A Closed-Form Full-Wave Model for the Reflection Coefficient of an Open-Ended Coaxial Probe for Real-Time Dielectric Spectroscopy
Notice bibliographique
Résumé
Dielectric spectroscopy using open-ended coaxial probes characterizes the permittivity of a material based on its interference with a transmitted electromagnetic wave, offering many applications spanning from human health to non-destructive testing. The permittivity is uniquely tied to the material's reflection coefficient, that is, the ratio between the magnitude of the reflect wave to that of the incident wave. Various models have been proposed to relate the permittivity of the material to the measured reflection coefficient, but they all suffer from a common trade off: When they favour simplicity, they neglect higher order modes and become inaccurate. When using full-wave analysis, they are indeterminate, computationally intensive with no closed-form solution, and cannot be used in real-time. In this paper we introduce for the first time a novel full-wave, closed-form model for the reflection coefficient of an open-ended coaxial probe. Our novel model combines full-wave analysis with a Taylor series expansion to reduced the forward problem to a simple matrix inversion, significantly reducing the computational costs of full-wave analysis, while maintaining unparalleled accuracy. The proposed model is validated experimentally through 200 measurements in methanol and with extended permittivity ranges over 1800 simulations in Ansys. The average modelling errors compared to experimental and simulation results are 0.92 % and 1.5 %, respectively, making this model a significant step towards full-wave real-time spectroscopy.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,002 |
| Science ouverte | 0,002 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,002 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,003 | 0,002 |
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 source (Gemma direct ou Codex distillé), 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 ».