Evaluación de un sensor de campo eléctrico inspirado en un meta-resonador electromagnético

Abstract

En el presente trabajo se propone evaluar por medio de simulación y medidas el meta-resonador Coco-chanel como sensor de campo eléctrico. Para ello se compara su comportamiento con el de un dipolo eléctrico, que es la antena utilizada comúnmente para esta aplicación. La primera parte del trabajo comprende el estudio del comportamiento de la Coco-chanel y su diseño para que resuene a 1 GHz. Asimismo se diseña y evalúa un dipolo eléctrico comparable en tamaño a la Coco-chanel. Posteriormente se estudia la reflexión y los parámetros de transmisión de cada caso. El cálculo de la reflexión se hace por medio de una antena bajo prueba (AUT). Ésta se diseña y fabrica de tal manera que resuene en el ancho de banda de estudio que es de 900 MHz a 1.1 GHz. Por otro lado, para el caso de los parámetros de transmisión se prueba el caso de dos sondas idénticas (Coco-chanel a Coco-chanel y dipolo eléctrico a dipolo eléctrico) como emisora y receptora. Los parámetros de transmisión se comparan utilizando los conceptos de área efectiva y factor de antena. Los resultados de reflexión y transmisión permitirán evaluar ventajas y desventajas de la Coco-chanel frente al dipolo eléctrico y sugerir si es adecuado o no su uso como sensor de campo eléctrico.

Abstract: This work purposes the evaluation of the meta-resonator Coco-chanel as electric-field sen-sor by simulation and measurements. For this purpose, the behavior of the Coco-chanel iscompared with the one of an electric dipole, which is commonly reported as electric-fieldsensor.Initially, the behavior of the Coco-chanel is studied. Then it is explained how it was tunnedto resonate at 1GHz. Likewise, an electric dipole is design and evaluated. The electricdipole has to be comparable in length with the Coco-chanel. Next, the relexion and thetransmission parameters are studied for each case. For the calculus of reflexion, an antennaunder test (AUT) is design and fabricated. This antenna has to resonate in the bandwidthof study which is from 900MHzto 1.1GHz. Furthermore, for the study of the transmissionparameters, the case of two identical probes (Coco-chanel to Coco-chanel and electric dipoleto electric dipole) as emisor-receiver is considered. The comparison of this parameters is doneusing the concept of effective area and antenna factor. The refelxion and the transmisionparameters allow to study advantages and disadvantages of the Coco-chanel related to theelectric dipole. This will allow to suggest if it is or not suitable the use of the Coco-chanelas electric field sensor.