基于U形谐振器的无源裂缝传感器

针对传统裂缝传感器需要电源供应才能正常工作的缺陷,本文提出了一种基于无应力组合式贴片天线的无源裂缝传感器设计。利用U形谐振器实现裂缝传感,改变传感器内部谐振单元的谐振频率。通过观测回波信号的幅度和相位提取传感器的谐振频率,进而实现对裂缝的监测。基于天线理论建立了传感器的等效电路模型并推导谐振频率,研究裂缝宽度对传感器谐振频率的影响规律。进一步在三维电磁仿真软件CST中对传感器进行了数值模拟,并且通过试验研究了裂缝拓展对谐振频率的影响。研究表明:随着裂缝的扩展,传感器的谐振频率增加,且裂缝宽度与谐振频率之间具有较好的线性关系。