Ressoador de microfita reconfigurável para detecção de hidrogênio

Abstract

Esta tese apresenta o projeto, a otimização de parâmetros, simulação e fabricação de um dispositivo ressonante, utilizando o software de simulação CST Studio Suite, para o desenvolvimento de um sensor capaz de detectar hidrogênio em frequências de micro-ondas. O dispositivo é reconfigurável, pois incorpora um ressoador em formato de "U”, que pode deslizar em relação a uma linha de transmissão estática. Essa abordagem permite investigar a configuração que proporciona a melhor resposta para a detecção de hidrogênio, considerando a variação da frequência de ressonância e a perda por inserção induzida pelo gás hidrogênio no paládio presente no dispositivo. Concluída a etapa de fabricação do sensor e do módulo de vedação de gases e movimento do sensor, foram realizadas medições em laboratório, utilizando um Analisador de Redes Vetorial, a fim de verificar as alterações nos parâmetros de detecção de hidrogênio. Após um período de investigação, pôde-se concluir que o dispositivo sensor para uma configuração de K = -2,5 mm em relação à microfita, é capaz de detectar o hidrogênio com um ∆f= 8 MHz e ∆S = 0,074 dB. Os fatores que possivelmente contribuíram para a baixa sensibilidade do dispositivo para outras configurações, são analisados. São também investigadas configurações alternativas de estruturas ressonantes, projetadas para serem usadas em aplicações de tecnologias RFID.