T E L K O M N I K A ,   V o l . 9 ,   N o . 1 ,   A p r i l   2 0 1 1 ,   p p .   1 3 3 ~ 1 3 8   I S S N :   1 6 9 3 - 6 9 3 0   a c c r e d i t e d   b y   D G H E   ( D I K T I ) ,   D e c r e e   N o :   5 1 / D i k t i / K e p / 2 0 1 0       1 3 3       R e c e i v e d   J a n u a r y   2 6 th ,   2 0 1 1 ;   R e v i s e d   M a r c h   1 7 th ,   2 0 1 1 ;   A c c e p t e d   A p r i l   1 2 th ,   2 0 1 1   H y b r i d   D e - e m b e d d i n g   T e c h n i q u e   f o r   M i c r o w a v e   A b s o r b e r   C h a r a c t e r i z a t i o n       A c h m a d   M u n i r   R a d i o   T e l e c o m m u n i c a t i o n   a n d   M i c r o w a v e   L a b o r a t o r y   Sc h o o l   o f   E l e c t r i c a l   E n g i n e e r i n g   a n d   I n f o r m a t i c s ,   I n s t i t u t   T e k n o l o g i   Ba n d u n g   J a l a n   G a n e s h a   1 0   B a n d u n g ,   4 0 1 3 2 ,   I n d o n e s i a ,   P h o n e :   + 6 2 - 2 2 - 2 5 0 1 6 6 1   e - m a i l :   m u n i r @ i e e e . o r g       A b s t r a k   Pa d a   m a k a l a h   i n i   s e b u a h   t e k n i k   p e n g o l a h a n   d a t a   u n t u k   m e n d a p a t k a n   k a r a k t e r i s t i k   y a n g   s e b e n a r n y a   d a r i   k a r a k t e r i s a s i   m a t e r i a l   p e n y e r a p   g e l o m b a n g - m i k r o   d i u s u l k a n .   T e k n i k   y a n g   d i t u j u k a n   u n t u k   m e n g a t a s i   k e t e r b a t a s a n   e k s t e n s i   p o r t   i n i   d i k e n a l   d e n g a n   t e k n i k   h y b r i d   d e - e m b e d d i n g ,   y a n g   p a d a   p r i n s i p n y a   d i l a k u k a n   d e n g a n   c a r a   m e n g g a b u n g k a n   a n t a r a   d a t a   s i m u l a s i   s t r u k t u r   m o d e l   p e r a n g k a t   u j i   y a n g   d i p a k a i   d e n g a n   d a t a   s i m u l a s i   a t a u   p e n g u k u r a n   s e c a r a   e k s p e r i m e n t a l .   Pa d a   t e k n i k   i n i ,   s t r u k t u r   p e r a n g k a t   u j i   d i s i m u l a s i k a n   s e c a r a   n u m e r i k   u n t u k   m e n d a p a t k a n   d a t a   p a r a m e t e r   h a m b u r a n   ( p a r a m e t e r   S) .   Ke m u d i a n   p a r a m e t e r   t e r s e b u t   d i u b a h   m e n j a d i   p a r a m e t e r   T   ( t r a n s f e r )   y a n g   a k a n   d i g u n a k a n   u n t u k   p r o s e s   d e - e m b e d d i n g   d e n g a n   m e m b u a n g   k a r a k t e r i s t i k   d a r i   p e r a n g k a t   u j i   y a n g   d i g u n a k a n   s e h i n g g a   k a r a k t e r i s t i k   s e b e n a r n y a   d a r i   m a t e r i a l   p e n y e r a p   g e l o m b a n g - m i k r o   d a p a t   d i p e r o l e h .   U n t u k   m e m v e r i f i k a s i   k e a k u r a t a n   d a r i   t e k n i k   y a n g   d i u s u l k a n ,   k a r a k t e r i s t i k   s e b u a h   m i c r o w a v e   a b s o r b e r   d i s i m u l a s i k a n   s e c a r a   n u m e r i k   d a n   d i u k u r   s e c a r a   e k s p e r i m e n .   H a s i l   s i m u l a s i   d a n   p e n g u k u r a n   t e r s e b u t   k e m u d i a n   d i p r o s e s   m e n g g u n a k a n   t e k n i k   y a n g   d i u s u l k a n   u n t u k   d i b a n d i n g k a n   d e n g a n   m a s i n g - m a s i n g   m o d e l   y a n g   i d e a l .   Se c a r a   u m u m   h a s i l   d a r i   p r o s e s   d e - e m b e d d i n g   m e n u n j u k k a n   b a h w a   t e k n i k   y a n g   d i u s u l k a n   m e m p u n y a i   t i n g k a t   k e a k u r a t a n   y a n g   t i n g g i .     K a t a   k u n c i :   k a r a k t e r i s a s i ,   h y b r i d   d e - e m b e d d i n g ,   p e n y e r a p   g e l o m b a n g - m i k r o ,   p e m a n d u - g e l o m b a n g   p l a t   p a r a l e l       A b s t r a c t   I n   t h i s   p a p e r ,   a   d a t a   p r o c e s s i n g   t e c h n i q u e   t o   o b t a i n   t h e   t r u e   c h a r a c t e r i s t i c   o f   m i c r o w a v e   a b s o r b e r   m a t e r i a l   c h a r a c t e r i z a t i o n   i s   p r o p o s e d .   T h i s   t e c h n i q u e   a d d r e s s e d   t o   o v e r c o m e   t h e   l i m i t a t i o n s   o f   p o r t   e x t e n s i o n   i s   k n o w n   a s   h y b r i d   d e - e m b e d d i n g   t e c h n i q u e ,   w h i c h   i n   p r i n c i p l e   i s   c a r r i e d   o u t   b y   c o m b i n i n g   t h e   s t r u c t u r e   m o d e l   d a t a   o f   t e s t   f i x t u r e   t h a t   i s   u s e d   w i t h   s i m u l a t e d   d a t a   o r   e x p e r i m e n t a l   m e a s u r e m e n t s .   I n   t h i s   t e c h n i q u e ,   t h e   t e s t   f i x t u r e   i s   s i m u l a t e d   n u m e r i c a l l y   t o   g e t   ( s c a t t e r i n g )   p a r a m e t e r   d a t a .   T h e n   t h e   S   p a r a m e t e r   i s   c o n v e r t e d   i n t o   t h e   T   p a r a m e t e r   ( t r a n s f e r )   t o   b e   u s e d   f o r   d e - e m b e d d i n g   p r o c e s s   b y   r e m o v i n g   t h e   c h a r a c t e r i s t i c   o f   t e s t   f i x t u r e   u s e d   s o   t h a t   t h e   t r u e   c h a r a c t e r i s t i c s   o f   a   m i c r o w a v e   a b s o r b e r   m a t e r i a l   c a n   b e   r e v e a l e d .   T o   v e r i f y   t h e   a c c u r a c y   o f   t e c h n i q u e   p r o p o s e d ,   t h e   c h a r a c t e r i s t i c s   o f   a   m i c r o w a v e   a b s o r b e r   i s   s i m u l a t e d   n u m e r i c a l l y   a n d   m e a s u r e d   e x p e r i m e n t a l l y .   T h e   s i m u l a t i o n   a n d   m e a s u r e m e n t s   r e s u l t s   a r e   t h e n   p r o c e s s e d   u s i n g   t h e   p r o p o s e d   t e c h n i q u e   t o   b e   c o m p a r e d   w i t h   i t s   i d e a l   m o d e l .   I n   g e n e r a l ,   t h e   r e s u l t   o f   d e - e m b e d d i n g   p r o c e s s   s h o w s   t h a t   t h e   p r o p o s e d   t e c h n i q u e   h a s   h i g h   a c c u r a c y .     K e y w o r d s :   c h a r a c t e r i z a t i o n ,   h y b r i d   d e - e m b e d d i n g ,   m i c r o w a v e   a b s o r b e r ,   p a r a l l e l   p l a t e   w a v e g u i d e       1 .   I n t r o d u c t i o n   A t   v e r y   h i g h   f r e q u e n c i e s   a n d   m i c r o w a v e   r e g i o n ,   i t   i s   o f t e n   i m p o s s i b l e   t o   d i r e c t l y   p e r f o r m   t h e   S   p a r a m e t e r s   m e a s u r e m e n t   o r   c h a r a c t e r i z a t i o n   o f   s m a l l   o r   t h i n   d e v i c e   s u c h   a s   f r e q u e n c y   s e l e c t i v e   s u r f a c e s   ( F S S s )   o r   t h i n   m i c r o w a v e   a b s o r b e r .   I n s t e a d ,   t h e   c h a r a c t e r i z a t i o n   i s   t h e n   c a r r i e d   o u t   a t ,   a n d   r e f e r r e d   t o ,   s o m e   r e f e r e n c e   p l a n e   p h y s i c a l l y   r e m o v e d   f r o m   t h e   d e v i c e .   R e l a t e d   t o   t h e   p r o b l e m ,   t h e r e   a r e   s e v e r a l   t e c h n i q u e s   t h a t   h a v e   b e e n   i n v e s t i g a t e d   w h e r e   o n e   o f   t h e   t e c h n i q u e s   i s   d e v e l o p e d   u s i n g   t o o l s   s u c h   a s   t e s t b e d   o r   t e s t   f i x t u r e   [ 1 ] - [ 3 ] .   I n   t h i s   t e c h n i q u e ,   t h e   d e v i c e   t h a t   w i l l   b e   c h a r a c t e r i z e d   o r   i n   o t h e r   t e r m   k n o w n   a s   t h e   d e v i c e   u n d e r   t e s t   ( D U T )   i s   s a i d   t o   b e   e m b e d d e d   i n   t h e   i n t e r v e n i n g   t e s t   f i x t u r e   a n d   n e e d s   t o   b e   d e - e m b e d d e d   t o   o b t a i n   i t s   t r u e   c h a r a c t e r i s t i c s   [ 4 ] .   I f   t h e   t e s t   f i x t u r e   i s   a   t w o - t e r m i n a l   n e t w o r k ,   t h e n   t h e   d e - e m b e d   n e t w o r k   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                      I S S N :   1 6 9 3 - 6 9 3 0   T E L K O M N I K A     V o l . 9 ,   N o . 1 ,     A p r i l   2 0 1 1   :     1 3 3     1 3 8   1 3 4 m a y   u s e f u l l y   b e   r e g a r d e d   a s   a   t w o - p o r t   n e t w o r k   w h i c h   w i l l   r e m o v e   t h e   u n n e c e s s a r y   c o m p o n e n t   o f   t h e   c h a r a c t e r i z a t i o n .   M o r e   t h a n   t w o   d e c a d e s   a g o ,   r e s e a r c h e r s   a n d   e n g i n e e r s   i n v o l v e d   i n   m i c r o w a v e   d e v i c e s   h a v e   i n t e n s i v e l y   i n v e s t i g a t e d   n u m e r i c a l l y   a n d   e x p e r i m e n t a l l y   a   n u m b e r   o f   d e - e m b e d d i n g   t e c h n i q u e s   t o   o b t a i n   t h e   t r u e   d a t a   c h a r a c t e r i z a t i o n   o f   D U T ,   w h i c h   i s   a c t u a l l y   e m b e d d e d   i n   s o m e   t e s t   f i x t u r e   [ 5 ] - [ 9 ] .   I n   [ 5 ] - [ 7 ] ,   s o m e   p r o c e d u r e   o f   d e - e m b e d d i n g   b a s e d   o n   c a l i b r a t i o n   h a s   b e e n   d e v e l o p e d   t o   r e v e a l   t h e   p r o p e r t i e s   o f   d e v i c e   e m b e d d e d   i n   s o m e   t e s t   f i x t u r e .   W h i l s t   d e - e m b e d d i n g   t e c h n i q u e   b a s e d   o n   m e t h o d - o f - m o m e n t s   h a s   b e e n   a n a l y z e d   t h e o r e t i c a l l y   u s i n g   s h o r t - o p e n   m e t h o d   [ 8 ] ,   F u r t h e r ,   i n   [ 9 ]   a   s i m p l e s t   m e t h o d   h a s   b e e n   p r a c t i c a l l y   i m p l e m e n t e d   i n   d e - e m b e d d i n g   t e c h n i q u e ,   c a l l e d   a s   p o r t   e x t e n s i o n ,   w h i c h   c a n   b e   m a t h e m a t i c a l l y   i n t e n d e d   a s   a n   e x t e n s i o n   o f   t e s t   s t r u c t u r e   w i t h   D U T .   T h i s   t e c h n i q u e   a s s u m e s   t h a t   t h e   t e s t   s t r u c t u r e   b e h a v e s   a s   a n   i d e a l   t r a n s m i s s i o n   l i n e   s t r u c t u r e   w i t h   n o   p h a s e   d i f f e r e n t   f o r   a n y   l e n g t h   a n d   l o s s l e s s .   T h e r e f o r e ,   t h e r e   i s   n o   d a m p i n g   a l o n g   t h e   t e s t   s t r u c t u r e   a n d   i t   h a s   a   l i n e a r   p h a s e   r e s p o n s e   a s   w e l l   a s   c o n s t a n t   i m p e d a n c e .   S i n c e   t h e   t e c h n i q u e   p e r f o r m s   o n l y   a d d i n g   o r   r e d u c i n g   p h a s e   o f   m e a s u r e d   s c a t t e r i n g   p a r a m e t e r s   ( S   p a r a m e t e r s ) ,   a n d   i s   u n a b l e   t o   c o m p e n s a t e   t h e   a t t e n u a t i o n   a n d   i m p e d a n c e   d i s c o n t i n u i t y   t h a t   p o s s i b l y   a p p e a r s   a l o n g   t h e   s t r u c t u r e ,   i n   m o s t   c a s e s ,   t h e s e   w i l l   l e a d   t o   a   m i s m a t c h   b e t w e e n   t h e   t e s t   s t r u c t u r e   a n d   D U T   t h a t   a f f e c t s   i n c o n s i s t e n c y   o f   m e a s u r e m e n t   r e s u l t s .   T o   o v e r c o m e   t h e   l i m i t a t i o n s   a b o v e ,   a   n e w   t e c h n i q u e ,   n a m e l y   h y b r i d   d e - e m b e d d i n g   t e c h n i q u e ,   t h a t   c a n   c o m p e n s a t e   t h e   a t t e n u a t i o n   a n d   t h e   i m p e d a n c e   d i s c o n t i n u i t y   o f   s o m e   t e s t   s t r u c t u r e   h a s   b e e n   p r o p o s e d   r e c e n t l y   a n d   i m p l e m e n t e d   f o r   m i c r o w a v e   d e v i c e   c h a r a c t e r i z a t i o n   [ 1 0 ] - [ 1 1 ] .   B a s i c a l l y ,   t h e   d e - e m b e d d i n g   p r o c e s s   i n   t h e   p r o p o s e d   t e c h i n q u e   i s   p e r f o r m e d   b y   c o m b i n i n g   n u m e r i c a l   S   p a r a m e t e r s   a n d   m e a s u r e d   S - p a r a m e t e r   o f   t e s t   f i x t u r e   i n   t h e   c a s c a d e   o f   t w o   h a l f - m o d e l   t e s t   f i x t u r e s   t o   o b t a i n   t h e   t r u e   m e a s u r e d   d a t a   o f   D U T .   A s   t h e   a p p l i c a t i o n   o f   h y d r i d   d e - e m b e d d i n g   t e c h i n i q u e   i s   a d d r e s s e d   f o r   t w o - p o r t   n e t w o r k ,   t h e r e f o r e ,   i n   t h i s   p a p e r   t h e   t e c h n i q u e   i s   i n t e n d e d   t o   b e   d e v e l o p e d   f o r   o n e - p o r t   n e t w o r k   a p p l i c a t i o n   t o   c h a r a c t e r i z e   m i c r o w a v e   a b s o r b e r   m a t e r i a l   e m b e d d e d   i n   a   t e s t   f i x t u r e   o f   p a r a l l e l - p l a t e   w a v e g u i d e .   T o   o b t a i n   t h e   n u m e r i c a l   d a t a   o f   S   p a r a m e t e r   u s e d   f o r   d e - e m b e d d i n g   p r o c e s s ,   t h e   t e s t   f i x t u r e   t o g e t h e r   w i t h   m i c r o w a v e   a b s o r b e r   i s   n u m e r i c a l l y   c h a r a c t e r i z e d ,   w h e r e a s   t h e   m e a s u r e m e n t   d a t a   i s   o b t a i n e d   f r o m   e x p e r i m e n t a l   c h a r a c t e r i z a t i o n .   T h e   n u m e r i c a l   a n d   e x p e r i m e n t a l   c h a r a c t e r i z a t i o n   r e s u l t s   a r e   t h e n   p r o c e s s e d   u s i n g   t h e   p r o p o s e d   t e c h n i q u e   t o   o b t a i n   t h e   t r u e   c h a r a c t e r i s t i c s   t o   b e   c o m p a r e d   w i t h   i t s   i d e a l   m o d e l   [ 1 2 ] .       2 .   D e - e m b e d i n g   P r o c e d u r e   T h e   t e c h n i q u e   d e v e l o p e d   h e r e   e m p l o y s   t h e   t e s t   f i x t u r e   c a s c a d e d   w i t h   3 D   E M   s i m u l a t e d   m o d e l s ,   a n d   t h e n   p r o c e s s e s   t h e   d e - e m d e d d i n g   d a t a   i n   t h e   t e r m   o f   S   o r   T   p a r a m e t e r s .   T h i s   a p p r o a c h   u s e s   m e a s u r e d   o r   s i m u l a t e d   d a t a   f r o m   t h e   t e s t   f i x t u r e   i n c l u d i n g   D U T   a n d   n u m e r i c a l   s i m u l a t e d   m o d e l   d a t a   o f   o n l y   t e s t   f i x t u r e   f r o m   s i m u l a t i o n   t o o l s .   B y   a p p y i n g   t h e   s t r u c t u r e   m o d e l s ,   t h e n   t h e   d e - e m b e d d i n g   p r o c e s s   i s   p e r f o r m e d   u s i n g   S   p a r a m e t e r s   o r   t r a n s f e r   p a r a m e t e r s   ( T   p a r a m e t e r s )   m a t r i x   c a l c u l a t i o n s .   I n   p r i n c i p l e ,   t h e r e   a r e   s i x   s t e p s   o f   p r o c e d u r e   i n   t h e   d e - e m b e d d i n g   p r o c e s s   o f   t e s t   f i x t u r e   c a s c a d e d   w i t h   s t r u c t u r e   m o d e l s :   S t e p   1 :   C r e a t e   a   d a t a   i n   t e r m   o f   S   o r   T   p a r a m e t e r s   u s i n g   s i m u l a t i o n   t o o l s   t o   r e p r e s e n t   s t r u c t u r e   m o d e l   o f   t e s t   f i x t u r e d   u s e d .   S t e p   2 :   S i m u l a t e   t h e   t e s t   f i x t u r e   a n d   D U T   t o g e t h e r   u s i n g   s i m u l a t i o n   t o o l s   t o   o b t a i n   S   p a r a m e t e r s   d a t a   o r   m e a s u r e   t h e   S   p a r a m e t e r s   o f   t e s t   f i x t u r e   i n c l u d i n g   D U T   u s i n g   a   m e a s u r e m e n t   t o o l s .   T h e   S   p a r a m e t e r s   s h o u l d   b e   p r e s e n t e d   a s   c o m p l e x   n u m b e r s .   S t e p   3 :   C o n v e r t   t h e   s i m u l a t e d   o r   m e a s u r e d   S   p a r a m e t e r s   t o   T   p a r a m e t e r s   u s i n g   t h e   f o l l o w i n g   e q u a t i o n   [ 1 3 ] .     ( ) - - - = 1 1 2 2 1 1 2 1 1 2 2 2 1 1 2 1 2 2 2 1 1 2 1 1 S S S S S S S T T T T   ( 1 )     S t e p   4 :   P e r f o r m   t h e   m a t r i x   c a l c u l a t i o n   t o   c o n v e r t   e a c h   h a l f   s t r u c t u r e   m o d e l   o f   t h e   T   p a r a m e t e r s   m a t r i c e s   i n t o   t h e i r   i n v e r s e   m a t r i c e s .   S t e p   5 :   B y   u s i n g   t h e   T   p a r a m e t e r s   m o d e l   o f   t e s t   f i x t u r e   a n d   D U T   g a t h e r e d ,   a p p l y   t h e   f o l l o w i n g   d e - e m b e d d i n g   e q u a t i o n   t o   t h e   s i m u l a t e d   o r   m e a s u r e d   T   p a r a m e t e r s .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
T E L K O M N I K A     I S S N :   1 6 9 3 - 6 9 3 0       H y b r i d   D e - E m b e d d i n g   T e c h n i q u e   F o r   M i c r o w a v e   A b s o r b e r   C h a r a c t e r i z a t i o n   ( A c h m a d   M u n i r )   1 3 5   [ ] [ ] [ ] f i x t u r e t e s t D U T f i x t u r e t e s t D U T T T T _ 1 _ + - × =   ( 2 )     S t e p   6 :   C o n v e r t   t h e   f i n a l   T   p a r a m e t e r s   o b t a i n e d   f r o m   t h e   c a l c u l a t i o n   b a c k   t o   S   p a r a m e t e r s   u s i n g   t h e   f o l l o w i n g   e q u a t i o n   [ 1 3 ] .   T h e   r e s u l t   r e p r e s e n t s   t h e   S   p a r a m e t e r s   o f   D U T   o n l y   w i t h o u t   t h e   p r o p e r t i e s   o f   t e s t   f i x t u r e .     - - = 2 1 2 1 1 2 2 2 1 1 1 2 2 2 2 2 2 1 1 2 1 1 1 1 T T T T T T T S S S S   ( 3 )       3 .   R e s u l t s   a n d   D i s c u s s i o n   T o   v e r i f y   t h e   a c c u r a c y   o f   t e c h n i q u e   p r o p o s e d ,   t h e   p r o p e r t y   o f   t h i n   m i c r o w a v e   a b s o r b e r   m a d e   o f   s q u a r e   p a t c h e s   a r r a y   b a s e d   o n   t e x t u r e d   s u r f a c e s   t e c h n o l o g y   i s   c h a r a c t e r i z e d   n u m e r i c a l l y   a n d   e x p e r i m e n t a l l y   u s i n g   a   t e s t   f i x t u r e   i n   f o r m   o f   p a r a l l e l - p l a t e   w a v e g u i d e .   T h e   t e s t   f i x t u r e   h a s   b e e n   d e s i g n e d   c a r e f u l l y   f o r   t h e   c h a r a c t e r i z a t i o n   o f   s u c h   k i n d   m a t e r i a l   [ 1 0 ] .   I n   t h e   n u m e r i c a l   c h a r a c t e r i z a t i o n ,   t w o   d i f f e r e n t   t y p e s   o f   m i c r o w a v e   a b s o r b e r   a r e   n u m e r i c a l l y   s i m u l a t e d   t o   o b t a i n   t h e i r   S   p a r a m e t e r s   t o   b e   d e - e m b e d d e d   u s i n g   h y b r i d   d e - e m b e d d i n g   t e c h n i q u e .   H e n c e   f o r   t h e   e x p e r i m e n t a l   c h a r a c t e r i z a t i o n ,   o n e   t y p e   o f   a b s o r b e r   p r o t o t y p e   i s   r e a l i z e d   a n d   i t s   S   p a r a m e t e r   i s   m e a s u r e d   e x p e r i m e n t a l l y .   T h e n   b o t h   o f   d e - e m b e d d i n g   r e s u l t s   a r e   c o m p a r e d   w i t h   a n   i d e a l   m o d e l   o f   m i c r o w a v e   a b s o r b e r   t o   g a i n   t h e   d e - e m b e d d i n g   a c c u r a t e n e s s .     3 . 1 .   N u m e r i c a l   C h a r a c t e r i z a t i o n   A s   i l l u s t r a t e d   i n   F i g u r e   1 ,   a   t e s t   f i x t u r e   t h a t   t a k e s   a   f o r m   o f   p a r a l l e l   p l a t e   w a v e g u i d e   i s   u s e d   f o r   n u m e r i c a l   c h a r a c t e r i z a t i o n   o f   m i c r o w a v e   a b s o r b e r .   T h e   p a r a l l e l   p l a t e   w a v e g u i d e   h a s   t a p e r   l e n g t h   o f   1 0 0 m m ,   p l a t e   l e n g t h   o f   2 5 0 m m ,   p l a t e   w i d t h   o f   2 0 0 m m   a n d   p l a t e   s e p a r a t i o n   o f   7 5 m m .   T w o   t y p e s   o f   m a t e r i a l   a s   s h o w n   i n   F i g u r e   2 ,   f u l l   t y p e   a n d   c e n t e r   t y p e   o f   m i c r o w a v e   a b s o r b e r ,   w i l l   b e   a p p l i e d   f o r   t h e   S   p a r a m e t e r   c h a r a c t e r i z a t i o n   t o   b e   d e - e m b e d d e d   u s i n g   t h e   t e c h n i q u e   p r o p o s e d   f o r   t h e   t r u e   d a t a   r e v e l a t i o n .   I n   o r d e r   t h e   i n c i d e n t   o f   i n c o m i n g   w a v e   o n   t h e   s u r f a c e   o f   a b s o r b e r   c a n   b e   a s s u m e d   a s   a   p l a n e   w a v e ,   t h e   a b s o r b e r   i s   p o s i t i o n e d   f a r   e n o u g h   f r o m   t h e   w a v e   s o u r c e   e x c i t e d   u s i n g   a   w a v e g u i d e   t r a n s d u c e r .   T h e   s t r u c t u r e   o f   m i c r o w a v e   a b s o r b e r   i s   c o n s t r u c t e d   u s i n g   a   d o u b l e   s i d e   o f   d i e l e t r i c   s u b s t r a t e   w i t h   a n   a r r a y   o f   s q u a r e   p a t c h e s   a t   t o p   s i d e   a n d   a   g r o u n d   p l a n e   a t   t h e   b o t t o m   s i d e .   T h e   d i e l e c t r i c   s u b s t r a t e   u s e d   i s   a   T a c o n i c T M   C E R - 1 0   w i t h   t h i c k n e s s   o f   2 . 5 4 m m ,   r e l a t i v e   p e r m i t t i v i t y   ( e r )   o f   1 0   a n d   l o s s   ( t a n δ )   o f   0 . 0 0 3 5 .   T h e   t h i c k n e s s   o f   t h e   c o p p e r   t o p   s q u a r e   p a t c h   a n d   t h e   b o t t o m   g r o u n d   p l a n e   i s   0 . 0 3 5 m m .   H e r e ,   s u b s t r a t e   a n d   c o p p e r   c o n d u c t i v e   l o s s e s   a r e   a c c o u n t e d   f o r .   E a c h   s q u a r e   p a t c h   h a s   d i m e n s i o n   o f   1 0 . 5 m m ,   w h i l s t   t h e   d i s t a n c e   b e t w e e n   p a t c h e s   i s   1 . 0 m m   a n d   r e s i s t i v e   e l e m e n t s   a r e   v e r t i c a l l y   i n c o r p o r a t e d   m i d w a y   a l o n g   p a t c h e s .                                     F i g u r e   1 .     P a r a l l e l   p l a t e   w a v e g u i d e   u s e d   f o r   m i c r o w a v e   a b s o r b e r   c h a r a c t e r i z a t i o n ,   u n i t   i n   m m     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                      I S S N :   1 6 9 3 - 6 9 3 0   T E L K O M N I K A     V o l . 9 ,   N o . 1 ,     A p r i l   2 0 1 1   :     1 3 3     1 3 8   1 3 6                           ( a )   ( b )     F i g u r e   2 .     M i c r o w a v e   a b s o r b e r s   u s e d   f o r   c h a r a c t e r i z a t i o n ,   u n i t   i n   m m   ( a )   f u l l   t y p e   ( b )   c e n t e r   t y p e                                       F i g u r e   3 .     S i m u l a t e d   r e f l e c t i o n   c o e f f i c i e n t   o f   p a r a l l e l   p l a t e   w a v e g u i d e   a n d   m i c r o w a v e   a b s o r b e r s   b e f o r e   d e - e m b e d d i n g   p r o c e s s                                       F i g u r e   4 .     S i m u l a t e d   r e f l e c t i o n   c o e f f i c i e n t   o f   m i c r o w a v e   a b s o r b e r s   a f t e r   d e - e m b e d d i n g   p r o c e s s   w i t h   t h e   i d e a l   m o d e l s   a s   c o m p a r i s o n     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
T E L K O M N I K A     I S S N :   1 6 9 3 - 6 9 3 0       H y b r i d   D e - E m b e d d i n g   T e c h n i q u e   F o r   M i c r o w a v e   A b s o r b e r   C h a r a c t e r i z a t i o n   ( A c h m a d   M u n i r )   1 3 7   F i g u r e   3   p l o t s   t h e   n u m e r i c a l   c h a r a c t e r i z a t i o n   r e s u l t s   o f   S   p a r a m e t e r ,   i . e .   r e f l e c t i o n   c o e f f i c i e n t ,   f o r   p a r a l l e l   p l a t e   w a v e g u i d e   a n d   2   t y p e s   o f   m i c r o w a v e   a b s o r b e r   p r i o r   t o   t h e   p r o c e s s   o f   d e - e m b e d d i n g .   W h e r e a s   a f t e r   t h e   d e - e m b e d d i n g   p r o c e s s   h a s   b e e n   t a k e n ,   a s   d e p i c t e d   i n   F i g u r e   4 ,   t h e   e f f e c t   o f   t e s t   f i x t u r e   f r o m   t h e   w a v e g u i d e   t r a n s d u c e r   i n c l u d i n g   p a r a l l e l   p l a t e s   u p   t o   j u s t   i n   f r o n t   o f   m i c r o w a v e   a b s o r b e r   c a n   b e   d i s c a r d e d ,   s o   t h e   r e m a i n s   a r e   t h e   t r u e   S   p a r a m e t e r s   o f   m i c r o w a v e   a b s o r b e r .   T o   v a l i d a t e   t h e   r e s u l t   o f   d e - e m b e d d i n g s ,   a n   i d e a l   m o d e l   i . e .   p e r f e c t   c e l l   o f   e a c h   m i c r o w a v e   a b s o r b e r   t e s t e d   i s   n u m e r i c a l l y   i n v e s t i g a t e d   t o   o b t a i n   i t s   c h a r a c t e r i s t i c   r e s p o n s e s .   T h e   i n v e s t i g a t i o n   r e s u l t s   a r e   p l o t t e d   t o g e t h e r   f o r   c o m p a r i s o n .   I t   i s   g e n e r a l l y   s e e n   t h a t   t h e   r e s u l t s   s h o w n   i n   F i g u r e   4   a r e   v e r y   s i m i l a r   e a c h   o t h e r   b o t h   f o r   m i c r o w a v e   a b s o r b e r   o f   f u l l   t y p e   a n d   c e n t e r   t y p e   a n d   c o m p a r a b l e   w i t h   e a c h   r e s u l t   o f   t h e   i d e a l   m o d e l s .   H o w e v e r ,   t h e r e   i s   a   b i t   d i f f e r e n c e   i n   c e n t e r   f r e q u e n c y   a n d   a m p l i t u d e   f o r   t h e   c e n t e r   t y p e   t h a t   m o s t l y   b e   c a u s e d   b y   t h e   i n f l u e n c e   o f   p a r a l l e l   p l a t e   w a v e g u i d e   c o m p o s e d   o f   m e t a l l i c   c o m p o n e n t   w h e r e   t h e   i n f l u e n c e   f o r   t h e   c e n t e r   t y p e   i s   s t r o n g e r   t h a n   f o r   t h e   f u l l   t y p e .   I n   s p i t e   o f   s l i g h t   d i f f e r e n c e s   i n   t h e   r e s u l t ,   i t   c a n   b e   c o n c l u d e d   t h a t   t h e   p r o p o s e d   h y b r i d   d e - e m b e d d i n g   t e c h n i q u e   s h o w s   a   h i g h   e n o u g h   a c c u r a c y   i n   t h e   c h a r a c t e r i z a t i o n   r e s u l t   a n d   c a n   b e   a p p l i e d   i n   t h e   d e - e m b e d d i n g   p r o c e s s   o f   e x p e r i m e n t a l   c h a r a c t e r i z a t i o n .       3 . 2 .   E x p e r i m e n t a l   C h a r a c t e r i z a t i o n   F r o m   t h e   n u m e r i c a l   c h a r a c t e r i z a t i o n   e x p l a i n e d   a b o v e ,   a   p r o t o t y p e   o f   f u l l   t y p e   m i c r o w a v e   a b s o r b e r   i s   b u i l t   f o r   t h e   e x p e r i m e n t a t i o n   a n d   c h a r a c t e r i z a t i o n .   T h e   a b s o r b e r   i s   m a d e   o f   s q u a r e   p a t c h e s   e t c h e d   o n   2 . 5 4 m m   t h i c k   g r o u n d e d   T a c o n i c T M   C E R - 1 0   s u b s t r a t e .   F i g u r e   5   s h o w s   t h e   p i c t u r e   o f   a b s o r b e r   t o   b e   u s e d   f o r   t h e   c h a r a c t e r i z a t i o n   f o l l o w e d   b y   t h e   d e - e m b e d d i n g   p r o c e s s .   T h e   d i m e n s i o n   o f   e a c h   p a t c h   i s   1 0 . 5 m m ,   w h i l s t   t h e   l e n g t h   a n d   w i d t h   o f   r e f l e c t o r   a r e   2 0 0   m m   a n d   7 5   m m ,   r e s p e c t i v e l y .   S u r f a c e   m o u n t   r e s i s t o r s   a r e   s o l d e r e d   m i d w a y   b e t w e e n   t h e   a d j a c e n t   p a t c h e s   a l o n g   v e r t i c a l   d i r e c t i o n   i n   l i n e   w i t h   a   l i n e a r l y   p o l a r i z e d   e l e c t r i c   f i e l d   E   u s e d   f o r   a   w a v e   i l l u m i n a t i o n .   A f t e r   p e r f o r m i n g   t h e   d e - e m b e d d i n g   p r o c e s s ,   t h e   r e s u l t   o f   m e a s u r e d   r e f l e c t i o n   c o e f f i c i e n t   i s   d e p i c t e d   i n   F i g u r e   6 .   T o   v e r i f y   t h e   e x p e r i m e n t a l   c h a r a c t e r i z a t i o n ,   t h e   n u m e r i c a l   c h a r a c t e r i z a t i o n   a n d   t h e   i d e a l   m o d e l   a r e   i n v e s t i g a t e d   a n d   t h e   r e s u l t s   a r e   p l o t t e d   i n   t h e   s a m e   f i g u r e .                                 F i g u r e   5 .     P i c t u r e   o f   m i c r o w a v e   a b s o r b e r   p r o t o t y p e   t o   b e   c h a r a c t e r i z e d   u s i n g   p a r a l l e l   p l a t e   w a v e g u i d e   a n d   t o   b e   d e - e m b e d d e d   u s i n g   p r o p o s e d   t e c h n i q u e                                     F i g u r e   6 .     M e a s u r e d   r e f l e c t i o n   c o e f f i c i e n t   o f   m i c r o w a v e   a b s o r b e r s   p r o t o t y p e   a f t e r   d e - e m b e d d i n g   p r o c e s s   w i t h   t h e   s i m u l a t e d   r e s u t   a n d   i d e a l   m o d e l   a s   c o m p a r i s o n       F r o m   t h e   g r a p h s   p l o t t e d   i n   F i g u r e   6 ,   a l t h o u g h   t h e r e   a r e   s o m e   d i f f e r e n c e   i n   t h e   o u t b a n d   f r e q u e n c y   a r o u n d   3 3 . 5 G H z ,   i t   i s   s h o w n   t h a t   t h e   m e a s u r e d   r e f l e c t i o n   c o e f f i c i e n t   h a s   a   g o o d   a g r e e m e n t   b o t h   w i t h   t h e   n u m e r i c a l   c h a r a c t e r i z a t i o n   a n d   t h e   i d e a l   m o d e l .   T h e   m i n i m u m   e x p e r i m e n t a l   r e f l e c t i o n   c o e f f i c i e n t   v a l u e   o b t a i n e d   i s   - 2 8 d B ,   w h i l s t   t h e   n u m e r i c a l   c h a r a c t e r i z a t i o n   a n d   t h e   i d e a l   m o d e l   a r e   - 2 7 d B   a n d   - 3 0 d B ,   r e s p e c t i v e l y .   H e n c e ,   t h e   b a n d w i d t h   o f   e x p e r i m e n t a l   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                      I S S N :   1 6 9 3 - 6 9 3 0   T E L K O M N I K A     V o l . 9 ,   N o . 1 ,     A p r i l   2 0 1 1   :     1 3 3     1 3 8   1 3 8 c h a r a c t e r i z a t i o n   a t   - 1 0 d B   r e f l e c t i o n   c o e f f i c i e n t   i s   2 5 1 M H z   c o m p a r a b l e   w i t h   t h e   n u m e r i c a l   c h a r a c t e r i z a t i o n   a n d   t h e   i d e a l   m o d e l ,   i . e .   3 2 9   a n d   2 8 4 M H z   r e s p e c t i v e l y .   I t   s h o u l d   b e   n o t e d   t h a t   s o m e   u n e x p e c t e d   p a r a m e t e r   i n   t h e   e x p e r i m e n t a l   c h a r a c t e r i z a t i o n ,   s u c h   a s   l o s s   s u r r o u n d i n g   t h e   p a r a l l e l   p l a t e   w a v e g u i d e   a n d   t h e   m i c r o w a v e   a b s o r b e r   p r o t o t y p e ,   i s   u n a b l e   t o   b e   a l l   i n c l u d e d   i n   t h e   n u m e r i c a l   c h a r a c t e r i z a t i o n   t h a t   c a u s e s   t h e   d i f f e r e n t   r e s u l t   b e t w e e n   t h e   n u m e r i c a l   a n d   e x p e r i m e n t a l   c h a r a c t e r i z a t i o n .       4 .   C o n c l u s i o n   T h e   i n v e s t i g a t i o n   o f   h y b r i d   d e - e m b e d d i n g   t e c h n i q u e   t o   o b t a i n   t h e   t r u e   c h a r a c t e r i s t i c   o f   m i c r o w a v e   a b s o r b e r   c h a r a c t e r i z a t i o n   h a s   b e e n   d e m o n s t r a t e d   n u m e r i c a l l y   a n d   e x p e r i m e n t a l l y .   B o t h   o f   n u m e r i c a l   a n d   e x p e r i m e n t a l   c h a r a c t e r i z a t i o n s   a r e   u s e d   a   t e s t   f i x t u r e   i n   f o r m   o f   p a r a l l e l   p l a t e   w a v e g u i d e   w i t h   n o r m a l   i n c i d e n t   e x c i t a t i o n .   F r o m   t h e   n u m e r i c a l   c h a r a c t e r i z a t i o n ,   i t   i s   s h o w n   t h a t   t h e   p r o p o s e d   t e c h n i q u e   s h o w s   a   v e r y   a c c u r a t e l y   r e s u l t   c o m p a r e d   t o   t h e   i d e a l   m o d e l s .   W h i l s t   i n   t h e   e x p e r i m e n t a t i o n ,   t h e   c h a r a c t e r i z a t i o n   o f   a   m i c r o w a v e   a b s o r b e r   p r o t o t y p e   h a s   b e e n   p e r f o r m e d   f o l l o w i n g   b y   t h e   d e - e m b e d d i n g   p r o c e s s   t o   r e v e a l   t h e   t r u e   c h a r a c t e r i s t i c   d a t a ,   i . e .   r e f l e c t i o n   c o e f f i c i e n t ,   T h e   m e a s u r e d   d e - e m b e d d i n g   r e s u l t   h a v e   s h o w n   a   g o o d   a g r e e m e n t   b o t h   w i t h   t h e   n u m e r i c a l   c h a r a c t e r i z a t i o n   a n d   t h e   i d e a l   m o d e l .   I t   s h o u l d   b e   n o t e d   t h a t   t h e   p r o p o s e d   t e c h n i q u e   i s   s u f f i c i e n t l y   a c c u r a t e   t o   v a l i d a t e   t h e   h y b r i d   s i m u l a t i o n / m e a s u r e m e n t   m e t h o d   w h e r e   t h i s   c a p a b i l i t y   w i l l   b e   v e r y   u s e f u l   t o   p e r f o r m   t r u e   c h a r a c t e r i s t i c s   o f   o t h e r   s m a l l   o r   t h i n   d e v i c e   e m b e d d e d   i n   s o m e   t e s t   f i x t u r e .       A c k n o w l e d g e m e n t s   T h i s   w o r k   i s   p a r t i a l l y   s u p p o r t e d   b y   t h e   I n s t i t u t   T e k n o l o g i   B a n d u n g   R e s e a r c h   G r o u p   G r a n t   2 0 1 0   ( R i s e t   K K - I T B )   C o n t r a c t   N o .   1 3 6 / K 0 1 . 1 6 / P L / 2 0 1 0   a n d   t h e   I n s t i t u t   T e k n o l o g i   B a n d u n g   A l u m n a e   A s s o c i a t i o n   R e s e a r c h   G r a n t   2 0 1 0   ( H R I A I T B )   C o n t r a c t   N o .   1 0 8 1 / K 0 1 . 1 6 / I A / S P 3 / 2 0 1 0 .   T h e   a u t h o r   t h a n k s   D r .   S u g i h a r t o n o ,   I n s t i t u t   T e k n o l o g i   B a n d u n g ,   I n d o n e s i a   f o r   f r u i t f u l   d i s c u s s i o n s   a n d   P r o f .   V i n c e n t   F u s c o ,   Q u e e n s   U n i v e r s i t y   B e l f a s t ,   U n i t e d   K i n g d o m   f o r   u s e f u l   i d e a s   r e l a t e d   t o   t h e   e x p e r i m e n t a t i o n .       R e f e r e n c e s   [ 1 ]   G o l d s t e i n   C ,   T e h o r i   A.   S m a l l   Pa r a l l e l   Pl a t e s   Sy s t e m   f o r   E M Si m u l a t i o n .   Pr o c e e d i n g   o f   I EEE   Sy m p o s i u m   o n   EM C .   At l a n t a .   1 9 8 7 ;   1 3 5 - 1 3 8 .   [ 2 ]   Ph i l i p s   B,   Pa r k e r   EA,   L a n g l e y   R J .   Ac t i v e   F SS  i n   An   Ex p e r i m e n t a l   H o r n   An t e n n a   Sw i t c h a b l e   Be t w e e n   T w o   Be a m w i d t h s .   E l e c t r o n i c s   L e t t e r s .   1 9 9 5 :   3 1 ( 1 ) :   1 - 2 .   [ 3 ]   H a n s e n   R C .   Ph a s e d   Ar r a y   An t e n n a s .   J o h n   W i l e y   So n s .   2 0 0 2 :   1 2 7 - 1 6 3 .   [ 4 ]   Ba u e r   R F ,   Pe n f i e l d   J R   P .   D e - e m b e d d i n g   a n d   U n t e r m i n a t i n g .   I EEE  T r a n s a c t i o n   o n   M i c r o w a v e   T h e o r y   a n d   T e c h n i q u e s .   1 9 7 4 ;   M T T - 2 2 ( 3 ) :   2 8 2 - 2 8 8 .   [ 5 ]   R o s e n b a u m   SE,   Pi t z a l i s   O ,   M a r z a n   J M .   C a l i b r a t i o n   M e t h o d   f o r   D e e m b e d d i n g   a   M i c r o w a v e   T e s t   F i x t u r e .   Pr o c e e d i n g   o f   Au t o m a t i c   R F   T e c h n i q u e s   G r o u p   ( AR F T G )   C o n f e r e n c e   D i g e s t .   Ba l t i m o r e .   1 9 8 6 :   1 4 8 - 1 5 8 .   [ 6 ]   M o n d a l   J ,   C h e n   T - H .   Pr o p a g a t i o n   C o n s t a n t   D e t e r m i n a t i o n   i n   M i c r o w a v e   F i x t u r e   D e -   e m b e d d i n g   Pr o c e d u r e .   I EEE  T r a n s a c t i o n   o n   M i c r o w a v e   T h e o r y   a n d   T e c h n i q u e s .   1 9 8 8 ;   3 6 ( 4 ) :   7 0 6 - 7 1 4 .   [ 7 ]   Va n d a m m e   EP,   S c h r e u r s   D M M P,   D i n t h e r   C V.   I m p r o v e d   T h r e e - s t e p   D e - e m b e d d i n g   M e t h o d   t o   Ac c u r a t e l y   Ac c o u n t   f o r   T h e   I n f l u e n c e   o f   Pa d   Pa r a s i t i c s   i n   Si l i c o n   O n - w a f e r   R F   T e s t - St r u c t u r e s ,   I EEE   T r a n s a c t i o n   o n   M i c r o w a v e   T h e o r y   a n d   T e c h n i q u e s .   2 0 0 1 ;   4 8 ( 4 ) :   7 3 7 - 7 4 2 .   [ 8 ]   F a r i n a   M ,   R o z z i   T .   Sh o r t - O p e n   D e - e m b e d d i n g   T e c h n i q u e   f o r   M e t h o d - o f - M o m e n t s - B a s e d   El e c t r o m a g n e t i c   An a l y s e s .   I E EE  T r a n s a c t i o n   o n   M i c r o w a v e   T h e o r y   a n d   T e c h n i q u e s .   2 0 0 1 ;   4 9 ( 4 ) :   6 2 4 - 6 2 8 .   [ 9 ]   D e - e m b e d d i n g   a n d   Em b e d d i n g   S - Pa r a m e t e r   N e t w o r k s   U s i n g   a   Ve c t o r   N e t w o r k   An a l y z e r .   Ag i l e n t   Ap p l i c a t i o n   N o t e .   1 3 6 4 - 1 ;   2 0 0 4 .   [ 1 0 ]   M u n i r   A,   F u s c o   V,   M a l y u s k i n   O .   Pa r a l l e l   P l a t e   W a v e g u i d e   Si m u l a t o r   D e s i g n ,   C h a r a c t e r i s a t i o n   a n d   D U T   D e - e m b e d d i n g .   Pr o c e e d i n g   o f   I EEE   I n t e r n a t i o n a l   Sy m p o s i u m   o n   An t e n n a s   a n d   Pr o p a g a t i o n   ( AP - S) .   Sa n   D i e g o .   2 0 0 8 :   1 - 4 .   [ 1 1 ]   M u n i r   A,   F u s c o   V.   H y b r i d   D e - e m b e d d i n g   T e c h n i q u e   a n d   I t s   Ap p l i c a t i o n   f o r   F SS  C h a r a c t e r i z a t i o n .   Pr o c e e d i n g   o f   A s i a - P a c i f i c   M i c r o w a v e   C o n f e r e n c e   ( APM C ) .   H o n g k o n g .   2 0 0 8 ;   1 - 4 .   [ 1 2 ]   M u n i r   A,   F u s c o   V.   Ef f e c t   o f   S u r f a c e   R e s i s t o r   L o a d i n g   o n   H i g h   I m p e d a n c e   S u r f a c e   R a d a r   Ab s o r b e r   R e t u r n   L o s s   a n d   Ba n d w i d t h .   M i c r o w a v e   a n d   O p t i c a l   T e c h n o l o g y   L e t t e r s .   2 0 0 9 ;   5 1 ( 7 ) :   1 7 7 3 - 1 7 7 5 .   [ 1 3 ]   C o l l i n   R E.   F o u n d a t i o n s   f o r   M i c r o w a v e   En g i n e e r i n g .   M c G r a w - H i l l .   1 9 9 2 :   2 5 7 - 2 6 0 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.