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Superfícies Seletivas em Frequência – Laboratório de Micro-ondas da UFPE

Superfícies Seletivas em Frequência

Site do Laboratório de Micro-ondas da UFPE

As superfícies seletivas em frequência são arranjos periódicos planares que possuem a capacidade de operar como filtros, podendo apresentar formato de abertura, de pach ou até mesmo a junção dos dois formatos. São constituídas por uma camada de metal sobre uma ou mais camadas de substratos dielétricos [1]. Observando a Figura 1 (a), nota-se que a FSS do tipo abertura apresenta resposta em frequência similar a de um filtro passa-faixa, ou seja, quando os elementos entram em ressonância, a superfície torna-se “transparente” para o sinal incidente, deixando passar outra determinada faixa de frequência. Por outro lado, na Figura 1 (b) é mostrada a FSS tipo pach cuja a resposta em frequência é similar a de um filtro rejeita-faixa: quando os elementos estão em ressonância, a superfície se torna refletora, impedido a passagem de uma determinada faixa de frequência do sinal incidente [2]. Esses comportamentos são determinados através de paramentos de projeto tais como a polarização da onda incidente, as dimensões da estrutura, o formato geométrico e a espessura e permissividade do substrato dielétrico [3].

Entre as vantagens do uso de filtros fabricados em FSS, podemos destacar:

  • Operam em frequências elevadas (THz), dessa forma torna-se uma opção para o desenvolvimento de novos sistemas onde filtros eletrônicos não apresentam boa resposta;
  • Dispensam conexão com outros dispositivos para operação, podendo ficar entre o elemento transmissor e o elemento receptor. Com isso, minimiza ruídos gerados por conectores;
  • Podem ser fabricados utilizando-se superfícies mais maleáveis, podendo então ser acoplados a estruturas que apresentem certa curvatura.

Estudos recentes sobre a evolução das Superfícies Seletivas em Frequência estão voltados para o desenvolvimento de dispositivos reconfiguráveis, utilizados como filtros especiais para frequências de micro-ondas. São inseridos dispositivos eletrônicos nos arranjos periódicos de forma que o conjuto de FSS é capaz de alterar as suas propriedades. Um exemplo é a utilização de diodos acoplados no circuito como uma chave. Dessa forma as frequências de ressonância do circuito são desviadas como apresentado na Figura 2 [2, 5].

 

 

Referências

[1] J.-Y. KIM, J. H. CHOI, AND C. W. JUNG. Broad Band-Stop Filter Using Frequency Selective Surfaces in Progress In Electromagnetics Research Letters, Vol. 31, 45-53, 2012.

[2] SEGUNDO, F. C. G. D. S. Análise e Projetos de Superfícies Seletivas em Frequência Multibanda e/ou Banda Larga. [S.l.]: Dissertação (Msatrado) – Centro de Tcnologia. Programa de Pós-Graduação Engenharia Elétrica e da Computação, 2014. 131 p.

[3] CAMPOS, A. L. P. D. S. Superfícies Seletivas Em freqência Análise e Proejto. Natal: IFRN Edtora, 2009.

[4] COSTA, I. F. D. Antenas e superfícies seletivas de freqüência reconfiguráveis para sistemas de comunicação sem fio / Iradilson Ferreira da Costa. [S.l.]: Dissertação (Mestrado) – Universidade Federal do Rio Grande do Norte. Centro de Tecnologia. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica e Computação, 2009.
104 p.

[5] FERREIRA, H. D. P. A. Matrioska: Uma Proposta de Geometria Para FDD Multibandas. [S.l.]: Dissertação (Mestrado). Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica do Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia da Paraíba, 2014. 68 p.