1. 研究目的与意义
目的：在湿度测量方法中，微扰法以其非破坏性和相对快速的特点，逐渐站稳脚步。微扰法利用谐振腔作为蒸汽湿度测量系统的传感器，根据谐振频率的偏移来实现蒸汽湿度的在线连续测量。微波谐振器有多种形式，其中微带谐振腔和介质谐振腔在求解场分布时只能采用近似方法，但考虑到尺寸、重量和成本等方面，两者在以后的湿度测量技术中会有一定的发展空间，所以本课题选择微带环形谐振器作为测湿的新方法。
意义：微带环形谐振器是由传输线弯折构成的封闭环，在应用中具有较高的频率
稳定性和较低的损耗衰减，在结构上还具有尺寸小、易集成，加工方便、成本低的特点。在传统的测量方法中，用于湿度的测量方法主要是热力学法和光学法。热力学法需要主汽流中抽取部分试样，然后引向测量段进行测量，故其测量精度不但取决于测量环节，还受试样抽取环节的影响。光学法在测量蒸汽湿度的同时，还能测量水滴直径，但设备造价较高，对使用环境要求较高。而微波湿度测量技术作为湿度测量的新方法，虽然不能像光学法那样得到水滴直径分布的数据，但在结构等方面有着不可超越的优势，势必会有好的发展前景。
2. 国内外研究现状分析
在国外，该领域研究较早，研究领域较广，采用的方法很多。cohnu在集总元件低通滤波器原型机的基础上第一个提出了方便实用的直接藕合空腔滤波器理论;matthaei在他的专著中对微波滤波器的经典设计方法做了比较全面、系统地介绍;lev建立了集总和分布原型的元件公式间的联系，给出了推导原型元件的简单而准确的公式;rhodes建立起了线性相位滤波器理论;cohn第一次把计算机优化技术用于微波滤波器的设计;orchard提出了用于微波滤波器综合的迭代分析法;cameron和atia提出了用矩阵的方法来综合滤波器的方法。1999年g. maino采用电容效应的原理对环形结构进行分析2002年lung hwahsieh采用电路等效方法对环形谐振器在闭环和开环进行分析，2003年joey. r. bray对圆形环谐振器间隙藕合进行了系统的分析
在国内，该领域研究较晚，大部分都集中在基础性应用研究。七十年代初期，我国的老一辈微波专家甘本拔、吴万春等，在国外研究成果的基础上，对微波滤波器的设计理论和方法进行了补充和完善，为我国微波滤波器的研究奠定了良好的基础。近年来，微波滤波器的研究工作又有了新的突破，相继提出了滤波器的综合方法，并将这些方法应用于滤波器的工程设计，取得了良好的效果。特别是谐振器理论、藕合理论及微波网络理论的发展、设计方法口益完善。1991年盛振华介绍了在微带环形谐振器的开路缝隙内装接变容管来实现特性调节，并且可以缩短环形谐振器长度的研究方法。1992年杨峥嵘介绍了开环间隙电容的特性以及研究方法。1993年韩雪莲介绍了小型混合集成变容管调谐的微带环形电调有源窄带滤波器的设计方法，并且对环形结构与藕合端接线进行了分析。1995年苏志勇介绍了方形开环谐振器的特性以及分析方法。2002年禹旭敏介绍了方形开环结构采用微带类椭圆函数来设计滤波器的原理及思路。2005年陈炜介绍了滤波器采用数个方形环谐振器平行藕合，输入输出馈线与环形谐振器之间采用直接藕合的设计以及思路。
目前，微波滤波器特性优化以及小型化已成为一个热门的研究领域，在提高性能的基础上小型化是滤波器研究的主要内容。近来发展非常快的一种结构是所谓的双模贴片或环行滤波器，可以变化出很多形式，使得设计上具有很大的灵活性和创新。环形结构谐振器具有小体积、高q值等优点。这类结构形式的微带滤波器，由于藕合方式灵活，还可以较好的应用于集成电路中，工程实用性较强。环形结构谐振器的优点在实际的应用中不断得到肯定，目前将等效电路法与高频em仿真软件相结合，能高效的设计出环形谐振单元，并灵活的应用到不同类型的微波滤波器结构中，是这种形式的应用热点。
3. 研究的基本内容与计划
研究内容：本文主要介绍相关电磁场理论、湿度测量的相关方法、软件的使用方法重点介绍微波法的工作原理，在此基础上，设计一款应用于植物水分测量的谐振腔，当湿度改变时，会引起谐振频率的偏移，分析频率偏移和湿度之间的关系，得出相应结论。
研究计划： 一、二月下旬三月中旬，查找相关资料了解湿度测量的方法以及应用微波法的背景和意义，以及了解国内外同类技术应用研究的的发展现状。 二、三月中旬四月初，学习微波谐振腔的相关理论，掌握设计方法，学习微波CAD软件的使用。 三、四月初四月下旬，完成仿真分析，并达到预期要求的设计指标。 四、五月，完成论文撰写准备答辩。
4. 研究创新点
本文设计的微带环形谐振器，和以前用于湿度测量的谐振腔相比，具有更高的频率稳定性，在同样尺寸的介质基板上，可以将谐振频率设置的更小，从而提高测量精度，而且具有结构简单、体积小、重量轻、价格低、易于制作等优点。
