طراحي و ساخت فيلتر ميان‌گذر مايكرواستريپ دو باند با استفاده از رزوناتور پچ مربعي دو مُدي و شكاف‌هاي دايروي شكل

Design and fabrication of a dual-band band-pass filter using dual-mode square patch resonator and ring-shaped slot

در اين مقاله، به طراحي و ساخت يك فيلتر ميان‌گذر با عملكرد مناسب براي استفاده در كاربردهاي مخابرات بي‌سيم پرداخته شده است. براي طراحي فيلتر پيشنهادي، ابعاد رزوناتور پچ مربعي دو مُدي به‌اندازه ربع طول موج درنظر گرفته شده است. براي عملكرد بهتر فيلتر پيشنهادي از اختلالات دايروي (شكاف‌هاي دايروي) شكل استفاده شده است. فيلتر دو كاناله پيشنهادي بر روي زيرلايه FR4 طراحي و ساخته شده است. فركانس مركزي فيلتر پيشنهادي براي كانال اول برابر 35 /2 گيگاهرتز و براي كانال دوم 3.375 گيگاهرتز با پهناي باند نسبي 12.75و 10.3 درصد است. ميزان تلفات عبوري براي باند عبور اول برابر0.8 دسي‌بل و براي باند عبور دوم 1.45 دسي‌بل است. اندازه فيلتر پيشنهادي كوچك و برابر با 20 ×20 ميلي‌متر مربع مي‌باشد. تأخير گروه فيلتر پيشنهادي براي باندهاي عبور اول و دوم تقريباً ثابت است كه اين امر نشان دهنده اين است كه فاز تلفات عبوري در باند عبور خطي است. فيلتر پيشنهادي، پس از طراحي و شبيه‌سازي، بر روي زيرلايه موردنظر ساخته شده و در نهايت مورد تست و اندازه‌گيري قرار گرفته است. نتايج شبيه‌سازي با نتايج اندازه‌گيري شده داراي تطابق بسيار خوبي مي‌باشد. از فيلتر پيشنهادي مي‌توان در ارتباطات بي‌سيم و مخابرات مايكروويو مدرن استفاده نمود.

In this paper, a band-pass filter with suitable performance for wireless telecommunication applications is designed and fabricated. For designing the proposed filter, the dimensions of dual-mode square patch resonator are chosen to be within a quarter of the wavelength. Circular perturbations (circular slots) are used for better performance of the proposed filter. A dual channel filter is designed and fabricated on an FR4 substrate. The center frequency of the proposed filter for the first channel is equal to 2.35 GHz and for the second channel is equal to 3.375 GHz; the 3-dB fractional bandwidths (FBWs) of 12.75 and 10.3 %, respectively. The measured insertion losses are 0.8 and 1.45 dB, respectively. The proposed filter has a small size of 20 mm× 20mm. The group delay of the proposed filter for the first and second pass bands is almost constant, which indicates phase of the insertion loss in the pass bands is linear. The proposed filter is fabricated and tested. The results of simulation are fairly consistent with that of the measurement. The proposed filter can be used in wireless communications and modern microwave telecommunication.