Diseño, implementación y análisis de sensores dieléctricos sobre tecnología microstrip, basado en resonador tipo SIR (Stepped Impedance Resonator)

Atienza Bedmar, Sergio (2019). Diseño, implementación y análisis de sensores dieléctricos sobre tecnología microstrip, basado en resonador tipo SIR (Stepped Impedance Resonator). Proyecto Fin de Carrera / Trabajo Fin de Grado, E.T.S.I. y Sistemas de Telecomunicación (UPM), Madrid.

Description

Title: Diseño, implementación y análisis de sensores dieléctricos sobre tecnología microstrip, basado en resonador tipo SIR (Stepped Impedance Resonator)
Author/s:
  • Atienza Bedmar, Sergio
Contributor/s:
  • Gil Barba, Marta
Item Type: Final Project
Degree: Grado en Ingeniería de Sistemas de Telecomunicación
Date: 24 July 2019
Subjects:
Freetext Keywords: Metamateriales; Resonadores
Faculty: E.T.S.I. y Sistemas de Telecomunicación (UPM)
Department: Ingeniería Audiovisual y Comunicaciones [hasta 2014]
Creative Commons Licenses: Recognition - No derivative works - Non commercial

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Abstract

Este proyecto se centra en el estudio, diseño y fabricación de un sensor fluídico de características dieléctricas, sobre tecnología microstrip, basado en un resonador de tipo stepped impedance resonator (SIR). El propósito general consiste en realizar un análisis de viabilidad y eficiencia de dicho dispositivo. Se llevará a cabo un pequeño estudio de la estructura del resonador con el fin de averiguar cómo afectan las dimensiones del mismo al circuito. Además, se trabajará sobre diversos substratos para investigar con cúal de ellos se consiguen los resultados más óptimos bajo la tipología señalada. Con el objetivo de corroborar los resultados de simulación, se implementará un prototipo sobre sustrato FR4-eposy. Por esta razón, gran parte del estudio se ha enfocado teniendo en cuenta este material como sustrato sobre el que diseñar el sensor. Asimismo, se pretende realizar una serie de medidas, una vez se haya fabricado el dispositivo, con el fin de analizar el funcionamiento real del mismo. Para ello nos centraremos en la capacidad del sensor de detectar y distinguir diferentes fluídos y sólidos con distintas propiedades dieléctricas, lo que es interesante para aplicaciones relacionadas con la industria agroalimentaria, la biomedicina, etc. La motivación que ha ocasionado el desarrollo de este proyecto de fin de grado está directamente relacionada con la historia de los metamateriales, ya que estos son la base de las líneas de transmisión microstrip con características zurdas. Por este motivo se ha considerado realizar una introducción extensa, que pusiera en contacto a todo aquel interesado en el proyecto. Durante la última década diversos científicos y grupos de investigación han centrado sus esfuerzos en el estudio de sensores dieléctricos caracterizados por esta tecnología. la intención de este proyecto es aportar una información relevante a la comunidad científica, relativa al empleo de un resonador SIR como elemento principal de un sensor dieléctrico, analizando su viabilidad y eficiencia, sin entrar en detalle en las propiedades metamateriales del mismo. Se puede señalar que el dispositivo final de este proyecto, basado en un SIR sobre FR4-epoxy, da unos resultados óptimos para su desempeño como un sensor de variaciones dieléctricas. Este ha sido capaz de diferenciar entre varios líquidos y sólidos caracterizados por distintas propiedades dieléctricas, dando lugar a su vez a un margen de caracterización adecuado (con ciertas limitaciones). Abstract: This final degree project focuses on the sutdy, design and manufacture of a fluidic dialectric characteristic sensor, on micrstrip Technology, based on a stepped impedance resonator. The general purpose of this project is ti carry ouy a viability and efficiency analysisi over the device. a study of the mentioned structure will be made in order to find out how can it affects to the circuit. In addition, we will work on differect substrates to investigate which one of them is able to achieve the most optimal results. in roder to corroborate the simulation, a prototype will be implemented on FR4-epoxy sustrate. For this reason, a large part of the study has focused on this material as a substracte on which to design the sensor. Also, it is intended to perform a series os measurements, once the device is manufactured, in order to analyse the performance of it. For this we will docus on the ability of teh sensor to detect and distinguish different fluids and solids with diverse dielectric properties, which is interesting for applicartions related to the agri-food insdutry, biomedical, etc. The motivation that has led to the development of this final degree project is directly related to the history of metamaterials, since these are the basis of the microstrip transmission lines with left-handed media characteristics. For this reason, an extensive introduction has been considered, in this way, a context is provided to everyone interested in the project. During the last decade, several scientist and research groups have focused their effort on the study of fielectric sensors that worked with this technology. the purpose of this final degree project is to provide relevant information to the scientifc community, regarding the use of a SIR as the main circuit of a dielectric sensor, analysing its viability and efficeicny, without going into detail about its metamaterial properties. It can be marked out that the final device of this final degree project, based on a SIR built over FR4-eposy, gives optimal results for its performance as a dielectric variations sensor. It has been able to differentiate between several liquids and solids distinguished by differente dielectric properties.

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Item ID: 56627
DC Identifier: http://oa.upm.es/56627/
OAI Identifier: oai:oa.upm.es:56627
Deposited by: Biblioteca Universitaria Campus Sur
Deposited on: 02 Oct 2019 06:32
Last Modified: 02 Oct 2019 06:32
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