Fabrication and characterization of micromachined rectangular waveguide components for use at millimeter-wave and terahertz frequencies

The fabrication and characterization of micromachined reduced-height air-filled rectangular waveguide components suitable for integration is reported in this paper. The lithographic technique used permits structures with heights of up to 100 μm to be successfully constructed in a repeatable manner. Waveguide S-parameter measurements at frequencies between 75-110 GHz using a vector network analyzer demonstrate low loss propagation in the TE10 mode reaching 0.2 dB per wavelength. Scanning electron microscope photographs of conventional and micromachined waveguides show that the fabrication technique can provide a superior surface finish than possible with commercially available components. In order to circumvent problems in efficiently coupling free-space propagating beams to the reduced-height G-band waveguides, as well as to characterize them using quasi-optical techniques, a novel integrated micromachined slotted horn antenna has been designed and fabricated, E-, H-, and D-plane far-field antenna pattern measurements at different frequencies using a quasi-optical setup show that the fabricated structures are optimized for 180-GHz operation with an E-plane half-power beamwidth of 32° elevated 35° above the substrate, a symmetrical H-plane pattern with a half-power beamwidth of 23° and a maximum D-plane cross-polar level of -33 dB. Far-field pattern simulations using HFSS show good agreement with experimental results.

Radiometric analysis of the light coupled by optimally cut plastic optical fiber amplitude modulating reflectance displacement sensors

A radiometric analysis of the light coupled by optical fiber amplitude modulating extrinsic-type reflectance displacement sensors is presented. Uncut fiber sensors show the largest range but a smaller responsivity. Single cut fiber sensors exhibit an improvement in responsivity at the expense of range. A further increase in responsivity as well as a reduction in the operational range is obtained when the double cut sensor configuration is implemented. The double cut configuration is particularly suitable in applications where feedback action is applied to the moving reflector surface. © 2000 American Institute of Physics.

Measurements of leaf water content using terahertz radiation

A novel technique for the noninvasive continuous measurement of leaf water content is presented. The technique is based on transmission measurements of terahertz radiation with a null-balance quasi-optical transmissometer operating at 94 GHz. A model for the propagation of terahertz radiation through leaves is presented. This, in conjunction with leaf thickness information determined separately, may be used to quantitatively relate transmittance measurements to leaf water content. Measurements using a dispersive Fourier transform spectrometer in the range of 100 GHz-500 GHz using Phormium tenax and Fatsia japonica leaves are also reported.

Precision of quasi-optical null-balanced bridge techniques for transmission and reflection coefficient measurements

The precision of quasioptical null-balanced bridge instruments for transmission and reflection coefficient measurements at millimeter and submillimeter wavelengths is analyzed. A Jones matrix analysis is used to describe the amount of power reaching the detector as a function of grid angle orientation, sample transmittance/reflectance and phase delay. An analysis is performed of the errors involved in determining the complex transmission and reflection coefficient after taking into account the quantization error in the grid angle and micrometer readings, the transmission or reflection coefficient of the sample, the noise equivalent power of the detector, the source power and the post-detection bandwidth. For a system fitted with a rotating grid with resolution of 0.017 rad and a micrometer quantization error of 1 μm, a 1 mW source, and a detector with a noise equivalent power 5×10−9 W Hz−1/2, the maximum errors at an amplitude transmission or reflection coefficient of 0.5 are below ±0.025.

Active micromachined integrated terahertz circuits

Schottky barrier diodes have been integrated into on-chip rectangular waveguides. Two novel techniques have been developed to fabricate diodes with posts suitable for integration into waveguides. One technique produces diodes with anode diameters of the order of microns with post heights from 90 to 125 microns and the second technique produces sub-micron anodes with post heights around 20 microns. A method has been developed to incorporate these structures into a rectangular waveguide and provide a top contact onto the anode which could be used as an I.F. output in a mixer circuit. Devices have been fabricated and D.C. characterized.

Millimeter-wave measurements of the complex dielectric constant of an advanced thick film UV photoresist

The first measurement of the relative permittivity (εr) and loss tangent (tan δ) of EPON™ SU-8 advanced thick film ultraviolet photoresist is reported at frequencies between 75–110 GHz (W-band). The problems associated with such a measurement are discussed, an error analysis given, and values of εr=1.725±0.08 and tanδ =0.02±0.001 are determined.

Technique for micro-machining millimetre-wave rectangular waveguide

A new technique is reported for micro-machining millimetre-wave rectangular waveguide components. S-parameter measurements on these structures show that they achieve lower loss than those produced using any other on-chip fabrication technique, have highly accurate dimensions, are physically robust, and are cheap and easy to manufacture.

A solid-state noise source for millimetre wave spectrometry

A novel wide-band noise source for millimetre-wave spectrometry is described. It uses power combined Schottky diodes, reverse biased to avalanche breakdown, mounted in a wide-band tapered slot antenna. Power has been produced from 15 to 200 GHz with an equivalent temperature of 28200 K at 40 GHz.

A new micro-machined millimeter-wave and terahertz snap-together rectangular waveguide technology

A novel technique for micro-machining millimeter and submillimeter-wave rectangular waveguide components is reported. These are fabricated in two halves which simply snap together, utilizing locating pins and holes, and are physically robust, and cheap, and easy to manufacture. In addition, S-parameter measurements on these structures are reported for the first time and display lower loss than previously reported micro-machined rectangular waveguides.

Wavelet filtered modelling applied to measurements of a waveguide's THz time domain response

A quasi-optical de-embedding technique for characterizing waveguides is demonstrated using wideband time-resolved terahertz spectroscopy. A transfer function representation is adopted for the description of the signal in the input and output port of the waveguides. The time domain responses were discretised and the waveguide transfer function was obtained through a parametric approach in the z-domain after describing the system with an ARX as well as with a state space model. Prior to the identification procedure, filtering was performed in the wavelet domain to minimize signal distortion and the noise propagating in the ARX and subspace models. The model identification procedure requires isolation of the phase delay in the structure and therefore the time-domain signatures must be firstly aligned with respect to each other before they are compared. An initial estimate of the number of propagating modes was provided by comparing the measured phase delay in the structure with theoretical calculations that take into account the physical dimensions of the waveguide. Models derived from measurements of THz transients in a precision WR-8 waveguide adjustable short will be presented.

UMA DÉCADA PARA SER LEMBRADA: 1970 - 1979 - ANÁLISE DO MOVIMENTO CARISMÁTICO NA IGREJA METODISTA CENTRAL DE LONDRINA-PR

Este trabalho tem por finalidade descrever o movimento wesleyano como um movimento carismático e de renovação. Através de pesquisas bibliográficas, conhecer historicamente o surgimento e o caminhar desse, com ênfase no Movimento Metodista, considerando a experiência religiosa de João Wesley e a repercussão de seu trabalho em todo o mundo. Após essa etapa introdutória, a pesquisa foi concentrada na trajetória do Movimento Metodista no Brasil, levando em conta a tese de Antônio Gouvêa Mendonça, de que o trajeto do protestantismo tenha seguido o mesmo rumo da expansão do café e, dessa forma, perceber os caminhos até focar o Estado do Paraná e especificamente a cidade de Londrina; para tanto, buscou-se documentos históricos da implantação da Igreja Metodista em Londrina, incluindo as divisões ideológicas, as circunstâncias sócio-econômicas e políticas, ocorridas durante esse início. A seguir pesquisa-se o surgimento do movimento de avivamento na Igreja de Londrina levando em conta a postura pastoral que teve a denominação, enquanto instituição, frente ao movimento carismático, que ocorria no Brasil, analisando as atas e documentos existentes, a fundamentação bíblica e o que foi discutido, acatado e implantado no Colégio Episcopal da Igreja Metodista, sobre o tema. O cuidado em colocar esse documento, chamado de Carta Pastoral, prende-se ao fato de que o mesmo foi ponto fundamental para manter a unidade da Igreja e evitar o que antes ocorrera - * divisões. Dedicou-se também ao cuidado de preservação deste documento, haja vista a possibilidade de extinção e conseqüente esquecimento da posição outrora tomada pela Igreja. Finalizou-se buscando conhecer, a origem, o conceito e vivência, bem como o ambiente onde o avivamento ocorreu. Analisou-se a dimensão de crescimento e expansão nas décadas futuras, observando assim se houve ou não um crescimento qualitativo e numérico, como conseqüência de tal fenômeno. Possibilita-se assim, que outros pesquisadores aprofundem o assunto, uma vez que o trabalho foi delimitado a apenas uma década e a Igreja em Londrina, necessitando assim mais pesquisas onde o mesmo fenômeno aconteceu em outras regiões do Brasil.(AU)

UMA DÉCADA PARA SER LEMBRADA: 1970 - 1979 - ANÁLISE DO MOVIMENTO CARISMÁTICO NA IGREJA METODISTA CENTRAL DE LONDRINA-PR

Este trabalho tem por finalidade descrever o movimento wesleyano como um movimento carismático e de renovação. Através de pesquisas bibliográficas, conhecer historicamente o surgimento e o caminhar desse, com ênfase no Movimento Metodista, considerando a experiência religiosa de João Wesley e a repercussão de seu trabalho em todo o mundo. Após essa etapa introdutória, a pesquisa foi concentrada na trajetória do Movimento Metodista no Brasil, levando em conta a tese de Antônio Gouvêa Mendonça, de que o trajeto do protestantismo tenha seguido o mesmo rumo da expansão do café e, dessa forma, perceber os caminhos até focar o Estado do Paraná e especificamente a cidade de Londrina; para tanto, buscou-se documentos históricos da implantação da Igreja Metodista em Londrina, incluindo as divisões ideológicas, as circunstâncias sócio-econômicas e políticas, ocorridas durante esse início. A seguir pesquisa-se o surgimento do movimento de avivamento na Igreja de Londrina levando em conta a postura pastoral que teve a denominação, enquanto instituição, frente ao movimento carismático, que ocorria no Brasil, analisando as atas e documentos existentes, a fundamentação bíblica e o que foi discutido, acatado e implantado no Colégio Episcopal da Igreja Metodista, sobre o tema. O cuidado em colocar esse documento, chamado de Carta Pastoral, prende-se ao fato de que o mesmo foi ponto fundamental para manter a unidade da Igreja e evitar o que antes ocorrera - * divisões. Dedicou-se também ao cuidado de preservação deste documento, haja vista a possibilidade de extinção e conseqüente esquecimento da posição outrora tomada pela Igreja. Finalizou-se buscando conhecer, a origem, o conceito e vivência, bem como o ambiente onde o avivamento ocorreu. Analisou-se a dimensão de crescimento e expansão nas décadas futuras, observando assim se houve ou não um crescimento qualitativo e numérico, como conseqüência de tal fenômeno. Possibilita-se assim, que outros pesquisadores aprofundem o assunto, uma vez que o trabalho foi delimitado a apenas uma década e a Igreja em Londrina, necessitando assim mais pesquisas onde o mesmo fenômeno aconteceu em outras regiões do Brasil.(AU)

Population and utilzation of land and sea in Hawaii, 1853,

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Land utilization in American Samoa,

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