Porta-amostra para caracterização eletromagnética de placas e filmes na faixa de frequencia de rádiofrequências e microondas - Marcelo Robert Fonseca Gontijo (2014)
Materiais eletromagnéticos são extensamente usados em uma variedade de aplicações, que vão de núcleo de transformadores até componentes de satélites. A extração da permeabilidade ( ) e permissividade ( ) complexas de placas e filmes utilizam os modos transversal eletromagnético e quase transversal eletromagnético, empregando os dispositivos stripline e microstrip, respectivamente, como porta-amostra. Neste contexto, este trabalho tem como objetivo a confecção de um porta-amostra inovador que pode ser usado para extrair a e utilizando o modo transversal eletromagnético. O porta-amostra possui uma geometria no formato de semicírculo operacional na faixa de frequência de 40Hz até 3GHz. A sua principal vantagem é a facilidade na conexão e robustez, igual a de uma linha coaxial de ar com terminações do tipo N. Ainda, ele foi desenvolvido para facilitar o acesso para posicionar ou implantar amostras: A área útil de medição é constituída de parte móvel para deposição de filme ou fixar laminas de amostras. O porta-amostra foi estudado em função da razão entre os condutores e desta forma pode ser redimensionado para suportar amostras com espessuras superiores a 1,85mm ou conectar a analisadores que possuem impedância de entrada diferente de 50 ?. Para avaliar a sensibilidade eletromagnética foram analisados os seguintes materiais: PVC, PMMA, PE, filme de ferrita (Co0,5Cu0,5Fe2O4 e resina epóxi), compósito (cimento Portland CP-V e ferrita Cu0,9Co0,1Fe2O4) e compósito (ferrita NiZn e silicone). Em baixa frequência (40Hz até 110MHz), os valores de e das amostras de PVC, PE e PMMA com espessura de 1,85mm estão em conformidade com os dados obtidos na literatura. O filme de ferrita caracterizado pelo porta -amostra apresentou um comportamento típico de Debye, que é uma característica da ferrita estudada. O valor de diminuiu com o aumento da ferrita no compósito (cimento Portland CP-V e ferrita Cu0,9Co0,1Fe2O4), isto mostra a sensibilidade do porta-amostra semicírculo na presença de uma variação na composição química. O compósito (ferrita NiZn e silicone) apresentou os mesmos valores de e quando caracterizados pelo porta-amostra semicírculo e pelo porta-amostra coaxial. Em alta frequência (50MHz até 3GHz), a convergência ocorreu acima de 2,5GHz para as amostras de PVC, PMMA e PE.