طراحی، شبیه‌سازی و ساخت فیلترهای باند باریک میان‌نگذر و میان‌گذر فشرده مایکروویوی بر پایه تئوری فرامواد

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسنده

استادیارگروه مهندسی برق، دانشگاه ولی عصر(عج) رفسنجان، ایران

چکیده

در این مقاله، فیلترهای جدید باند باریک میان‌نگذر و میان‌گذر فشرده مایکروویوی با استفاده از یک ساختار چپگرد-راستگرد جدید برای کاربردهای WLAN ارائه شده است. به منظور طراحی فیلترهای باند باریک میان‌نگذر و میان‌گذر پیشنهادی، از سلول واحدی که سلول واحد z شکل نامیده می‌شود، استفاده شده است. با قرار گرفتن سلول واحد z شکل در کنار خط انتقال ریزنواری ، یک باند باریک میان‌نگذر در فرکانس GHz7/5 رخ خواهد داد. در حالی‌که اگر از یک خازن اینتردیجیتال بین دو خط انتقال ریزنواری و در زیر سلول واحد z شکل استفاده شود، یک باند باریک میان‌گذر در فرکانس GHz7/5 رخ خواهد داد. با استفاده از ساختارهای چپگرد-راستگرد پیشنهادی، فیلترهای باند باریک میان‌نگذر و میان‌گذر یک طبقه و دو طبقه ارائه شده‌اند که ابعاد فیلترهای پیشنهاد شده یک طبقه برابر gλ 17/0 × gλ 40/0 و ابعاد فیلترهای پیشنهاد شده دو طبقه برابر gλ 35/0 × gλ 40/0 است. به منظور اعتبار بخشی به روش طراحی فیلترها، ساختار پیشنهادی فیلتر میان‌گذر دو طبقه ساخته و اندازه‌گیری شده است. با توجه به نتایج به‌دست‌آمده به وضوح دیده می‌شود که نتایج اندازه‌گیری با نتایج شبیه‌سازی سازگاری خیلی خوبی دارند. فیلترهای پیشنهادی دارای خصوصیاتی همچون ابعاد بسیار کوچک، تلفات نسبتا کم و طراحی آسان می‌باشند. از طرف دیگر، به دلیل یک لایه بودن ساختارهای ارائه شده، ساخت آن‌ها آسان و با کمترین هزینه انجام خواهد شد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Design, Simulation and Fabrication of the Compact Narrow Notch-Band and Band-Pass Filters Based on the Metamaterials Concept

نویسنده [English]

  • Mostafa Danaeian
Department of Electrical Engineering, Vali-e- Asr University of Rafsanjan, Rafsanjan, Iran.
چکیده [English]

In this paper, a novel microwave narrow notch-band and band-pass filters using composite right-left handed (CRLH) structure for WLAN application are proposed. The proposed filters have been designed by using a unit-cell which is called z-shaped unit-cell. By using the z-shaped unit-cell near the microstrip line, a narrow notch-band at 5.7 GHz has been occurred while by utilizing a series interdigital capacitor, a narrow band-pass filter at 5.7 GHz has been occurred. According to the Metamaterial concept, the proposed one- and two-stage narrow notch-band and band-pass filters have been designed and simulated. The equivalent circuit model and full-wave simulation results of the proposed band-pass filters are developed. To validate the design concept, the designed two-stage band-pass filter has been fabricated and tested. Experimental verification is provided and a good agreement has been found between the simulation and measurement. The proposed filters have many advantages in terms of compact size, high selectivity, low insertion loss, and easy integration with other planar technologies. The total size of the proposed one- and two-stage filters are 0.40 λg × 0.17 λg and 0.40 λg × 0.35 λg respectively.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Metamaterial
  • Narrow Band-pass Filter
  • Composite Right-Left Handed (CRLH)
  • Z-shaped unit-cell
  • Microstrip Transmission Line and Compact Size