[发明专利]一种基于CMRC结构的便携式材料介电常数测量系统

权利要求书

1.一种基于CMRC结构的便携式材料介电常数测量系统，其特征在于由连接CMRC谐振腔的负阻式压控振荡器VCO构成的锁相环电路PLL组成；

CMRC谐振腔作为锁相环电路PLL中压控振荡器VCO的负载网络；

所述的CMRC谐振器为电子带隙结构，通过在一段传统微带线上刻蚀成相应的对称金属层图案，刻蚀之后的裸露介质的槽可以等效为分布电容，刻蚀后剩余金属间隙可以等效为分布电感，且没有缺陷地。

2.如权利要求1所述的一种基于CMRC结构的便携式材料介电常数测量系统，其特征在于压控振荡器VCO为负阻式结构。

3.如权利要求1或2所述的一种基于CMRC结构的便携式材料介电常数测量系统，其特征在于所述的CMRC谐振腔由介质基板(1)以及依次连接的第一至第三微带线组成，介质基板下表面铺设金属层作为第一至第三微带线共同的地；第一微带线(3)、第三微带线(5)均为50欧，第二微带线(6)上层开有四个中心对称的槽，该槽裸露介质基板；第二微带线(6)四个槽间留有金属间隙；第一微带线连接VCO，第三微带线开路；

第二微带线(6)在中间位置的两侧边各连接有一个变容管Cv(4)，用于调节该CMRC谐振器的等效电容，进而调节其谐振频率；

所述的连接CMRC谐振腔的压控振荡器VCO包括CMRC谐振腔、第四至七微带线、隔直电容C4-C5、反馈电容C6、电感L1、电阻R3、场效应管；CMRC谐振腔的第一微带线接第四微带线的一端，第四微带线的另一端与隔直电容C4的一端连接，隔直电容C4的另一端与第五微带线的一端连接，第五微带线的另一端与场效应管的栅极连接，场效应管的漏极与第六微带线的一端连接，第六微带线的另一端与隔直电容C5的一端连接，隔直电容C5的另一端与第七微带线的一端连接，第七微带线的另一端与电阻R3的一端连接后作为VCO的输出端，电阻R3的另一端接地；场效应管的源极与反馈电容C6的一端、电感L1的一端连接，电感L1的一端接地；

PLL电路包括连接CMRC谐振腔的负阻式VCO、ADF4157芯片、环路滤波器，其中低通滤波器包括电容C1-C3、电阻R1-R2；连接CMRC谐振腔的负阻式VCO电路的输出端与ADF4157芯片的信号输入引脚连接，ADF4157芯片的信号输出引脚与电容C1的一端、电阻R1的一端、电阻R2的一端连接，电阻R2的另一端与电容C3的一端连接后作为PLL电路的输出端，电阻R1的另一端与电容C2的一端连接，电容C1的另一端、电容C2的另一端、电容C3的另一端接地；其中PLL电路的输出端接用于测试的电压表；ADF4157芯片的另一个信号输入引脚接参考晶振，用于后续VCO产生的输出信号和参考晶振的输出信号进行频率比较。

4.如权利要求1或2所述的一种基于CMRC结构的便携式材料介电常数测量系统的实现方法，其特征在于在CMRC谐振腔上表面放置待测介质，VCO的振荡频率发生变化，PLL电路通过输出反馈电压将VCO固定在固定频率，从而将原始介电常数的变化对应于控制电压值的改变；通过测量PLL输出的控制电压获取待测介质的介电常数。