[发明专利]一种基于LTCC天线的等离子体密度测量传感器

权利要求书

1.一种基于LTCC天线的等离子体密度测量传感器，其特征在于：包括由上中下三层LTCC介质板结构组成的天线装置，所述中间层LTCC介质板的表面分别镶嵌有金属铜贴片、接地板及金属通孔；所述天线装置放置于球形的等离子体内部，当等离子体密度发生变化时，所述天线装置的谐振频率发生变化，根据天线谐振频率随等离子体密度的变化关系，实现等离子体密度测量传感器；

所述中间层LTCC介质板分为三层结构，包括中间层LTCC介质板的上、下表面及安装于二者之间用于连接的圆柱体金属铜通孔；

所述上表面具有馈电结构及上表面金属铜辐射贴片，所述上表面金属铜辐射贴片由四块倒“Z”字形金属铜辐射贴片以及一块倒“L”字形金属铜辐射贴片组成，四块倒“Z”字形金属铜辐射贴片的相同位置上开了一个相同大小的长方体槽，所述下表面由下表面金属铜辐射贴片及金属铜接地板构成，所述下表面金属铜辐射贴片由四块倒“L”字形金属铜辐射贴片构成，四块倒“L”字形金属铜辐射贴片的相同位置上开了一个相同大小的长方体槽，所述中间层LTCC介质板的中间开有8个圆柱形通孔并填入圆柱形铜，用来连接介质板上下表面的金属铜辐射贴片。

2.根据权利要求1所述的基于LTCC天线的等离子体密度测量传感器，其特征在于：为了使阻抗匹配更好，各倒“L”字形金属铜辐射贴片的短边均比其它金属铜辐射贴片宽。

3.根据权利要求1所述的基于LTCC天线的等离子体密度测量传感器，其特征在于：所述中间层LTCC介质板是整个天线装置的核心部分，上下两层的LTCC介质起到保护内部天线的功能，同时又能使天线外层的等效介电常数变大，从而得到更窄的带宽，得到更窄的带宽有利于扩大传感器的测量量程。

4.根据权利要求1所述的基于LTCC天线的等离子体密度测量传感器，其特征在于：所述LTCC天线的馈电方式为微带线馈电，且馈电端口位于中间层LTCC介质板上上表面，且馈电端口距离短边距离为0 .2mm，直接通过内部直接馈电，和集成电路结合，作为集成电路中一部分。

5.根据权利要求1所述的基于LTCC天线的等离子体密度测量传感器，其特征在于：所述天线装置的三层结构的LTCC材料的长、宽、高分别为4mm、2mm、0 .6mm，金属铜辐射贴片的厚度都为0 .035mm；中间层LTCC介质板上表面的微带馈电端口的宽度为0 .2mm，宽度为0.3mm，和馈电端口相连的倒“L”形金属铜辐射贴片的短边的宽为0 .8mm，长为0 .45mm，长边的宽为0 .2mm，长为0 .8mm；中间层LTCC介质板上表面的其余四个等尺寸的倒“Z”字形的金属铜辐射贴片的上短边的宽度为0 .2mm，长度为0 .4mm，下短边的宽度为0 .2mm，长度为0.45mm，长边的 宽度为0 .2mm，长度为1 .2mm；中间层LTCC介质板上表面的金属铜贴片的槽都是长方体，且宽 为0 .1mm，长为0 .4mm；中间层LTCC介质板下表面的金属铜接地板的宽为2mm，长为0 .3mm，其 余等尺寸的四个倒“L”字形的金属铜辐射贴片的短边宽为0 .2mm ，长为0 .45mm ，长边宽为 0 .2mm ，长为1 .2mm ；中间 层LTCC介质板下表面的金属铜贴片的槽也是长方体，且宽为0 .11mm，长为0 .6mm；中间层LTCC介质板开孔的8个圆柱形的高为0 .6mm，半径为0 .1mm。

6.根据权利要求1所述的基于LTCC天线的等离子体密度测量传感器，其特征在于：所述天线装置的三层结构的介质板均采用相对介电常数为14的LTCC介质板。

7.根据权利要求1所述的基于LTCC天线的等离子体密度测量传感器，其特征在于：所述等离子体呈球体，所述球体半径为10mm，等离子体产生于同样大小的球体，球体的厚度为0.1mm有机塑料内，天线装置放置于所述球体的中部，球体内的等离子体密度发生变化，基于LTCC天线的谐振频率发生变化，由此测量出等离子体的密度。