Порівняльний аналіз ефективності кристалоподібних та традиційних мікросмужкових структур

Introduction. Microstrip frequency selective devices are widely used in radio systems for various purposes. Crystal-like structures and devices that used for frequency selection of signals problems are described. Crystal-like inhomogeneities. The types of inhomogeneities in microstrip devices are viewed. The limitations of the effectiveness of traditional microstrip structures are analyzed. Electromagnetic crystals efficiency. The efficiency of the EC based on proposed inhomogeneities with traditional solutions based on microstrip line is compared. It is shown that by using three-dimensional inhomogeneities in the EC structure, area is reduced by 40%. Comparison of the devices’ characteristics. On an example of the narrow-band filter efficiency of the proposed three-dimensional low-impedance EC-inhomogeneities from the side of the signal conductor with one-dimensional inhomogeneities of traditional microstrip line are compared. It is shown that the filter width reduced in half. Conclusions. Using the proposed three-dimensional low-and high-impedance EC-inhomogeneities in the structure of EC increases its efficiency in comparison with traditional microstrip line. Thus, value of Tmin decreases from –43 dB to –73 dB for one of the considered ECs. The transition from single- and two-dimensional inhomogeneities to three-dimensional low-impedance inhomogeneities from the side of the signal conductor reduces the width of EC-filter twice.Проанализированы ограничения эффективности традиционных микрополосковых структур. Сделано сравнение эффективности электромагнитных кристаллов (ЭК) на основе предложенных неоднородностей с традиционными решениями на основе микрополосковой линии. Показано, что с использованием трехмерных неоднородностей в структуре ЭК, площадь уменьшается на 40%. На примере узкополосного фильтра сделано сравнение эффективности предложенных трехмерных низкоимпедансных ЭК-неоднородностей со стороны сигнального проводника с одномерными неоднородностями традиционной микрополосковой линии, показано, что ширина фильтра уменьшается вдвое. Компьютерное моделирование сделано в среде CST Microwave Studio.Проаналізовано обмеження ефективності традиційних мікросмужкових структур. Порівняно ефективність електромагнітних кристалів (ЕК) на основі запропонованих неоднорідностей з традиційними рішеннями на основі мікросмужкової лінії. Показано, що з використанням тривимірних неоднорідностей в структурі ЕК, площа зменшуються на 40%. На прикладі вузькосмугового фільтра порівняно ефективність запропонованих тривимірних низькоімпедансних ЕК-неоднорідностей зі сторони сигнального провідника з одновимірними неоднорідностями традиційної мікросмужкової лінії, показано, що ширина фільтра зменшується вдвічі. Комп’ютерне моделювання зроблено в середовищі CST Microwave Studio