研究目的
开发一种基于互补开口谐振环（CSRR）的新型传感器，通过同步测定介电常数和磁导率的实部与虚部，实现对磁介电材料的完整表征。
研究成果
基于互补开口谐振环的传感器通过将电场和磁场分别定位于不同区域，成功实现了磁介电材料的完整表征。实验结果与参考数据高度吻合，介电常数最大误差为1.56%，磁导率最大误差为1.81%。该传感器具有制备工艺简单、成本效益高的优势，适用于多种材料表征应用场景。
研究不足
传感器要求精确放置和切割样品以适配传感区域。由于非零磁场强度的存在，介电常数传感区域存在交叉敏感性，这可能影响高磁损耗材料的测量精度。样品厚度固定为2毫米以最小化饱和效应，但这对所有材料而言可能并非最优选择。该方法仅适用于微波频段，且可能不适用于所有材料类型。
1：实验设计与方法选择：
该方法涉及利用电磁仿真设计基于CSRR的传感器，以将电场和磁场分别定位于不同区域。采用微扰理论和等效RLC电路模型，将谐振频率和品质因数的变化与材料特性相关联。使用曲线拟合技术推导数值模型，用于提取介电常数和磁导率。
2：样品选择与数据来源：
样品包括介电材料（Rogers RO6006、FR4）和磁介电复合材料（含30%和45%重量百分比羰基铁的橡胶）。样品切割成适合传感器上特定传感区域的尺寸。
3：FR4）和磁介电复合材料（含30%和45%重量百分比羰基铁的橡胶）。样品切割成适合传感器上特定传感区域的尺寸。 实验设备与材料清单：
3. 实验设备与材料清单：设备包括用于S参数测量的矢量网络分析仪、用于仿真的CST Microwave Studio以及用于激励的SMA连接器。材料包括Rogers RO4003C层压基板、微带线和制造的CSRR传感器。
4：实验步骤与操作流程：
传感器采用PCB技术制造。将样品放置在指定传感区域以测量介电常数和磁导率。从S21参数测量谐振频率和品质因数。表征算法包括依次将样品放置在不同区域，并应用推导的方程计算材料特性。
5：数据分析方法：
数据分析涉及从S21测量中提取谐振频率和品质因数。使用曲线拟合工具（如MATLAB中的曲线拟合工具箱）拟合仿真数据并推导提取介电常数和磁导率的方程。与参考数据进行比较以验证结果。
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获取完整内容-
Rogers RO4003C Laminate
RO4003C
Rogers Corporation
Used as the dielectric substrate for the microstrip line and CSRR.
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CST Microwave Studio
Computer Simulation Technology AG
Used for electromagnetic simulations of the sensor design.
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Vector Network Analyzer
Used to measure S-parameters (specifically S21) of the sensor.
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SMA Connector
Used to excite the microstrip line in the sensor.
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Curve Fitting Toolbox
Mathworks
Used for curve fitting to derive equations for material property extraction.
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