Superficie selectiva de frecuencia de alto orden totalmente plana con respuesta cuasi elíptica utilizando una estructura multimodal. | JoVE Visualize

Área de la Ciencia:

El electromagnetismo y los metamateriales
Ingeniería de Microondas Ingeniería de Microondas
Diseño del filtro Diseño del filtro

Sus antecedentes:

Las superficies selectivas de frecuencia (FSS) son cruciales para el filtrado de ondas electromagnéticas.
Los diseños tradicionales de FSS a menudo se enfrentan a limitaciones en la selectividad y la altura del perfil.
Lograr respuestas de filtro de alto orden con roturas bruscas sigue siendo un desafío de diseño.

Objetivo del estudio:

Proponer y demostrar un FSS de orden superior totalmente plano con una respuesta de paso de banda casi elíptica.
Para realizar cero de transmisión de frecuencia finita (TZs) cerca de los bordes de la banda de paso para una mayor selectividad.
Investigar el uso de resonadores multimodo (MMR) y la teoría de la matriz de acoplamiento para el diseño avanzado de filtros.

Principales métodos:

Diseño de una célula unitaria que emplea una configuración resonador-modo-doble-resonador.
Síntesis de trayectorias de acoplamiento cruzado guiadas por una formulación de matriz de acoplamiento para lograr zeros de transmisión.
Utilizando la teoría de la matriz de acoplamiento para analizar los mecanismos operativos y predecir el rendimiento.
Fabricación y medición de un prototipo plano.

Principales resultados:

Demostración experimental de un FSS plano de alto orden con una respuesta de paso de banda casi elíptica.
Se lograron cero de transmisión de frecuencia finita cerca de los bordes de la banda de paso, mejorando la selectividad.
El rendimiento medido muestra cuatro polos de transmisión y dos ceros de transmisión, que coinciden estrechamente con las simulaciones.
Se obtuvo un ancho de banda fraccionario (FBW) de 3 dB del 11,5% con un perfil bajo de 0,14λ0,0.

Conclusiones:

El FSS planar propuesto basado en MMRs ofrece un filtrado de alto orden con una respuesta casi elíptica y alta selectividad.
El diseño logra un perfil bajo y una fabricación simple y de bajo costo.
La teoría de la matriz de acoplamiento proporciona un marco efectivo para comprender y optimizar dichos diseños de FSS de alto orden.