Utilização de ressonadores metamateriais na melhoria de desempenho de filtros planares

Campos, Antônio Luiz Pereira de Siqueira

Universidade Federal do Rio Grande do Norte

2019-12-26

Filtro rejeita-faixa

Filtro passa-baixa

Geometria Matrioska

Ressonadores de anéis fendidos complementares

CSRR

Este trabalho propõe a inserção de ressonadores de anéis fendidos complementares (CSRR - Complementary Split-Ring Resonators), no plano de terra de filtros planares. A intenção é melhorar alguns parâmetros de filtros encontrados na literatura, que possuam aplicação prática, considerando a crescente demanda por maior desempenho, menor tamanho, menor peso e custo dos dispositivos que integram os sistemas de comunicação. Os filtros escolhidos foram: um filtro passa-faixa que utiliza geometria Matrioska para aplicações na faixa ISM (Industrial Scientific and Medical) de 2,45 GHz; e um filtro passa-baixa para aplicações em Tv digital. A ideia é inserir o CSRR no plano de terra das estruturas, para aumentar a atenuação livre do filtro rejeita-faixa Matrioska e para redução das dimensões do filtro passa-baixa. No trabalho são apresentados os resultados numéricos e experimentais, para efeito de validação da técnica proposta. Um boa concordância entre os resultados é observada, mostrando que as propostas apresentadas foram alcançadas. No filtro Rejeita-faixa Matrioska, foi obtido uma melhora significativa na atenuação livre na faixa de rejeição do filtro, já no filtro passa-baixa foi obtido uma redução significativa nas dimensões do mesmo.

This work proposes the insertion of Complementary Split-Ring Resonators (CSRR) in the planar filter ground. The intention is to improve some filter parameters found in the literature that have practical application, considering the growing demand for higher performance, smaller size, lower weight and cost of the devices that integrate the communication systems. The filters chosen were: a bandpass filter that uses Matrioska geometry for applications in the 2.45 GHz Industrial Scientific and Medical (ISM) band; and a low pass filter for digital TV applications. The idea is to insert the CSRR into the structure ground plane to increase the free attenuation of the Matrioska band-reject filter and to reduce the size of the low-pass filter. In the work the numerical and experimental results are presented, for the purpose of validation of the proposed technique. A good agreement between the results is observed, showing that the proposals presented were achieved. In the Matrioska band-reject filter, a significant improvement was obtained in the free attenuation in the filter rejection range, whereas in the low-pass filter a significant reduction in its dimensions was obtained.