마이크로리터 부피의 에탄올 수용액 농도 검출을 위한 고감도 마이크로스트립 패치 센서 안테나 (High-Sensitivity Microstrip Patch Sensor Antenna for Detecting Concentration of Ethanol-Water Solution in Microliter Volume)

서지정보

· 발행기관 : 한국항행학회
· 수록지 정보 : 한국항행학회논문지 / 26권 / 6호 / 510 ~ 515페이지
· 저자명 : 여준호, 이종익

초록

본 논문에서는 마이크로리터 부피의 에탄올 수용액 농도를 검출하기 위한 마이크로스트립 패치 센서 안테나를 제안하였다. 비유전율 변화에 대한 감도를 높이기 위해 패치의 방사 모서리에 직사각형 슬롯을 추가하였다. 높은 비유전율과 높은 손실 탄젠트를 가지는 극성 액체인 에탄올 수용액을 패치에 놓으면 발생하는 낮은 입력 저항을 개선하기 위해 1/4 파장 임피던스 변환기를 50 오옴 급전선과 패치 사이에 추가하여 0.76 mm 두께의 RF-35 기판에 안테나를 제작하였다. 원통형 용기를 아크릴로 제작하여 15 마이크로리터 부피의 에탄올 수용액을 에탄올 농도 0% ~ 100%까지 20% 농도 간격으로 만들어 실험하였다. 실험 결과, 에탄올 수용액의 에탄올 농도가 0%에서 100%로 증가할 때 공진 주파수가 1.947 GHz에서 2.509 GHz로 증가하여 농도검출 센서로서의 성능을 입증하였다.

영어초록

In this paper, a microstrip patch sensor antenna (MPSA) for detecting the concentration of an ethanol-water solution in a microliter volume is proposed. A rectangular slot was added at the radiating edge of the patch to increase the sensitivity to the relative permittivity change. To improve a low input resistance caused by placing an ethanol-water solution, which is a polar liquid with high dielectric constant and high loss tangent, on the patch, a quarter-wave impedance transformer was added between the 50-ohm feedline and the patch, and the MPSA was fabricated on a 0.76 mm-thick RF-35 substrate. A cylindrical container was made of acryl, and 15 microliters of the ethanol-water solution was tested from 0% to 100% of ethanol concentration at 20% intervals. Experiment results show that the resonant frequency increased from 1.947 GHz to 2.509 GHz when the ethanol concentration of the ethanol-water solution was increased from 0% to 100%, demonstrating the performance as a concentration detecting sensor.

참고자료

· 없음