Título
Microwave filtering devices using metamaterial technology
Autor
TEJINDER KAUR
Colaborador
ALONSO CORONA CHAVEZ (Asesor de tesis)
Nivel de Acceso
Acceso Abierto
Materias
Metamaterial - (METAMATERIAL) CRLH hybrid multipleyer - (CRLH HYBRID MULTIPLEYER) Enztunneling - (ENZTUNNELING) Enznoteh filters - (FILTERS) Substrate integrated - (SUSTRATO INTEGRADO) Coaxial transmision line - (LÍNEA DE TRANSMISIÓN COAXIAL) Microwave devices - (DISPOSITIVOS DE MICROONDAS) Ultrawide band technology - (TECNOLOGÍA DE BANDA ULTRAWIDE) CIENCIAS FÍSICO MATEMÁTICAS Y CIENCIAS DE LA TIERRA - (CTI) FÍSICA - (CTI) ELECTRÓNICA - (CTI)
Resumen o descripción
This research work is on Metamaterial Composite Right Left Handed (MTM CRLH)
transmission line technology with the thesis entitled “Microwave Filtering Devices
Using Metamaterials Technology.” Metamaterials (MTM) are non-natural materials,
which do not exist in nature. MTM are highly dispersive and exhibit properties such
as: negative refractive index, negative permeability (μ) and permittivity (ε). The
newness of MTM technology and the number of key advantages it offers over
conventional approaches make this area of strategic importance in modern microwave
communication systems. MTM can surmount actual technological limitations of
current technology as electromagnetic (EM) waves propagate in a manner not found
in nature. In this thesis, four novel approaches based on Metamaterial Composite
Right Left Handed (MTM CRLH) technology are presented. These are accompanied
with design methodology, simulation and experimental results.
The first proposal is about a novel approach to Metamaterial Substrate Integrated
Circuit (MTM SIC) technology for high performance microwave wireless
communication systems. This technology compared of other conventional SIC
structures exhibit high performance due to the high shielding isolation, which is
necessary for certain microwave systems. Moreover, it also offers high integrability,
compact size, and low cost. Using metamaterial substrate integrated circuit
technology, a coaxial transmission line and a resonator were designed and
experimentally tested at 2GHz. The MTM SIC resonator offers harmonic
cancellation, which makes it attractive in systems where spurious resonance close to
the pass-band can cause interference.
In the second proposal, two Ultra-Wide Band (UWB) filters were implemented on
Metamaterial Substrate Integrated Circuit technology. First filter operates from
3.1GHz-7GHz and second from 3.1-10.6GHz. As it is well known, UWB systems
suffer great interference from already operating systems such as Wireless-Local Area
Network (Wi-LAN). For this reason, to decrease such interference, Wi-LAN
suppression was added by means of a decoupling resonator at 5.4GHz in both filters.
In this work, the importance of the novel metamaterial Substrate Integrated Circuit is
justified. Furthermore, full design methodology for metamaterial Substrate Integrated
Circuit UWB filter structures is exposed with simulation and experimental results.
The third proposal is regarding novel Epsilon Near Zero (ENZ) notch filter.
Textotextotexto
El presente trabajo de investigación se fundamenta en la tecnología de líneas de
transmisión de metamateriales compuestos derecho-izquierdo (MTM CRLH) por sus
siglas en inglés) con la tesis titulada “Microondas Sistemas de Filtrado utilizando
Tecnología Metamaterial.” Los Metamateriales (MTM) son materiales artificiales, es
decir que no existen en la naturaleza. MTM son altamente dispersivos y exhiben
propiedades tales como: índice de refracción negativa, permeabilidad () y
permitividad () negativas. La novedad de la tecnología MTM y la cantidad de
ventajas clave que esta ofrece sobre las tecnologías convencionales hacen a esta área
de importancia estratégica en los sistemas de comunicaciones de microondas actuales.
MTM pueden superar las limitaciones tecnológicas reales de tecnologías recientes
como las ondas electromagnéticas (EM) propagándose de una forma que no se
encuentra en la naturaleza. En esta tesis, cuatro novedosas aproximaciones basadas
sobre tecnología de Metamateriales compuestos derecho-izquierdo (MTM CRLH).
Estos son acompañados con metodología de diseño, simulación y resultados
experimentales.
La primera propuesta es sobre una novedosa implementación para la tecnología de
Circuito Integrado al Substrato Metamaterial (MTM SIC por sus siglas en inglés)
para sistemas de comunicaciones en microondas inalámbricos de alto rendimiento.
Esta tecnología, comparada con otras estructuras SIC convencionales exhibe un alto
rendimiento debido al alto blindaje de aislamiento, el cual es necesario para ciertos
sistemas de microondas. Más aun, esta también ofrece alta integrabilidad, tamaño
compacto y bajo costo. Usando tecnología de circuito integrado al substrato
metamaterial, una línea de transmisión coaxial y un resonador diseñados y
experimentalmente probados a 2GHz. El resonador MTM SIC ofrece cancelación de
armónicos, lo cual lo hace atractivo en sistemas donde la resonancia espuria cercana a
la banda de paso puede causar interferencia.
En la segunda propuesta, dos filtros Ultra Ancho de Banda (UWB por sus siglas en
ingles) fuero implementados sobre tecnología de Circuito Integrado al Substrato
Metamaterial. El primer filtro opera desde 3.1GHz a 7GHz y el segundo desde
3.1GHz a 10.6GHz. Como es bien conocido, sistemas UWB sufren gran interferencia
durante su operación tal como en las Redes de Área Local-Inalámbricas (Wi-LAN
por sus siglas en inglés).
Editor
Instituto Nacional de Astrofísica, Óptica y Electrónica
Fecha de publicación
enero de 2011
Tipo de publicación
Tesis de doctorado
Versión de la publicación
Versión aceptada
Recurso de información
Formato
application/pdf
Idioma
Inglés
Audiencia
Estudiantes
Investigadores
Público en general
Sugerencia de citación
Tejinder K.
Repositorio Orígen
Repositorio Institucional del INAOE
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