Publicatii

V. Buiculescu, A. Baracu, C. Buiculescu, “Capacitive IDT sensors integrated in SIW structures – A proof of concept”, 23rd European Microelectronics and Packaging Conference and Exhibition (EMPC 2021), 13-16 Sept. 2021, Gothenburg (Göteborg), Sweden, https://doi.org/10.23919/EMPC53418.2021.9584960

Rezumat

Lucrarea prezintă un model de integrare a senzorilor cu transductoare interdigitate (IDT – interdigital transducers) în structuri de circuite cu ghiduri integrate în substrat (SIW – substrate integrated waveguide) pentru obţinerea senzorilor cu funcţionare prin transmisia semnalului. Senzorii IDT trebuie să aibă porturi microstrip sau cu linie coplanară (CPW – coplanar waveguide). Circuitul complet al unui senzor este alcătuit din două secţiuni SIW cu configuraţii specifice, cuplate electromagnetic printr-o fantă transversală. Modelul de integrare propus a fost validat prin utilizarea capacitoarelor SMD (surface mounted device), pentru a înlocui senzorii IDT a căror impedanţă de intrare este, de obicei, de tip capacitiv.

Fig. 1.  Etapele procesului de asamblare mecanică a circuitelor SIW principal şi secundar.

Circuitul SIW secundar se asamblează peste circuitul SIW principal, prevăzut cu conectoare SMA, astfel încât fantele lor de cuplaj să se suprapună (Fig. 1). Menţinerea unei poziţii stabile între circuitele asamblate este asigurată prin utilizarea a cel puţin două perechi şurub-piuliţă amplasate de o parte şi de alta a zonei de cuplaj. In partea superioară a figurii pot fi observate ambele feţe ale fiecărui circuit imprimat utilizat în această aplicaţie.

Fig. 2.  Variaţia frecvenţei de rezonană a circuitului din Fig. 1 în funcţie de valoarea capacitorului SMD.

Capacitoare SMD cu valori cuprinse între 0 pF şi 4,7 pF au fost asamblate ca impedanţe de sarcină pentru circuitul SIW cuplat. Caracteristica de transfer a întregii structuri prezintă un minimum de transmisie (la frecvenţa de rejecţie), în funcţie de valoarea acestui capacitor. Frecvenţele de rejecţie au fost cuprinse între 4,32 GHz pentru capacitorul de 4,7 pF, şi 7,56 GHz pentru linia CPW terminată în gol, echivalentă cu un capacitor de 0 pF (Fig. 2). Gama frecvenţelor de rejecţie poate fi modificată prin alegerea copnvenabilă a lungimii electrice echivalente a circuitului SIW cuplat.