Nghiên cứu cấu trúc ăng-ten bowtie lưỡng cực theo cấu trúc cây fractal ứng dụng cho thiết kế cảm biến nhận dạng hằng số điện môi chất lỏng

Bài viết đề xuất một cảm biến thụ động không dây hoạt động trên dải tần số sóng vi ba được thiết kế đặc biệt để nhận dạng chất lỏng phụ thuộc vào đặc tính điện môi khác nhau của các chất lỏng hóa học.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Nghiên cứu cấu trúc ăng-ten bowtie lưỡng cực theo cấu trúc cây fractal ứng dụng cho thiết kế cảm biến nhận dạng hằng số điện môi chất lỏng Hội nghị Quốc gia lần thứ 23 về Điện tử, Truyền thông và Công nghệ Thông tin (REV-ECIT2020) Nghiên cứu cấu trúc ăng-ten bowtie lưỡng cực theo cấu trúc cây fractal ứng dụng cho thiết kế cảm biến nhận dạng hằng số điện môi chất lỏng An Thị Thúy 1, Nguyễn Thanh Hường 1,2,* 1 Viện Điện, Trường Đại học Bách khoa Hà Nội, Việt Nam 2 Viện MICA, Trường Đại học Bách khoa Hà Nội, Việt Nam *Email: huong.nguyenthanh3@hust.edu.vn Tóm tắt— Bài báo đề xuất một cảm biến thụ động không các dung dịch lỏng hoặc dung môi độc hại bị mất nhãn dây hoạt động trên dải tần số sóng vi ba được thiết kế đặc trong phòng thí nghiệm [4]. biệt để nhận dạng chất lỏng phụ thuộc vào đặc tính điện môi khác nhau của các chất lỏng hóa học. Cảm biến vi sóng được phát triển dựa trên cấu trúc ăng-ten bowtie và Trước đây, các phương pháp để nhận biết các chất được tinh chỉnh bằng cấu trúc cây fractal để cải thiện độ lỏng yêu cầu thể tích hóa chất khổng lồ để đổ đầy các nhạy, dễ dàng điều chỉnh tần số theo đặc tính điện môi và ống nghiệm phân tích [5], [6]. Để giảm thiểu các vấn đề tăng cường băng thông trở kháng rộng cho phép phân biệt về việc lãng phí các hóa chất, ăng-ten của bộ cộng hưởng các dung dịch hóa học khác nhau. Ăng-ten được chế tạo đã được cải thiện tiến bộ hơn thông qua việc phát triển với hai nhánh hình tam giác có độ dày lớp dẫn đồng là các ống dẫn sóng nhỏ được tích hợp trên chip [7], [8]. 0,035 mm, chiều cao và chiều rộng lần lượt là 6,25 mm, Tuy nhiên, việc sử dụng chip IC tích hợp sẽ làm cho chi 9,38 mm và được xây dựng trên mặt phẳng đế mềm, mỏng phí sản xuất cảm biến bị đẩy lên cao và chỉ có thể phát có hằng số điện môi là 3,5 và và tổn hao điện môi là 0,027. hiện chất lỏng ở một phạm vi hạn chế trong một dải tần Cảm biến nhỏ và chi phí thấp được chế tạo bằng công nghệ nhỏ [4]. in trên đế dẻo có thể dán lên hình dạng thùng chứa chất lỏng được phân tích dựa trên bốn loại chất lỏng phổ biến Bài báo đề xuất xây dựng thiết kế ăng-ten bằng cấu là nước, methanol, ethylene glycol và glycerol. Kết quả của trúc hình học Sierpinsky-tam giác đồng dạng theo cấu nghiên cứu có thể được áp dụng cho các phép đo chất điện trúc ăng-ten bowtie ban đầu. Các nghiên cứu nhằm vào môi, xác định hóa chất trong phòng thí nghiệm, y học và các đặc tính lưỡng cực, các thông số như tần số, trở dược phẩm. kháng đầu vào và độ lợi của ăng-ten đã phân tích đến sự Từ khóa- cảm biến vi sóng, ăng-ten bowtie, hằng số điện phụ thuộc vào hình dạng hình học có khả năng làm giảm môi, phát hiện chất lỏng kích thước, mở rộng băng thông rộng và hiệu suất cao khi so sánh với cùng độ dài sóng của nửa sóng cấu hình I. GIỚI THIỆU lưỡng cực [11]. Cảm biến được in trên đế điện môi dẻo Ngày nay, cảm biến hóa học trong vùng vi sóng để có hằng số điện môi là 3,5 và tổn hao điện môi là 0,027 xác định đặc tính vật liệu đã thu hút sự chú ý nhanh dễ dàng uốn cong với bất kỳ loại hình dạng vật chứa nào, chóng hơn bởi sự phân tích chính xác, thiết kế đơn giản đặc biệt đối với các ống nghiệm trên thị trường hiện nay và một loạt các ứng dụng của nó đã được trình bày trong có chứa lượng chất lỏng vừa đủ. Thiết bị này có thể được nhiều lĩnh vực như y sinh, hóa học và công nghiệp [1], sử dụng nhiều để dán vào ống nghiệm thông thường trên [2]. Mỗi vật liệu có các đặc tính riêng biệt của nó tùy thị trường, xác định hóa chất lỏng bị mất nhãn với chi thuộc vào hằng số điện môi ε*= ε’– jε’’, (trong đó ε' là phí, cấu hình thấp một các chính xác và thuận tiện trong phần thực, ε'' là phần ảo), suy hao điện môi tanδ=ε''/ε' thời gian ngắn. và sự tương tác điện môi trong các trường của sóng điện II. PHƯƠNG PHÁP THIẾT KẾ từ, nhờ vậy có thể xác định được chất hóa học thông qua các thông số như hệ số phản xạ ngược S11 trên các thiết Hoạt động của quá trình mô tả đặc tính tập trung vào bị đo vi sóng [3]. Cách tiếp cận phổ biến để xác định việc thử nghiệm trong phòng thí nghiệm, đơn giản bằng thông tin chất lỏng là phân tích tần số cộng hưởng cần cách sử dụng ống nghiệm làm vật chứa. Điều đó có thiết thay đổi với các đặc tính đã biết chính xác như hằng nghĩa là ăng-ten bức xạ phải bức xạ vi sóng về phía tâm số điện môi và độ dẫn điện được quy định trong hệ thống của dung dịch chứa trong ống. Điều này yêu cầu hướng đo điện môi tiêu chuẩn hiện có trên thị trường, qua việc của ăng-ten phải đa hướng hoặc hướng về phía thùng làm trên, các nghiên cứu đã thu thập được các mẫu hữu chứa hóa chất. Cảm biến hoạt động thụ động vì nó cơ và vô cơ trong dải tần 300MHz đến 6GHz trong thời không yêu cầu chip nào khác ngoài cấu trúc cộng hưởng gian ngắn [1], [4]. Ví dụ, việc sử dụng cảm biến hoạt hoặc bản thân ăng-ten. Do đó, nó được kích thích không động theo nguyên tắc trên như một công cụ để xác định dây bởi một ăng-ten bên ngoài kết nối với đầu đọc. Cảm ISBN: 978-604-80-5076-4 224 Hội nghị Quốc gia lần thứ 23 về Điệ ...