湿度传感器广泛应用于社会生产和日常生活的诸多领域,对湿度传感器各项性能参数包括灵敏度、精确度、湿滞和线性度等提出了更高的要求。微波检测相比传统电阻、电容类检测方案具有高分辨率、多衍生参数、低功耗等优点,有望进一步提升湿度检测特性。对微波湿度检测进行研究也将为微波材料特性检测提供重要的理论依据和参考。本文对微波检测技术理论和实现过程展开了详细论述。通过分析不同类型谐振器的设计原理和响应特性,开展了基于耦合式谐振器的微波湿度传感器的制备与测试分析工作,并解释了微波传感器的关键参数和感湿机理。论文的主要研究内容如下。（1）提出了两种基于双微带传输线模型的LC谐振器,以传输线微元集总元件模型理论为基础,通过切换双传输线终端的短路和断路两种状态,分别设计了基于反射系数谐振模和传输系数零点响应的两种谐振器,借助等效电路分析了电感耦合和电容耦合下两种谐振器的工作机理。使用高频仿真工具分析基板介电常数调节后的电感电容参数变化,揭示了微波检测技术的工作原理。研究表明,此类LC谐振器设计灵活、结构简单、尺寸较小,为基于谐振器的微波传感器设计提供了一种有效而便捷的方案。（2）提出了一种基于耦合对称分裂环谐振器（Symmetrical Split Ring Resonator,SSRR）的无源滤波器,分别利用加载带（Loaded Bar,LB）和嵌入式S形谐振器（Embedded S-shaped Resonator,ESSR）扰动SSRR工作频率区间内的谐振模,以磁耦合与电耦合下谐振频点偏移和简并模式激励为例,展示了基于微型部件电磁耦合扰动的微波传感器检测频点设计原理和方案。（3）提出了一种基于电耦合电感电容谐振器（Electric-LC Resonator,ELCR）的微波传感器,在此基础上进行了电路分析和版图仿真的协同设计,并借助三维电磁场仿真工具对涂覆聚酰亚胺（Polyimide,PI）介质的ELCR进行了湿度环境下的电场强度分析。实验结果证明,T形状分支谐振器间存在较强的横向与纵向电场,且ELCR叉指电极（Interdigital Electrode,IDE）分支间的指状电容（Interdigital Capacitor,IDC）可以提高器件的品质因子和填充因子。在ELCR的基础上采用敏感区域旋涂PI和固化的成膜工艺,制备了一款具有双检测参数的聚酰亚胺微波湿度传感器（Polyimide Microwave Humidity Sensor,PMHS）。测试结果显示,该传感器在第一和第二个频点的检测参数的灵敏度分别为83.8 kHz/%RH和0.117 dB/%RH,且线性度分别达到了0.985和0.999。本器件的双频点检测参数在全湿度范围内具有感湿灵敏度的互补特性,这对提升传感器整体灵敏度具有重要的参考意义。（4）提出了一款基于T形分支加载双分裂环谐振器（T-branch Loaded Double Split Ring Resonator,TDSRR）的传感器。在DSRR上加载T形分支增强了激励源与负载间的耦合作用,同时T形分支作为扰动和敏感部件激发了新的谐振模与传输零点,通过电流分布仿真验证了敏感区域的设计。该传感器采用嵌套式DSRR的耦合结构,通过调节分裂环谐振器（Split Ring Resonator,SRR）与扰动部件之间的耦合作用,可以灵活地设计传感器检测频点。此外,基于PI掺杂钛酸钡（BaTiO3）并利用原位聚合法制备了不同比例的复合湿敏材料。测试结果表明,常温常压条件下,利用该复合材料作为湿敏薄膜的TDSRR传感器在10-90%RH范围的最大灵敏度达到了342 kHz/%RH,最大湿滞仅为3.7%,最短反应时间和恢复时间分别低至1 s和7 s,且传感器稳定性良好。该工作为基于复合材料湿敏薄膜改性的湿度传感器性能研究提供了思路。