Electromagnetic bandgap metamaterials as the combination of inductive and capacitive resonators

Abstract

Bu çalışmada ilk olarak X bandında geniş bantlı çift negatif özellik sergileyen ve modifiye S şeklinde parçalı halka rezonatörlerinden (S-SRR) oluşan yeni bir MTM numerik ve deneysel olarak önerilmekte, tasarlanmakta ve araştırılmaktadır. Bu MTM, MTM soğurucu (MA) uygulamasında kullanılmıştır. Önerilen MA θ<40° için kararlı bir frekans tepkisi vermiştir. Maksimum soğurma oranı, 8.825-9.0 GHz aralığında %90'nın üzerinde olmakla birlikte 8.912 GHz'te %99.99'tir. Üretilmiş ptototipin deneysel sonuçları nümerik simülasyonlarla uyumluluk göstermektedir. Balık ağı-mantar biçimli MTM çalışılan bir diğer MTMdir. Bu yapının elektromanyetik davranışı, X bandı frekans rejimi için S-parametreleri ile sayısal ve deneysel olarak temsil edilmektedir. Önerilen tasarım, arzu edilen karakteristik parametrelerle, yani X bandında negatif elektrik geçirgenliği ve negatif manyetik geçirgenliği olan çift negatif sol-elli bölgeyle, bir elektromanyetik bant aralığı (EBG) özelliği sunmuştur. Bu EBG, anten dizileri arasında karşılıklı bağlaşımı azaltmak için kullanılmıştır. Simülasyon sonuçları, antenin ışıma alanlarının EBG yapısından etkilenmemesi ile birlikte izolasyonun geliştiğini ortaya koymuştur.

In this study, first, a novel MTM, which exhibits a wideband double negative behavior in X-band and is comprised of a modified S-shaped split-ring resonators (S-SRR), is proposed, designed and investigated both numerically and experimentally. This MTM has been used in an MTM absorber (MA) application. The proposed MA provides a stable frequency response for θ<40°. Maximum absorption rate is 99.99% at 8.912 GHz with absorption over 90% in 8.825-9.0 GHz. A fishnet-mushroom-like MTM is the next MTM studied. The electromagnetic behaviour of this structure is provided in terms of S-parameters numerically and experimentally for X-band frequency regime. The proposed design provides an electromagnetic bandgap (EBG) characterization with desired characteristic parameters; i.e. a double negative left-handed region in X-band with negative permittivity and negative permeability. This EBG is utilized to reduce the mutual coupling between arrays of antennas. The simulation results prove that the isolation has been improved while the radiated fields of the antennas are not affected by the EBG structure.