ارائه يك فيلتر باند باريك كوچك با استفاده از ساختارهاي چپ گرد - راست گرد براي كاربردهاي WLAN

A Compact Narrow Band-Pass Filter Based on Composite Right-Left Handed Structures for WLAN Application

در اين مقاله، يك فيلتر باند باريك بسيار فشرده جديد با لبه‌هاي تيز در باند فركانسي WLAN با استفاده از ساختارهاي چپگرد-راستگرد ارائه شده است. در طراحي فيلتر باند باريك پيشنهادي از سلول واحدهاي جديدي استفاده شده است. فيلتر طراحي شده از تركيب دو بخش مجزا تشكيل شده است. بخش اول يك ساختار راست‌گرد (RH) و بخش دوم يك ساختار چپ‌گرد (LH) است. بخش راست‌گرد با استفاده از مكمل حلقه‌هاي تشديدي شكاف‌دار اسپيرال كه روي صفحه زمين حك شده‌اند و يك استاب‌ زمين شده به ­وسيله ميانراه ‌روي سطح بالايي ساختار پياده‌سازي شده است در حالي­كه بخش چپ‌گرد با استفاده از مكمل حلقه‌هاي تشديدي شكاف‌دار اسپيرال با ابعاد بزرگتر كه روي صفحه زمين حك شده‌اند و خازن اينترديجيتال سري روي سطح بالايي ساختار پياده­ سازي شده است. در پيكربندي پيشنهادي، بخش راست‌گرد ميان دو بخش چپ‌گرد قرار گرفته است. بخش راست‌گرد يك قطب انتقال و بخش چپ‌گرد يك قطب انتقال و يك صفر توليد مي‌كنند كه دو قطب انتقال در باند عبور فيلتر در فركانس مربوط به باند WLAN (فركانس GHz2/4) رخ مي‌دهند. مدل مداري ساختار پيشنهادي نيز فراهم آمده است و نتايج مدل مداري با نتايج شبيه ­سازي مقايسه شده‌اند. اين فيلتر داراي پهناي باندي است كه محدوده‌ GHz 2/25 تا GHz 2/45 را پوشش مي‌دهد، به عبارت ديگر فيلتر داراي پهناي باند كسري 8/5% مي‌باشد. ابعاد فيلتر پيشنهاد شده برابر gλ 0/06 × gλ 0/25 است كه در مقايسه با فيلترهاي مشابه طراحي شده بسيار كوچكتر مي‌باشد. به منظور اعتبار بخشي به روش طراحي فيلتر، ساختار پيشنهادي ساخته و اندازه­ گيري شده است. با توجه به نتايج به­ دست­ آمده به وضوح ديده مي‌شود كه نتايج اندازه‌گيري با نتايج شبيه‌سازي سازگاري خيلي خوبي دارند.

A new topology for the design of microwave narrow band-pass filters (NBPFs) with wide out of band rejection and sharp edges, based on the use of Composite Right-Left Handed (CRLH) Transmission Line (TL) concept is presented. The proposed NBPF has been realized by using two different sections. The left-handed section is implemented by etching spiral complementary split ring resonator (SCSRR) unit-cell in the ground plane as well as series interdigital capacitors in the upper metal level while the right-handed section is implemented by etching SCSRR unit-cell in the ground plane and conventional microstrip transmission line shorted via a hole in the upper metal level. Accordingly, CRLH transmission line concept is implemented by this configuration which acts as a narrow band-pass filter. Because of the smaller electrical size of spiral resonators, the total electrical size of the proposed NBPF can be reduced by using this proposed configuration. Compared with some other reported NBPFs, the presented NBPF has great improvements in size reduction and selectivity. Consequently, a compact NBPF is designed which exhibits extremely sharp rejection skirts around the target passband. The equivalent circuit model of the designed filter and full-wave simulation results of the NBPF are also developed. To validate the design concept, the proposed NBPF has been fabricated and tested. Experimental verification is provided and good agreement has been found between simulation and measurement. The proposed NBPF has a passband which covers 2.25 to 2.45 GHz and its measured 3 dB fractional bandwidth is about 8.5%. The total size of the proposed NBPF is 0.25 λg× 0.06 λg, where λg is the guided wavelength at the center passband.