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Erschienen in: Journal of Electronic Materials 10/2021

27.07.2021 | Original Research Article

Metamaterial-Inspired Complementary Split Ring Resonator Sensor and Second-Order Approximation for Dielectric Characterization of Fluid

verfasst von: Anand Kumar, Manvendra Singh Rajawat, Santosh Kumar Mahto, Rashmi Sinha

Erschienen in: Journal of Electronic Materials | Ausgabe 10/2021

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Abstract

A metamaterial-based complementary split ring resonator (CSRR) structure is used to develop a sensor for dielectric characterization of fluids. The fluid present in the vertical column interacts with the fields around the CSRR causing a shift in the transmission coefficient curve (\(S_{21}\)). An empirical relationship can be established between the dielectric properties and the resonance frequency and Q-factor. This relationship is used for the dielectric characterization of the fluid. A second-order polynomial function is employed for a better curve fitting of the data to achieve higher accuracy in the prediction of complex permittivity (\( \varepsilon ' \) and \( \varepsilon '' \)). Multi-variate polynomial regression is used to determine the coefficients of the polynomial function. The proposed sensor predicts the permittivity of the sample with high accuracy. The design is very simple and the sample can be easily changed by replacing the glass tube. The sensor has very high sensitivity and requires a very little volume of the sample.

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Metadaten
Titel
Metamaterial-Inspired Complementary Split Ring Resonator Sensor and Second-Order Approximation for Dielectric Characterization of Fluid
verfasst von
Anand Kumar
Manvendra Singh Rajawat
Santosh Kumar Mahto
Rashmi Sinha
Publikationsdatum
27.07.2021
Verlag
Springer US
Erschienen in
Journal of Electronic Materials / Ausgabe 10/2021
Print ISSN: 0361-5235
Elektronische ISSN: 1543-186X
DOI
https://doi.org/10.1007/s11664-021-09099-w

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