[发明专利]一种基于定向耦合器结构的MEMS湿度传感器

摘要

本发明提供了一种基于定向耦合器结构的MEMS湿度传感器。该湿度传感器包括定向耦合器(1)、与定向耦合器(1)中的第二耦合器信号线(1b)中的耦合端口(1c)和隔离端口(1d)分别连接的第一终端式微波功率传感器(2)和第二终端式微波功率传感器(3)、湿度敏感材料聚酰亚胺(4)；其中，定向耦合器(1)包括第一耦合器信号线(1a)和第二耦合器信号线(1b))。本发明通过吸收了水汽分子的聚酰亚胺(4)介电常数发生变化，导致定向耦合器(1)的第二耦合器信号线(1b)中的隔离端口(1d)和耦合端口(1c)输出的微波功率发生变化，从而实现湿度的测量。

主权项

1.一种基于定向耦合器结构的MEMS湿度传感器，其特征在于：该湿度传感器包括定向耦合器(1)、与定向耦合器(1)中的第二耦合器信号线(1b)中的耦合端口(1c)和隔离端口(1d)分别连接的第一终端式微波功率传感器(2)和第二终端式微波功率传感器(3)、湿度敏感材料聚酰亚胺(4)；其中，定向耦合器(1)包括第一耦合器信号线(1a)和与第一耦合器信号线相对设置且间隔一定距离的第二耦合器信号线(1b)，其中第一耦合器信号线(1a)包括第一主体以及自第一主体两端延伸的输入端口(1e)和输出端口(1f)，第二耦合器信号线(1b)包括第二主体以及自第二主体两端分别弯折延伸的耦合端口(1c)和隔离端口(1d)；第一终端式微波功率传感器(2)包括与耦合端口(1c)连接的第一传感器信号线(2a)、分别设置在第一传感器信号线(2a)两侧且与其相距一定距离的第一地线(2b)和第二地线(2c)、设置在第一地线(2b)和第一传感器信号线(2a)之间的第一负载电阻(2d)、设置在第一传感器信号线(2a)和第二地线(2c)之间的第二负载电阻(2e)、设置在与第一传感器信号线(2a)相对的位置且与其相距一定距离的第一热电堆(2f)以及布置在第一热电堆两个端口的第一输出端口(2g)和第二输出端口(2h)；第二终端式微波功率传感器(3)包括与隔离端口(1d)连接的第二传感器信号线(3a)、分别设置在第二传感器信号线(3a)两侧且与其相距一定距离的第三地线(3b)和第四地线(3c)、设置在第三地线(3b)和第二传感器信号线(3a)之间的第三负载电阻(3d)、设置在第二传感器信号线(3a)和第四地线(3c)之间的第四负载电阻(3e)、设置在与第二传感器信号线(3a)相对的位置且与其相距一定距离的第二热电堆(3f)以及分别布置在第二热电堆(3f)两个端口的第三输出端口(3g)和第四输出端口(3h)；当湿度变化时，吸收了水汽分子的湿度敏感材料聚酰亚胺(4)介电常数发生变化，从而导致定向耦合器(1)的第二耦合器信号线(1b)中的隔离端口(1d)和耦合端口(1c)输出的微波功率发生变化，与定向耦合器(1)的第二耦合器信号线(1b)的耦合端口(1c)和隔离端口(1d)连接的第一终端式微波功率传感器(2)和第二终端式微波功率传感器(3)用于测量耦合端口(1c)和隔离端口(1d)的功率变化，从而实现湿度的测量。