Por favor, use este identificador para citar o enlazar este ítem:
http://inaoe.repositorioinstitucional.mx/jspui/handle/1009/2166| Sensor para la Determinación de la Permitividad Compleja usando Resonadores Acoplados Eléctricamente. | |
| Lyda Vanessa Herrera Sepulveda | |
| JOSE LUIS OLVERA CERVANTES ALONSO CORONA CHAVEZ | |
| Acceso Abierto | |
| Atribución-NoComercial-SinDerivadas | |
| Resonadores Acoplados Eléctricamente Sensor en Microcinta Constante Dieléctrica Tangente de Pérdidas Permitividad | |
| The complex permittivity (ε* = ε₀(ε′r − jε″r )) is one of the most important values for materials characterization, such as dielectrics, semiconductors, magnetics, and even meta-materials. This thesis presents a novel microstrip sensor for determining the complex permittivity of planar samples using a pair of electrically coupled resonators (ECR). Additionally, it describes two new sensing methodologies for characterizing the real and imaginary part of the permittivity in such samples. It presents the design, simulation, fabrication, and characterization of the microstrip ECR sensor for measurements of the dielectric constant (ε′r) and loss tangent (tan δ = ε′′r /ε′r ) of different samples. In the first part of the work, it describes the design of the ECR sensor using the general theory of the electrical coupled resonators. Following, it explains the results of different simulations of the ECR sensor, which served to define the operating region of the sensor and as comparison to the experimental results. Regarding the fabrication process, it uses a standard photolithography technique to create the microstrip sensor on a commercial substrate RT/Duroit 5880. It proposes two methodologies ro characterize the planar samples on the ECR sensor, one to determine the ε′′r values, and another to determine the tan δ values. The first methodology relates ε′′r to the electric coupling coefficient by a second-degree polynomial function; and the second, relates tan δ to the quality factor by a linear function. Finally, by thorough comparisons of both the ε′′r and the tan δ obtained values in this work and the found values in the literature, it estimates the accuracy of the measurements as well as the sensitivity and the resolution of the sensor. La permitividad compleja, (ε* = ε₀(ε′r − jε″r )), es uno de los valores más importantes en la caracterización de materiales tales como dieléctricos, semiconductores y metamateriales. En esta tesis se presenta un nuevo sensor de microcinta para la determinación de la permitividad compleja de muestras planas usando un par de resonadores acoplados eléctricamente (ECR, por sus siglas en inglés), adicionalmente, se describen dos nuevas metodologías de sensado para la caracterización de la parte real y de la parte imaginaria de la permitividad de muestras planas. Se presenta el diseño, la simulación, la fabricación y la caracterización de un sensor en microcinta para determinar la constante dieléctrica (ε′r) y la tangente de pérdidas (tan δ = ε′′r /ε′r) de una muestra plana bajo prueba. En la primera parte del trabajo, se describe el diseño del sensor usando la teoría general de los resonadores acoplados eléctricamente. A continuación, se explican los resultados de las diferentes simulaciones del sensor, en el cual se define la región de operación o posicionamiento de las muestras sobre el sensor. Respecto al proceso de fabricación, se usa una técnica de fotolitografía estándar para grabar las líneas de microcintas sobre el sustrato comercial RT/Duroit 5880. Se proponen dos metodologías para la caracterización de las muestras planas sobre el sensor, una para determinar los valores de ε′r y la otra para los valores de tan δ. La primera metodología relaciona ε′r con el coeficiente de acoplamiento eléctrico mediante una función polinomial de segundo grado y la segunda metodología relaciona tan δ con el factor de calidad usando una función lineal. Finalmente, se comparan los valores de ε′r y tan δ obtenidos en esta tesis con los trabajos reportados en la literatura. Adicionalmente, se estima la exactitud de las mediciones, así como la sensibilidad y resolución del sensor. | |
| Instituto Nacional de Astrofísica, Óptica y Electrónica | |
| 2021-01 | |
| Tesis de doctorado | |
| Español | |
| Estudiantes Investigadores Público en general | |
| Herrera Sepúlveda, Lyda Vanessa., (2021), Sensor para la Determinación de la Permitividad Compleja usando Resonadores Acoplados Eléctricamente, Tesis de Doctorado, Instituto Nacional de Astrofísica, Óptica y Electrónica. | |
| ELECTRÓNICA | |
| Versión aceptada | |
| acceptedVersion - Versión aceptada | |
| Aparece en las colecciones: | Doctorado en Electrónica |
Cargar archivos:
| Fichero | Tamaño | Formato | |
|---|---|---|---|
| Lyda Vanessa Herrera Sepúlveda_Tesis_Doctorado.pdf | 10.73 MB | Adobe PDF | Visualizar/Abrir |