A Compact Square Split-Ring Resonators Band-pass Filter for X Band Applications

Abstract

У статті обговорюється конструкція смугового фільтра. В останні роки спостерігається зростання тенденції до проектування та розробки нових мікрохвильових схем на основі метаматеріалів для кращої відповідності передовим вимогам сучасних систем бездротового зв’язку. Реалізація та використання резонаторів із метаматеріалів є одним із найбільш широко використовуваних технічних рішень для покращення електричних характеристик і зменшення розміру мікрохвильових пристроїв і схем, таких як антени, з’єднувачі та фільтри. Пропонований фільтр заснований на використанні квадратних резонаторів, пов'язаних з роздільним кільцем; реалізована схема була оптимізована під час моделювання з використанням електромагнітного вирішувача HFSS. Цей фільтр підходить для застосування в Х-діапазоні із смугою пропускання 1200 МГц [10,5 ГГц-13,4 ГГц] із загальною площею 24,54 x 4,84 мм2. Кінцева схема змонтована на недорогій підкладці FR4 з діелектричною проникністю 4,4 і товщиною 1,6 мм. Оригінальність цього фільтра полягає в його селективності щодо пропускної здатності, наявності широкосмугового відхилення та його легкої інтеграції з пасивними та активними пристроями. Завдяки своїй простій конструкції запропонований фільтр демонструє багатообіцяючі характеристики для використання в бездротових технологіях зв’язку з високою ефективністю.

In this paper, the design of a bandpass filter is discussed. There has been a rising trend in recent years towards the design and development of new microwave circuits based on metamaterials to best meet the advanced requirements of modern wireless communication systems. The implementation and use of metamaterial resonators is among the most widely used technical solutions to improve the electrical performance, and reduce the size of microwave devices and circuits such as antennas, couplers and filters. The proposed filter is based on the use of split-ring coupled square resonators; the realized circuit has been optimized in simulation using the electromagnetic solver HFSS. This filter is suitable for X-band applications with a bandwidth of 1200 MHz [10.5 GHz-13.4 GHz] with a total area of 24.54 x 4.84 mm2. The final circuit is mounted on a low cost FR4 substrate with a dielectric permittivity of 4.4 and a thickness of 1.6 mm. The originality of this filter is its selectivity in terms of bandwidth, having a wide band rejection and its easy integration with passive and active devices. Due to its straightforward construction, the suggested filter shows promising characteristics, for usage in wireless technologies for communications to offer an excellent performance.