طراحی و شبیه‌سازی یک فیلتر میانگذر فوق‌پهن-‌باند (UWB) جدید با قدرت گزینش‌گری بالا، ابعاد کوچک و باندتوقف بالایی وسیع بر اساس یک رزوناتور چند- مدی

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 کارشناس ارشد/دانشگاه آزاد اسلامی واحد نجف آباد

2 استادیار/دانشگاه آزاد اسلامی واحد نجف آباد

3 دانشجوی دکتری - دانشگاه کبک، مونترال کانادا

چکیده

در این مقاله یک فیلتر میانگذر فوق‌پهن-باند مایکرواستریپی جدید با استفاده از یک رزوناتور چند- مدی (MMR) بارگذاری شده با استاب طراحی، تحلیل و شبیه‌سازی شده است. ساختار MMR پیشنهادی از یک رزوناتور امپدانس-پله‌ای اصلاح شده‌ی (MSIR) سه-مدی و بارگذاری یک استاب امپدانس‌- پله‌ای خم‌شده (FSIS) ترکیب‌بندی شده است. استاب بارگذاری شده دو مد تشدید دیگر و همزمان دو صفر انتقال تولید می‌کند. ابعاد MMR به گونه‌ای مناسب تنظیم شده‌اند که پنج مد- تشدید اول از آن در باندعبور مطلوب، یعنی بازه‌ی فرکانسی 3.1-10.6GHz قرار گیرند و همچنین دو صفر انتقال از رزوناتور نیز در لبه‌های باندعبور برای افزایش گزینش‌گری فیلتر قرار گرفته‌اند. در نهایت با استفاده از خطوط تزویج اینتردیجیتال موازی دارای شکاف در لایه‌ی زمین برای تغذیه یک فیلتر فوق‌پهن- باند با ابعاد کوچک، گزینش‌گری بالا، عملکرد مناسب در باندعبور و باندهای توقف وسیع حاصل شده است. نتایج شبیه‌سازی در تطابق بسیار خوبی با ملزومات حالت ایده‌آل فیلترهای UWB می‌باشند.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Design and Simulation of a Novel UWB Bandpass Filter with Sharp Roll-Off, Compact Size and Wide Upper Stopband based on a Multiple-Mode Resonator

نویسندگان [English]

  • Seyyed Jamal Borhani 1
  • Mohammad Amin Honarvar 2
  • Abdolmehdi Dadgar Pour 3
1 MSc /Islamic Azad University, Najafabad Branch
2 Assistant Professor /Islamic Azad University, Najafabad Branch
3 PhD Condidate/Quebec University of Montreal
چکیده [English]

In this paper, a novel microstrip-line ultra-wideband (UWB) bandpass filter (BPF) based on multiple-mode resonator (MMR) is designed, analyzed and simulated. The structure of the proposed MMR constructed by a modified triple-mode stepped-impedance resonator (MSIR) loaded with a folded step-impedance stub (FSIS). This stub-loaded resonator could generate two more resonate modes and two transmission zeros (TZs) simultaneously. Proposed MMR’s dimensions properly tuned so that first five resonate modes of the proposed MMR roughly allocated in the desirable bandpass, i.e. 3.1-10.6GHz, as well as two TZs at the edge of the passband, leading to sharp roll-off. Finally, with using aperture-backed interdigital-coupled lines for feeding, an UWB BPF with compact size, high selectivity, good performance in-band, and wide stopbands is obtained. Simulation results are in excellent agreement with UWB BPF ideal case.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Ultra-wideband (UWB)
  • BandPass Filter (BPF)
  • multiple-mode resonator (MMR)
  • sharp rejection skirt
  • compact size

 

[1] "FCC, Revision of Part 15 of the Commission’s Rules Regarding Ultra-Wideband Transmission System", Washington, DC, ET- Docket 98–153, Feb. 2002.

[2] S. Sun, L. Zhu, "Multiple-resonator-based bandpass filters", IEEE Microwave Mag., Vol. 10, No. 2, pp. 88-98, Apr. 2009.

[3] L. Zhu, S. Sun, W. Menzel, "Ultra-wideband (UWB) bandpass filters using multiple-mode resonator", IEEE Microw. Wireless Compon. Lett., Vol. 15, No. 11, pp. 796-798, Nov. 2005.

[4] Y. Zhou, B. Yao, Q. Cao, H. Deng, X. He, "Compact UWB bandpass filter using ring open stub loaded multiple-mode resonator", Electronics Letters, Vol. 45, No. 11, May 2009.

[5] S.W. Wong, L. Zhu, "Quadruple-mode UWB bandpass filter with improved out-of-band rejection", IEEE Microw. Wireless Compon. Lett., Vol. 19, No. 3, pp. 152 - 154, Mar. 2009.

[6] H.W. Deng, Y.JZhao, L. Zhang, X.S. Zhang, S.P. Gao, "Compact quintuple-mode stub-loaded resonator and UWB filter", IEEE Microw. Wireless Compon. Lett., Vol. 20, No. 8, pp. 438-440, Aug. 2010.

[7] Q.X. Chu, X.K. Tian, "Design of UWB bandpass filter using stepped-impedance stub-loaded resonator", IEEE Microw. Wireless Compon. Lett., Vol. 20, No. 9, pp. 501-503, Sept. 2010.

[8] Q.X. Chu, X.H. Wu, X.K. Tian, "Novel UWB bandpass filter using stub-loaded multiple-mode resonator", IEEE Microw. Wireless Compon. Lett., Vol. 21, No. 8, pp. 403-405, Aug. 2011.

[9] X.H. Wu, Q.X. Chu, X.K. Tian, X. Ouyang, "Quintuple-mode UWB bandpass filter with sharp roll-off and super-wide upper stopband", IEEE Microw. Wireless Compon. Lett., Vol. 21, No. 12, pp. 661 - 663, Dec. 2011.

[10] Z. Zhang, F. Xiao, "An UWB bandpass filter based on a novel type of multi-mode resonator",IEEE Microw. Wireless Compon. Lett., Vol. 22, No. 10, pp. 506-508, Oct. 2012.