Design and Performance Analysis of Band Pass Filter Using Frequency Selective Surface for 5G Communication

In recent years, frequency selective surfaces (FSSs) have been extensively investigated in terms of their design and practical applications at microwave and optical frequencies. This study proposes a new design of a FSS layer, which is directly placed over the surface of an antenna to enhance its characteristics such as directivity, frequency selectivity, radiation efficiency, and gain. In the proposed design, two different substrates are used to analyze the improved performance of the FSS layer. For this purpose, FR-4 Epoxy and Duroid 5880 are used for cost effectiveness and to achieve the optimized performance of the antenna. The simulated and measured results are in good agreement, indicating the enhanced performance of antenna for WLAN and WiMAX applications. Finally, it is concluded that the proposed FSS layer ensures the best possible results of the filtering response as the first null gives divergence of more than 10 dB with its peak value layer

Diseño e implementación de antenas MIMO

El objetivo principal de este Trabajo Fin de Grado ha sido el diseño y la simulación de dos antenas direccionales utilizando la tecnología MIMO (Multiple Inputs Multiple Outputs), que consiste en la utilización de un array de múltiples antenas con las mismas propiedades para conseguir mejorar las características del sistema. Las antenas serán diseñadas en tecnología microstrip, sobre un sustrato FR-4 cuya constante dieléctrica es ℇ = 4.4 y espesor ℎ = 1.55 . La primera, es una antena de parche multibanda de cuatro elementos que trabaja en la banda UHF (Ultra High Frequency) a las frecuencias Wi-Fi y Wi-Max de 2.45 GHz, 3.6 GHz y 5.5 GHz, mientras que la segunda es una antena logarítmica periódica de dos elementos que trabaja en la banda SHF (Super High Frequency) la cual es utilizada para WLAN, comunicaciones por satélite, radioenlaces y radar aéreo. Concretamente, diseñaremos la antena para que trabaje en la banda de 3 a 11 GHz. En primera instancia, se ha realizado el diseño teórico de las dimensiones de las antenas mediante los programas Mathcad, Matlab y la herramienta LineCalc del programa Advanced Design System (ADS). Una vez dimensionadas, se han simulado electromagnéticamente mediante el programa Computer Simulation Technology Studio Suite (CST) y tras este paso se han optimizado las dimensiones teóricas variándolas levemente para ajustarlas a las especificaciones requeridas en la simulación y de esa manera obtener el diseño final. En ambas antenas se ha comenzado realizando el diseño y la simulación de un único elemento, conocido también como elemento unitario, para más adelante implementar la tecnología MIMO, duplicando las antenas para que tengan dos elementos cada una. En el caso de la antena de parche multibanda también se ha diseñado y simulado la antena MIMO de cuatro elementos. Para evitar el acoplo radiado entre los elementos de las antenas y atenuar la propagación del campo electromagnético entre ellos, se han utilizado superficies metálicas a modo de pantalla y filtros EBG (Electromagnetic Band Gap). Por pérdidas del blindaje por absorción, pérdidas por reflexiones internas de la barrera metálica o mediante el uso de estos filtros, se consigue apantallar la radiación entre elementos de la antena ya sea en una frecuencia en concreto o en toda la banda, evitando así niveles altos de acoplamiento entre elementos