[发明专利]柔性微带线、反向散射触觉感知系统及其测量方法

权利要求书

1.一种柔性微带线，其特征在于：在信号迹线与接地迹线之间增加的一条柔性聚合物，所述的信号迹线与柔性聚合物共同发生形变，形成柔性微带线；

当有压力作用时，所述的信号迹线和所述的柔性聚合物发生形变，位于上方的信号迹线与位于下方的接地迹线产生接触，形成短路点，随着作用力幅值的增加，短路点将逐渐向两端移动。

2.一种反向散射触觉感知系统，其特征在于：包括1个或2个第一天线、数量与第一天线相同的收发射频开关、传感器、带有第二天线的收发端；

所述的传感器包括如权利要求1所述的柔性微带线；

所述的传感器的至少一端依次连接一个收发射频开关、一个第一天线；

所述的第一天线用于发射反向散射信号，并接收传感器的另一端发射的反向散射信号；

所述的收发端用于接收并发射传感器的第一天线发射的反向散射信号。

3.根据权利要求2所述的反向散射触觉感知系统，其特征在于：所述的第一天线数量为2，所述的传感器的两端均依次连接一个收发射频开关、一个第一天线；所述的收发端接收传感器一端的第一天线发射的反向散射信号，并反射回另一端的第一天线。

4.根据权利要求3所述的反向散射触觉感知系统，其特征在于：根据经柔性微带线接收的反向散射信号在到达短路点反射之前，在柔性微带线上传播距离小，压力作用位置的移动产生不同的相位变化，由此实现压力-相位间的转换，实现根据相位变化判断压力幅值大小。

5.根据权利要求4所述的反向散射触觉感知系统，其特征在于：为了将传感器的反射反向散射信号与环境杂波隔离开来，将收发射频开关以不同的频率切换作为识别单元；通过将入射反向散射信号与收发射频开关的频率调制相乘；

设传感器接收激励信号s(t)，并反射s(t)m(t)，其中m(t)是一个方波，时间周期为t；展开m(t)的傅里叶级数，得到奇次谐波如下：

其中，f_s＝1/T；

忽略高次谐波，得到的反射的反向散射信号如下：

因此，反射信号将被收发射频开关频率±f_s移位，实现反射信号r(t)在频域中与激励信号s(t)隔离。

6.根据权利要求5所述的反向散射触觉感知系统，其特征在于：为避免两端反向散射信号的互调效应，当收发射频开关接通时，传感器必须反射来自传感器另一端的反向散射信号。

7.根据权利要求6所述的反向散射触觉感知系统，其特征在于：设计一个耦合的两端开关方案，在两个收发射频开关不同时“开启”的约束下，在频域中实现分离，利用方波傅里叶级数的占空比特性，在频率为f_s，占空比为25％的方波将在f_s，2f_s，3f_s，4f_s，5f_s处进行调制；在频率为2f_s，占空比为25％的方波将以2f_s，4f_s，6f_s，8f_s，10f_s进行调制；

通过控制两个收发射频开关信号的初始相位，实现抑制互调问题。

8.根据权利要求2所述的反向散射触觉感知系统，其特征在于：所述的第一天线的数量为1，通过1分2天线分配器向传感器两端加载反向散射信号；所述的收发射频开关信号的f_s，4f_s处读取来识别传感器两端的相位变化。