Highly Sensitive Reflective-Mode Phase-Variation Permittivity Sensor Based on a Coplanar Waveguide Terminated With an Open Complementary Split Ring Resonator (OCSRR)
Su, Lijuan (Universitat Autònoma de Barcelona. Departament d'Enginyeria Electrònica)
Muñoz Enano, Jonathan (Universitat Autònoma de Barcelona. Departament d'Enginyeria Electrònica)
Vélez Rasero, Paris (Universitat Autònoma de Barcelona. Departament d'Enginyeria Electrònica)
Gil Barba, Marta (Universidad Politécnica de Madrid. Departamento de Ingeniería Audiovisual y Comunicaciones)
Casacuberta Orta, Pau (Universitat Autònoma de Barcelona. Departament d'Enginyeria Electrònica)
Martín, Ferran (Martín Antolín) (Universitat Autònoma de Barcelona. Departament d'Enginyeria Electrònica)

Fecha:	2021
Resumen:	This paper presents a one-port reflective-mode phase-variation microwave sensor consisting of a coplanar waveguide (CPW) transmission line terminated with a grounded open complementary split ring resonator (OCSRR). The sensor is useful for measuring the dielectric constant of the so-called material under test (MUT), which should be placed in contact with the OCSRR, the sensitive element. The output variable is the phase of the reflection coefficient. Design guidelines for the implementation of highly sensitive sensors are derived in the paper, and validated through simulation and experiment. As compared to other reflective mode phase-variation sensors based on open-ended sensing lines, the designed and fabricated devices exhibit a very small sensitive region by virtue of the use of an electrically small resonant element, the OCSRR. The relevant figure of merit, defined as the ratio between the maximum sensitivity and the size of the sensing area (expressed in terms of the squared wavelength), is as high as FoM = 5643°/λ 2 in one of the reported prototypes. Moreover, the paper analyzes the effects of losses. From this study, it is concluded that MUT losses do not significantly affect the output variable, provided losses are small. It is also demonstrated that the sensor is useful to estimate the loss tangent of the considered MUT samples.
Ayudas:	Ministerio de Ciencia e Innovación TEC2016-75650-R Agencia Estatal de Investigación PID2019-103904RB-I00 Agència de Gestió d'Ajuts Universitaris i de Recerca 2017/SGR-1159 Ministerio de Ciencia e Innovación IJCI-2017-31339 Agencia Estatal de Investigación IJC2019-040786-I
Derechos:	Aquest document està subjecte a una llicència d'ús Creative Commons. Es permet la reproducció total o parcial, la distribució, la comunicació pública de l'obra i la creació d'obres derivades, fins i tot amb finalitats comercials, sempre i quan es reconegui l'autoria de l'obra original.
Lengua:	Anglès
Documento:	Article ; recerca ; Versió publicada
Materia:	Coplanar waveguide (CPW) ; Dielectric characterization ; Microwave sensor ; Open complementary split ring resonator (OCSRR) ; Phase-variation sensor ; Reflective-mode sensor
Publicado en:	IEEE Access, Vol. 9 (February 2021) , p. 27928-27944, ISSN 2169-3536

DOI: 10.1109/ACCESS.2021.3058575

17 p, 2.1 MB

El registro aparece en las colecciones:
Documentos de investigación > Documentos de los grupos de investigación de la UAB > Centros y grupos de investigación (producción científica) > Ingeniería > CIMITEC-UAB
Artículos > Artículos de investigación
Artículos > Artículos publicados