪，由发送单元和通过无线信道与发送单元连接的接收单元构成，发送单元包括有用于供电的电源模块和用于发送信号的发送阵列，发送阵列的输入端分别连接控制模块和调制模块，调制模块的输入端连接编码模块；接收单元包括有依次串联连接的用于接收信号的接收阵列、信号预处理电路、解调模块、数模转换模块和上位机模块，发送阵列设置有分别用于发送信号的2～16个结构相同的发送单元，接收阵列设置有与发送单元相对应的用于接收信号的2～16个结构相同的接收单元。本发明适用于在空间受限情况下形变误差精确测量。可广泛适用于航空航天，土木工程，精密仪器等在空间受限情况下的形变精确测量。

技术领域

本发明涉及一种形变检测仪。特别是涉及一种基于柔性基底射频发送/接收模块的形变检测仪。

背景技术

在航空航天和土木工程等对形变误差有严格要求的工程领域中经常面临着空间受限的情况，从而难以对相应的检测模块进行精确检测。传统对物体进行精确检测的方法是使用激光探测或使用传感器测量。但激光探测的方法成本较高，且对环境有较大要求，不利于推广使用。而传统的传感器大多通过将受力形变的力学特性转化为电学特性并进行信号放大进行判断，但这种方式受传感器材料的限制，对形变越敏感的传感器其造价越高。工程上需要一种对微小形变进行探测且造价较低的测量方式。

与此同时，随着无线通信技术的发展，在抗震救灾，航空航天，智能家居和智能穿戴等领域都出现了小型无线通信设备的身影。这些小型通信设备体积小，功能全，方便携带，极大地加快了信息传输速度。无线通信系统是基于频谱搬移的原理，将发射机中的低频信号搬移到较高的频率波段，并通过天线将包含信息的电磁波发送到空间中。同时位于接收机中的天线接收到特定频段中的信号后通过频谱搬移将较高频率波段的信号恢复为低频信号，从而实现了信息的无线传输功能。这种无线通信技术有利于信号在工作面狭小，管线密布的空间内传输。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种能够实现对微小形变的探测和传播的基于柔性基底射频发送/接收模块的形变检测仪。

本发明所采用的技术方案是：一种基于柔性基底射频发送/接收模块的形变检测仪，由发送单元和通过无线信道与所述发送单元连接的接收单元构成，所述的发送单元包括有用于供电的电源模块和用于发送信号的发送阵列，所述发送阵列的输入端分别连接控制模块和调制模块，所述调制模块的输入端连接编码模块；所述的接收单元包括有依次串联连接的用于接收信号的接收阵列、信号预处理电路、解调模块、数模转换模块和上位机模块，所述发送阵列设置有分别用于发送信号的2～16个结构相同的发送单元，所述接收阵列设置有与所述发送单元相对应的用于接收信号的2～16个结构相同的接收单元。

每个所述的发送单元包括有发射端柔性薄膜晶体管和连接在所述发射端柔性薄膜晶体管源极上的发射天线，所述发射端柔性薄膜晶体管的栅极连接所述控制模块的输出端，所述发射端柔性薄膜晶体管的漏极连接所述调制模块的输出端；每个所述的接收单元包括有接收端柔性薄膜晶体管和连接在所述接收端柔性薄膜晶体管源极上的接收天线，所述接收端柔性薄膜晶体管的栅极连接外部供电电源，所述接收端柔性薄膜晶体管的漏极连接所述信号预处理电路输入端。

每个所述的发送单元和每个所述的接收单元具体结构相同，具体包括有：由下至上设置有PET塑料基板和SU8材料层，设置在所述SU8材料层上的用于构成发射端柔性薄膜晶体管或接收端柔性薄膜晶体管的柔性薄膜晶体管，及用于构成发射天线或接收天线的倒F天线。

所述的柔性薄膜晶体管包括有并排设置在所述SU8材料层上端面中部的第一单晶硅薄膜N型掺杂区、单晶硅薄膜未掺杂区和第二单晶硅薄膜N型掺杂区，所述第一单晶硅薄膜N型掺杂区的上端面上设置有源电极，所述第二单晶硅薄膜N型掺杂区的上端面上设置有漏电极，所述单晶硅薄膜未掺杂区的上端面上通过栅氧层设置有栅电极，所述SU8材料层上还设置有接地端，其中，所述的源电极通过信号线连接所述的倒F天线，所述栅电极通过信号线连接控制端口，所述漏电极通过信号线连接信号输入或输出端口。