New Design Approach for the Dual-Band Bandpass Microwave Filter (DBBPF) Inspired by Square Symmetrical Metamaterial Resonators (SSRRs) for X- and Ku-Band Applications

Abstract

У багатьох сучасних телекомунікаційних системах смугові фільтри є основними пристроями для багатодіапазонних застосувань. У статті запропоновано новий підхід до проектування дводіапазонного смугового мікрохвильового фільтра (DBBPF) для застосування в діапазонах X і Ku. Запропонований фільтр заснований на двох симетричних резонаторах з роздільними кільцями (SSRR), виготовлених з метаматеріалу, однакової квадратної форми та різних розмірів. Ці резонатори, які мають негативну діелектричну проникність (µ < 0), з’єднані між собою металевою лінією та вигравірувані на верхній поверхні підкладки Роджерса (RO4003) з фізичними характеристиками Ɛr = 3.55 та tgδ = 0.0027. Два SSRR підключені до двох мікросмужкових ліній живлення, адаптованих до опору 50 Ом. Щоб отримати частотні характеристики цієї складної мікрохвильової структури, використовується моделювання на основі HFSS. Запропонований DBBPF, який має розміри 26,86 мм x 19,60 мм x 0,8 мм, забезпечує хороші електричні якості для двох смуг пропускання 380 МГц і 710 МГц, що охоплюють X- і Ku-діапазони відповідно.

In many modern telecommunication systems, band-pass filters represent main devices for multi-band applications. In this paper, a new design approach of the dual-band bandpass microwave filter (DBBPF) is provided for X- and Ku-band applications. The proposed filter is inspired by two symmetrical split ring metamaterial resonators (SSRRs) of the same square shape and different sizes. These resonators which have negative permittivity (µ < 0) are interlinked by a metallic line and etched on the upper face of a Rogers’s substrate (RO4003) with physical characteristics Ɛr = 3.55 and tgδ = 0.0027. The two SSRRs are connected to two microstrip feed lines adapted to 50 Ω impedance. To obtain the frequency responses of this complicated microwave structure, simulations based on the HFSS are launched. The proposed DBBPF which has the dimensions 26.86 mm x 19.60 mm x 0.8 mm provides good electrical qualities for two bandwidths of 380 MHz and 710 MHz covering X- and Ku- bands, respectively.