Filtro rejeita-faixa compacto associando DGS-matrioska de anel aberto e ressonador dielétrico

Abstract

Nesta pesquisa é apresentado um filtro rejeita-faixa compacto em uma estrutura com defeito no plano terra, DGS (defected ground structure), baseada na geometria matrioska de anel aberto associado a um ressonador dielétrico, DR (dieletric resonator). A geometria matrioska é descrita, incluindo as equações iniciais de projeto. Como ressonador dielétrico foi utilizada uma cerâmica de permissividade 115 (MCT-115). Para verificar as características de miniaturização, seletividade e variação da resposta em frequência, foram fabricados e caracterizados quatro filtros DGS-matrioska de anel aberto com dimensões diferentes. Os resultados numéricos e experimentais apresentaram uma boa concordância, onde foram consideradas quatro situações, sendo uma delas sem a presença do DR, e as outras três com o DR em diferentes posições (centro, quina e fenda). Quando comparadas às DGSs sem a presença do DR, observou-se que com o DR posicionado na quina e na fenda obteve-se uma maior redução na frequência de ressonância, até 58,97%, e uma redução na largura de banda de até 86,67%. A análise de densidade de corrente, possibilitou a visualização da iteração do DR com os campos eletromagnéticos, onde através dessa análise, validou-se que as situações com DR posicionado na quina e fenda, apresentaram maior iteração, justificando a redução nas frequências de ressonância. Quando comparadas às DGS-matrioska de anel fechado, observou-se que as DGS-matrioska de anel fechado apresentaram maior variação na frequência de ressonância e largura de banda para situação com DR posicionado na quina, de forma similar a DGS-matrioska de anel aberto. Também se observou que as DGS-matrioska de anel fechado apresentaram maior variação na frequência de ressonância e largura de banda, quando comparadas a situação sem a presença do DR, apresentando uma redução na frequência de ressonância de até 80% e uma redução na largura de banda de até 94%. No entanto a DGS-matrioska de anel aberto apresentou maior variação na largura de banda de operação (LBO). De maneira geral, os resultados numéricos e experimentais obtidos apresentaram uma boa concordância, permitindo variação na frequência de ressonância, o que caracteriza a possibilidade de miniaturização e versatilidade para aplicação em projetos de telecomunicações.