SPIRAL SHAPED FREQUENCY SELECTIVE SURFACE DESIGN FOR 2.4GHZ INTELLIGENT COMMUNICATION SYSTEMS

Abstract

Today’s communication systems are advancing rapidly with the technological developments. Wireless communication systems are preferred because of their ease of use and low cost. Suppression of signal interference has become a necessity to increase efficiency in wireless communication systems. For this mean, the study on design of pre-filtering elements placed in front of the antennas for receivers has gained speed. Especially in the microwave field, many applications are realized using frequency selective surface. Herein, a bandpass frequency selective surface (FSS) designed by using microstrip spiral shaped structure is suggested for ISM band frequencies. The operating frequency and characteristic of the proposed frequency selective surface are adjustable with the change of line widths and gaps on the spiral structure. Designs and specifications were obtained by simulations performed in CST-MWS software.

Keywords

• Frequency selective surface,Metamaterial,Bandpass filter,Intelligent communication,ISM band

2.4GHZ AKILLI HABERLEŞME SİSTEMLERİ İÇİN SARMAL ŞEKİLLİ FREKANS SEÇİCİ YÜZEY TASARIMI

Abstract

Haberleşme sistemleri günümüz teknolojik gelişmeler ile hızlı bir şekilde ilerlemektedir. Kullanıcı dostu ve düşük maliyetli olmasıyla, günümüzde kablosuz haberleşme sistemleri tercih edilmektedir. Kablosuz haberleşme sistemlerinde verimliliğin arttırılması adına sinyal girişimlerin önlenmesi bir gereklilik haline gelmiştir. Bu yüzden alıcı sistemlerde anten öncesine yerleştirilen ön filtreleme elamanları üzerine çalışmalar yoğunlaşmıştır. Özellikle mikrodalga alanında birçok uygulama frekans seçici yüzey kullanılarak gerçekleştirilmektedir. Bu çalışmada ISM band frekanslarında, mikroşerit sarmal şekilli yapı kullanılarak tasarlanmış bir band geçiren frekans seçici yüzey (FSY) önerilmektedir. Sarmal yapı üzerindeki hat genişlikleri ve boşlukları değiştirildiğinde çalışma frekansı ve karakteristiği ayarlanabilir bir FSY önerilmiştir. Yapılan incelemelerde sonucunda rezonans frekansı 1.8GHz ile 5.2GHz arasında değiştiği gözlenmiştir.  CST-MWS yazılımı kullanılarak tasarımlar ve spesifikasyonları elde edilmiştir.

Keywords

• Metamalzeme,Frekans seçici yüzey,Bandgeçiren filtre,Akıllı haberleşme,ISM bandı

References

1. Au P. W., Musa L. S., Parker E. A., Langley R., 1990. Parametric Study of Tripole and Tripole Loop Arrays as Frequency Selective Surfaces. IEE Proceedings, 137 (5), 263-268.
2. Ben A. Munk, 2000. Frequency Selective Surfaces: Theory and Design, John Wiley & Sons, Inc., ISBN 0-471-37047-9
3. Cahill R., Parker E. A., 1982. Concentric Ring and Jerusalem Cross Arrays as Frequency Selective Surfaces for a 45° Incidence Diplexer. Electronics Letters, 18(8), 313-314.
4. Güneş F., Sharıpov Z., Belen M.A., Mahoutı P., 2017. GSM Filtering of Horn Antennas using Modified Double Square Frequency Selective Surface. International Journal of RF and Microwave Computer-Aided Engineering, 27(9), 1-8.
5. Pacheco, F., Lobashov, M., Pinho, M., Pratl, G., 2005. A Power Line Communication Stack for Metering, SCADA and Large-scale Domotic Applications. International Symposium of Power Line Communications and Its Applications, 61-65.
6. Kasar, Ö., Geçin, M., Gözel, M.A., 2018. Açısal Olarak Değiştirilebilir Dikdörtgen Yamalı Frekans Seçici Yüzeylerle, Ayarlanabilir Bant Geçiren Filtre Tasarımı” ElCezerî Fen ve Mühendislik Dergisi, 5(3), 756-762.
7. Kai C., 2000. RF & Microwave Wireless Systems, Wiley series in Microwave & Optical Engineering.
8. Kaya, A., Belen, M.A., 2010. 2.4 GHz Direkt Entegre Verici Sistem Tasarımı. 3. Mühendislik ve Teknoloji Sempozyumu, 307-309.

9. Kiani G. I., Weily A. R., Eselle K. P., 2006. Frequency Selective Surface Absorber Using Resistive Cross-dipoles, IEEE Antenna and Propagation Society International Symposium, Albuquerque, 4199-4202
10. Mahoutı P., Güneş F., Belen M.A., Demirel S., Sharipov Z., 2016. Horn Antennas with Enhanced Functionalities Through The use of Frequency Selective Surfaces. International Journal of RF and Microwave Computer-Aided Engineering, 26(4), 287-293.
11. Parker E. A., Chuprin A. D., Batchelor J. C., Savia S. B., 2001. GA Optimization of Crossed Dipole FSS Array Geometry, Electronics Letters, 37(16), 996- 997.
12. Ulrich R., 1967. Far-infrared Properties of Metallic Mesh and Its Complementary Structure, Infrared Physics, 7(1). 37-55.
13. Kluge, W., Dathe, L., Jaehne, R., Ehrenreich, S., Eggert, D., 2003. A 2.4GHz CMOS transceiver for 802.11b wireless LANs, IEEE ISSCC Dig. Tech. Papers, 360–361.
14. Vardaxoglou J., Hossainzadeh A., Stylianou, 1993. A., Scattering from Two-layer FSS with Dissimilar Lattice Geometries, IEE Proceedings, 140(1), 59- 61.
15. Yuksel, M.E., Zaim, A. H., 2009. RFIF’nin Kablosuz İletisim Teknolojileri ile Etkilesimi. Akademik Bilisim 2009 Harran Universitesi, Şanlıurfa, 11 – 13.