Arrays planares basados en el elemento strip-slot complementario Elena Abdo-S´ anchez (1) , Teresa M. Mart´ ın-Guerrero (1) , Juan E. Page (2) , Jaime Esteban (2) y Carlos Camacho-Pe˜ nalosa (1) elenaabdo@ic.uma.es, teresa@ic.uma.es, jep@etc.upm.es, jesteban@etc.upm.es, ccp@ic.uma.es (1) Dpto. Ingenier´ ıa de Comunicaciones, E.T.S.I. Telecomunicaci´ on, Universidad de M´ alaga, E-29071. (2) Dpto. Electromagnetismo y Teor´ ıa de Circuitos, E.T.S.I. Telecomunicaci´ on, Universidad Polit´ ecnica de Madrid, E-28040. Abstract— Recently, the authors introduced a novel planar radiating element that exploits the characteristics of the slotline- microstrip coupling to obtain a microstrip-fed slot with broad- band matching. This paper reviews the main characteristics of the so-called complementary strip-slot element and comments on its use for building series-fed planar arrays. In this way, two different conﬁgurations of series-fed arrays are described: a traveling-wave array of ﬁve elements and a circularly-polarized ring array with four elements. The scanning capabilities of the former, together with the multiband behaviour of the circularly- polarized array are highlighted. I. I NTRODUCCI ´ ON Las antenas en tecnolog´ ıa microstrip siguen siendo unas de las m´ as populares para numerosas aplicaciones actuales. Esto se debe a las ventajas que presentan como bajo coste, poco peso o facilidad de integraci´ on. Sin embargo, los servicios de comunicaciones actuales requiren cada vez anchos de banda mayores, comportamiento multibanda o, incluso, reconﬁgu- raci´ on en frecuencia. Para abordar estas especiﬁcaciones, la naturaleza resonante de los elementos radiantes en tecnolog´ ıa planar (tanto el parche como la ranura) supone una limitaci´ on importante. Recientemente, los autores han presentado un elemento radiante en tecnolog´ ıa planar que consigue superar esta limitaci´ on, puesto que est´ a adaptado en banda muy ancha pero a todos los dem´ as efectos se comporta como una ranura en el plano de masa de la microstrip [1], [2]. Este nuevo elemento radiante resulta muy apropiado para contruir arrays de onda progresiva, gracias a la conﬁguraci´ on en serie que presenta. Por este motivo, esta contribuci´ on aborda el uso de este elemento radiante dentro de arrays alimentados en serie. Se van a presentar dos conﬁguraciones de array distintas, una lineal y otra circular, y se van a estudiar sus prestaciones. El hecho de que el elemento est´ e intr´ ınsecamente adaptado en banda ancha permitir´ a comportamiento multi- banda y una importante ﬂexibilidad en el dise˜ no. II. EL ELEMENTO STRIP- SLOT COMPLEMENTARIO El elemento propuesto consiste en una ranura alimentada por una l´ ınea microstrip, la cual se modiﬁca a˜ nadiendo un conductor superpuesto y alineado con ella en la capa de la microstrip. La l´ ınea de transmisi´ on se termina en carga adaptada. Con esta modiﬁcaci´ on de la ranura alimentada por microstrip convencional se aumenta de forma signiﬁcativa el ancho de banda en adaptaci´ on. Esto se consigue gracias a la secci´ on acoplada que forma el conductor (stub) con la ranura [2]. La secci´ on acoplada formada por la ranura y el conductor es una estructura de tres conductores, sobre la que se propagan un modo par y otro impar. Bajo la condici´ on de acoplamiento d´ ebil, el modo par se asemeja al modo de la microstrip, es decir, al modo del conductor si no tuviera la ranura en su plano de masa. De forma an´ aloga, el modo impar es similar al de la l´ ınea slotline, por tanto al que habr´ ıa en la ranura sin el conductor. De esta manera, los modos se pueden controlar de forma independiente. Esa caracter´ ıstica, junto a que la secci´ on acoplada se corresponde con una secci´ on C de un desfasador de Schiffman [3], hace posible que se pueda compensar el comportamiento resonante de la ranura con un conductor de comportamiento complementario al de la ranura, puesto que la impedancia imagen en caso de acoplamiento d´ ebil viene dada por [2] Z im =1/2  Z M Z S cot θ M tan θ S (1) donde Z M y Z S son las impedancias caracter´ ısticas y θ M y θ S , las longitudes el´ ectricas de la l´ ınea microstrip y slotline, asociadas al conductor y a la ranura, respectivamente. Se observa pues que la impedancia imagen de la secci´ on acoplada formada por el conductor y la ranura puede presentar una impedancia independiente de la frecuencia si se consigue que θ M = θ S . Para llevar a cabo el dise˜ no, se ﬁja la condici´ on anterior a una frecuencia y se asume comportamiento en banda ancha, gracias a la complementaridad del stub y la ranura. Una posibilidad para realizar el dise˜ no consiste en hacer resonar la ranura y el stub a la misma frecuencia. En la Fig. 1 puede verse un dise˜ no fabricado sobre el sustrato GML 1032, con altura de 30 mil y ǫ r =3.2. Las longitudes de la ranura y el conductor se eligieron para que ambos resonaran a 5.4 GHz y sus anchos se escogieron para que la impedancia imagen fuera de 50 Ω: las longitudes de la ranura y el conductor son 21.52 y 20.20 mm y los anchos, 0.47 y 0.61 mm, respectivamente. El ancho de la microstrip se ﬁja en 1.84 mm para conseguir una impedancia de 50 Ω. Dado que la secci´ on acoplada corresponde a una secci´ on C de un desfasador de Schiffman, tiene una respuesta en fase dependiente de la frecuencia. La fase que introduce el elemento, junto con la que introduce el tramo de l´ ınea