ساختار چندلايه مشتمل بر مشدد حلقوي براي اندازه گيري ضريب عايقي مواد تلفدار

A Multilayer Structure Including a Ring Resonator for Measuring Permittivity of Lossy Materials

اين مقاله با استفاده از ساختار ميكرواستريپ چند لايه، يك روش اندازه گيري ضريب عايقي را ارايه مي كند. همچنين، مدل سازي و تحليل ساختار پيشنهادي را ارايه مي دهد. روش به كار رفته بلوك هاي جديدي را در مدل ميكرواستريپ چند لايه معرفي مي كند، كه مي تواند نتايج دقيق تري ايجاد كند. اين بلوك ها، براي مدل سازي تاثير لايه هاي مختلف خط انتقال از جمله ماده مورد آزمايش و لايه هاي ديگر است. در اينجا ، يك كيت اندازه گيري مسطح چند لايه براي استخراج پارامترهاي دي الكتريك مواد مختلف ارايه شده است. اين كيت اندازه گيري مي تواند ميزان پرميتيويته نسبي و همچنين تانژانت تلفات دي الكتريك را اندازه گيري كند. علاوه بر اين، اين كيت مي تواند براي مشخصه گذاري دي الكتريك هاي جامد و مايع مورد استفاده قرار گيرد. اندازه گيري براي فركانس 2 گيگاهرتز طراحي و ساخته شده است، اگرچه مي تواند فركانس هاي بالاتر را هم پوشش دهد. مود غالب و مودهاي مرتبه بالاتر رزوناتور براي اندازه گيري پارامترهاي ماده، در طيف وسيعي از فركانس قابل استفاده است. نتايج تحليلي، شبيه سازي و اندازه گيري نشانگر توافق خوب با يكديگر است كه صحت روال پيشنهادي را تاييد مي كند.

This paper develops a permittivity measurement method using a multilayer microstrip structure. It provides modeling and analysis of the proposed structure. The employed method introduces new blocks in the multilayer microstrip model, which can cause more accurate characterization results. These blocks are for modeling the effect of different layers of the transmission line including the material under test and the other layers. Here, a multilayer planar measurement kit is provided for extracting the dielectric parameters of different materials. This measurement kit can measure relative permittivity as well as loss tangent for dielectrics. In addition, this kit can be used for characterization of solid and liquid dielectrics. The measurement setup is typically designed and fabricated for 2 GHz frequency, although it can cover higher frequencies e.g. X bands. The dominant mode and the higher order modes of the resonator can be used for measuring the material’s parameters in a wide range of frequency. The analytic, simulation and measurement results illustrate good agreement with each other, which confirms the accuracy of the proposed routine.