Non-Reciprocal Whispering-Gallery-Mode Resonator for Sensitive Blood Glucose Monitoring
Notice bibliographique
Résumé
In this article, a miniaturized low-cost microwave sensor of high sensitivity is proposed for noninvasive blood glucose monitoring. The traveling waves whispering gallery modes ( <italic xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink">WGM</i> ) are excited/launched on a ferrite-made ring resonator when placed nearby a microstrip line (MTL). The sensing structure is designed appropriately to support four distinct <italic xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink">WGM</i> modes with the desired coupling in the frequency range of 22–32 GHz. A disk of permanent magnet is incorporated beneath the MTL substrate to generate a bias magnetic field necessary to create a nonreciprocal effect in the resonator. This nonreciprocal behavior is demonstrated in the transmission responses <inline-formula xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink"> <tex-math notation="LaTeX">$S_{12}$ </tex-math></inline-formula> and <inline-formula xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink"> <tex-math notation="LaTeX">$S_{21}$ </tex-math></inline-formula> , where the <italic xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink">WGM</i> resonances of similar modes are triggered at different frequencies over a narrowband. A magneto-static analysis is performed to approximate the internal biasing fields inside the FRR at multiple longitudinal layers. The complex components of the permeability tensor are computed accordingly for each layer, and then integrated into HFSS to simulate the sensor scattering responses. The EM simulations are validated when compared with practical measurements of a magnetized FRR. The latter fabricated prototype is tested in different setups for monitoring the glucose in synthetic blood of concentrations related to diabetes conditions. The proposed sensor shows high detection sensitivity at <italic xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink">WGM</i> <sub xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink">600</sub> and <italic xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink">WGM</i> <sub xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink">700</sub> to small changes in the dielectric properties of glucose samples as demonstrated by the frequency and phase shifts (0.07 MHz and 0.17° per 1 mg/dL, respectively) of the measured <inline-formula xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink"> <tex-math notation="LaTeX">$S_{21}$ </tex-math></inline-formula> and <inline-formula xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink"> <tex-math notation="LaTeX">$S_{12}$ </tex-math></inline-formula> with repeatability error of about ±0.2 MHz and ± 0.5°.
Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.
Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».