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Extracción de la compleja permitividad relativa a partir de la impedancia característica de la línea de transmisión mediante la resolución de discontinuidades

Autores: Moukanda Mbango, Franck; Bouesse, Ghislain Fraidy; Ndagijimana, Fabien

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2022

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Acceso abierto

Artículo científico
2022

Extracción de la compleja permitividad relativa a partir de la impedancia característica de la línea de transmisión mediante la resolución de discontinuidades


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Subcategoría

Ingeniería Eléctrica y Electrónica

Palabras clave

Material
Técnica de extracción
Permitividad compleja
Parámetros de propagación
Impedancia característica
Principio de autovalor

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 22

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Este documento describe una técnica de extracción de la permitividad compleja de un material basada en cuatro mediciones de dos líneas coaxiales idénticas (circular y rectangular), diferenciadas por sus longitudes. El documento presenta una combinación de parámetros de propagación a través de la mezcla del principio de los valores propios y la impedancia característica de las líneas para mejorar las técnicas de extracción de parámetros materiales intrínsecos. Sin embargo, la precisión de algunos parámetros materiales es insuficiente, ya que las discontinuidades en la interfaz de la línea de alimentación-línea ideal no se resuelven adecuadamente. En estos casos, se sugiere una nueva formulación de la permitividad efectiva compleja, asociando la constante de propagación y la impedancia característica para una estructura homogénea. A continuación, se eliminan los errores inciertos que pueden afectar negativamente el método de la expresión matemática. Luego, se desarrolla una expresión de impedancia característica en la segunda etapa para mejorar la formulación matemática. Finalmente, se proporciona un coeficiente de corrección en sintonía con la realidad y una función polinómica para corregir el comportamiento de algunas de las curvas. La novedad del enfoque radica en su capacidad para extraer y corregir las impedancias características a pesar de las impedancias de discontinuidad en la interfaz de línea ideal-línea de alimentación. Varios materiales son probados con accesorios coaxiales circulares y/o rectangulares para confirmar el rendimiento del método sugerido. Las celdas de prueba son homogéneas, completas y largas, de 80 mm y 100 mm (50 mm para la circular). Determinar la constante de propagación a partir del valor propio de la matriz de cascada de ondas (WCM) es un paso fundamental en este método. Conocer la constante de propagación ayuda a calcular automáticamente un coeficiente de corrección que depende del accesorio y del material que se está probando. La validación experimental se realiza en el rango de frecuencia desde algunos MHz hasta 10 GHz, 13.5 GHz y 20 GHz, según el material probado. Ambos accesorios de prueba están llenos con el material de muestra, considerando un vacío como parámetro de referencia. La precisión del método es mejor que el 5% en el parámetro de permitividad relativa en todo el rango de frecuencia. Todas las muestras probadas se comparan con los resultados utilizando la técnica de las dos líneas de transmisión llenas (FTTL), utilizando solo el principio de determinación de valores propios. Las celdas trampa son coaxiales circulares y rectangulares.

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