Substrate Integrated Waveguide (SIW)-Based Wireless Temperature Sensor for Harsh Environments.
Substrate Integrated Waveguide (SIW)-Based Wireless Temperature Sensor for Harsh Environments.
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适用于恶劣环境的基于基板集成波导 (SIW) 的无线温度传感器
DOI：
10.3390/s18051406
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发表时间：
2018-05-03
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
Xiong J
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Tan Q;Guo Y;Zhang L;Lu F;Dong H;Xiong J
提出了一种基于基片集成圆波导（SICW）的新型无线温度传感器结构，用于恶劣环境下的温度测试。传感器衬底材料为99%氧化铝陶瓷，SICW结构由上下金属板和一系列金属圆柱形侧壁通孔组成。集成在SICW谐振器表面的矩形孔径天线用于传感器和外部天线之间的电磁波传输。温度传感器的谐振频率随着温度的升高而降低，因为氧化铝陶瓷的相对介电常数随着温度的升高而增加。本文提出的温度传感器在30-1200 °C范围内进行了四次测试，并在测试过程中使用宽带共面波导（CPW）馈电天线作为询问天线。当温度从30 ° C变化到1200 °C时，谐振频率从2.371 GHz变化到2.141 GHz，导致灵敏度为0.197 MHz/°C。在30 ~ 1000 ℃温度范围内，传感器的品质因数从3444.6变化到35.028。
This paper presents a new wireless sensor structure based on a substrate integrated circular waveguide (SICW) for the temperature test in harsh environments. The sensor substrate material is 99% alumina ceramic, and the SICW structure is composed of upper and lower metal plates and a series of metal cylindrical sidewall vias. A rectangular aperture antenna integrated on the surface of the SICW resonator is used for electromagnetic wave transmission between the sensor and the external antenna. The resonant frequency of the temperature sensor decreases when the temperature increases, because the relative permittivity of the alumina ceramic increases with temperature. The temperature sensor presented in this paper was tested four times at a range of 30–1200 °C, and a broad band coplanar waveguide (CPW)-fed antenna was used as an interrogation antenna during the test process. The resonant frequency changed from 2.371 to 2.141 GHz as the temperature varied from 30 to 1200 °C, leading to a sensitivity of 0.197 MHz/°C. The quality factor of the sensor changed from 3444.6 to 35.028 when the temperature varied from 30 to 1000 °C.
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