طراحي فيلترهاي ميانگذر دوبانده با روزناتورهاي فشرده و ساختارهاي مدرن تغذيه جهت كاربرد در ارتباطات بي سيم

Design of Dual-Band BPFs using compact resonators and new feed structures for wireless communicatins

در اين مقاله با ارائه دو فيلتر ميانگذر دوبانده مسطح جديد ، كه هركدام با استفاده از يك نوع خطوط تغذيه مخصوص به خود و با بهره گيري از فناوري‌هاي صفحه‌اي از نوع ريزنوار طراحي شده‌اند. فيلتر دوبانده اول با استفاده از رزوناتورهاي فشرده پرپيچ وخم حلقه باز و با بهره گيري از خطوط تغذيه داراي استاب هاي باز بارگذاري‌شده، پياده سازي شده است. عامل ايجاد صفرهاي انتقال در نزديكي هركدام از باندهاي عبور اين فيلتر، وجود كوپلينگ منبع/بار در ساختار تغذيه بوده و همينطور بواسطه استاب هاي بارگذاري شده خطوط تغذيه، مي باشد. رزوناتورهاي بزرگتر تغذيه شونده از استابهاي باز، بطور مستقل باند عبور پائين تر و جفت رزوناتورهاي كوچكتر كه بطور مغناطيسي كوپل‌شده اند، باند عبور بالاتر را كنترل مي‌كنند. فيلتر دوبانده دوم با استفاده از خطوط تغذيه صفردرجه و با تركيبي از دو نوع رزوناتور طراحي گرديده كه رزوناتورهاي اصلي و بزرگتر با تغذيه قطري و مشابه ساختارهاي امپدانس-پله اي بوده و باند عبور اول را ايجاد مي كند. رزوناتورهاي كوچك تر نيز بصورت مارپيچي دوگانه و با تزويج دروني كه در درون ساختار رزوناتورهاي اصلي جاسازي شده و باند عبور بالاتر را ميسازند. هر چهار رزوناتور با همديگر تزويج متقابل دارند كه باعث حذف هرگونه هارمونيك و نيز توليد صفرهاي انتقال اضافي درطرفين باند عبور ميشود. هر دو فيلتر با هدف فشرده سازي، افزايش بهره و كاهش تلفات، جهت استفاده دركاربردهاي ارتباطات بيسيم شبيه سازي شده اند. نتايج تجربي بدست آمده، صحت نتايج طراحي را تأييد ميكند.

In this paper two new planar dual-band band-pass filters (DBBPF), that each of them is designed using an exclusive type of feed structure and by planar technologies of microstrip have been presented. First DBBPF are implemented, using compact open-loop meandering resonators, and open stub-loaded feed-lines. The cause of introducing the transmission zeros near the pass-bands of the first filter, is source/load coupling at stub-loaded feed structures. The longer resonators, which are fed by open-stub loaded feed-lines, independently control the lower pass-band and the shorter resonators which are magnetically coupled, independently control the higher pass-band. The second DBBPF are designed by using 0° feed structure and by combining of two types of resonators. The main resonators with diagonal feeding structure and similar to stepped-impedance resonators (SIR), construct the lower pass-band. The sub-resonators with double-spiral and inter-coupling, can be embedded in the structure of main-resonators and construct the higher pass-band. There is a cross-coupling between the four sub-resonators, that suppresses any harmonics and introduces the extra transmission zeros at each side of second pass-band. Both sets of DBBPFs are designed to miniaturize, improve the gain, decrease losses and are fabricated to apply at wireless communication applications. The obtained experimental results validate the simulation results.