ESTRUCTURA DE ANCHO DE BANDA PROHIBIDA ELECTROMAGNÉTICAMENTE.

Esta invención se refiere a estructuras de ancho de banda prohibida electromagnéticas y en particular, pero no exclusivamente, a una estructura mejorada que puede hacerse funcionar como superficie de alta impedancia para su uso en aplicaciones de antena de bajo perfil que funcionan con radiación electromagnética en el intervalo de frecuencia de 100 MHz a 1 GHz. En una disposición conocida, descrita por ejemplo por D. Sievenpiper, L. Zhang, R. F. J. Broas, N. G. Alexopolous y E. Yablonovitch en High-Impedance Electromagnetic Surfaces with a Forbidden Frequency Band, IEEE Trans. On Microwave Theory and Technology, Vol. 47, n.º 11, noviembre de 1999, se ha creado una superficie de alta impedancia usando una estructura en forma de una serie periódica empaquetada de manera apretada de elementos de metal con conformación de hongo o tachuela de parte superior cuadrada conectados a una superficie de plano de tierra por medio de vías. En la figura 1 se muestra una representación de la estructura de Sievenpiper et al. Esta estructura está destinada al uso con señales de frecuencia de microondas, definidas habitualmente como que se encuentran en la región del espectro electromagnético entre ondas infrarrojas y de radio y por tanto de frecuencia en el intervalo de 1 a 300 GHz normalmente. La estructura mostrada en la figura 1 es por tanto normalmente de una escala que permite su fabricación usando técnicas de circuito impreso. Si la estructura descrita por Sievenpiper et al. fuera a aumentarse a escala en tamaño para ser adecuada para su uso con señales en el intervalo de 100 MHz a 1 GHz, el resultado sería una estructura pesada y voluminosa. El documento US-A-200410160367 da a conocer un tratamiento de borde de AMC estrecho que puede formarse plegando una superficie de metal plana para proporcionar una placa central con una pluralidad de extensiones laterales que se extienden desde ésta en dos series a cada lado de la placa central. Las extensiones laterales se unen a la placa central mediante lengüetas de metal. A partir de un primer aspecto, la presente invención radica en una estructura de ancho de banda prohibida electromagnética, que comprende: un plano de tierra eléctricamente conductor; y ES 2 366 019 T3 una disposición plana periódica de elementos de superficie eléctricamente conductores empaquetados de manera apretada montados en paralelo a y a una distancia predeterminada del plano de tierra eléctricamente conductor, soportándose cada uno de los elementos de superficie eléctricamente conductores empaquetados de manera apretada en la disposición plana periódica mediante al menos un elemento de soporte liso eléctricamente conductor que se extiende desde un borde del elemento de superficie eléctricamente conductor empaquetado de manera apretada hasta el plano de tierra eléctricamente conductor en el que no hay dos elementos de soporte lisos eléctricamente conductores adyacentes de los elementos de superficie eléctricamente conductores empaquetados de manera apretada dispuestos en una disposición espalda con espalda en paralelo, en el que los elementos de superficie son de la misma conformación hexagonal o cuadrada y hay elementos de soporte lisos eléctricamente conductores adyacentes de los elementos de superficie eléctricamente conductores empaquetados de manera apretada dispuestos unos respecto a otros a un ángulo de aproximadamente 90º en el que los elementos de superficie son cuadrados o 120º en el que los elementos de superficie son hexagonales. Las estructuras de ancho de banda prohibida electromagnéticas según este primer aspecto de la presente invención comprenden una serie periódica de células unitarias, comprendiendo cada célula unitaria al menos un elemento de superficie eléctricamente conductor de una conformación empaquetada de manera apretada soportada en su borde y conectada eléctricamente a un plano de tierra eléctricamente conductor mediante al menos un elemento de soporte eléctricamente conductor. Los elementos de soporte se colocan de modo que no haya dos elementos de superficie adyacentes en los que sus elementos de soporte estén dispuestos en proximidad cercana unos respecto a otros en una disposición espalda con espalda en paralelo. Esto tiene la ventaja de que pueden evitarse los efectos impredecibles o no deseables que afectan al rendimiento de la estructura como superficie de alta impedancia a una frecuencia deseada. Los elementos de soporte de elementos de superficie adyacentes pueden disponerse en paralelo unos respecto a otros siempre que se colocan separados, por ejemplo en bordes no adyacentes de los elementos de superficie adyacente. Ventajosamente, esta forma particularmente simple de la estructura permite construir una superficie de alta impedancia mucho más fácilmente y con menos gasto que las superficies de alta impedancia conocidas diseñadas para su uso en el intervalo de frecuencia preferida de 100 MHz a 1 GHz. En la disposición de la técnica anterior de Sievenpiper et al. por ejemplo, tal como se muestra en la figura 1, una superficie 100 de alta impedancia comprende una disposición de elementos 105 de superficie conectados a un plano 110 de tierra por medio de vías 115. Sin embargo, en la presente invención, los elementos de superficie están conectados al plano de tierra y se soportan en uno o más de sus bordes mediante elementos de soporte de metal 2 ES 2 366 019 T3 lisos dispuestos preferiblemente a aproximadamente 90º respecto al plano de tierra y al plano de elementos de superficie. Preferiblemente los elementos de superficie y sus elementos de soporte pueden plegarse a partir de plantillas de metal lisas, simplificando enormemente su fabricación en comparación con una estructura realizada según el diseño de la técnica anterior al que se hizo referencia anteriormente. Las estructuras de ancho de banda prohibida electromagnéticas según el primer aspecto de la presente invención se diseñan para su uso, preferiblemente, con señales electromagnéticas en el intervalo de frecuencia de 100 MHz a 1 GHz. A partir de un segundo aspecto, la presente invención radica en una antena, que comprende un elemento de antena montado en una estructura de ancho de banda prohibida electromagnética definida según el primer aspecto anterior, en la que la estructura de ancho de banda prohibida electromagnética está dispuesta para funcionar como superficie de alta impedancia a una frecuencia de funcionamiento de la antena y por tanto como plano de tierra para la antena. Ventajosamente, las estructuras según realizaciones preferidas de la presente invención son similares estructural y electromagnéticamente en más de una dirección, por ejemplo en la dirección x y la dirección y, paralelas a los bordes de los elementos de superficie en el caso de elementos de superficie cuadrada. Por tanto una antena dipolo no resultaría afectada sustancialmente por su orientación de montaje en la superficie de la estructura, permitiendo por ejemplo montar antenas dipolo cruzadas. Preferiblemente, las estructuras según realizaciones preferidas de la presente invención pueden llenarse con un material de espuma dieléctrico de peso ligero para aumentar su robustez y rigidez sin aumentar significativamente su peso. Esto es particularmente ventajoso en aquellas realizaciones en las que los elementos de superficie se soportan por sólo un borde. A partir de un tercer aspecto, la presente invención radica en una antena de bajo perfil, que comprende una antena tal como se define según el segundo aspecto anterior, que comprende además un elemento de antena montado en paralelo a y a un nivel sustancialmente coincidente con el plano de elementos de superficie en la estructura de ancho de banda prohibida electromagnética. Ahora se describirán en más detalle realizaciones preferidas de la presente invención, sólo a modo de ejemplo, con referencia a los dibujos adjuntos, de los que: la figura 1 muestra una estructura de ancho de banda prohibida electromagnética de la técnica anterior; la figura 2 muestra una estructura de ancho de banda prohibida electromagnética según una primera realización preferida de la presente invención; la figura 3 muestra una parte de la estructura de la figura 1 con el propósito de explicar su comportamiento como superficie de alta impedancia; la figura 4 muestra una vista en planta de una antena de bajo perfil que comprende una estructura según la primera realización preferida de la presente invención; la figura 5 muestra una plantilla de metal lisa para su uso en la construcción de células unitarias que constituyen la estructura en la primera realización preferida de la presente invención; la figura 6 muestra una plantilla de metal lisa para su uso en la construcción de células unitarias que constituyen la estructura según una segunda realización preferida de la presente invención; la figura 7 muestra... 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1. Estructura (200; 400; 700; 800) de ancho de banda prohibida electromagnética que comprende: un plano (210; 410; 710) de tierra eléctricamente conductor; y una disposición plana periódica de elementos (205, 205a, 205b, 205c, 205d; 405; 605; 805) de superficie eléctricamente conductores empaquetados de manera apretada montados en paralelo a y a una distancia predeterminada del plano (210; 410; 710) de tierra eléctricamente conductor, soportándose cada uno de los elementos (205, 205a, 205b, 205c, 205d; 405; 605; 805) de superficie eléctricamente conductores empaquetados de manera apretada en la disposición plana periódica mediante al menos un elemento (215; 615; 815) de soporte liso eléctricamente conductor que se extiende desde un borde del elemento (205, 205a, 205b, 205c, 205d; 405; 605; 805) de superficie eléctricamente conductor empaquetado de manera apretada hasta el plano (210; 410; 710) de tierra eléctricamente conductor en el que no hay dos elementos (215; 615; 815) de soporte lisos eléctricamente conductores adyacentes de los elementos (205, 205a, 205b, 205c, 205d; 405; 605; 805) de superficie eléctricamente conductores empaquetados de manera apretada dispuestos en una disposición espalda con espalda en paralelo, y en el que los elementos (205, 205a, 205b, 205c, 205d; 405; 605; 805) de superficie son de la misma conformación hexagonal o cuadrada, caracterizada porque hay elementos de soporte lisos eléctricamente conductores adyacentes de los elementos (205, 205a, 205b, 205c, 205d; 405; 605; 805) de superficie eléctricamente conductores empaquetados de manera apretada dispuestos unos respecto a otros a un ángulo de aproximadamente 90º en el que los elementos de superficie son cuadrados o 120º en el que los elementos de superficie son hexagonales. 2. Estructura de ancho de banda prohibida electromagnética según la reivindicación 1, en la que los elementos (205, 205a, 205b, 205c, 205d; 405; 605; 805) de superficie eléctricamente conductores empaquetados de manera apretada y sus elementos (215; 615; 815) de soporte eléctricamente conductores respectivos se forman plegando plantillas (500; 600) de lámina de metal lisas. 3. Estructura de ancho de banda prohibida electromagnética según la reivindicación 2, en la que cada una de las plantillas (500; 600) de lámina de metal lisas forma una célula (205a, 205b, 205c, 205d; 605a, 605b, 605c, 605d) unitaria que comprende uno o más elementos (205, 205a, 205b, 205c, 205d; 405; 605) de superficie eléctricamente conductores empaquetados de manera apretada y sus elementos (215; 615) de soporte eléctricamente conductores respectivos. 4. Estructura de ancho de banda prohibida electromagnética según la reivindicación 3, en la que la célula (205a, 205b, 205c, 205d; 605a, 605b, 605c, 605d) unitaria comprende cuatro elementos (205a, 205b, 205c, 205d; 605a, 605b, 605c, 605d) de superficie cuadrada adyacentes, sus elementos (215; 615) de soporte eléctricamente conductores respectivos, y un elemento (520; 620) de base. 5. Estructura de ancho de banda prohibida electromagnética según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, dispuesta para funcionar como superficie de alta impedancia con señales electromagnéticas a una frecuencia en el intervalo de 100 MHz a 1 GHz. 6. Antena, que comprende un elemento (420; 1005) de antena montado en una estructura (400) de ancho de banda prohibida electromagnética según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que la estructura (400) de ancho de banda prohibida electromagnética está dispuesta para funcionar como superficie de alta impedancia a una frecuencia de funcionamiento de la antena (400) y por tanto como plano (410) de tierra para la antena (400). 7. Antena según la reivindicación 6, en la que el elemento (420; 1005) de antena es una antena dipolo. 8. Antena de bajo perfil, que comprende una antena según la reivindicación 6 o la reivindicación 7, que comprende además un elemento (420) de antena montado en paralelo a y a un nivel sustancialmente coincidente con el plano de elementos (405) de superficie eléctricamente conductores empaquetados de manera apretada en la estructura (400) de ancho de banda prohibida electromagnética. 7 ES 2 366 019 T3 8 ES 2 366 019 T3 9 ES 2 366 019 T3 ES 2 366 019 T3 11 ES 2 366 019 T3 12 ES 2 366 019 T3 13 ES 2 366 019 T3 14