Superfícies eletromagnéticas de microondas com controle do regime de trapped-mode

Neste trabalho foram investigadas (FSSs) com ressonância de alto fator de qualidade (fator Q) e independência da polarização para uma onda plana com incidência normal. Estas FSSs são baseadas em um arranjo planar de metalizações sobre um substrato. Um alto fator Q é obtido por meio da excitação do trapped-mode e a independência da polarização, por meio da alta simetria rotacional dos elementos que compõe o arranjo. Para o projeto de FSSs com controle do regime de trapped-mode, foram utilizados substratos feitos de materiais com possibilidade de controle de suas propriedades elétricas ou magnéticas (ferrite magnetizada ou silício ativado oticamente). O arranjo de dois anéis concêntricos em um substrato dielétrico analisado neste trabalho apresenta uma ressonância de trapped-mode com fator Q em torno de 12 e transmitância máxima de 70 %. Com a utilização de um substrato de ferrite magnetizada nesse arranjo, é mostrado que é possível deslocar a frequência de ressonância do trappedmode em torno de 20 %, sem degradação significativa da ressonância de transmisão. Com o emprego de um substrato de silício ativado opticamente, é demonstrado que é possível realizar um chaveamento praticamente completo da banda de transmissão desse arranjo. Para realização das simulações computacionais foram utilizados o método dos momentos no domínio espectral (SDMM) e os programas comerciais Ansoft Designer 5 Planar EM e CST 2009.

ABSTRACT: In this work frequency selective surfaces (FSSs) with high quality factor (Q-factor) resonance and polarization independence for a normally incident plane wave were investigated. These FSSs are based on a planar array of metallization on a substrate. A high Q-factor is obtained by excitation of trapped-mode and polarization independence by means of high rotational symmetry of the elements that compose the array. For the design of FSSs with trapped-mode regime control, substrates made of materials with the possibility of controlling their electric or magnetic properties (magnetized ferrite or optically activated silicon) were used. The two concentric rings array on a dielectric substrate analyzed in this work presents a trapped-mode resonance with a Q-factor around 12 and maximum transmittance of 70 %. With the utilization of a magnetized ferrite substrate in this array, it is shown that we can shift the resonance frequency of the trappedmode around 20 % without significant degradation of the transmission resonance. With the use of an optically activated silicon substrate, it is demonstrated the possibility of an almost complete switching of the transmission band in that array. To perform the computer simulations the spectral domain moment method (SDMM) and the commercial programs Ansoft Designer 5 PlanarEM and CST 2009 were used.