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Type: TESE DIGITAL
Degree Level: Doutorado
Title: Contribuições à espectroscopia dielétrica em micro-ondas utilizando estruturas metamateriais e rádio definido por software
Title Alternative: Contributions to microwave dielectric spectroscopy using metamaterial structures and software-defined radio
Author: Chuma, Euclides Lourenço, 1977-
Advisor: Iano, Yuzo, 1950-
Abstract: Resumo: A espectroscopia dielétrica em micro-ondas é a medida da permissividade complexa em função da frequência para determinar várias propriedades físicas e químicas de materiais na faixa do espectro eletromagnético de micro-ondas. Para a realização da espectroscopia dielétrica em micro-ondas é necessário um dispositivo ou sensor e uma instrumentação de que realize a excitação e medida das propriedades associadas à reflexão e transmissão de sinais elétricos em frequências de micro-ondas, sendo que geralmente é utilizado um analisador de redes. Neste trabalho são apresentadas contribuições para a espectroscopia dielétrica em micro-ondas, sendo uma das contribuições a utilização das plataformas conhecidas como rádio definido por software em substituição ao analisador de redes, com as vantagens de que o rádio definido por software ser mais flexível de configurar e operar, além de ter um custo menor do que um analisador de redes. Outra contribuição é o desenvolvimento de um sensor para a espectroscopia dielétrica de líquidos baseado em uma estrutura metamaterial de ressonador complementar de anel partido (complementary split ring resonator - CSRR), onde as amostras líquidas são colocadas em tubos capilares de vidros normais à superfície do sensor, o que torna o sensor proposto mais compacto, de baixo custo, sem contato com a amostra, reutilizável, fácil de fabricar e fácil de utilizar. O sensor foi testado com sucesso na detecção da presença de água em etanol

Abstract: Microwave dielectric spectroscopy measures the complex permittivity as a function of frequency to determine various physical and chemical properties of materials in the range of the microwave electromagnetic spectrum. To perform microwave dielectric spectroscopy a device or sensor is required and instrumentation that perform the excitation and measurement of properties associated with the reflection and transmission of electrical signals in the microwave frequency, and is usually used a network analyzer. This work presents contributions to the microwave dielectric spectroscopy, one of the contributions is the use of the platforms known as software-defined radio replacing the network analyzer instrumentation, with the advantages that software-defined radio is more flexible to configure and operate, besides of having a lower cost than a network analyzer. Another contribution is the development of a sensor for liquid dielectric spectroscopy based on a complementary split ring resonator (CSRR) metamaterial structure, where the liquid samples are placed in glass capillary tubes normal on the surface of the sensor, which makes the proposed sensor more compact, low-cost, contactless, reusable, simple to manufacture and easy to use. The sensor was successfully tested to detect the presence of water in ethanol
Subject: Espectroscopia de microondas
Dielétricos
Micro-ondas
Metamaterial
Sensor
Language: Português
Editor: [s.n.]
Citation: CHUMA, Euclides Lourenço. Contribuições à espectroscopia dielétrica em micro-ondas utilizando estruturas metamateriais e rádio definido por software. 2019. 1 recurso online (122 p.). Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação, Campinas, SP.
Date Issue: 2019
Appears in Collections:FEEC - Tese e Dissertação

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