基于同轴光子带隙晶体的应变传感器

【摘要】基于微波网络理论,提出了一种基于变绝缘层的同轴光子带隙晶体应变传感器的设计方法。给出了同轴光子带隙晶体传感器的结构形式,推导了传感器带隙极值频率与晶体电长度之间的关系。根据给定监测频点设计了传感器的几何尺寸及材料参数,计算了传感器的S参数,计算结果与仿真结果相吻合。分析了提高该传感器灵敏度和品质因数的方法,并搭建了实验测试平台。实验结果表明:当应变量由0με提高至10000με时,极值频率由2.450GHz移至2.432GHz,频移量为18MHz,灵敏度为1.8kHz/με。得到的实验结果与仿真结果相吻合,验证了本文所提出的基于变绝缘层的同轴光子带隙晶体应变传感器设计方法的可行性和有效性。该传感器可满足不同灵敏度需求下对应变的实时监测。
【作者】史鹏飞；高仁璟；刘书田；
【机构】大连理工大学运载工程与力学学部工业装备结构分析国家重点实验室；
【关键词】同轴光子带隙晶体；应变传感器；变绝缘层；特性阻抗；

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