Search

This deliverable provides insights into the consortium activities with respect to ecosystem building. Activities undertaken, and stakeholders engaged in the first half of the project are elaborated in detail, with attention given to first LandSense Innovation Challenge organized as the incubator event for ecosystem and services building. The deliverable also includes a brief illustration of the value chain, its stakeholders and LandSense positioning within the ecosystem.

Senzori vlažnosti zemljišta su od ključnog značaja za sisteme za navodnjavanje kojima je moguće uvećati prinose u proseku za 79%. U okviru ove disertacije razvijena su dva senzorska rešenja za merenje vlažnosti zemljišta. Prvi senzor je namenjen određivanju vlažnosti uzoraka zemljišta u neporemećenom stanju. Rešenje je nastalo nadogradnjom standardne opreme za uzorkovanje zemljišta. Za pomenuti senzor konstruisana je kalibraciona kriva kojom je moguće odrediti vlažnost zemljišta sa relativnom greškom ne većom od 2.5%. Drugo senzorsko rešenje je fabrikovano u LTCC tehnologiji, malih je dimenzija i namenjeno je primeni na terenu. Glavna prednost ovog senzora je da na njega ne utiče provodnost zemljišta koja je usko povezana sa tipom zemljišta. Predloženi senzor je testiran na dva uzorka zemljišta različitog hemijskog sastava. Rezultati merenja su pokazali da tip zemljišta nema uticaj na odziv senzora. Ostvarena relativna greška u odnosu na pun merni opseg iznosi 5.36%., Soil moisture sensors are of great importance for the irrigation systems thatare able to increase the yiel on avarage of 79%. Within this thesis two sensorsolutions have been developed. The first sensor, which is intended forlaboratory use, has been designed by upgrading existing samplingequipment. The constructed calibration curve for this type of sensor that canbe used for soil mositure determination with relative error not larger than2.5% with respect to full scale output. The second sensor solution isdesigned to be used in the field. It is fabricated in LTCC technology and it ischaraterized by small overall dimensions. The main advantage of this sensoris that it is immune to the soil electrical conductivity which is closely related tothe soil type. Proposed sensor is tested on two soil sample of differentchemical composition and the results have shown that the type of soil doesnot influence the sensor response. The relative error with the respect of fullscale output was only 5.36 %.

Коришћењем интердигиталног кондензатора и микроконтролера, систем за препознавање течности је имплементиран и испитан. Пермитивност течних узорака је коришћена као физичка особина на основу које се врши препознавање. Инвазивна и неинвазивна конфигурација сензора је израђена и испитана. Резултати указују на могућност развоја компактних, минијатурних уређаја за теренску употребу., Korišćenjem interdigitalnog kondenzatora i mikrokontrolera, sistem za prepoznavanje tečnosti je implementiran i ispitan. Permitivnost tečnih uzoraka je korišćena kao fizička osobina na osnovu koje se vrši prepoznavanje. Invazivna i neinvazivna konfiguracija senzora je izrađena i ispitana. Rezultati ukazuju na mogućnost razvoja kompaktnih, minijaturnih uređaja za terensku upotrebu., By using interdigital capacitor and a microcontroller, a system for liquid-typerecognition has been developed and examined. Permittivity of liquid sampleshas been used as a physical property for recognition. Invasive and noninvasivesensor configuration has been implemented and examined. Resultsimply the possibility to develop compact, miniature, on-field devices.

Metamaterials are artificial media composed of subwavelength unit cells, specifically engineered to exhibit unusual properties in relation to wave propagation, generally not found in nature. Most research in this area has been dedicated to electromagnetic metamaterials, In this thesis we present results in a new multidisciplinary field of metamaterials in acoustics and realization of non-conventional wave propagation applying novel metamaterial unit cells. The scientific contribution of this dissertation comprises three new types of wave propagation modes and their control with newly designed metamaterial unit cells. In the thesis, a novel class of compressibility-near-zero (CNZ) acoustic propagation, achieved by using Helmholtz resonators, is theoretically analyzed and experimentally demonstrated. A closed analytical formula for the effective compressibility of the proposed unit cell is presented, and the existence of two frequencies which may support CNZ propagation is shown. Furthermore, a new unit cell with effective mass density with Lorentzian type behavior is proposed, a closed analytical formula for its effective mass density is found, and the evanescent, left-handed propagation and density-near-zero acoustic wave propagation are demonstrated. In the end it is demonstrated for the first time that a surface acoustic wave propagating at the boundary between a fluid and a hard grooved surface can be efficiently controlled by varying only the temperature of the fluid, while the geometry of the grooved surface remains unchanged. This opens up a way for a number of new applications, all easily tunable by external means. Following theoretical considerations, we demonstrate temperature-controlled sound trapping and its applications in acoustic spectral analysis and temperature sensing. We also present a temperature-controlled gradient refractive index (GRIN) acoustic medium and apply it to achieve temperature-controlled acoustic focusing., Метаматеријали су вештачки медијуми састављени од јединичних ћелија мањих од таласне дужине, пројектовани на посебан начин да при пропагацији таласа испољавају необичне особине које се иначе не срећу у природи. Већина истраживања у овој области фокусира се на електромагнетске метаматеријале. У овој дисертацији презентовани су резултати у новом мултидисциплинарном пољу метаматеријала у акустици и реализација нове неконвенционалне пропагације таласа применом јединичних ћелија метаматеријала. Научни допринос ове дисертације су три нова типа модова пропагације таласа и њихова контрола новим пројектованим јединичним ћелијама метаматеријала. У дисертацији је теоријски анализирана и експериментално показана нова класа CNZ (енг. compressibility-near-zero) акустичке пропагације постигнуте Хелмхолцовим резонатором. Дата је затворена аналитичка формула за ефективну стишљивост јединичне ћелије, а затим је показано да постоје две фреквенције које подржавају CNZ пропагацију. Такође, предложена је нова јединична ћелија са ефективном густином Лоренцовог типа, изведена је затворена аналитичка формула за њену ефективну густину и показане су „левoрука“, еванесцентна и DNZ (енг. density-near-zero) пропагација акустичких таласа. На крају, по први пут је показано да се површински акустични талас који се простире на граници између флуида и чврсте избраздане површи може ефикасно контро-лисати само променом температуре, док геометрија избраздане површи остаје непромењена. Ово отвара могућности за бројне нове примене где је потребна лакоћа екстерног подешавања. Пратећи изложену теорију, демонстрирано је заробљавање звука контролисано температуром, као и његова примена у акустичкој спектралној анализи и мерењу темпе-ратуре. Такође, презентован је акустички медијум са температуром кон-тролисаним градијентом индекса преламања, као и његова примену у температурно контролисаном акустичком фокусирању., Metamaterijali su veštački medijumi sastavljeni od jediničnih ćelija manjih od talasne dužine, projektovani na poseban način da pri propagaciji talasa ispoljavaju neobične osobine koje se inače ne sreću u prirodi. Većina istraživanja u ovoj oblasti fokusira se na elektromagnetske metamaterijale. U ovoj disertaciji prezentovani su rezultati u novom multidisciplinarnom polju metamaterijala u akustici i realizacija nove nekonvencionalne propagacije talasa primenom jediničnih ćelija metamaterijala. Naučni doprinos ove disertacije su tri nova tipa modova propagacije talasa i njihova kontrola novim projektovanim jediničnim ćelijama metamaterijala. U disertaciji je teorijski analizirana i eksperimentalno pokazana nova klasa CNZ (eng. compressibility-near-zero) akustičke propagacije postignute Helmholcovim rezonatorom. Data je zatvorena analitička formula za efektivnu stišljivost jedinične ćelije, a zatim je pokazano da postoje dve frekvencije koje podržavaju CNZ propagaciju. Takođe, predložena je nova jedinična ćelija sa efektivnom gustinom Lorencovog tipa, izvedena je zatvorena analitička formula za njenu efektivnu gustinu i pokazane su „levoruka“, evanescentna i DNZ (eng. density-near-zero) propagacija akustičkih talasa. Na kraju, po prvi put je pokazano da se površinski akustični talas koji se prostire na granici između fluida i čvrste izbrazdane površi može efikasno kontro-lisati samo promenom temperature, dok geometrija izbrazdane površi ostaje nepromenjena. Ovo otvara mogućnosti za brojne nove primene gde je potrebna lakoća eksternog podešavanja. Prateći izloženu teoriju, demonstrirano je zarobljavanje zvuka kontrolisano temperaturom, kao i njegova primena u akustičkoj spektralnoj analizi i merenju tempe-rature. Takođe, prezentovan je akustički medijum sa temperaturom kon-trolisanim gradijentom indeksa prelamanja, kao i njegova primenu u temperaturno kontrolisanom akustičkom fokusiranju.

Filtri predstavljaju nezaobilazan deo svakog mikrotalasnog uređaja. Skorašnji veoma brz razvoj bežičnih sistema pred mikrotalasne filtre postavlja nove zahteve kao što su visoke performanse, kompaktnost i rad na više proizvoljno odabranih učestanosti koje se mogu nezavisno kontrolisati.Naučni doprinos ove doktorske disertacije predstavlja pet novih konfiguracija mikrotalasnih multi-band filtara koji su realizovani u mikrostrip arhitekturi. Od toga tri konfiguracije predstavljaju dual-band filtre, a preostale dve konfiguracije tri-band filtre. Filtri su realizovani korišćenjem fraktalnih krivih i/ili savijenih λ/4 rezonatora, i to u klasičnoj tehnologiji štampanih ploča i u višeslojnoj tehnologiji nisko-temperaturne zajedno pečene keramike.Detaljno je analiziran i opisan način rada predloženih filtara. Filtri su fabrikovani, a njihove performanse izmerene i upoređene sa drugim rezultatima dostupnim u literaturi. Pokazano je da predložene filtre karakteriše mogućnost nezavisne kontrole propusnih opsega što je iskorišćeno za realizaciju dual-band filtara koji rade na WLAN 2.4/3.5 GHz opsezima i tri-band filtara koji rade na WLAN 2.4/3.5/5.2 GHz opsezima. Štaviše, predložene tri-band strukture predstavljaju najmanje tri-band filtre do danas predložene u literaturi., Filters are indispensable components in any microwave device. Recent rapid development of wireless systems posed new demands to microwave filters, such as high performance, compact size and the ability to simultaneously operate on several independently selected frequencies.Scientific contribution of this dissertation are five novel microwave multi-band filters realized in microstrip architecture. Out of the five, three configurations are dual-band filters, while the remaining two are tri-band filters. Filters are designed using fractal curves and/or folded λ/4 resonators, in the conventional printed circuits technology or in low-temperature cofired ceramics technology.Operating principles of the proposed filters have been analyzed and explained in detail. Their performances have been measured and compared to other recently published results. It has been shown that the proposed filters allow independent control of the passbands. This has been used to design dual-band filters operating at WLAN frequencies of 2.4/3.5 GHz and tri-band filters operating at WLAN frequencies of 2.4/3.5/5.2 GHz. Moreover, the proposed tri-band filters are the most compact tri-band filters published so far.