[发明专利]一种用于微波传感的散射矩阵参数检测系统

说明书

本发明涉及一种用于微波传感的散射矩阵参数检测系统，包括直流扫参模块(1)，微波电路模块(2)，处理显示模块(3)，微波传感器模块(4)，各个模块相互组合能够实现电压控制频率扫参，对比入射信号与反射信号或直通信号的值从而得到微波散射矩阵参数中反射系数和传输系数的变化趋势，反射系数和传输系数的变化趋势经过校准后能够得到实时检测的微波散射矩阵参数，本发明最终实现了将微波传感器反馈的散射矩阵参数曲线以及谐振点频率的值实时地显示在屏幕上的功能。本发明提供了一种能够在外部复杂环境下测试微波器件散射矩阵参数的系统，具体技术方式是通过单片机编程与射频电路模块搭配来实现微波传感器的散射矩阵参数测试。

技术领域

本发明属于微波传感测试系统领域，具体涉及到用于测试微波传感器散射系数的系统。

背景技术

随着微波传感技术的飞速发展，微波传感器拥有精度高、实时性好且种类丰富的优良特性，已经被广泛应用于多种检测场景中，而如何实时检测微波传感器所得到的数据成为了一种需求。传统的矢量网络分析仪虽然有着非常高的测试精度与带宽，但由于体积庞大，对环境依赖较大，并且价钱十分昂贵，不能够适用于实验室以外的大多数场景的测试。为了提升微波传感测试系统的测量精度，且在此基础上减小测试系统的体积，目前已经有不同类型的微波传感测试系统被提出。西北工业大学公开了一种基于反射计传感器的微波近距测量方法(西北工业大学，微波测量，中国发明专利，申请号201510864487，申请日2015.11.30)，该发明利用终端开口矩形波导作为反射计传感器，终端开口矩形波导产生驻波，通过测量同一位置的电压大小来计算出对应的叶尖间距。只是该系统利用矩形波导，仍然存在成本高，体积大等缺点。杭州电子科技大学在审的一种基于微波传感器的新型高精度介电常数测试系统(杭州电子科技大学，介电常数测试系统，中国发明专利，申请号201910766954，申请日2019.08.20)，该发明利用微波差分传感器，读取在其中一个微波传感器上加载介质情况下产生的谐振频率差值来计算加载介质介电常数。只是该系统只能用于特定端口的微波传感器，存在测量局限性大的缺点。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术存在的不足，提供一种体积小、成本低廉、适应能力强的用于微波传感的散射矩阵参数测试系统，其作用是与单、双两种端口类型的微波传感器相适应，快捷方便地测试材料的参数。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案是：一种用于微波传感的散射矩阵参数检测系统，包括直流扫参模块，微波电路模块，处理显示模块，微波传感器模块；直流扫参模块输出端与微波电路模块相连，微波电路模块与微波传感器模块相连，处理显示模块同时与直流扫参模块以及微波电路模块相连。

进一步地，所述的直流扫参模块由参考信号发生器、压控振荡器以及锁相环组成；参考信号发生器输出端与压控振荡器的输入端相连，压控振荡器产生的微波信号通过锁相环进行频率锁定后，再通过微带线与微波电路模块相接。

进一步地，所述的处理显示模块由第一数据处理单元、第二数据处理单元和显示模块组成；第一数据处理单元将采样得到的电压电流参数简单计算后输入到第二数据处理单元，第二数据处理单元计算得到散射系数值输入到显示模块中，显示模块中含有单片机，通过编程控制第一数据处理单元将采样得到的电压电流参数输入到第二数据处理单元的数据传输，并通过数据线与直流扫参模块进行时序同步。

进一步地，所述的微波传感器模块为单端口散射矩阵参数传感或双端口散射矩阵参数传感。