Design of a New Frequency-Selective Surface Geometry at Microwave Frequencies

Öz

In this study, a frequency-selective surface (FSS) design was implemented on the proposed geometry. It was successfully demonstrated that this geometry, both in unit cell structures and array configurations, possesses the ability to pass certain frequencies while blocking others. Specifically, unit cell and array designs conducted in the X band exhibited the characteristics of a band-pass filter, as indicated by the S parameters. These designs effectively filtered the operating frequency through frequency-selective surfaces. It was observed that the 1x1 unit cell, two-layered 1x1 unit cell, 3x3 array, and two-layered 3x3 array frequency-selective surface structures facilitated transmission within the 9-12.5 GHz frequency range while preventing transmission at other frequencies. Additionally, an increase in reflection was observed outside the transmission band. These findings, reflecting the core outcomes of the study, demonstrate the successful implementation of FSS design with band-pass filter characteristics. Furthermore, they highlight the significant role FSS design can play, particularly in applications requiring transmission filtering and enhanced reflection.

Anahtar Kelimeler

• Frequency Selective Surfaces
• Microwave
• FSS Array

Mikrodalga Frekanslarda Yeni bir Frekans Seçici Yüzey Geometrisi Tasarımı

Öz

Bu çalışmada, önerilen bir geometri üzerinde frekans seçici yüzey (FSS) tasarımı gerçekleştirilmiştir. Bu geometrinin, hem birim hücre yapılarında hem de dizi yapılarında aynı tepkiyi vererek belirli bir frekansı geçirirken diğer frekansları durdurma yeteneğine sahip olduğu başarıyla gösterilmiştir. Özellikle X bantında yapılan birim hücre ve dizi tasarımları, S parametreleri ile bant geçiren filtre özelliği sergilemiştir. Bu tasarımların frekans seçici yüzeyler aracılığıyla çalışma frekansını filtreleme ve işlemi başarılı bir şekilde gerçekleştirdiği tespit edilmiştir. 1x1 birim hücre, iki katmanlı 1x1 birim hücre, 3x3 dizi ve iki katmanlı 3x3 dizi frekans seçici yüzey yapılarının 9-12.5 GHz frekans aralığında iletim sağladığı görülmüş, diğer frekanslarda ise iletimin engellendiği belirlenmiştir. Bununla birlikte, iletim bandının dışında yansımanın arttığı gözlemlenmiştir. Bu sonuçlar, çalışmanın temel bulgularını yansıtarak, Frekans Seçici Yüzey (FSS) tasarımının bant geçiren filtre özelliklerini başarıyla sunabileceğini ve özellikle iletimin filtrelenmesi ve yansımanın arttırılması gereken uygulamalarda önemli bir rol oynayabileceğini göstermektedir.

Anahtar Kelimeler

• Frekans Seçici Yüzey
• Mikrodalga
• Dizi FSS

Kaynakça

1. Çiğdem, S., Tunca, C., Can, S., & Yilmaz, A. E. (2016). Double bow-tie FSS for X-band and Ku -band operations with its parametric analyses. Turkish Journal of Electrical Engineering & Computer Sciences, 24(6), 4751-4762.
2. Güneş, F., Sharipov, Z., Belen, M. A., & Mahouti, 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.
3. Mahouti, P., Güneş, F., Belen, M. A., Çalışkan, 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.
4. Mondal, K. (2019). Bandwidth and gain enhancement of microstrip antenna by frequency selective surface for WLAN, WiMAX applications. Sādhanā, 44(11), 233.
5. Munk, B. A. (2003). Finite antenna arrays and FSS. Wiley.
6. Pozar, D. M. (2006). Microwave Engineering (3rd ed.). Wiley.
7. Kasar, Ö., & Belen, M. A. (2020). Realization of reconfigurable filtering horn antennas using active frequency selective surfaces for GSM and LTE signal filtering. International Journal of RF and Microwave Computer‐Aided Engineering, 30(11), e22429.
8. Kasar, Ö., Geçin, M., & Gözel, M. A. (2018). Açısal Olarak Değiştirilebilir Dikdörtgen Yamalı Frekans Seçici Yüzeylerle, Ayarlanabilir Bant Geçiren Filtre Tasarımı. El-Cezeri Journal of Science and Engineering, 5(3), 756-762.