Sensori elettromagnetici indossabili per applicazioni mobile health

In this MsD thesis, the design of a microwave front-end system for electromagnetic wearable sensors is presented. The designed sensor is a microstrip double-ring resonator for monitoring of the level of potassium in biological fluids. The design of a PLL-based readout circuit as well as ADS simulations and validation are presented. The whole system is able to detect potassium concentration changes from 0 g/L to 200g/L, corresponding to the resonant frequency shift in the frequency range 2.8 GHz - 2.9 GHz. This frequency shift is due to the dielectric permittivity variation in biological fluids.

In questo lavoro di tesi è presentato il progetto di un sistema di front-end per l’elaborazione di segnali provenienti da sensori elettromagnetici indossabili. Il sensore è un doppio risonatore ad anello in microstriscia progettato per il monitoraggio del livello di potassio nei fluidi biologici. È descritto il progetto di un circuito di readout basato su un PLL, e le relative simulazioni e validazioni tramite il software ADS. Il sistema complessivo può rilevare variazioni di concentrazione del potassio da 0 g/L a 200 g/L, in funzione della variazione della frequenza di risonanza nell’intervallo 2.8 GHz - 2.9 GHz. Questa variazione di frequenza è dovuta alla variazione della costante dielettrica nei fluidi biologici causata dalla presenza di potassio.