Reflective-mode phase-variation sensors based on a movable step impedance resonator (SIR) and application to micrometer-scale motion sensing
Karami-Horestani, Amirhossein (Universitat Autònoma de Barcelona. Departament d'Enginyeria Electrònica)
Paredes, Ferran (Universitat Autònoma de Barcelona. Departament d'Enginyeria Electrònica)
Casacuberta Orta, Pau (Universitat Autònoma de Barcelona. Departament d'Enginyeria Electrònica)
Ebrahimi, Amir (Royal Melbourne Institute of Technology. School of Engineering)
Vélez Rasero, Paris (Universitat Autònoma de Barcelona. Departament d'Enginyeria Electrònica)
Saura, Karl Adolphs (Universitat Autònoma de Barcelona. Departament d'Enginyeria Electrònica)
Ghorbani, Kamran (Royal Melbourne Institute of Technology. Communication Technologies Research Center)
Martín, Ferran (Universitat Autònoma de Barcelona. Departament d'Enginyeria Electrònica)

Data:	2025
Descripció:	14 p.
Resum:	This article proposes a novel reflective-mode phase-variation sensor based on a movable step impedance resonator (SIR) implemented in coplanar waveguide (CPW) technology. The sensing principle is the variation of the phase of the reflection coefficient at a specific (operating) frequency generated by SIR motion. The sensor is modeled by a transmission line terminated with a series resonator connected to ground, and the reactive element subjected to motion-related variations is the SIR capacitance. The movable SIR, etched on an independent substrate, can be displaced either vertically or transversally, i. e. , orthogonal to the symmetry plane of the CPW. In the first case, the device can be used as a highly sensitive proximity sensor with 10- μ m resolution. In the second case, the device can operate either as a linear or angular displacement and velocity sensor, provided that a linear or a circular chain of SIRs is etched in a movable substrate. The measurement of the (medium/long) range linear or angular displacement and velocity is based on pulse counting of the phase-modulated signal generated in the reflection coefficient by the motion of the SIR chain (transversely to the axis of the CPW). The presented prototypes, a micrometer-scale proximity sensor and a linear displacement/velocity sensor, validate the approach and point out the versatility of the proposed structure for motion sensing.
Ajuts:	Agencia Estatal de Investigación RYC2022-035819-I Agencia Estatal de Investigación PID2022-139181OB-I00 Agencia Estatal de Investigación PRE2020-093239 Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades FPU20/05700 Agència de Gestió d'Ajuts Universitaris i de Recerca 2021/SGR-00192
Drets:	Aquest material està protegit per drets d'autor i/o drets afins. Podeu utilitzar aquest material en funció del que permet la legislació de drets d'autor i drets afins d'aplicació al vostre cas. Per a d'altres usos heu d'obtenir permís del(s) titular(s) de drets.
Llengua:	Anglès
Document:	Article ; recerca ; Versió acceptada per publicar
Matèria:	Coplanar waveguide ; Displacement sensor ; Microwave sensor ; Phase-variation sensor ; Proximity sensor ; Step impedance resonator (SIR) ; Sensors ; Substrates ; Capacitance ; Phase measurement ; Reflection coefficient ; Microwave measurement
Publicat a:	IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques, Vol. 73, issue 1 (January 2025) , p. 592-605, ISSN 0018-9480

DOI: 10.1109/TMTT.2024.3423407

Disponible a partir de: 2027-01-30 Postprint

El registre apareix a les col·leccions:
Documents de recerca > Documents dels grups de recerca de la UAB > Centres i grups de recerca (producció científica) > Enginyeries > CIMITEC-UAB
Articles > Articles de recerca
Articles > Articles publicats