Measurement of permittivity at microwave frequencies using coplanar transmission lines

This thesis studies the possibility of using CPW to measure the permittivity of materials. For this purpose, the material to be measured (MUT) is deposited on the CPW and measurements of S parameters are made from which the characteristics of the MUT can be determined. Furthemore we had to find the equivalent generic line using ADS and made the data fitting of the measurements taken in the laboratory with the VNA (Vector Network Analyzer) using the optimization tools of this sotware. We also tried to simulate the CPW with the different samples on the top and study the SParameters in those cases. To recreate this system we use HFSS. Finally we analyze the data obtained, extract the capacity and inductance of the line and study how they vary according to the permittivity of the sample. We try to perform these measurements in the band from 1 to 50 GHz but due to problems with the software used we decided to reduce the bandwith to 20 GHz.

Aquest Treball de Fi de Grau estudia la possibilitat d'utilitzar línies CW per mesurar la permitivitat de materials. Per això es disposa d'un material a mesurar (MUT) sobre la CPW i es realitzen mesures dels paràmetres S a partir dels cuals es pot determinar les característiques del MUT. Vam haver de trobar la línia genérica equivalent de l'ADS i fer l'ajust de dades, respecte de les mesures adquirides emprant l'analitzador de xarxes vectorials, amb les eines d'optimització d'aquest programa. També vam tractar de simular la CPW amb les diferents mostres a la part superior i estudiar els paràmetres S en aquests casos. Per crear aquest sistema vam utilitzar HFSS. Finalment vam haver d'analitzar les dades obtingudes, extreure la capacitat i la inductància de la línia i estudiar com varien d'acord amb la permitivitat de la mostra. Vam tractar de fer aquests mesuraments a la banda d'1 a 50 GHz, però a causa de problemes amb el software utilitzat vam decidir reduir l'ample de banda fins a 20 GHz.

Este Trabajo Fin de Grado estudia la posibilidad de utilizar líneas CPW para la medida de permitividad de materiales. Para ello se dispone el material a medir (MUT) sobre la CPW y se realizan medidas de parámetros S a partir de los cuales se puede determinar las características del MUT. Además tuvimos que encontrar la línea genérica equivalente de ADS y realizar el ajuste de datos, respecto de las mediciones tomadas en el laboratorio con el VNA (Vector Network Analyzer), usando las herramientas de optimización de este programa. También tratamos de simular la CPW con las diferentes muestras en la parte superior y estudiar los parámetros S en esos casos. Para recrear este sistema usamos HFSS. Finalmente analizar los datos obtenidos, extraer la capacidad e inductancia de la línea y estudiar cómo varían según la permitividad de la muestra. Intentamos realizar estas mediciones en la banda de 1 a 50 GHz pero debido a problemas con el software utilizado decidimos reducir el ancho de banda hasta 20 GHz.