一种用于测量液体介电常数的紧凑型双频微波传感系统，具备温度补偿功能
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时间：2026年03月11日
来源：IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques 4.5
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提出一种双频微波传感系统，通过微带谐振器和RF整流器实现温度误差补偿，无需矢量网络分析仪，利用神经网络映射电压信号至介电常数，实验显示误差低于7%，系统紧凑低成本。
摘要：
环境温度干扰仍然是微波测量液体介电常数时的主要挑战。本文介绍了一种双频微波传感系统，该系统能够有效补偿由温度引起的误差。该系统包括一个微波信号源、一个双模微带谐振器和一个双频射频（RF）整流器。采用改进的分环谐振器（MSRR）作为无源传感元件，并通过紧凑的有源电路进行读取，从而无需使用矢量网络分析仪作为核心仪器。在整个信号链中选择了两个工作频率（1.325 GHz和2.893 GHz）。利用这两种谐振模式对介电常数和温度的互补敏感性，所提出的电压域读取方法能够在不额外进行温度测量的情况下提取被测液体的介电常数并抑制温度引起的误差。训练了一个具有两隐藏层的前馈神经网络，将电压对直接映射到介电常数查找表（LUT）中。为了量化电压域的响应能力，定义了一个双频灵敏度指标，其结果为：
