测量极微小体积的液体的介电性能在生物和化学领域有广泛的应用价值,包括细胞介电性能研究、医学诊断测试、微芯片生物样本实验等。然而,介质参数测量的敏感度随着样本物理体积的减小而降低,极微小体积的液体产生的微弱信号总是被淹没在较强的传输背景信号中,严重限制了测量灵敏度。为提升测量极微小体积的液体的介电性能的灵敏度,本文基于片上相消原理消除寄生信号,利用共面传输线,完成了 3个频点6种形式的结构设计与优化。主要测量原理是采用了完全相同的两个威尔金森功分器,两条支路分别为参考支路和待测支路,利用半波长路径差达到参考支路和待测之路的反相。将中心频率为4.8GHz的共面波导相消型设计与相同结构的常规共面波导比较,模拟仿真结果表明,当导电率从0.0002S/m变化到4S/m时,本文设计的方法S21的最大变化量为37.5dB,而相同结构的共面波导S21的最大变化量为0.63dB;当相对介电常数从1变化到78.5时,本文设计的方法S21的最大变化量为34.8dB,而相同结构的共面波导S21的最大变化量为0.1dB。最后本文加工制作了一款能精确测量未知微量流体的介电常数的高灵敏度射频传感器,实际测试抵消点频率处最优插入损耗约-95dB。基于共面传输线,利用相消法,消除了寄生效应,使得装置能够从体积极小的液体中探测到微弱的信号,实际测试时相同体积的去离子水作为填充液体样本,本文所提出的相消型射频测量装置输出S21参数幅度变化量比相同结构的共面波导至少高出20dB。此外,本文深入分析了传输系数S21和待测液体的介电常数之间的计算关系,能够通过测量得到的传输参数定量地确定待测液体的介电常数,并且仿真验证了该计算关系的合理性。在实验中,介电性能的测试在4.8GHz下进行,测量结果和仿真结果吻合,表明本文所设计并制作的测量装置的有效性,也说明该方法可以用于生物样本和极珍贵液体的无线频谱分析中。