Metal-Only 3D Unit Cell for Reflectarrays with Independent Dual-Band Operation

Abstract

En este artículo se presenta un reflectarray solo metálico basado en una celda unidad tridimensional con capacidad de trabajar en doble banda. La celda unidad 3D es una guía de onda cuadrada cuyas paredes verticales incluyen elementos resonantes con prestaciones de frecuencia independientes entre bandas. En el trabajo se analizan diferentes geometrías de resonador para obtener una variación de la fase reflejada en las bandas de frecuencias objetivo, y que sea factible para fabricación aditiva tridimensional. Se seleccionan resonadores con forma de C, triángulo y círculo para obtener la variación fase requerida en reflexión. Posteriormente, se diseña un prototipo de reflectarray que incluye pares de resonadores en los que el resonador en forma de C controla la banda de baja frecuencia y los resonadores triangulares, la banda de alta frecuencia. Las direcciones del haz principal reflejado para cada banda de frecuencias son diferentes para mostrar el comportamiento de fase independiente de los resonadores. El prototipo se fabrica mediante estereolitografía (SLA) con un posterior recubrimiento de plata. Los resultados medidos muestran ganancias realizadas de 21 dBi en la banda de 18 GHz y de 24 dBi en la banda de 26,5 GHz, con una elevada eficiencia de radiación y una buena concordancia con los resultados simulados.