Filtro de banda prohibida electromagnética inspirado en metamateriales para ultra

Scientific Reports volumen 13, número de artículo: 13347 (2023) Citar este artículo

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Aquí se presenta una línea de transmisión microstrip cargada reactivamente que exhibe una banda prohibida ultra ancha. La carga reactiva se distribuye periódicamente a lo largo de la línea de transmisión, que está acoplada electromagnéticamente. La carga reactiva consiste en un parche de forma circular que se convierte en una estructura metamaterial incrustando en él dos anillos con hendiduras concéntricas. El parche está conectado al plano de tierra con un orificio pasante. La estructura resultante exhibe propiedades de banda prohibida electromagnética (EBG). El tamaño y el espacio entre los anillos cortados dictan la magnitud de la carga reactiva. En primer lugar, la estructura se modeló teóricamente para conocer mejor los parámetros característicos. El circuito equivalente se verificó utilizando un solucionador electromagnético (EM) 3D de onda completa. Los resultados medidos muestran que la estructura EBG propuesta tiene un faldón muy nítido de 3 dB y una banda prohibida muy amplia, que es sustancialmente más grande que cualquier estructura EBG reportada hasta la fecha. El rechazo de banda prohibida de una sola celda unitaria EBG es mejor que −30 dB, y el de una celda unitaria EBG de cinco elementos es mejor que −90 dB. La innovación se puede utilizar en diversas aplicaciones, como aplicaciones biomédicas, que requieren altas tasas de caída y un alto rechazo de banda de parada, lo que permite un uso eficiente del espectro EM. Esto puede reducir la banda de guarda y, por tanto, aumentar la capacidad de canales de los sistemas inalámbricos.

Las estructuras de microondas se pueden ensamblar para exhibir características de banda prohibida electromagnética (EBG)1,2,3. Para ser precisos, las estructuras EBG son periódicas y están diseñadas para prevenir o permitir la propagación de ondas electromagnéticas (EM) en una banda de frecuencia específica. Las estructuras periódicas cuando se aplican a guías de ondas de líneas de transmisión planas de RF/microondas pueden producir características de banda de paso o banda de parada. Mediante la selección adecuada de las dimensiones y la periodicidad de la estructura, se puede controlar la respuesta EM de la estructura para transmitir o suprimir ciertas señales que se propagan a través de ella1,4. Esta característica de las estructuras EBG las hace atractivas en aplicaciones que requieren blindaje EM, por ejemplo, equipos médicos5,6,7,8,9,10,11,12,13,14.

La propiedad EBG se puede implementar cargando periódicamente una línea de transmisión microstrip con resonadores o creando ranuras en el plano de tierra de un sustrato dieléctrico debajo de una línea microstrip en propagación o apilando materiales de diferentes dieléctricos15,16,17. Una línea de transmisión también puede mostrar la propiedad EBG cambiando periódicamente su impedancia. En 9, se muestra que al reducir el perfil de las secciones de baja impedancia en la línea de transmisión se eliminarán las ondulaciones en la banda de paso, causadas por la periodicidad de la estructura EBG. En 10,11,12,13,14,15,16,17,18, se muestra que la EBG se puede establecer ubicando parches de microcinta cortos que se asemejan a estructuras en forma de hongo debajo de la línea de microcinta. Otra técnica para crear EBG es mediante la carga reactiva periódica de una línea de microcinta en propagación19,20,21,22,23,24. La carga reactiva periódica reduce la velocidad de fase (efecto de onda lenta), en comparación con las líneas ordinarias. Esto mejora la capacitancia y/o inductancia efectiva de la línea25. En26, se ha utilizado una variación rectangular/sinusoidal del ancho de la línea de microcinta para crear periodicidad27. Sin embargo, en el caso de variación en el ancho de la línea microstrip se requieren períodos más largos para exhibir características de EBG que dan como resultado una estructura más grande. En otra técnica se introducen defectos periódicos de diferentes formas en el plano de tierra que da como resultado estructuras compactas22,23,24,26. Estas estructuras de tierra defectuosas ofrecen desafíos en el embalaje. Un enfoque alternativo para inducir la carga reactiva es utilizar estructuras de parche en cortocircuito debajo de la línea de microstrip27. La realización de estas estructuras se realiza mediante un apilamiento de tres capas metálicas. En esta estructura, la propiedad EBG se crea mediante la variación periódica de las propiedades dieléctricas efectivas del material. Esta metodología es compatible con el proceso de circuito integrado monolítico de microondas (MMIC) de GaAs/GaN, lo que la hace atractiva para aplicaciones de microondas y ondas milimétricas.

En este artículo se describe una técnica para realizar una banda prohibida ultraancha utilizando una estructura EBG que no tiene un impacto en su tamaño físico. Esto se logra empleando el concepto de metamaterial 2-D. Esto se logra apilando cinco capas en el siguiente orden: metal-sustrato-metal-sustrato-metal. La capa superior es una línea de transmisión de microcinta, la segunda capa es un sustrato dieléctrico, la tercera capa son parches circulares, la cuarta capa es un sustrato dieléctrico y la quinta capa es un plano de tierra metálico. Esta implementación es consistente con los procesos MMIC de GaAs/GaN, lo que la hace viable para diversas aplicaciones, como aplicaciones biomédicas que operan en espectros de microondas y ondas milimétricas. Los parches circulares están conectados al plano de tierra a través de la segunda capa dieléctrica mediante orificios pasantes. Esta configuración se conoce comúnmente como estructura tipo hongo. La banda prohibida ultraancha se logra incorporando características de metamaterial a esta estructura. Esto se logró insertando un anillo dieléctrico en el parche.

Normalmente, las estructuras EBG tipo hongo están hechas de parches cuadrados o rectangulares que cargan reactivamente una línea de transmisión común28. En estructuras EBG basadas en parches cuadrados y rectangulares, la carga dominante en la línea de transmisión es esencialmente capacitiva. La carga reactiva se puede modificar fácilmente variando las dimensiones del parche. Sin embargo, en ambos casos la banda prohibida obtenida es estrecha y su respuesta de transmisión puede estar plagada de ondulaciones de tamaño significativo.

La Figura 1 muestra la implementación de la celda unitaria EBG tipo hongo inspirada en metamaterial propuesta. La estructura de banda prohibida consta de una pila de cinco capas que comprende de abajo hacia arriba desde (1) plano de tierra metálico, (2) sustrato dieléctrico (Rogers RT6002), (3) parche circular de microcinta, (4) sustrato dieléctrico (Rogers RO4533) y (5) línea de transmisión microstrip. El parche circular se conecta al plano de tierra mediante un orificio pasante a través del sustrato Rogers RT6002. Para lograr un rendimiento de banda prohibida ultra ancha, se incrustan dos resonadores de anillo hendido en el parche, como se muestra en la Fig. 1a, que transforman la celda unitaria en una estructura metamaterial. Los parámetros que definen la celda unitaria EBG se muestran en la Fig. 1b. El modelo de circuito equivalente del orificio pasante metálico es un circuito LC paralelo en derivación donde la inductancia representa la inductancia izquierda y la capacitancia está representada por la capacitancia derecha. El parche está acoplado capacitivamente a los anillos hendidos. Esto se modela con un circuito LC en serie donde la inductancia es derecha y la capacitancia es izquierda.

El metamaterial propuesto inspiró la celda unitaria EBG tipo hongo, (a) vista isométrica y (b) parámetros que definen la celda unitaria EBG.

El parche circular de radio \({R}_{i}\) se coloca en el centro de la celda unitaria. Los espacios verticales y horizontales entre el parche circular y el borde de la celda unitaria están definidos por \({d}_{h}\) y \({d}_{v}\), respectivamente. La longitud de la celda unitaria \(\left({L}_{uc}\right)\) y el ancho \(\left({W}_{uc}\right)\) se pueden expresar así, \({{ L}_{uc}=2(R}_{cp}+{d}_{v})\) y \({{W}_{uc}=2(R}_{cp}+{d} _ {h})\). El parche metálico está conectado al plano de tierra a través de una vía de radio y altura de \({R}_{via}\) y \({h}_{via}\), respectivamente, que se ubica en el centro de el parche circular. El largo y el ancho de la línea microstrip son \({L}_{ml}\) y el ancho \({W}_{ml}\), respectivamente, donde \({L}_{ml}={L} _{uc}\). La estructura de celda unitaria de EBG se fabricó sobre sustratos disponibles comercialmente. El sustrato Rogers RT6002 tiene una constante dieléctrica (\({\varepsilon }_{r1}\)) de 2,94, un espesor \({(h}_{1})\) de 0,6 mm y una tangente de pérdida de 0,0012. . El sustrato Rogers RO4533 tiene una constante dieléctrica (\({\varepsilon }_{r2}\)) de 3,45, un espesor \({(h}_{2})\) de 0,2 mm y una tangente de pérdida de 0,0025. . El radio del parche circular se puede calcular usando29,30

donde \({f}_{r}\) es la frecuencia de resonancia del parche y \(c\) es la velocidad de la luz en el espacio libre. Tenga en cuenta que \(h\) y \(a\) están en cm. Dado que la franja hace que el parche sea eléctricamente más grande, se utiliza el radio efectivo del parche y está dado por29,30

La frecuencia de resonancia de los anillos partidos interior y exterior se puede determinar a partir de las ecuaciones. (4) y (5), respectivamente. Estas expresiones se obtuvieron de estudios empíricos.

donde \({R}_{in}\) es el radio del anillo interior y \({R}_{out}\) es el radio del anillo exterior. \({R}_{in}=\left({R}_{cpi2}+{R}_{cpo2}\right)/2\) y \({R}_{out}=\left({ R}_{cpi}+{R}_{cpo}\right)/2\). Los parámetros estructurales de la celda unitaria EBG inspirada en metamaterial se enumeran en la Tabla 1. Para los valores de los parámetros dados en la Tabla 1, \({f}_{i\_ring}=23.2\) GHz y \({f}_{ o\_ring}\)=15,6 GHz. A partir de resultados empíricos, la frecuencia de rechazo del borde inferior de la banda prohibida se puede definir aproximadamente en 0,74 \({f}_{o\_ring}\).

El ancho de banda de la banda prohibida EM está determinado por la carga reactiva del parche circular conectado al plano de tierra y los anillos divididos asociados con la línea de microcinta que se propaga. Cuando una señal de microondas o de onda milimétrica se propaga a través de una línea de transmisión de microcinta, su campo EM interactuará con el parche circular y los anillos divididos que se encuentran debajo, como se ilustra en la Fig. 1. El campo EM inducirá corrientes superficiales sobre el parche y anillos partidos, como se muestra en la Fig. 2a. La densidad de corriente es mayor entre los anillos partidos. Las corrientes en el centro del parche encontrarán el camino más corto a tierra, que es a través del orificio metálico que conecta el parche y el plano de tierra. La carga reactiva en la línea microstrip aumenta debido a los anillos divididos y la consecuencia de esto es que se amplía la banda prohibida.

(a) Densidad de corriente superficial sobre la celda unitaria EBG tipo hongo inspirada en metamaterial a 11,5 GHz, y (b) Respuesta del parámetro S de la celda unitaria EBG tipo hongo inspirada en metamaterial en tres condiciones, es decir, sin orificio de paso, con conexión vía-hole, y con resonadores vía-hole y de anillo hendido.

El análisis del parámetro S de la estructura de celda unitaria de EBG se llevó a cabo utilizando el software electromagnético de onda completa 3-D de CST Microwave Studio. La Figura 2 muestra que cuando se conecta un orificio metálico al parche circular, la caída de 3 dB de la banda de parada (S21) a 11,5 GHz se vuelve significativamente más aguda y la banda prohibida aumenta. Además, el rechazo de banda prohibida es mejor que −10 dB hasta 26 GHz. Esto se debe a que la carga reactiva ofrecida al parche aumenta con la adición del orificio pasante metálico. Al incluir los resonadores de anillo dividido, el rechazo de banda prohibida mejora sustancialmente. La banda prohibida se extiende por encima de los 30 GHz y el rechazo de la banda prohibida es mejor que − 30 dB. La pérdida de retorno (S11) es mejor que −20 dB. Esto se debe a que la inclusión de los anillos partidos transforma la celda unitaria EBG en un metamaterial y provoca una mayor carga reactiva en la línea de transmisión.

Se puede obtener información sobre los parámetros que dictan el rendimiento de la celda unitaria EBG tipo hongo inspirado en metamaterial propuesto a partir de su modelo de circuito equivalente que se muestra en la Fig. 3. El modelo de circuito se aproxima a la estructura física de la celda unitaria. La línea microstrip se aproxima mediante un modelo π sin pérdidas que tiene inductancia en serie (\({L}_{m})\) y capacitancia en derivación (\({C}_{mg}\)). El acoplamiento entre la línea microstrip y el parche circular se realiza mediante capacitancia (\({C}_{mp})\). El acoplamiento entre la línea microstrip y los anillos divididos interior y exterior se realiza a través de capacitancias \({C}_{ms}\) y \({C}_{ms2}\), respectivamente. La magnitud del acoplamiento depende de la longitud de la microcinta (\({L}_{ml}\)) y el ancho (\({W}_{ml}\)) y los radios del parche circular (\({R }_{cp})\) y los anillos partidos (\({R}_{i} \& {R}_{o})\). La capacitancia entre el parche y el plano de tierra está representada por la capacitancia \({(C}_{pg})\). El parche circular tiene inductancia (\({L}_{P})\) y está acoplado capacitivamente a los anillos divididos a través de capacitancias \({C}_{ps}\) y \({C}_{ps2}\ ). Los extremos abiertos del parche crean una capacitancia marginal parásita (\({C}_{o}\)) entre el parche y el plano de tierra. La capacitancia entre los anillos divididos interior y exterior y tierra es \({C}_{sg}\) y \({C}_{sg2}\). El orificio pasante se modela a partir de un cable recto que tiene inductancia (\({L}_{via}\)) y radio (\({R}_{via})\) y altura (\({h}_{ a través de}\)). El modelo de circuito equivalente del orificio pasante metálico es un circuito LC paralelo en derivación donde las inductancias \({L}_{via}\) y \({L}_{p}\) representan la inductancia zurda y la capacitancia \({(C}_{pg})\) está representado por capacitancia diestra. El parche está acoplado capacitivamente a los anillos divididos del parche a través de \({C}_{ps}\) y \({C}_{ps2}\). Este acoplamiento se modela con un circuito LC en serie donde las inductancias \({L}_{s}\) y \({L}_{s2}\) son diestras, y las capacitancias \({C}_{ sg}\) y \({C}_{sg2}\) son zurdos. Los valores de los componentes del modelo de circuito equivalente se dan en la Tabla 2. La Figura 4 muestra la respuesta de pérdida de inserción (S21) del modelo de circuito equivalente y la obtenida de CST Microwave Studio. La reducción es de 45 dB/GHz y el rango de banda prohibida es de 18 GHz de 11,5 a 30 GHz para un rechazo superior a 25 dB. Existe una excelente concordancia entre el modelo de circuito equivalente y la respuesta simulada CST.

Modelo de circuito equivalente de la celda unitaria EBG tipo hongo inspirada en metamaterial propuesta.

Respuesta de pérdida de inserción utilizando CST Microwave Studio y el modelo de circuito equivalente de la celda unitaria EBG propuesta.

Un filtro EBG periódico finito en la Fig. 5 se basa en la celda unitaria EBG inspirada en metamaterial propuesta. El filtro se construye cargando una línea de transmisión de microcinta de 50 \(\Omega\) con cinco celdas unitarias EBG que están igualmente espaciadas. Los filtros se fabricaron sobre sustrato dieléctrico Rogers RT6002 y Rogers RO4533. La brecha entre las celdas unitarias adyacentes es \({R}_{cp}/2\). Los dos sustratos se pegaron entre sí con una capa muy fina de epoxi Eccobond 45 con una constante dieléctrica de 3,4. Las dimensiones totales del filtro EBG son 28 × 5 × 0,8 mm3. La Figura 6 muestra el filtro EBG de 5 elementos fabricado. La Figura 7 muestra las respuestas de pérdida de inserción simuladas y medidas del filtro único y de cinco elementos. La simulación se realizó utilizando CST Microwave Studio. La pérdida de inserción se midió utilizando un analizador de red. De los resultados se desprende claramente que el EBG de cinco celdas unitarias proporciona una caída significativamente más nítida de 3 dB y una banda prohibida con un rechazo de aproximadamente −100 dB desde 12 GHz hasta más allá de 30 GHz. La respuesta del filtro de cinco elementos es significativamente superior a la del EBG de celda unitaria. Esto se debe a las dos capas de constantes dieléctricas diferentes utilizadas para construir las celdas unitarias EBG. Cuando se combinan dos materiales dieléctricos diferentes en una celda unitaria EBG, se crea una disposición más compleja y estructurada. Esta combinación puede conducir a un rendimiento de banda prohibida mejorado en comparación con una estructura EBG de una sola capa. La presencia de dos capas dieléctricas introduce periodicidad y resonancias adicionales, lo que da como resultado regiones de banda prohibida más amplias y efectivas. Además, cada celda unitaria individual contribuye a la supresión general de frecuencias específicas, y la combinación de múltiples celdas conduce a un efecto acumulativo, lo que resulta en una banda prohibida más profunda. Existe una excelente concordancia entre la simulación y los resultados medidos.

Vista superior de la estructura EBG de cinco elementos propuesta.

El filtro de eliminación de banda 2-D fabricado basado en la celda unitaria EBG tipo hongo inspirada en el metamaterial propuesto, (a) línea de transmisión superior y capa intermedia de una estructura EBG de celda unitaria única, y (b) línea de transmisión superior y capa intermedia de la estructura EBG de cinco celdas unitarias donde λg está en la frecuencia de corte de 3 dB de 12,5 GHz.

Parámetros S simulados y medidos en función de la frecuencia de la celda unitaria EBG única y de cinco.

En la Tabla 3, el filtro EBG propuesto se compara con diferentes estructuras EBG, algunas de las cuales se han informado recientemente. Las métricas de comparación incluyen el tamaño en la longitud de onda guiada, la pérdida de retorno de la banda de paso, el grado de atenuación en la banda prohibida, la nitidez de 3 dB del filtro y el rango de banda prohibida. En comparación con los trabajos citados, la estructura EBG de celda unitaria es mucho más pequeña. La estructura EBG de cinco celdas unitarias tiene un rechazo de banda prohibida significativamente superior a cualquier EBG reportado hasta la fecha. Aunque las estructuras EBG propuestas tienen una caída muy marcada de 3 dB, ésta no es tan buena como35. Las deficiencias de 35 son su pobre respuesta a la pérdida de retorno y su rango de banda prohibida limitado. La banda prohibida de las estructuras EBG propuestas es sustancialmente más amplia que cualquier trabajo reportado hasta la fecha.

Se ha demostrado que una nueva estructura de banda prohibida electromagnética presenta características deseables. En comparación con el estado de la técnica, las cinco celdas unitarias EBG propuestas tienen un tamaño significativamente más pequeño, tienen la mejor pérdida de retorno de banda de paso, uno de los rechazos de banda prohibida más altos y el rango de banda prohibida más grande reportado hasta la fecha. Incluso el rango de banda prohibida de una sola celda unitaria EBG es ultra amplio. Estas características se han logrado aplicando propiedades metamateriales a la celda unitaria EBG tipo hongo. Esto se logró incorporando resonadores de anillo dividido en la carga reactiva que comprende un parche circular que se cortocircuita a tierra mediante un orificio pasante. El parche y los resonadores de anillo dividido están intercalados entre dos sustratos dieléctricos y están acoplados electromagnéticamente a una línea de transmisión de microcinta implementada en el lado superior del sustrato superior. El modelo teórico de la estructura EBG se verificó utilizando un solucionador electromagnético 3D de onda completa de CST Microwave Studio.

Todos los datos generados o analizados durante este estudio se incluyen en este artículo.

Israel, A. et al. Síntesis de estructuras de banda prohibida electromagnética unidimensionales con parámetros totalmente controlados. Traducción IEEE. Microondas. Teoría Tecnológica. 65(9), 3123–3134 (2017).

Artículo de Google Scholar

Li, Y., Li, X.-C. y Mao, J.-F. Una novedosa estructura EBG de microcinta HTS cónica. IEEE Electr. Des. Adv. Paquete. Sistema Síntoma. 2017, 1-3 (2017).

CAS Google Académico

David, L. y col. Diseño práctico de un filtro paso banda utilizando tecnología EBG SIW. EUR. Microondas. Conf. (EuMC) 2018, 77–80 (2018).

Google Académico

Hassan, SMS y Mollah, MN Rendimiento idéntico de distintas estructuras de banda prohibida electromagnética convencionales. Microondas IET. Propagación de antenas. 10(12), 1251–1258 (2016).

Artículo de Google Scholar

IdaMaria, MY et al. Una revisión sobre la aplicación de la banda prohibida electromagnética en dispositivos médicos. Madre. Hoy Proc. 16(4), 2047-2051 (2019).

Google Académico

Llombart, N., Neto, A., Gerini, G. & Maagt, PD Estructuras EBG planas de simetría circular para reducir ondas superficiales en antenas impresas. Traducción IEEE. Propagación de antenas. 53(10), 3210–3218 (2005).

ADS del artículo Google Scholar

Prakash, P., Abegaonkar, MP, Kurra, LA y Koul, SK Estructura compacta de banda prohibida electromagnética (EBG) con tierra defectuosa. IETE J. Res. 62(1), 120-126 (2016).

Artículo de Google Scholar

Abdalla, MA et al. Una celda unitaria EBG de doble banda miniaturizada para antenas UWB con muescas selectivas altas. En t. J. Microw. Alambre. Tecnología. 11(10), 1035–1043 (2019).

Artículo de Google Scholar

Brown, JA, Barth, S. & Smyth, BP Red de alimentación corporativa de microcinta de doble banda que utiliza un EBG integrado basado en metamaterial. Traducción IEEE. Propagación de antenas. 67(11), 7031–7039 (2019).

ADS del artículo Google Scholar

Shahid, I. & Thalakotuna, DM Una estructura periódica 1-D basada en línea de microcinta cargada con dos parches con características de conmutación de banda y ancho de banda de parada mejoradas. J. Electromag. Saludo. Aplica. 33(10), 1329-1342 (2019).

ADS del artículo Google Scholar

Radonic, V. y col. Sensor EBG de microfluidos basado en el método de cambio de fase realizado mediante tecnología de impresión 3D. Sensores 17(4), 892 (2017).

Artículo ADS PubMed PubMed Central Google Scholar

Abdulhameed, MK y cols. Control de radiación de una antena de parche microstrip mediante el uso de banda prohibida electromagnética. AEU-Int. J. Electr. Comunitario. 110, 152835 (2019).

Artículo de Google Scholar

Belbachir, AK y cols. LPF de alto rendimiento que utiliza DGS en forma de C acoplado y resonadores radiales para mezclador de microondas. Prog. Electromag. Res. 58, 97-103 (2016).

Artículo de Google Scholar

Karmokar, DK, Chen, S., Bird, TS & Guo, YJ Antenas de onda de fuga CRLH cargadas con múltiples vías de una sola capa para escaneo de haz de gran angular con ganancia constante. Antenas IEEE inalámbricas. Propaganda. Letón. 18(2), 313–317 (2019).

ADS del artículo Google Scholar

Kim, CS y cols. Una novedosa estructura de tierra defectuosa periódica 1-D para circuitos planos. Microondas IEEE. Lett de onda guiada. 10(4), 131–133 (2000).

Artículo de Google Scholar

Mbairi, FD y Hesselbom, H. Filtros de eliminación de banda de microondas que utilizan nuevas estructuras de banda prohibida electromagnética de sustrato periódico artificial. Traducción IEEE. Componente. Paquete. Tecnología. 32(2), 273–282 (2009).

Artículo CAS Google Scholar

Shahid, I., Thalakotuna, D. y Heimlich, M. Nueva estructura periódica unidimensional basada en medio parche con mejor control sobre el ancho de banda de parada. IEEE Asia-Pacífico. Microondas. Conf. 20, 1712-1714 (2019).

Google Académico

You, X., Wu, C. & Gui, X. Dos novedosas estructuras EBG planas perforadas en meandro para aplicaciones 5G. J. Física. Conf. Ser. 1617(012066), 1–6 (2020).

Google Académico

Hester, J., Nguyen, E., Tice, J. y Radisic, V. Una novedosa línea de transmisión de “montaña rusa” habilitada para impresión 3D. Proc. IEEE Internacional. Síntoma. Hormiga. Propaganda. USNC/URSI Nat. Radio ciencia. Encontrarse. 2017, 2639–2640 (2017).

Google Académico

Li, Y., Li, XC y Mao, JF Una novedosa estructura EBG de banda de microcinta HTS cónica. Proc. IEEE Electr. Des. Adv. Paquete. Sistema Síntoma. 1, 1–3 (2017).

Google Académico

Senouci, S. & Zerguerras, A. Un estudio de estructuras periódicas de microcintas utilizando el enfoque de líneas elementales finitas (FEL). Soy. J. Física. Aplica. 5(4), 52 (2017).

Google Académico

Rong, H., Wang, SQ, Chen, S., Cao, Y. y Tian, H. EBG miniaturizada con banda de parada ancha tipo “I” con DGS. Microondas. Optar. Tecnología. Letón. 60(1), 44–50 (2018).

Artículo de Google Scholar

Kumar, A. & Kartikeyan, MV Diseño y realización de filtros microstrip con nueva estructura de suelo defectuosa (DGS). En t. J. Ing. Ciencia. Tecnología. 20(2), 679–686 (2017).

Google Académico

Hassan, SS y Mollah, MN Rendimiento idéntico de distintas estructuras de banda prohibida electromagnética convencionales. Microondas IET. Hormiga. Propaganda. 10(12), 1251–1258 (2016).

Artículo de Google Scholar

Coromina, J., Vélez, P., Bonache, J., Aznar-Ballesta, F. & Martín, F. Líneas de transmisión EBG con carga reactiva y truncamiento de periodicidad para mejorar el rendimiento de la banda de parada. En t. Conf. Electromagn. Adv. Aplica. 2019, 0921-0925 (2019).

Google Académico

Ertay, AO, Abbak, M. y Simsek, S. Una banda de parada mejorada y un filtro de paso bajo de microcinta de eliminación nítida con estructuras de tierra defectuosas. Int J. Microw. Alambre. Tecnología. 8(3), 573–581 (2016).

Artículo de Google Scholar

García-García, J., Bonache, J. y Martın, F. Aplicación de bandas prohibidas electromagnéticas al diseño de filtros de paso de banda ultraancho con buen rendimiento fuera de banda. Traducción IEEE. Microondas. Th. Tecnología. 54(12), 4136–4140 (2006).

ADS del artículo Google Scholar

Ayop, O. & Rahim, MKA Análisis de la estructura de banda prohibida electromagnética en forma de hongo utilizando la técnica de línea de transmisión suspendida. Proc. IEEE Internacional. Microondas RF. Conf. 2011, 258–261 (2011).

Google Académico

Naveen, J. y col. Antena UWB MIMO/Diversity basada en estructuras EBG uniplanares y en forma de seta con muescas de triple banda con aislamiento de banda ancha mejorado. AEU-Int Electrón. Comunitario. 90, 36–44 (2018).

Artículo de Google Scholar

Balanis, CA Manual de antenas microcinta (Wiley, 1982).

Google Académico

Zhu, H. & Mao, J. 'Estructura EBG cónica miniaturizada con banda de parada ancha y banda de paso plana'. Antenas IEEE inalámbricas. Propaganda. Letón. 11, 314–317 (2012).

ADS del artículo Google Scholar

Hassan, SMS et al. Estructura EBG con forma de mancuerna: valiosa para el diseño de filtros de microondas asistidos por EBG. Proc. IEEE Asia-Pacífico. Conf. Aplica. Electromagn. 2012, 1–5 (2012).

Google Académico

Nesic, D. & Nesic, A. Filtro PBG microbanda Bandstop con variación sinusoidal de la impedancia característica y sin grabado en el plano de tierra. Microondas. Optar. Tecnología. Letón. 29(6), 418–420 (2001).

Artículo de Google Scholar

Ying Huang, S. y Hui Lee, Y. Estructuras de filtros de microbanda electromagnética compacta de doble plano cónico. Traducción IEEE. Microondas. Teoría tecnológica. 53(9), 2656–2664 (2005).

ADS del artículo Google Scholar

Shahid, I., Thalakotuna, DN, Karmokar, D. y Heimlich, M. Esquema de síntesis de filtro Bandstop para estructuras periódicas 1-D basadas en líneas de microcinta cargadas reactivamente. Acceso IEEE 8, 155492–155505 (2020).

Artículo de Google Scholar

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Dr. A.S. Mohammad Alibakhshikenari agradece el apoyo del programa CONEX-Plus financiado por la Universidad Carlos III de Madrid y el programa de investigación e innovación Horizonte 2020 de la Unión Europea en el marco del acuerdo Marie Sklodowska-Curie Grant núm. 801538. Además, este trabajo fue apoyado parcialmente por el Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades, Gobierno de España (Agencia Estatal de Investigación, Fondo Europeo de Desarrollo Regional -FEDER-, Unión Europea) bajo la Beca de investigación PID2021-127409OB-C31 CONDOR . . . . Además de lo anterior, los autores extienden su agradecimiento a la Diputación de Investigación e Innovación del Ministerio de Educación de Arabia Saudita por financiar este trabajo de investigación a través del proyecto número 223202.

Departamento de Ingeniería de Redes y Comunicaciones, Universidad de Al Ain, 64141, Al Ain, Emiratos Árabes Unidos

Muath Al-Hasan y Amjad Iqbal

Departamento de Teoría de la Señal y Comunicaciones, Universidad Carlos III de Madrid, 28911, Leganés, Madrid, España

Mohammad Alibakhshikenari

Centro de Tecnología de las Comunicaciones, Escuela de Computación y Medios Digitales, Universidad Metropolitana de Londres, Londres, N7 8DB, Reino Unido

Bal S. Virdee y Richa Sharma

Instituto Nacional de Investigaciones Científicas (INRS), Montreal, QC, H5A1K6, Canadá

Amjad Iqbal

Departamento de Ingeniería Eléctrica, Facultad de Ingeniería, Universidad Jouf, 72388, Sakaka, Aljouf, Arabia Saudita

Ayman A. Althuwayb

Departamento de Ingeniería Eléctrica, Electrónica y de Comunicaciones e Instituto de Ciudades Inteligentes, Universidad Pública de Navarra, 31006, Pamplona, España

francisco falcone

Escuela de Ingeniería y Ciencias, Tecnológico de Monterrey, 64849, Monterrey, México

francisco falcone

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Conceptualización, MA-H., MA, BSV; metodología, MA-H., MA, BSV, AI, FF; software, MA-H., MA, BSV; validación, MA-H., MA, BSV, RS, AI, AAA, FF; análisis formal, MA-H., MA, BSV, AI, FF; investigación, MA-H., MA, BSV, RS, AI, AAA, FF; recursos, MA-H., MA, BSV, AI; curación de datos, MA-H., MA, BSV, RS, AI, AAA, FF; redacción: preparación del borrador original, MA-H., MA; redacción: revisión y edición, MA-H., MA, BSV, RS, AI, AAA, FF; visualización, MA-H., MA, BSV, FF; supervisión, MA-H., MA, FF; administración de proyectos, MA-H., MA, BSV, FF; adquisición de financiación, MA-H., MA, AI, FF Todos los autores han leído y aceptado la versión publicada del manuscrito.

Correspondencia a Muath Al-Hasan, Mohammad Alibakhshikenari o Francisco Falcone.

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Al-Hasan, M., Alibakhshikenari, M., Virdee, BS et al. Filtro de banda prohibida electromagnética inspirado en metamateriales para dispositivos de detección de interferencias electromagnéticas con banda de parada ultraancha. Representante científico 13, 13347 (2023). https://doi.org/10.1038/s41598-023-40567-x

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Recibido: 03 de junio de 2023

Aceptado: 13 de agosto de 2023

Publicado: 16 de agosto de 2023

DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-023-40567-x

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Filtro de banda prohibida electromagnética inspirado en metamateriales para ultra