Sensor de Micro-ondas Diferencial Baseado em Ressonadores Espirais Operando em Sub-6GHz

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ISSN: 23585390
Editor Chefe: Raul Vitor Arantes Monteiro e Carlos Enrique Portugal Poma
Início Publicação: 28/08/2014
Periodicidade: Quadrimestral
Área de Estudo: Ciências Exatas, Área de Estudo: Engenharias

Sensor de Micro-ondas Diferencial Baseado em Ressonadores Espirais Operando em Sub-6GHz

Ano: 2026 | Volume: 15 | Número: 2
Autores: Paulo Ricardo Pazetto Barbosa, Guilherme Lopes de Figueiredo Brandão, Pedro Luiz Lima Bertarini
Autor Correspondente: Paulo Ricardo Pazetto Barbosa | [email protected]

Palavras-chave: constante dielétrica, medição diferencial, micro-ondas, ressonador espiral, sensoriamento

Resumos Cadastrados

Resumo Português:

O objetivo deste trabalho é apresentar o projeto e a validação, por meio de simulação computacional, de um sensor de micro-ondas diferencial para a caracterização da permissividade elétrica (εM) de materiais dielétricos na faixa sub-6 GHz. A topologia proposta baseia-se no Ressonador Espiral Modificado de Duas Voltas (M2TR-SR). A técnica diferencial emprega dois ressonadores acoplados, permitindo mitigar erros decorrentes de interferências ambientais não controladas e aumentar a confiabilidade analítica das medições. O dispositivo foi projetado no software Ansys HFSS para apresentar frequências de ressonância iniciais próximas a 4 GHz e 5 GHz. O desempenho da estrutura foi avaliado submetendo-a a materiais sob teste (MUT) com permissividades variando de 1 a 5, com foco em demonstrar a capacidade do dispositivo como um sensor de alta resolução. O mapeamento paramétrico revelou um pico de desempenho absoluto para εM = 2,0, registrando uma Resolução de Detecção de Frequência (FDR) de 0,157 GHz (157 MHz) e uma sensibilidade (Sp) de 13,62%. Mesmo no limite superior testado (εM = 5,0), o sensor demonstrou robustez contínua, sustentando um FDR de 0,090 GHz e sensibilidade de 7,81%. Regressões polinomiais comprovaram a alta previsibilidade matemática do sistema (R2 = 0,9865). Desta forma, o dispositivo proposto constitui uma plataforma promissora para aplicações analíticas e industriais de sensoriamento não destrutivo.