A miniaturised UWB FSS with stop-band characteristics for EM shielding applications

• Autorzy: Al-Gburi Ahmed Jamal Abdullah , Ibrahim Imran Mohd , Ahmad Khalid Subhi , Zakaria Zahriladha , Zeain Mohammed Yousi , Abdulhameed Muhannad Kaml , Saeidi Tale

Identyfikatory

DOI

10.15199/48.2021.08.25

Warianty tytułu

PL

Zminiaturyzowany system UWB FSS z charakterystyką pasma zatrzymania do zastosowań w zakresie ekranowania EM

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

This paper aims to present a miniaturised and new design of ultra-wideband (UWB) frequency selective surface (FSS) with stopband characteristics for electromagnetic (EM) shielding applications. The modelled FSS used the integration of a two parallel conductive metallic patch with a circular loop structure. The FSS provided a UWB stopband filter response covering a bandwidth of 10.5 GHz, for frequencies from 2.2 GHz to 12.7 GHz. The proposed FSS had a compact physical dimension of 5 mm × 5 mm × 1.6 mm, with a printed array of 19 × 19 FSS unit cells. An equivalent circuit configuration (ECC) was used to verify the FSS unit cell structure’s performance. The proposed FSS was identified to contribute towards independent polarisation for obliques incidences transverse electric (TE) and transverse magnetic (TM) polarisations from 0° to 20°. Besides, the performance of the proposed FSS is stable over a wide range of incident angles for TE and TM polarisations.

PL

Celem artykułu jest przedstawienie zminiaturyzowanej i nowej konstrukcji ultraszerokopasmowej (UWB) powierzchni selektywnej częstotliwości (FSS) o charakterystyce pasma zaporowego do zastosowań w ekranowaniu elektromagnetycznym (EM). W modelowanym FSS wykorzystano integrację dwóch równoległych przewodzących metalowych łat ze strukturą pętli kołowej. FSS zapewnił odpowiedź filtra pasma zaporowego UWB, obejmującą pasmo 10,5 GHz, dla częstotliwości od 2,2 GHz do 12,7 GHz. Proponowany FSS miał kompaktowy wymiar fizyczny 5 mm × 5 mm × 1,6 mm, z nadrukowaną macierzą 19 × 19 komórek jednostkowych FSS. Do weryfikacji działania struktury komórki elementarnej FSS zastosowano równoważną konfigurację obwodu (ECC). Zaproponowana FSS została zidentyfikowana jako przyczyniająca się do niezależnej polaryzacji dla skośnych padań poprzeczna polaryzacja elektryczna (TE) i poprzeczna magnetyczna (TM) polaryzacja od 0° do 20°. Poza tym wydajność proponowanego FSS jest stabilna w szerokim zakresie kątów padania dla polaryzacji TE i TM.

Słowa kluczowe

EN

stopband response; ECC; UWB; TM modes; TE modes

PL

antena szerokopasmowa; ekranowanie; kompatybilność elektromagnetyczna

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przegląd Elektrotechniczny
• Rocznik: 2021
• Tom: R. 97, nr 8
• Strony: 142--145
• Opis fizyczny: Bibliogr. 18 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Al-Gburi Ahmed Jamal Abdullah

• Faculty of Electronics and Computer Engineering, Universiti Teknikal Malaysia Melaka (UTeM), Durian Tunggal, Melaka, Malaysia

• https://orcid.org/0000-0002-5305-3937

autor

Ibrahim Imran Mohd

• Faculty of Electronics and Computer Engineering, Universiti Teknikal Malaysia Melaka (UTeM), Durian Tunggal, Melaka, Malaysia

• https://orcid.org/0000-0002-9194-4917

autor

Ahmad Khalid Subhi

• Department of Electronic Engineering, Northern Technical University, (NTU) 41002 Mosul, Iraq

autor

Zakaria Zahriladha

• Faculty of Electronics and Computer Engineering, Universiti Teknikal Malaysia Melaka (UTeM), Durian Tunggal, Melaka, Malaysia

autor

Zeain Mohammed Yousi

• Faculty of Electronics and Computer Engineering, Universiti Teknikal Malaysia Melaka (UTeM), Durian Tunggal, Melaka, Malaysia

autor

Abdulhameed Muhannad Kaml

• Ministry of Higher Education and Scientific Research, University of Kerbala, Iraq

autor

Saeidi Tale

• Electrical and Electronics Engineering Department, Universiti Teknologi PETRONAS (UTP)

• https://orcid.org/0000-0002-0995-3364

Bibliografia

• [1] S. Lamultree, U. Thachantheuk, K. Krasinhom, and C. Phongcharoenpanich, “An Ultra-Wideband Rectangular Monopole with Circular Ring Antenna for Wireless Communication Applications,” Przegląd Elektrotechniczny, no. 1, pp. 8–11, 2021.
• [2] M. Usman, H. Alsaif, H. Alsaif, and S. M. Asif, “Design of Compact Ultra-Wideband Monopole Semi-Circular Patch Antenna for 5G wireless communication networks,” Przegląd Elektrotechniczny, vol. 2, no. 4, pp. 223–226, 2019.
• [3] A. J. A. Al-gburi, I. M. Ibrahim, M. Y. Zeain, and Z. Zakaria, “Compact Size and High Gain of CPW-fed UWB Strawberry Artistic shaped Printed Monopole Antennas using FSS Single Layer Reflector,” IEEE Access, vol. 8, no. 5, pp. 92697–92707, 2020.
• [4] A. Y. I. Ashyap, Z. Z. Abidin, S. H. DAHLAN, and H. A. MAJID, “Highly Efficient Wearable CPW Antenna Enabled by EBG-FSS Structure for Medical Body Area Network Applications,” IEEE Access, vol. 6, no. 11, pp. 77529–77541, 2018.
• [5] A. J. A. Al-gburi et al., “A compact UWB FSS single layer with stopband properties for shielding applications,” Przegląd Elektrotechniczny, no. 2, pp. 165–168, 2021.
• [6] M. Y. Zeain, M. Abu, A. J. A. Al-gburi, Z. Zakaria, R. Syahputri, and A. Toding, “Design of a wideband strip helical antenna for 5G applications,” Bull. Electr. Eng. Informatics, vol. 9, no. 5, pp. 1958–1963, 2020.
• [7] I. M. Ibrahim, A. J. A. Al-gburi, Z. Zakaria, and H. A. Bakar, “Parametric Study of Modified U-shaped Split Ring Resonator Structure Dimension at Ultra-Wide-band Monopole Antenna,” J. Telecommun. Electron. Comput. Eng., vol. 10, no. 2–5, pp. 53– 57, 2018.
• [8] H. H. Keriee, M. K. A. Rahim, N. A. Nayyef, Z. Zakaria, and A. J. A. Al-Gburi, “High gain antenna at 915 MHz for off grid wireless networks,” Bull. Electr. Eng. Informatics, vol. 9, no. 6, pp. 2449–2454, 2020.
• [9] A. J. A. Al-gburi, I. M. Ibrahim, and Z. Zakaria, “Band-notch effect of U-shaped split ring resonator structure at ultra wideband monopole antenna,” Int. J. Appl. Eng. Res., vol. 12, no. 15, pp. 4782–4789, 2017.
• [10] R. Adawiyah et al., “Return Loss Improvement of Radial Line Slot Array Antennas on Closed Ring Resonator Structure at 28 GHz,” Prz. Elektrotechniczny, no. 5, pp. 65–69, 2021.
• [11] A. J. A. Al-Gburi, I. Ibrahim, and Z. Zakaria, “Gain Enhancement for Whole Ultra-Wideband Frequencies of a Microstrip Patch Antenna,” J. Comput. Theor. Nanosci., vol. 17, no. 2–3, pp. 1469–1473, 2020.
• [12] M. Y. Zeain, Z. Zakaria, J. Ahmed, and M. Th, “Design of Helical Antenna for Next Generation Wireless Communication,” Przegląd Elektrotechniczny, vol. 11, pp. 96–99, 2020.
• [13] FCC, “Revision of part 15 of the commission’s rules regarding ultra-wideband transmission systems,” First Rep. order, pp. 2– 48, 2002.
• [14] M. Mighani and A. Mallahzadeh, “New UWB Shielding with Frequency Selective Surfaces,” J. Commun. Eng., vol. 6, no. 1, pp. 71–80, 2017.
• [15] D. Kanchana, S. Radha, B. S. Sreeja, and E. Manikandan, “Convoluted FSS Structure For Shielding Application In X-Band Frequency Response Convoluted FSS Structure For Shielding Application In X-Band Frequency,” IETE J. Res., vol. 2, no. 1, pp. 1–7, 2019.
• [16] S. S. Sampath and R. Sivasamy, “A Single-Layer UWB Frequency-Selective Surface With Band-Stop Response,” IEEE Trans. Electromagn. Compat., vol. 62, no. 1, pp. 276–279, 2019.
• [17] A. J. A. Al-gburi et al., “High Gain of UWB CPW-fed Mercedes- Shaped Printed Monopole Antennas for UWB Applications,” Prz. Elektrotechniczny, no. 5, pp. 70–73, 2021.
• [18] A. J. A. Al-gburi, I. M. Ibrahim, and Z. Zakaria, “Gain Enhancement for Whole Ultra-Wideband Frequencies of a Microstrip Patch Antenna,” J. Comput. Theor. Nanosci., vol. 17, pp. 1469–1473, 2020.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa Nr 461252 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2021).