Análise da influência dos parâmetros geométricos de um filtro passa-baixa em microfita baseado em stubs e estruturas DGS do tipo matryoshka

Abstract

Os filtros passa-baixas desempenham papel fundamental em sistemas de telecomunicações, sendo responsáveis pela seleção de frequências desejadas e pela atenuação de sinais indesejados. Entre as diversas técnicas empregadas para aprimorar o desempenho desses dispositivos, destacam-se as estruturas de terra defeituosas (Defected Ground Structures – DGS), que possibilitam melhorias na seletividade, na largura da banda de rejeição e na miniaturização dos circuitos. Nesse contexto, este trabalho teve como objetivo analisar a influência dos parâmetros geométricos de um filtro passa-baixa compacto, em tecnologia microfita, composto por stubs e estruturas DGS do tipo Matryoshka, sobre sua resposta em frequência. Inicialmente, foi reproduzida e validada, por meio do software ANSYS HFSS, uma geometria proposta na literatura. Em seguida, foram realizados estudos paramétricos envolvendo o comprimento do stub, as dimensões dos anéis ressonantes da estrutura Matryoshka, a utilização simultânea de duas células DGS e o espaçamento entre essas células. Os resultados demonstraram que o comprimento do stub influencia diretamente o posicionamento das bandas de rejeição, enquanto as dimensões das células Matryoshka atuam predominantemente no deslocamento das frequências ressonantes para valores mais baixos. Observou-se ainda que a utilização de duas células Matryoshka promoveu um aumento expressivo da profundidade das bandas rejeitadas, atingindo aproximadamente −58,65 dB, além de introduzir múltiplos modos ressonantes na resposta do filtro. Em relação ao espaçamento entre as células, verificou-se que esse parâmetro exerce influência principalmente sobre a intensidade da rejeição, estando associado ao grau de acoplamento eletromagnético entre os ressonadores. Os resultados obtidos permitiram identificar os parâmetros geométricos mais relevantes para o desempenho da estrutura e demonstraram o potencial das geometrias Matryoshka aplicadas a estruturas DGS para o desenvolvimento de filtros passa-baixas compactos, seletivos e com ampla banda de rejeição.