Coplanar Waveguides for MMIC Applications: Effect of Upper Shielding, Conductor Backing, Finite-Extent Ground Planes, and Line-to-Line Coupling

Ghione, Giovanni; Naldi, C.

doi:10.1109/tmtt.1987.1133637

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“…1 The fundamental frequency of the resonators slightly shifts up by increasing W+2S (from ~2.60 GHz for W=20 µm and S=8 µm to ~3.15 GHz for W=60 µm and S=24 µm). This is due to the decrease of effective permittivity (Ԑ eff ) by increasing W+2S [3,4,22,25]. The fundamental for both W=80 and 100 µm are ~3 GHz.…”

Section: Resultsmentioning

confidence: 99%

“…In the functionality of a typical planar resonator, the most decisive factors are coupling gaps [16,17], center conductor width [18,19], film quality and edge sharpness [20,21], ground plane size and packaging effects [22], effective permittivity (ε eff ) [4] and meander line dispersion [23,24]. Coplanar resonators can be designed based on these theoretical considerations, but resonator optimization for new applications often involves additional testing and tuning of design parameters of the actually fabricated devices, such as presented in this work.…”

Section: Methodsmentioning

confidence: 99%

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Metallic coplanar resonators optimized for low-temperature measurements

Rahim¹,

Lehleiter²,

Bothner³

et al. 2016

J. Phys. D: Appl. Phys.

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Metallic coplanar microwave resonators are widely employed at room temperature, but their low-temperature performance has received little attention so far. We characterize compact copper coplanar resonators with multiple modes from 2.5 to 20 GHz at temperatures as low as 5 K. We investigate the influence of center conductor width (20 to 100 µm) and coupling gap size (10 to 50 µm), and we observe a strong increase of quality factor (Q) for wider center conductors, reaching values up to 470. The magnetic-field dependence of the resonators is weak, with a maximum change in Q of 3.5% for an applied field of 7 T. This makes these metallic resonators well suitable for magnetic resonance studies, as we document with electron spin resonance (ESR) measurements at multiple resonance frequencies.

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Section: Resultsmentioning

confidence: 99%

Section: Methodsmentioning

confidence: 99%

Metallic coplanar resonators optimized for low-temperature measurements

Rahim¹,

Lehleiter²,

Bothner³

et al. 2016

J. Phys. D: Appl. Phys.

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“…The conformal mapping analysis can provide an accurate prediction across a wide frequency band [34,35]. Analytical results obtained from quasi-static model are compared in this section to the full-wave simulated results.…”

Section: Resultsmentioning

confidence: 99%

Travelling Wave Mechanism and Novel Analysis of the Planar Archimedean Spiral Antenna in Free Space

Chen¹,

Huff²

2014

PIER

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Abstract-While Archimedean spiral antennas were invented a half-century ago, only selfcomplementary impedance can be evaluated directly from the Babinet's principle. This paper examines the effects of metal width and arm spacing on printed spiral's input impedance. A model is proposed based on examination by decomposition of planar spiral. A closed-form expression for the input impedance of Archimedean spiral antenna is obtained by evaluating the proposed model with conformal mapping techniques. Full-wave numerical simulations, Babinet's principle, and a fabricated antenna demonstrate the accuracy of the proposed model. The expression in this work can be used to find the impedance of a variety of spiral complementary structures analytically. The examination and discussion on the effects of other parameters and features in addition to the spiral itself are also provided through numerical simulation.

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“…Sin embargo, los campos que se propagan a lo largo de una CPW están menos confinados que en una línea microstrip, por lo que su sensibilidad a elementos externos es mayor, favoreciendo la aparición de efectos indeseados tales como acoplo entre líneas adyacentes [Ghi87], efecto de bordes en el plano de masa, etc. Esto es una desventaja si se utiliza la CPW para transmitir, pero es una característica muy deseable cuando se pretende utilizar una línea de transmisión como sensor dieléctrico, ya que se obtiene una mayor sensibilidad para detectar cambios en el material cercano al sensor.…”

Section: Sensores Basados En Líneas Coplanaresunclassified

“…Wheeler utilizó el método CM para calcular los parámetros de líneas de transmisión en [Whe64,Whe65]. En el caso de la línea CPW, la particularización del método CM desarrollada por Schwarz-Christoffel permitió obtener la capacitancia de la línea, pero sólo es aplicable para estructuras homogéneas [Ghi87]. Esta es una gran limitación, ya que en la mayoría de los casos, la sección de la línea está formada por varias capas dieléctricas, y por tanto es inhomogénea.…”

Section: Sensores Basados En Líneas Coplanaresunclassified

Estudio y optimización de sensores de microondas para la caracterización y monitorización de materiales en procesos industriales.

Baños¹

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Capítulo 1Introducción y Objetivos.La tecnología de microondas debe su origen al diseño y desarrollo del radar, y sufrió una enorme expansión durante la Segunda Guerra Mundial. En las primeras etapas de su desarrollo, la invención de generadores de microondas como el klystron o el magnetrón, abrieron la región de frecuencia de los gigahertzios del espectro electromagnético a los ingenieros de comunicaciones. Las microondas constituyen sólo una pequeña parte del espectro electromagnético, pero su uso ha llegado a ser cada vez más importante en la investigación de las propiedades de materiales.Cada material posee un conjunto único de características eléctricas que dependen de sus propiedades dieléctricas, y que determinan cómo dicho material se va a comportar ante la presencia de un campo electromagnético. La medida precisa de dichas propiedades dieléctricas proporciona a los científicos e ingenieros una información muy valiosa para poder incorporar ese material a su aplicación, para poder realizar diseños precisos o para poder monitorizar un determinado proceso y disponer de un mejor control de calidad [Bru90, Che04, Den73, Kom01].Así, la caracterización dieléctrica de materiales es esencial para la adecuada selección e implantación de un determinado material 2 CAPÍTULO 1 para ser utilizado en una aplicación científica, médica o industrial [Cha90]. En concreto, el conocimiento de las propiedades dieléctricas de los materiales es necesario para poder evaluar el comportamiento de guías, lentes, radomos, antenas, resonadores, circuitos, etc [Agi01, Voe97].La medida de las propiedades dieléctricas de tejidos biológicos es crucial en medicina para detección de cáncer, aplicación de hipertermia y diatermia por microondas, angioplastia, etc.; así como para realizar estimaciones de la tasa de absorción de la energía electromagnética en el cuerpo humano, tan de moda ante el aumento incesante del uso de la telefonía móvil en nuestros días [Ath82, Jai94, Thu92].También, para poder mantener el ritmo de expansión de la tecnología inalámbrica o la industria electrónica, los fabricantes están desarrollando materiales innovadores que mejoran las capacidades de los sistemas, y por ello hay una necesidad de conocer de forma precisa las características eléctricas de estos nuevos materiales [Bak01, Wei96].Por otra parte, el conocimiento de las propiedades dieléctricas es una herramienta muy útil para la investigación de los mecanismos intermoleculares e intramoleculares de los materiales compuestos. Por ello, numerosas aplicaciones en el área de procesado por microondas de alimentos, gomas, plásticos o cerámicas se han visto beneficiadas del conocimiento de las propiedades dieléctricas [Gan94, Kai93, Knö01, Wei96].3 Introducción y ObjetivosEstos datos también se utilizan para realizar de forma indirecta medidas de otras propiedades de interés como pueden ser la humedad, la densidad, la temperatura, etc. en aplicaciones sobre maderas, medicamentos, suelos, productos agrícolas, cementos, etc[Bak05]. SENSORES DE MICROONDAS PARA LA ...

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Coplanar Waveguides for MMIC Applications: Effect of Upper Shielding, Conductor Backing, Finite-Extent Ground Planes, and Line-to-Line Coupling

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Metallic coplanar resonators optimized for low-temperature measurements

Metallic coplanar resonators optimized for low-temperature measurements

Travelling Wave Mechanism and Novel Analysis of the Planar Archimedean Spiral Antenna in Free Space

Estudio y optimización de sensores de microondas para la caracterización y monitorización de materiales en procesos industriales.

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