MICROWAVES GROUP

RESEARCH NETWORKS

"Spanish Network on Metamaterials"

RECENT PROJECTS
CONFERENCES / WORKSHOPS
Joint Meeting: "VI Encuentro Ibérico de Electromagnetismo Computacional", "II LEMA-EPFL Workshop on Integral Techniques for Electromagnetics"

Descripción y objetivos del proyecto P09-TIC-4575

Descripción del proyecto y objetivos principales

Resumen del proyecto.
Antecedentes del proyecto.
Objetivos principales.
Bibliografía.

RESUMEN DEL PROYECTO

En este proyecto los investigadores tienen la intención de trabajar en varias líneas diferentes. En primer lugar, se va a elaborar software computacionalmente eficiente para el estudio del scattering de ondas planas por estructuras multicapa periódicas (en dos dimensiones) que contienen parches metálicos y ranuras. Combinando el software elaborado con software comercial de simulación electromagnética, se pretende llevar a cabo el diseño de antenas reflectarray y la obtención de modelos de circuito destinados a la síntesis de filtros de ondas espaciales. Tanto en el caso de las antenas reflectarray como en el de los filtros espaciales, se fabricarán prototipos que serán medidos en la cámara anecoica del Grupo de Microondas de la Universidad de Sevilla (GMUS). Aparte de sus implicaciones tecnológicas, el estudio permitirá abordar temas de carácter científico en los que el grupo ya ha realizado aportaciones relevantes. Se trata de modelar adecuadamente la transmisión extraordinaria a través de pantallas opacas perforadas con agujeros eléctricamente pequeños. Finalmente, se desea investigar la utilización de estructuras con plano de masa ranurado (defected ground structures) en el diseño de componentes pasivos de microondas en circuitería impresa (especialmente filtros). Estas estructuras, cuando presentan periodicidad unidimensional en la dirección de propagación de las ondas, exhiben interesantes características de filtrado y la posibilidad de soportar ondas de retroceso que abren un nuevo paradigma en el diseño de componentes de microondas.

Go up

ANTECEDENTES DEL PROYECTO

El análisis y el diseño de antenas, circuitos y superficies selectivas a frecuencia de microondas, fabricados con tecnología plana, ha ocupado a un gran número de investigadores desde la irrupción, hace más de cuatro décadas, del concepto de circuito integrado en el ámbito del procesamiento de señales de muy alta frecuencia. El Grupo de Microondas de la Universidad de Sevilla (GMUS) ha venido realizando contribuciones en este campo, principalmente desde la perspectiva del Electromagnetismo Aplicado, desde hace 25 años. Este proyecto pretende dar continuidad a tres líneas de investigación que comparten algunos de los conceptos básicos implicados: la naturaleza de los sistemas electromagnéticos tratados, el software de simulación necesario para analizar tales sistemas, y la instrumentación necesaria para medir los prototipos fabricados.

Antenas reflectarray:
Uno de los temas principales que se van a abordar en el presente proyecto es el de las antenas reflectarray. Las antenas reflectarray son antenas que combinan las ventajas de las antenas reflectoras y de los phased arrays (agrupaciones de antenas con control de fase). Se fabrican con agrupaciones planas de parches impresos, estando estos parches embutidos en un medio multicapa que se apoya sobre un plano de masa. Las antenas reflectarray se alimentan con una fuente primaria (usualmente una antena de bocina), y cuando esto ocurre, cada uno de los parches de la antena reflectarray debe reflejar el campo incidente del alimentador con el desfase adecuado para producir un diagrama de radiación colimado o conformado, similar al que produciría una antena reflectora (cuya superficie debe ser parabólica en el caso de un haz colimado, o debe ser moldeada para conseguir un haz conformado) [Poz93,Poz97,Poz99]. Por este motivo, a las antenas reflectarray se las conoce también como antenas reflectoras planas. Las antenas reflectarray poseen mayor eficiencia que los phased arrays ya que al ser alimentadas por una onda que viaja por el aire, no necesitan complejos circuitos de alimentación que introducen pérdidas [Enc01a]. Asimismo, las antenas reflectarray presentan ventajas sobre las antenas reflectoras convencionales ya que son más compactas y ocupan menos volumen, pesan menos, cuestan menos (esto es especialmente cierto cuando se utilizan para radiar haces conformados en aplicaciones espaciales ya que en este caso se necesitan caros moldes hechos a medida para fabricar las antenas reflectoras equivalentes [Poz99]), pueden emitir el haz principal del diagrama de radiación en direcciones muy diferentes a la normal al plano de la antena [Hua95,Hua98], y tienen niveles más bajos de polarización cruzada [Poz97], lo cual las hace muy útiles en aplicaciones de polarización dual debido al gran aislamiento entre polarizaciones [Enc06] (este nivel de aislamiento entre polarizaciones sólo se consigue con antena reflectoras si se emplean dos superficies independientes, una para cada polarización, formadas por líneas conductoras impresas, conocidas como antenas dual-grided). La principal desventaja de las antenas reflectarray es que su ancho de banda es mucho menor que el que se puede conseguir con una antena reflectora convencional. Este pequeño ancho de banda es debido principalmente a dos factores: 1) el estrecho ancho de banda de los parches impresos que componen la antena, y 2) los diferentes retardos que sufre la onda desde el alimentador a los diferentes elementos del reflectarray (retardo espacial) [Hua95,Enc03,Enc04]. El estrecho ancho de banda de los parches es el factor más restrictivo en antenas reflectarrayde tamaño moderado, y puede ser aumentado con un diseño adecuado de los elementos del reflectarray, utilizando parches apilados [Enc99, Enc01a,Enc03,Enc04] o elementos acoplados por apertura. [Car07]. El retardo espacial es crítico en el caso de antenas reflectarray que son eléctricamente grandes, y de hecho, cuando la frecuencia se separa de la frecuencia central para las que han sido diseñadas las antenas, da lugar a una pérdida de ganancia en el caso de antenas de haz enfocado, y a una distorsión apreciable del haz principal del diagrama de radiación en antenas de haz conformado [Poz99, Enc04,Car07,Car08a]. Para compensar el efecto del retardo espacial en el ancho de banda de las antenas reflectarray, se ha presentado una técnica que, utilizando tres parches rectangulares apilados como elemento de las antenas, optimiza las dimensiones de los parches para conseguir en cada elemento del reflectarray el cambio de fase deseado en toda la banda de frecuencias de interés [Enc03,Enc04,Enc06]. Asimismo, para corregir el efecto de retardo espacial de las antenas reflectarray, se han introducido también nuevos elementos consistentes en parches rectangulares acoplados mediante una ranura a tramos de línea microtira de longitud variable que introducen mediante líneas de retardo un cambio de fase en cada elemento de varios ciclos de 360º (true time delay en la literatura en inglés) [Car07,Car08a,Car08b]. Haciendo uso de estas dos técnicas de compensación del retraso de fase, en el grupo de investigación que dirige el Profesor Encinar en la Universidad Politécnica de Madrid se han diseñado, fabricado y medido antenas reflectarrayde polarización dual, de haz enfocado y de haz conformado para aplicaciones de antenas DBS (Direct Broadcast Satellite) y para antenas de estación base LMDS (Local Multipoint Distribution System),con anchos de banda comprendidos entre el 10% y el 20% [Enc01a,Enc04,Enc06,Car08a,Car08b].

A la hora de diseñar una antena reflectarray, en primer lugar hay que utilizar un método de síntesis de arrays "solo en fase" que proporcione los desfases introducidos por cada uno de los elementos de la antena en la onda procedente del alimentador para conseguir el diagrama de radiación deseado (de haz enfocado o haz conformado). La síntesis debe hacerse únicamente sobre la fase de las excitaciones de los elementos ya que las amplitudes vienen fijadas por el diagrama de radiación del alimentador [Enc04]. A continuación, deben obtenerse las dimensiones de los elementos que dan lugar a las fases previamente calculadas, proceso que puede combinarse con una rutina de optimización para mejorar la respuesta en frecuencia de la antena [Enc03, Enc04, Enc06]. Dado que una antena reflectarray puede tener miles de elementos, el diseño de la misma mediante un análisis electromagnético en onda completa de toda la antena es una tarea inabordable [Hua98]. Por este motivo, el diseño se lleva a cabo calculando el desfase que produce cada elemento por separado mediante la llamada hipótesis de "periodicidad local", según la cual el cálculo del desfase en cada elemento se puede llevar a cabo suponiendo que el elemento está rodeado por un array periódico infinito de elementos iguales [Poz97]. Esta hipótesis permite reducir el análisis de cada elemento a la celda unidad del array periódico, con lo cual, el problema a resolver es un problema electromagnético eléctricamente pequeño. La hipótesis de periodicidad local permite tener en cuenta de forma aproximada el acoplo mutuo entre los elementos de la antena reflectarray, siempre y cuando las dimensiones no varíen mucho de un elemento de la antena a los elementos contiguos [Enc06]. Aunque la hipótesis de periodicidad local es una aproximación, su justificación última está en que permite obtener una excelente concordancia entre los resultados teóricos y los resultados experimentales para los diagramas de radiación de la antena reflectarray [Poz97]. Para calcular el coeficiente de reflexión de una onda plana por un array periódico infinito de elementos de antena reflectarray, se suele utilizar el método de momentos en el dominio espectral [Poz97,Enc01a], bien en su versión clásica [Mit88, Pou91], bien en su versión combinada con el método de la matriz de scattering generalizada [Wan95] (método GSM en la literatura en inglés). El cuello de botella en la aplicación del método de momentos espectral al análisis de estructuras periódicas multicapa es que es preciso llevar a cabo el cálculo numérico de series doblemente infinitas que son lentamente convergentes, siendo este problema especialmente importante cuando el espesor de las capas es muy pequeño como ocurre con las capas de Kapton, Kevlar y resina que se utilizan a veces para fabricar las antenas reflectarray [Enc06]. Si tenemos en cuenta que en el diseño de una antena reflectarray con varios miles de elementos (diseño en el que hay que estimar las dimensiones de cada elemento para conseguir el desfase adecuado a la frecuencia central de trabajo, y a veces, en toda una banda de frecuencias), puede que sea necesario llevar a cabo el análisis de millones de estructuras periódicas distintas mediante el método de momentos espectral, podemos hacernos una idea de la cantidad de horas de tiempo de cálculo que se pueden ahorrar en el diseño de la antena si se dispone de un algoritmo para el cálculo eficiente de las series lentamente convergentes. En el Grupo de Microondas de la Universidad de Sevilla (GMUS), se han diseñado varios algoritmos eficientes para el cálculo numérico de series dobles lentamente convergentes. Dichos algoritmos se han aplicado en primer lugar al cálculo las series que aparecen al aplicar el método de momentos espectral a estructuras periódicas multicapa con funciones rooftop en la aproximación de la densidad de corriente [Boi04], y en segundo lugar, al cálculo de las series con que se obtienen las funciones de Green periódicas bidimensionales y tridimensionales en medios homogéneos [Fru08, Fru10]. Los citados algoritmos se basan en el uso combinado de técnicas de interpolación, de la fórmula de Poisson y de la transformación de Kummer, y pueden ser extendidos al cálculo eficiente de las series que aparecen al analizar los elementos de las antenas reflectarray mediante el método de momentos espectral bajo la hipótesis de periodicidad local. Esta idea está detrás de la propuesta de objetivos del proyecto que se hace más adelante en esta memoria. Con el desarrollo de software computacionalmente eficiente, se espera conseguir una mejora notable de los diseños de reflectarray realizados hasta la fecha en el grupo del Prof. Encinar.
Estructuras periódicas 2D y transmisión extraordinaria:
Las antenas reflectarray de las que se ha hablado en la sección anterior no son estructuras periódicas, puesto que las dimensiones de cada elemento se modifican para obtener el desfase necesario para enfocar o conformar el haz. La importancia del análisis eficiente de estructuras periódicas en ese contexto se debe a que la técnica más eficiente para el análisis de una antena reflectarray consiste en analizar cada elemento en un entorno periódico (empleando el software de estructuras periódicas). Esta aproximación de "periodicidad local" ha demostrado ser muy eficiente y exacta para predecir los parámetros fundamentales de la antena como ganancia, pérdidas, diagramas de radiación co-polar y contra-polar, etc. [Enc06]. No obstante, las estructuras estrictamente periódicas tienen su interés práctico/tecnológico y, como veremos más adelante, científico y teórico. Distribuciones periódicas en dos dimensiones de parches metálicos impresos sobre substratos dieléctricos de bajas pérdidas han sido usados durante décadas como filtros de rechazo de banda espaciales y distribuciones periódicas bidimensionales de ranuras practicadas en pantallas metálicas, generalmente impresas sobre substratos dieléctricos, proporcionan filtros paso de banda basados en principios similares. Estos sistemas son conocidos con el nombre de "superficies selectivas en frecuencia" (frequency selective surfaces -FSS- en la bibliografía en inglés) y, tradicionalmente, han sido utilizadas en el diseño de "radomos" híbridos para las antenas construidas sobre plataformas militares, de subreflectores dicroicos para reflectores parabólicos con varios alimentadores que trabajan a frecuencias distintas, y de polarizadores [Mit88,Mun00,Enc01b]. Como ejemplo práctico, en [Enc01b] se describe el diseño, construcción y medida del subreflector dicroico para banda S y banda X de la antena de alta ganancia de la misión Europea "Mars Express", que posteriormente fue empleado en la misión "Venus Express", estando actualmente ambas misiones en operación con resultados satisfactorios [Cab04]. Las características de las bandas de paso o rechazo, así como la sensibilidad al ángulo de incidencia o a la polarización cruzada, pueden ser controladas en cierta medida mediante la elección adecuada de la geometría de los parches impresos o de las ranuras practicadas en la superficie metálica. Tanto el grupo del Prof. J.A. Encinar como el GMUS han prestado atención en el pasado a este tipo de problemas, habiendo sido este tema objeto de estudio en un Proyecto de Excelencia de la Junta de Andalucía dirigido por el Prof. F. Medina, responsable del GMUS. Las FSS pueden ser consideradas un caso particular de superficies metálicas estructuradas a la escala de la longitud de onda. Pero este tipo de estructuras también tienen efectos interesantes cuando el tamaño de la celda unidad (periodo espacial) es significativamente menor que la longitud de onda en el espacio libre a la frecuencia de trabajo. Así, las superficies estructuradas del tipo FSS limitadas por un plano conductor (en la superficie del sustrato opuesta a aquella en la que se tiene el patrón metálico periódico -conductor backed FSS-) pueden actuar como superficies de alta impedancia [Sim05] -que mejoran la eficiencia de radiación de antenas impresas -, como superficies electromagnéticamente duras/blandas, o como superficies con otros comportamientos complejos (véase, por ejemplo la edición especial sobre el tema de IEEE Transactions on Antennas and Propagation [AP-SI-05]). Especial interés ha suscitado el caso de estructuras periódicas bidimensionales que, para ondas que se propagan tangencialmente a las mismas, exhiben bandas prohibidas y permitidas alternadas (estructuras EBG en la literatura en inglés) [Boz05]. Este tipo de sustratos permitirían la cancelación de las ondas de superficie que degradan la eficiencia y la ganancia de antenas impresas. En general, el estudio de superficies simples o apiladas periódicamente estructuradas ha recibido un impulso importante en los últimos años debido a su vinculación con otro tema de investigación que ha atraído considerable atención de la comunidad de investigadores en el campo de las antenas, las microondas, la óptica y otras ramas de la Física: los metamateriales (algunos autores hablan de "metasuperficies"). Dejando aparte las cuestiones semánticas, lo cierto es que la ingeniería de este tipo de superficies ha abierto un abanico de posibilidades en el control de las ondas electromagnéticas quizá no suficientemente explotado hasta fechas recientes. Hay que tener en cuenta que el software de simulación originalmente desarrollado para el análisis de reflectarrays puede ser provechosamente aplicado al análisis de este tipo de estructuras. Aún así, el diseño de superficies con las propiedades deseadas no puede llevarse a cabo simplemente a partir de simulaciones numéricas y aplicando el método de prueba y error. La explotación del concepto de superficies estructuradas requiere del desarrollo de un modelo con un reducido número de parámetros sobre los que actuar y cuya influencia en la respuesta electromagnética sea conocida, al menos cualitativamente. El Prof. Alexander B. Yakovlev (Dept. of Electrical Engineering, The University of Mississippi at Oxford, USA), que ya ha mantenido colaboraciones con el GMUS en el pasado, ha iniciado recientemente una línea de trabajo en este tema. Esta línea ha dado ya algunos resultados [Luu08a, Luu08b, Yak08a, Yak08b, Yak08c] y ha suscitado el interés del equipo de trabajo implicado en este proyecto. El trabajo del Prof. Yakovlev se centra en la obtención de los valores de las impedancias superficiales adecuadas para modelar el comportamiento de este tipo de estructuras usando métodos analíticos o seminuméricos. Estas impedancias superficiales permiten describir el comportamiento de estas superficies cuando son usadas para reflejar/transmitir ondas planas incidentes o cuando son usadas como soporte de ondas de superficie que se propagan paralelamente a la estructura. El tratamiento de estas estructuras como impedancias superficiales contrasta con el punto de vista adoptado por muchos autores que trabajan en el modelado de metamateriales y es, desde nuestro punto de vista, mucho más fructífero. Algunos de los miembros del equipo sevillano implicado en esta solicitud de proyecto han realizado estudios de estructuras similares en muchos aspectos a las tratadas por el Prof. Yakovlev pero en un contexto distinto. Más específicamente, miembros del GMUS han desarrollado modelos de circuito para explicar un fenómeno físico descubierto hace aproximadamente una década: la transmisión extraordinaria de luz (ondas electromagnéticas en general) a través de pantallas perforadas con arrays bidimensionales de agujeros eléctricamente pequeños [Ebb98]. El descubrimiento de este fenómeno ha hecho correr ríos de tinta en revistas especializadas, tanto científicas como técnicas. Se pueden encontrar revisiones bastante solventes en los artículos de Genet [Gen07] y F. García de Abajo [Gar07]. Mientras que la explicación dominante del fenómeno en cuestión se basa en el concepto de plasmón de superficie soportado por una estructura periódica (que puede estar fabricada con un conductor perfecto, en contraste con opiniones anteriores que requerían del uso de un material electromagnéticamente penetrable), miembros del GMUS han propuesto un modelo de circuito alternativo mucho más simple de manipular, que realiza predicciones sutilmente diferentes de las del modelo dominante (y que, además, ha sido verificado experimentalmente). Usando este modelo, se han podido explicar numerosos detalles de los espectros de transmisión/reflexión de diversas estructuras de este tipo [Med08a, Med08b, Med08c, Med08d, Med09]. El modelo da lugar de forma directa a circuitos equivalentes que ayudan enormemente en la concepción de nuevos diseños planteados como problemas de ingeniería, más que como intentos de explicación de fenómenos físicos observados. Por tanto, al margen del posible interés científico de esta aportación, lo cierto es que la metodología usada puede aplicarse también a las estructuras analizadas por el Prof. Yakovlev. Algunos estudios previos nos han llevado a la conclusión de que las estructuras estudiadas por el Prof. Yakovlev, haciendo uso de los conceptos desarrollados en los trabajos del GMUS, pueden dar lugar a dispositivos de gran interés práctico. Diseñando convenientemente las celdas unidad de las estructuras periódicas y ajustando las distancias entre paneles consecutivos es posible sintetizar redes equivalentes con respuesta controlada. Esto abre la puerta al diseño sistemático de filtros espaciales con respuestas más elaboradas que las disponibles hasta la fecha. Y yendo aún más allá, deja abierta la posibilidad de obtener circuitos equivalentes para los elementos de las antenas reflectarray, circuitos equivalentes que podrían ser utilizados en un futuro para diseñar antenas reconfigurables en tiempo real (en las cuales, es preciso que la síntesis sólo en fase y el análisis del reflectarray se realice en instantes).
Estructuras periódicas 1D y filtros en tecnología impresa:
Las estructuras periódicas mencionadas hasta el momento lo son en dos dimensiones y, salvo en el caso en que se usan para soportar ondas de superficie, se disponen ortogonalmente o con un cierto ángulo con respecto al vector de Poynting de la onda electromagnética incidente. Esta es la forma de operar de las FSS, por ejemplo. Sin embargo, existe una situación, en principio más sencilla, que es aquella en la que la onda se propaga a lo largo de una estructura que es periódica en una sola dimensión, la dirección de propagación. Desde el punto de vista del modelado matemático, el problema está emparentado en buena medida con el de las estructuras periódicas 2D, pero presenta peculiaridades notables, que requieren una profunda comprensión de la descomposición espectral de los campos electromagnéticos en esta clase de estructuras. Si se ignoran los fenómenos dinámicos complejos implicados en el análisis de estas estructuras, el comportamiento eléctrico de las mismas puede modelarse mediante redes unidimensionales formadas por celdas unidad que se repiten periódicamente en la dirección de propagación de las señales. Cada una de estas celdas contiene elementos de circuito que pueden ser de parámetros localizados o de parámetros distribuidos. Este tipo de estructuras son conocidas desde hace mucho tiempo [Col71] y se sabe que dan lugar a bandas de paso y bandas de rechazo alternadas que pueden ser controladas a partir de las características de la celda unidad (esto es, se pueden fabricar filtros basados en este tipo de estructuras). Hace unos años, el estudio de este tipo de estructuras fabricadas con técnicas de circuito impreso dio lugar a numerosas aportaciones en la literatura especializada (véanse, por ejemplo, [Enc91a, Enc91b, Hon96, Hon97, Mar98, Las00, Lop00], por mencionar sólo unos ejemplos). Se trataba de estructuras que mimetizaban la estructura de bandas en semiconductores (unidimensionales en este caso), por lo que originalmente se les llamó en la literatura anglosajona photonic band gaps structures (PBG) y, posteriormente, electromagnetic bandgap structures (EBG). La irrupción de conceptos procedentes del campo de los metamateriales en este ámbito desplazó este tipo de investigación. Sin embargo, en opinión de los autores de esta memoria, no se han estudiado suficientemente las posibilidades de estas estructuras cuando las celdas unidad presentan respuestas eléctricas complejas, como las que se pueden conseguir haciendo uso de resonadores compactos cuasi-localizados [Mar04] o estructuras en las que coexisten, acopladas, secciones de línea microtira y de guía coplanar (como, por ejemplo, se hace en [Vel07]). Por otra parte, eligiendo convenientemente los elementos presentes en la celda unidad y la disposición de los mismos, se pueden sintetizar línea de transmisión artificiales (o discretas) cuya respuesta a longitudes de onda largas se puede modelar haciendo uso del concepto de "metalínea" (se hace referencia a líneas de transmisión que soportan modos de propagación en forma de ondas de retroceso, en completa analogía con el comportamiento de ondas en metamateriales a ciertas frecuencias) [Lai04]. Una comprensión detallada del comportamiento de estas estructuras tanto en el régimen de onda larga como en el régimen de Bragg (longitudes de onda del orden del tamaño de la celda unidad) debería permitirnos sacar partido en el diseño de filtros y otros dispositivos pasivos de microondas. Esta línea de trabajo que se propone seguiría la estela de los trabajos pioneros de Christophe Caloz y Tatsuo Itoh [Lai04]. No obstante, el GMUS propone abordar el tema teniendo en cuenta, cuando esto sea posible, los efectos dinámicos que difícilmente se pueden tener en cuenta con una aproximación basada en modelos circuitales apriorísticos. En este terreno ya se han tratado algunos problemas de geometría sencilla [Rod07a, Rod07b, Rod07c, Val08].

Finalmente, es preciso mencionar que limitarse al uso de estructuras periódicas en el diseño de filtros de microondas es una restricción a la que no es necesario plegarse siempre. Algunas de las celdas diseñadas en el estudio de estructuras periódicas pueden ser utilizadas para realizar diseños estándar Butterworth, Chebyshev, elípticos u otros permitiendo la variación de la geometría de celda a celda o usando acoplamientos cruzados y mixtos. En tal caso la estructura ya no es periódica, pero todavía es útil. Aunque esta es una propuesta complementaria en el contexto de este proyecto, siempre que sea razonable a partir del desarrollo de la investigación, se puede renunciar al carácter periódico de la estructura para obtener diseños compactos con alta selectividad en frecuencia y mejores pérdidas, por ejemplo. Un buen manual que da numerosos ejemplos de este tipo de trabajo es el libro de Hong y Lancaster [Hon01] dedicado al diseño de modernos filtros en tecnología microtira. Nuestra propuesta es no limitarse a este soporte, sino aprovechar las oportunidades de diseño que se derivan del uso simultáneo de microtiras y guías coplanares acopladas convenientemente. Algunos miembros del equipo ya han iniciado esta línea de trabajo y se han obtenido resultados alentadores [Vel04, Vel05, Vel07]. La bibliografía sobre este tema es extensísima, dado el gran interés tecnológico y económico que tiene asociado a la explosión de las aplicaciones inalámbricas en RF y microondas. Por mencionar algunos ejemplos recientes que ilustran el tipo de trabajo del que estamos hablando, permítasenos citar las referencias [Bal08, Ren08, Sun08, Wang08].

Go up

OBJETIVOS PRINCIPALES

Antenas reflectarray:
Uno de los objetivos primordiales que se busca con el presente proyecto es el de iniciar una colaboración sólida entre el Grupo de Microondas de la Universidad de Sevilla y el grupo del Prof. Encinar en la Universidad Politécnica de Madrid, con la idea de profundizar en el estudio de las antenas reflectarray y de sus múltiples aplicaciones. Más concretamente, los objetivos específicos que se persiguen en el proyecto en relación con las antenas reflectarray son:
1. Elaboración de un software genérico para el análisis de elementos de antenas reflectarray que esté basado en el método de momentos espectral clásico [Mit88,Pou91] de forma que las interacciones entre metalizaciones a distintos niveles se calculen mediante funciones de Green espectrales multicapa (a diferencia de lo que ocurre con el software que ahora utiliza el grupo del Prof. Encinar, donde las interacciones entre metalizaciones a distintos niveles se calculan mediante concatenación de matrices de scattering generalizadas) [Mes91,Wan95,Boi96]. Este software permitiría disponer de criterios objetivos de truncación de modos evanescentes de Floquet a la hora de calcular las interacciones entre distintos niveles de metalización (lo cual evitaría tener que estimar mediante el método de "prueba y error" el número de modos de Floquet que es necesario en el análisis de cada nueva estructura periódica). El disponer de un software eficiente y preciso es de vital importancia en la posterior optimización de los elementos de una antena para una aplicación real, donde generalmente se requieren cientos de iteraciones para cada elemento (por ejemplo, en antenas con decenas de miles de elementos, la optimización llega a tardar más de una semana). Además, en el presente proyecto se desarrollará un software de análisis genérico que elimine ciertas limitaciones existentes en las herramientas de análisis desarrolladas previamente por el grupo del Prof. Encinar. En particular, permitirá analizar varios elementos impresos en una misma celda periódica, y permitirá que los elementos estén rotados con respecto a la malla periódica. Estos aspectos son de vital importancia para abordar con éxito el objetivo siguiente.
2. Exploración de nuevos elementos para antenas reflectarray que permitan mejorar las prestaciones de estas antenas en ancho de banda, polarización cruzada, pérdidas óhmicas, etc, de manera que se puedan satisfacer las especificaciones de aplicaciones reales, como por ejemplo en antenas DBS (Direct Broadcast Satellite). Por ejemplo, sería interesante estudiar si los parches rectangulares utilizados en [Enc01a,Enc03,Enc04,Enc06] pueden ser sustituidos por parches rectangulares ligeramente girados, con idea de reducir la polarización cruzada de estas antenas y así poder cumplir las especificaciones típicas de 30 dB de discriminación contrapolar, especificaciones que se necesitan en antenas DBS para la utilización de canales diferentes en cada polarización. En la actualidad, las prestaciones de ancho de banda y haz conformado para antenas DBS se han conseguido empleando 3 capas apiladas de agrupamientos de parches, donde las dimensiones de los parches se optimizan para conseguir las prestaciones en toda la banda de trabajo. Otro objetivo importante sería sustituir las 3 capas de parches por varios parches en forma de dipolos en una sola capa, con objeto de conseguir unas prestaciones similares a las ya conseguidas con 3 capas. Puesto que los dipolos permiten controlar únicamente las fases para una sola polarización del campo, para el diseño de antenas de polarización dual o circular se requerirían otros elementos impresos (en la cara opuesta del substrato dieléctrico), ortogonales a los primeros, para la otra polarización. Esta configuración presenta las ventajas de una reducción en los costes y procesos de fabricación y un mejor aislamiento entre polarizaciones ortogonales, como se ha puesto de manifiesto en la patente de la Universidad Politécnica de Madrid [Ped04]. Asimismo, sería también interesante comprobar si elementos tales como parches circulares [Poz97], anillos circulares [Han05] o anillos en forma de cruz [Sha08] constituyen una alternativa ventajosa a los parches cuadrados en el diseño de antenas reflectarray con polarización circular o polarización dual, y asimismo, si los parches elípticos constituyen una alternativa ventajosa a los parches rectangulares en aplicaciones con polarización lineal. En relación con los parches circulares y elípticos, cabe señalar que los investigadores del Grupo de Microondas de Sevilla han deducido unas funciones base con singularidad de borde que permiten aproximar la densidad de corriente en este tipo de parches con mucha precisión [Boi90, Los99]. Esto da lugar a que se necesiten muy pocas funciones base cuando se utiliza el método de momentos en el análisis de estos parches, con el consiguiente ahorro en tiempo de computación.
3. Extensión del método propuesto en [Boi04] para las funciones base tipo rooftop al cálculo eficiente de las series dobles infinitas que aparecen al aplicar el método de momentos espectral al análisis de elementos de antenas reflectarray con formas canónicas: rectangular, circular, elíptica, anillo circular, etc. Cualquier avance en este sentido supondría una reducción importante en el tiempo de cálculo total que se necesita para diseñar una antena reflectarray.
4. Un último objetivo (y quizás, el más importante de todos) sería el diseño de una antena reflectarray a partir de alguno de los nuevos elementos estudiados que presente una mejora significativa en las prestaciones (ancho de banda, pérdidas, polarización contrapolar, etc.), la construcción de un prototipo a partir del diseño realizado, y la medida del prototipo en la cámara anecoica de la que dispone el GMUS. De esta forma, en caso de que hubiera buena concordancia entre los resultados numéricos y los experimentales, habría quedado demostrada la utilidad práctica del software elaborado.
Estructuras periódicas 2D y transmisión extraordinaria:
En lo referente al análisis de estructuras periódicas 2D, la parte relacionada con el desarrollo de métodos numéricos apropiados coincide con la de los reflectarrays. Se trata de aprovechar el software elaborado para el análisis de estructuras periódicas impresas en sustratos multicapa, adaptándolo para que se pueda aplicar al análisis de pantallas metálicas de espesor no despreciable con ranuras periódicas. Mientras se desarrolla el software propio, pensamos utilizar un software comercial preparado para el análisis de estructuras periódicas (por ejemplo, el simulador electromagnético HFSS, que está basado en el método de los elementos finitos) que, si bien es mucho más lento que el basado en ecuaciones integrales, es bastante flexible en cuanto a las geometrías que puede analizar. El software -ya sea el hecho en casa o el comercial- es la herramienta imprescindible para poder conseguir el objetivo esencial, que es desarrollar modelos de circuito adecuados para el tratamiento de dos tipos de problemas:
1. Problemas de transmisión extraordinaria en pantallas opacas.
  Aquí se abordaría el análisis y modelado de la transmisión extraordinaria de ondas electromagnéticas a través de arrays periódicos de agujeros pequeños o de ranuras (redes de difracción) en pantallas metálicas de espesor no despreciable. En una primera fase, se supondría que los conductores son perfectos, para añadir posteriormente la influencia de las pérdidas en condiciones de fuerte efecto pelicular. En realidad, el modelo de circuito con conductores perfectos ya ha sido establecido por el GMUS, si bien es necesario contrastar todas las predicciones del modelo con la teoría dominante basada en la excitación de plasmones superficiales. En una segunda fase, se pretende extender el estudio anterior para tener en cuenta en el modelo la penetración generalizada (esto es, no necesariamente en condiciones de fuerte efecto pelicular en metales) del campo electromagnético en la pantalla semiopaca. Se trataría de tener en cuenta el efecto de los metales a frecuencias ópticas y cuasiópticas, a las cuales la permitividad es compleja y con parte real importante y negativa, y el efecto de dieléctricos transparentes o casi transparentes (pérdidas débiles).
2. Transmisión controlada en pantallas planas con dos caras metalizadas. Esta parte del trabajo se llevará a cabo en estrecha colaboración con el Prof. Alexander B. Yakovlev (Associate Professor, Universidad de Mississippi, EE. UU.). Los objetivos detallados son los siguientes:
Estructuras periódicas 1D y filtros en tecnología impresa:
Aunque los miembros del GMUS implicados en este proyecto han concentrado la mayor parte de su investigación en el electromagnetismo computacional, algunos miembros han desarrollado en el pasado una actividad significativa en el campo de los circuitos pasivos de microondas, especialmente en el desarrollo de nuevos tipos de acopladores direccionales [Mas91,Mas92,Mas94] y transiciones [Mas95]. Más recientemente, se han realizado contribuciones de cierta relevancia en el diseño de filtros en tecnología impresa haciendo uso de estructuras híbridas microtira/guía coplanar o slotline [Mar04, Vel04, Vel05, Gar06, Vel07, Mar07, Gil07, Vel09a, Vel09b, Vel09c]. Los objetivos que se plantean en este proyecto en relación con el diseño de filtros en tecnología impresa sólo pretenden dar continuidad a esta línea de trabajo:
1. Desarrollo de modelos circuitales para estructuras periódicas unidimensionales y clasificación de los tipos de respuesta esperados en función de las características de la celda unidad.
2. Implementación en tecnología impresa (microtira, guía coplanar o una mezcla de ambas) de las celdas unidad propuestas en el apartado anterior.
3. Desarrollo de filtros (y, posiblemente, otros circuitos pasivos, como acopladores direccionales, por ejemplo), basados en el uso de las línea artificiales basadas en las celdas unidad estudiadas anteriormente.
Por otro lado, se desea continuar con el diseño de filtros compactos para circuitos de RF a frecuencias relativamente bajas (como las usadas en los servicios de telefonía móvil, por ejemplo) con buenas prestaciones y tamaño reducido. En particular se pretenden obtener dispositivos dual band y multifrecuencia compatibles con las exigencias de los terminales multibanda modernos.

BIBLIOGRAFÍA

[AP-SI-05] Special Issue on Artificial Magnetic Conductors Soft/Hard Surfaces, and Other Complex Surfaces, IEEE Trans. on Antennas and Propagat., vol. 53, no. 1, pp. 1-247, Jan. 2005.
[Bal08] A. Balalem, W. Menzel, J. Machac, and A. Omar, "A Simple Ultra-Wideband Suspended Stripline Bandpass Filter With Very Wide Stop-Band,"IEEE Mic. and Wireless Comp. Lett., vol. 18, no. 3, pp. 170-172, March 2008.
[Boi90] R.R. Boix, M. Horno, "Capacitance computation of microstrip disks in biaxial anisotropic multilayered substrates", IEEE Trans. Microwave Theory Tech., vol. MTT-38, pp. 30-37, January 1990.
[Boi96] R.R. Boix, N. G. Alexopoulos, M. Horno, "Efficient numerical computation of the spectral transverse dyadic Green's function in stratified anisotropic media, J. Electromagn. Waves Appl., vol. 10, no. 8, pp. 1047-1083, August 1996.
[Boi04] R.R. Boix, M. J. Freire, F. Medina, "A new method for the efficient summation of double infinite series arising from the spectral domain analysis of frequency selective surfaces", IEEE Trans. Antennas Propagat., vol. AP-52, pp. 1080-1094, April 2004.
[Boz05] M. Bozzi, S. Germani, L. Minelli, L. Perregrini, P. de Maagt, "Efficient calculation of the dispersion diagram of planar electromagnetic band-gap structures by the MoM/BI-RME method", IEEE Trans. Antennas Propagat., vol. AP-53, pp. 29-35, January 2005.
[Cab04] R. Caballero, C. Palacios, J.A. Encinar, "Marx Express and Venus Express High Gain Antennas", 27th ESA Antenna workshop on Innovative Periodic Antennas: Electromagnetic Bandgap, Left-Handed Materials, Fractal and Frequency Selective Surfaces, 9-11 March 2004, Santiago de Compostela, Spain, pp. 83-89.
[Car07] E. Carrasco, M. Barba, J.A. Encinar, "Reflectarray element based on aperture-coupled patches with slots and lines of variable length ", IEEE Trans. Antennas Propagat., vol. AP-55, pp. 820-825, October 2006.
[Car08a] E. Carrasco, J.A. Encinar, M. Barba, "Bandwidth improvement in large reflectarrays using true-time delay", IEEE Trans. Antennas Propagat., vol. AP-56, pp. 2496-2503, August 2008.
[Car08b] E. Carrasco, M. Arrebola, J.A. Encinar, M. Barba, "Demonstration of a shaped beam reflectarray usign aperture-coupled delay lines for LMDS central station antenna", IEEE Trans. Antennas Propagat., vol. AP-56, pp. 3103-3111, October 2008.
[Cha88] C. H. Chan, "A numerically efficient technique for the method of moments solution of electromagnetic problem associated with planar periodic structures", Microwave Opt. Technol. Lett., vol. 1, No. 10, pp. 372-374, December 1988.
[Col71] R.E. Collin, Field Theory of Guided Waves. New York: IEEE, 1971.
[Ebb98] T.W. Ebbesen, H.J. Lezec, H.F. Ghaemi, T. Thio, and P.A. Wolff, "Extraordinary optical transmission through sub-wavelength hole arrays,"Nature, vol. 391, pp. 667-669, Feb. 1998.
[Enc91a] J.A. Encinar, "Analysis of Dielectric Waveguide Band-reject Filters by computing Transmitted Power", 1991 SBMO International Microwave Symposium/Brazil, Rio de Janeiro, July 1991, pp. 68-73.
[Enc91b] J.A. Encinar, "Design Considerations for Image-guide Band-reject Filters", 1991 IEEE AP S International Symposium & URSI Radio Science Meeting, (London, Ontario, Canada), June 1991, pp. 379.
[Enc99] J.A. Encinar , "Printed circuit technology multi-layer planar reflector and method for the design thereof". European patent EP1120856, [7/06/1999].
[Enc01a] J.A. Encinar, "Design of two-layer printed reflectarrays using patches of variable size", IEEE Trans. Antennas Propagat., vol. AP-49, pp. 1403-1410, October 2001.
[Enc01b] J.A. Encinar, R. Caballero, "Design and development of a double-sandwich dichroic subreflector", 24th ESA Antenna workshop, Noordwijk, The Netherlands, p.15-119, May-June 2001.
[Enc03] J.A. Encinar, J.A. Zornoza, "Broadband design of three-layer printed reflectarrays", IEEE Trans. Antennas Propagat., vol. AP-51, pp. 1662-1664, July 2003.
[Enc04] J.A. Encinar, J.A. Zornoza, "Three-layer printed reflectarrays for contoured beam space applications", IEEE Trans. Antennas Propagat., vol. AP-52, pp. 1662-1664, May 2004.
[Enc06] J.A. Encinar, L. Sh. Datashvili, J.A. Zornoza, M. Arrebola, M. Sierra-Castañer, J. L. Besada-Sanmartín, H. Baier, H. Legacy, "Dual-polarization dual-coverage reflectarray for space applications", IEEE Trans. Antennas Propagat., vol. AP-54, pp. 2827-2837, October 2006.
[Fru08] A.L. Fructos, R.R. Boix, F. Mesa, F. Medina, "An efficient approach for the computation of 2-D Green's functions with 1-D and 2-D periodicities in homogeneous media", IEEE Trans. Antennas Propagat., vol. AP-56, pp. 3733-3742, December 2008.
[Fru10] A.L. Fructos, R.R. Boix, F. Mesa, F. Medina, "Application of Kummer's transformation to the efficient computation of the 3-D Green's functions with 1-D periodicity", IEEE Trans. Antennas Propagat., vol. AP-58, pp. 95-106, January 2010.
[Gar06] J.J. García-García, J. Bonache, I. Gil, F. Martín, M.C. Velázquez-Ahumada and J. Martel, "Miniaturized microstrip and CPW filters using coupled metamaterial resonators, IEEE Trans. on Mic. Theory Tech., vol. 54, n. 6, pp. 2628-2635, June 2006.
[Gar07] F.J. García de Abajo, "Colloquium: Light scattering by particle and hole arrays," Rev. Modern Phys., vol. 79, pp. 1267-1290, Oct.-Dec. 2007.
[Gen07] C. Genet and T.W. Ebbesen, "Light in tiny holes,"Nature, vol. 445, pp. 39-46, Jan. 2007.
[Gil07] M. Gil, J. Bonache, J. García-García, J. Martel, F. Martín, "Composite Right/Left Handed Metamaterial Transmission Lines Based on Complementary Split Rings Resonators and Their Applications to Very Wide Band and Compact Filter Design,"IEEE Trans. on Microwave Theory Tech., vol. 55, n. 6, pp. 1296-1304, June 2007.
[Han05] C. Han, J. Huang, K. Chang, "A high efficiency offset-fed X/Ka dual-band reflectarray using thin membranes", IEEE Trans. Antennas Propagat., vol. AP-53, pp. 2792-2798, September 2005.
[Hon96] J.-S. Hong and M.J. Lancaster, "End-coupled microstrip slow-wave resonator filter," Elect. Lett., vol. 32, no. 16, pp. 1494-1496, Aug. 1996.
[Hon97] J.-S. Hong, and M. J. Lancaster, "Theory and Experiment of Novel Microstrip Slow- Wave Open-Loop Resonator Filters,"IEEE Trans. Mic. Theory Tech., vol. 45, no. 12, pp. 2358- 2365, Dec. 1997.
[Hon01] J.-S. Hong and M.J. Lancaster,Microstrip Filters for RF/Microwave Applications, John Wiley & Sons, Inc. 2001.
[Hua95] J. Huang, "Bandwidth study of microstrip reflectarray and a novel phased reflectarray concept", in IEEE AP-Symp., Newport Beach, CA, pp. 582-585, June 1995.
[Hua98] J. Huang, R. J. Pogorzelski, "A Ka-band microstrip reflectarray with elements having variable rotation angles", IEEE Trans. Antennas Propagat., vol. AP-46, pp. 650-656, May 1998.
[Lai04] A. Lai, C. Caloz, and T. Itoh, "Composite right-left handed transmission line metamaterials,"IEEE Microwave Magazine, vol. 5, no. 3, pp. 34-50, Sept. 2004.
[Las00] M. A. G. Laso, T. Lopetegi, M. J. Erro, D. Benito, M. J. Garde, and M. Sorolla, "Multiple-frequency-tuned photonic bandgap microstrip structures,"IEEE Microwave Guided Wave Lett., vol. 10, pp. 220-222, June 2000.
[Lop00] T. Lopetegi, M. A. G. Laso, M. J. Erro, D. Benito, M. J. Garde, F. Falcone, and M. Sorolla, "Novel photonic bandgap microstrip structuresusing network topology,"Microwave Opt. Technol. Lett., vol. 25, no. 1, pp. 33-36, Apr. 2000.
[Los99] V. Losada, R. R. Boix, M. Horno, "Resonant modes of circular microstrip patches in multilayered substrates", IEEE Trans. Microwave Theory Tech., vol. MTT-47, pp. 488-498, April 1999.
[Luu08a] O. Luukkonen, M. G. Silveirinha, A. B. Yakovlev, C. R. Simovski, I. S. Nefedov, and S. A. Tretyakov, "Homogenization Models for the Analysis of Reflection Properties of Mushroom Structures,"Second International Congress on Advanced Electromagnetic Materials in Microwaves and Optics, Pamplona, Spain, 21-26 September 2008, pp. 208-210.
[Luu08b] O. Luukkonen, A. B. Yakovlev, C. R. Simovski, and S. A. Tretyakov, "Comparative Study of Surface Waves on High-Impedance Surfaces With and Without Vias,"IEEE International Symposium on Antennas and Propagation, San Diego, CA, USA, 5-11 July, 2008, 4 pp.
[Luu09] O. Luukkonen, M. G. Silveirinha, A. B. Yakovlev, C. R. Simovski, I. S. Nefedov, and S. A. Tretyakov, "Effects of spatial dispersion on reflection from mushroom-type artificial impedance surfaces,"IEEE Trans. Microwave Theory Tech.,, vol. MTT-57, pp. 2692-2699, Nov. 2009.
[Mar98] J. Martel, F. Medina and M. Horno, "Microstrip bandstop filters using cross-over capacitance coupling,"IEE Electronics Letters, vol. 34, n. 9, pp. 867-868, April 1998.
[Mar04] J. Martel, R. Marqués, F. Falcone, J.D. Baena, F. Medina, F. Martín, M. Sorolla "A new LC series element for compact bandpass filter design", IEEE Microwave and Wireless Components Letters, vol. 14, n. 5, pp. 210-212, 2004.
[Mar07] J. Martel, J. Bonache, R. Marqués, F. Martín and F. Medina, "Design of Wide-band Semi-lumped Bandpass Filters Using Open Split Ring Resonators,"IEEE Microwave and Wireless Components Letters, vol. 17, n. 1, pp. 28-30, January 2007.
[Mas91] F. Masot, F. Medina and M. Horno, "Accurate quasi-TEM analysis of modified coupled suspended microstrip lines and its application to directional coupler design,"Microwave and Optical Technology Letters, vol. 4, pp. 66-72, January 1991.
[Mas92] F. Masot, F. Medina and M. Horno, "Theoretical and experimental study of modified coupled strip coupler,"IEE Electronics Letters, vol. 28, n. 4, pp. 347-348, February 1992.
[Mas94] F. Masot, F. Medina and M. Horno, "Analysis and experimental validation of a type of three-microstrip directional coupler,"IEEE Trans. on Microwave Theory and Tech., vol. 42, pp. 1624-1631, September 1994.
[Mas95] F. Masot, F. Medina and M. Horno, "Analysis, synthesis and experimental validation of a new type of microstrip transition,"IEEE Trans. on Microwave Theory and Tech., vol. 43, n. 1, pp. 21-25, January 1995.
[Med08a] F. Medina, F. Mesa, and M. Sorolla, (invited paper), "Extraordinary transmission through periodically perforated screens from a circuit theory perspective,'' Progress in Electromagnetic Research Symposium (PIERS), (Hangzhou, China), March 24-28, 2008, p. 385.
[Med08b] F. Medina, D.C. Skigin, F. Mesa, R. Marqués (invited paper), "Extraordinary Optical Transmission Phenomena to the Light of Microwave Field Theory, "International Conference on Mathematical Methods in Electromagnetic Theory, MMET'08, 29 June-2 July 2008, Odesa (Ukraine), pp. 31-35.
[Med08c] F. Medina, D.C. Skigin, F. Mesa, "Extraordinary transmission through slits from a microwave engineering perspective, "Proceedings of the 38th European Microwave Conference, 28-31 Oct. 2008, Amsterdam (Holanda), pp. 702-705.
[Med08d] F. Medina, F. Mesa, and R. Marqués, "Extraordinary Transmission Through Arrays of Electrically Small Holes from a Circuit Theory Perspective, "IEEE Trans. on Mic. Theory Tech., vol. 56, no. 12, pp. 3108-3120, December 2008.
[Med09] F. Medina, F. Mesa, R. Marqués and D. C. Skigin, "Extraordinary Transmission as an Impedance Matching Problem,"in Handbook on Artificial Materials, vol. II: Applications (F. Cappolino Ed.), Taylor & Francis, 2009.
[Mes91] F. L. Mesa, R. Marqués, M. Horno, "A general algorithm for computing the bidimensional spectral Green's dyad in multilayered complex bianisotropic media : the equivalent boundary method", IEEE Trans. Microwave Theory Tech., vol. MTT-39, pp. 1640-1649, September 1991.
[Mit88] R. Mittra, C. H. Chan, T. Cwik, "Techniques for analyzing frequency selective surfaces-A review", Proc. IEEE, vol. 76, pp. 1593-1615, 1988.
[Mun00] B.A. Munk, Frequency selective surfaces, Wiley Interscience, New York, 2000.
[Oka04] H. Okabe, C. Caloz, and T. Itoh, "A Compact Enhanced-Bandwidth Hybrid Ring Using an Artificial Lumped-Element Left-Handed Transmission-Line Section,"IEEE Trans. on Mic. Theory Tech., vol. 52, no. 3, pp. 3108-3120, March 2004.
[Ped04] A. Pedreira, J.A. Encinar, "Antena reflectora plana en tecnología impresa con ancho de banda mejorado y separación de polarizaciones", Patente P2004 01382 (2004).
[Pou91] R.M. Pous, D. M. Pozar, "A frequency-selective surface using aperture-coupled microstrip patches", IEEE Trans. Antennas Propagat., vol. AP-39, pp. 1763-1769, December 1991.
[Poz93] D.M. Pozar, T.A. Metzler, "Analysis of a reflectarray antenna using microstrip patches of variable size", Electron. Lett., vol. 29, pp. 657-658, February 1997.
[Poz97] D.M. Pozar, S.D. Targonski, H.D. Syrigos, "Design of millimeter wave microstrip reflectarrays", IEEE Trans. Antennas Propagat., vol. AP-45, pp. 287-296, February 1997.
[Poz99] D. M. Pozar, S. D. Targonski, R. Pokuls, "A shaped-beam microstrip patch reflectarray", IEEE Trans. Antennas Propagat., vol. AP-47, pp. 1167-1173, July 1999.
[Ren08] M. H. Ren, D. Chen, and C. H. Cheng , "A Novel Wideband Bandpass Filter Using A Cross-Shaped Multiple-Mode Resonator, "IEEE Mic. and Wireless Comp. Lett., vol. 18, no. 1, pp. 13-15, Jan. 2008.
[Rod07a] R. Rodríguez-Berral, F. Mesa, P. Baccarelli, and P. Burghignoli, "Application of the Array Scanning Method to 1D-periodic Microstrip Lines, Progress in Electromagnetic Research Symposium (PIERS 2007), (Beijing, China), March 2007, pp. 67-69.
[Rod07b] R. Rodríguez-Berral, F. Mesa, P. Baccarelli, P. Burghignoli, "Fast Numerical Analysis of a 1D Array of Microstrip Patches," IEEE AP-S International Symposium, (Honolulu, Hawaii, USA), 10-15 June 2007, pp. 1829-1832.
[Rod07c] R. Rodriguez-Berral, G. Valerio, F. Mesa, P. Baccarelli, P. Burghignoli, and A. Galli, "Full-wave analysis of periodic microstrip lines excited by an aperiodic delta-gap source," 2007 IEEE MTT-S International Microwave Symposium, (Honolulu, Hawaii, EEUU), June 3-8, 2007, pp. 1667-1670.
[Sha08] J. Shaker, M. R. Chahamir, M. Cuhaci, A. Ittipiboon, "Reflectarray research at the Communications Research Centre Canada", IEEE Antennas Propagation Magazine, vol. 50, No. 4, pp. 31-52, August 2008.
[Sim05] C. R. Simovski, P. de Maagt, I. V. Melchakova, "High impedance surfaces having stable resonance with respect to polarization and incidence angle", IEEE Trans. Antennas Propagat., vol. AP-53, pp. 908-914, March 2005.
[Sun08] S. Sun, L. Zhu, and H.-H. Tan, "A Compact Wideband Bandpass Filter Using Transversal Resonator and Asymmetrical Interdigital Coupled Lines,"IEEE Mic. and Wireless Comp. Lett., vol. 18, no. 3, pp. 173-175, March 2008.
[Val08] G. Valerio, P. Baccarelli, P. Burghignoli, A. Galli, R. Rodríguez-Berral, and F. Mesa, "Analysis of periodic shielded microstrip lines excited by non periodic sources through the array scanning method," Radio Science, vol. 43, no. 1, RS1009, doi:10.1029/2007RS003697, Jan. 2008.
[Vel04] M.C. Velázquez, J. Martel, F. Medina, "Parallel coupled microstrip filters with ground plane aperture for spurious band suppression", IEEE Trans. on Microwave Theory and Techniques, vol. 52, n. 3, pp. 1082-1086, March 2004.
[Vel05] M.C. Velázquez-Ahumada, J. Martel, F. Medina, "Parallel coupled microstrip filters with floating ground-plane conductors for spurious band suppression,"IEEE Trans. on Microwave Theory and Tech., vol. 53, n. 5, pp. 1823-1828, May 2005.
[Vel07] M.C. Velázquez-Ahumada, J. Martel and F. Medina, "Design of Compact Low-Pass Elliptic Filters Using Double-Sided MIC Technology,"IEEE Trans. on Microwave Theory and Tech., vol. 55, n. 1, pp. 121-127, Jan. 2007.
[Vel09a] M.C. Velázquez-Ahumada, J. Martel and F. Medina, "Design of Band-Pass Filters Using Stepped Impedance Resonators With Floating Conductors," Progress in Electromagnetics Research, PIER 105, pp. 31-48, June 2010.
[Vel09b] M.C. Velázquez-Ahumada, J. Martel and F. Medina, F. Mesa, "Design of a Dual Band- Pass Filter Using Modified Folded Stepped-Impedance Resonators," International Microwave Symposium 2009 (MTT), Boston, June 2009.
[Vel09c] A. Vélez, F. Aznar, J. Bonache, M. C. Velázquez-Ahumada, J. Martel, and F. Martín, "Open Complementary Split Ring Resonators (OCSRRs) and their Application to Wideband CPW Band Pass Filters," IEEE Microwave and Wireless Comp. Lett., vol. 19, n. 4, pp. 197-199, April 2009.
[Wan95] C. Wan, J.A. Encinar, "Efficient computation of generalized scattering matrix for analyzing multilayered periodic structures", IEEE Trans. Antennas Propagat., vol. AP-43, pp. 1233-1242, November 1995.
[Wang08] C. Wang, W. Li, F. Liu, and H. Liu, "Novel Quasi-Elliptic Function Bandpass Filter Using Hexagonal Resonators with Capacitive Loading," ETRI Journal, vol. 30, no. 4, pp. 615-617, Aug. 2008.
[Yak08a] A.B. Yakovlev, M.G. Silveirinha, O. Luukkonen, C.R. Simovski, I.S. Nefedov, and S.A. Tretyakov, "Homogenization Models for the Analysis of Surface Waves on Mushroom Structures," Second International Congress on Advanced Electromagnetic Materials in Microwaves and Optics, Pamplona, Spain, 21-26 September 2008, pp. 310-312.
[Yak08b] A.B. Yakovlev, C.R. Simovski, S.A. Tretyakov, O. Luukkonen, G.W. Hanson, S. Paulotto, and P. Baccarelli, "Analytical Modeling of Surface Waves on High Impedance Surfaces," NATO Advanced Research Workshop: Metamaterials for Secure Information and Communication Technologies, Marrakesh, Morocco, 7-10 May, 2008, pp. 184-193.
[Yak08c] A.B. Yakovlev, C.R. Simovski, S.A. Tretyakov, and G.W. Hanson, "Accurate and Rapid Analysis of High-Impedance Surfaces: Plane-Wave and Surface-Wave Analytical Models," ACES Conference, Niagara Falls, Canada, 30 March - 4 April, 2008, pp. 572-577.
[Yak09] A.B. Yakovlev, C.R. Simovski, S.A. Tretyakov, O. Luukkonen, S. Paulotto, P. Baccarelli, and G.W. Hanson "Analytical modeling of surface waves on high impedance surfaces," in Metamaterials and Plasmonics: Fundamentals, Modeling, Applications, edited by S. Zouhdi, A. Sihvola, and A. P. Vinogradov, Springer Science + Business Media B. V. 2009, pp. 239-254.

Go up

Go to the main page of the project

Go to the main page of the group