Indonesian Journal of  Electrical  Engineer ing and  Computer Science   V o l. 10 , No . 3, Jun e   20 18 , pp . 98 0 ~ 98 ISSN: 2502-4752,  DOI: 10. 11591/ij eecs.v10 .i3.pp980-988          9 80     Jo urn a l  h o me pa ge : http://iaescore.c om/jo urnals/index.php/ijeecs  Multilayer End Coupled  Band Pass Filter using  Low-temperature Co-fired Ceramic Technology for Broadband  Fixed W i rel ess         Z u lkifli Ambak 1 , Hiz a mel  M.Hiz a n 2 , Ahm a I s ma t Ab d u R a him 3 , Az mi  Ibrahim 4 Mo hd Z u lfa d li M.  Yus o ff 5 , Ra za li  Nga h 6   1,2,3,4,5 Communic a tion  Technolog y ,  TM  Resear ch  Development Sdn  Bhd,  Lingkaran Teknokrat,  63000, C y ber j aya, Selangor , Malay s ia  6 Wireless Communication C e nter , Facu lt y of Ele c t ric a l Engin eerin g,  Universi ti   Tek nologi  Ma la ysia ,    81310, Johor,  Malay s ia         Article Info    A B STRAC T Article histo r y:  Received Ja 5, 2018  R e vi sed M a 2,  2 0 1 8   Accepted  Mar 18, 2018       This paper  pres ents design  app r oach for  reali z i ng m u ltilay e r E nd Coupled   Bandpass Filter  (ECBPF) using  low tem p eratur e co-fir e d cer am ic (LTCC)  techno log y   at TMRND' s LTCC Lab. De sign method for the ECB PF is based  on the coup led -resonator fi lte r  which was re ali zed in  LTC C m u ltila ye substrate  and op erating at th e center  fr equency   o f  42GHz. Thr ee  samples of  EC BPF have b e en design ed , si mul a te d,  fa bric a t ed a nd  investig at ed in  term of perform anc e   and struc t ure  si ze.  Th is m u ltil a y er  ECBPF wer e  fabr ic ated   in the 8  la ye rs LTCC Ferro A6 S m a terial s with  dielectr i constant of 5.8 ,   loss tangent of 0.002 and me tallization of gold.  The  measured in sertion loss  for ECBPF was 2.43dB and  retu rn loss  was 22.8 1dB at  the cen ter frequ en cy   at 42GHz.  The  overall size of the fa bri c a t ed f ilt er wa s 6.0 mm x 2.5 mm x   0.77 mm.    K eyw ords :   B r oa dba n d  fi x e d wi rel e ss   End  co up led BPF  LTCC   Copyright ©  201 8 Institut e  o f   Ad vanced  Engin eer ing and S c i e nce.  All rights re se rve d Co rresp ond i ng  Autho r Zu lk ifli Am b a k ,    C o m m uni cat i o n Tec h nol ogi es TM  R e searc h  a n d  De vel o pm ent  S d n  B h d,   Lin g k a r a n   Tekn okr at Tim u r ,   6 300 0, Cyb e r j aya, Selang or Malaysia.   Em a il: zu lk iflia m b ak @tm r n d .co m . m y       1.   INTRODUCTION   Th r a p i d   d e velo p m en t in  micr ow av e and  mil l i m e t er  w a v e  co mm u n i catio n  tech no logy is d e m a n d   fo r hi gh  qual i t y ,   m i ni at uri zat i on, a n d l o w - c o st  fa bri cat i o n  of  passi ve c o m ponent s s u c h  as t h e m i cr ost r i p   b a ndp ass filters (BPF) an d  an tenn as. Th e n e x t  g e n e ration  o f   wireless  co mm u n i catio n  n e twork s  env i sag e o p e ration  at  milli meter-wav e frequ en cies  (>3 0 GHz) to  ach i ev e th e h i gh  d a ta sp eed  wh ere larg er allo cab le  b a ndwid th is  av ailab l e for  gig a b it/s tran smissio n s .Sev eral  app licatio n s   were d e v e lop e d  in m i cro w ave and   m i ll im et er wav e  (m m - wave)  ban d  t o  ac hi ev e t h hi g h -s pee d   dat a  t r a n sm i s si on i n cl u d i n fo r m m -wave  R a di o   o v e r Fib e r (Ro F ap p lication   as repo rted   in  [1-3 ]. In   g e n e ral, th e b a nd p a ss  filter is  o n e   o f  an im p o rtan t   passive c o m ponent in m i crowave a nd m illim eter wave com m unication sy stem  because of its function  for  p e rm itt in g  signal in  th e d e sired  rang e of frequ e n c ies and   rejectin g  all o t h e r. Th ere are m a n y  filter to po log i es  at  m i cro w av e an d   mm -wav e freq u e n c ies  as repo rted   su ch   as th e p a rallel-co up led-reson a to r filters [4 ] an d  t h h a irp i n   reson a to r filters  [5 ] wh ich  hav e  a  p r ob lem  with  a larg e size, t h e h i gh  lo ss  du e to  t h e in creased  reson a tor cap a citan ce, low st o p b a n d   rej ectio n, and  spu r i o u s  respon se at  th e filter's h a rm o n i cs.W e n e ed  to   u s d i fferen t  feed  to po log i es and  m u ltilayer str u cture to  reduce th e size and  im p r o v e  i n sertio n  l o ss su ch  as  p a rallel-co up led - feed stru cture [6 ], tapp ed-lin e   [ 7 ],  and  th e n d- co up led struct ures  [8].    Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In d onesi a n  J  E l ec En g &  C o m p  Sci    ISS N :  2 5 0 2 - 47 52       Mu ltila yer En d Cou p l ed  Ba nd Pa ss Filter u s i n g Lo w-temp era t u r e… (Zu l kifli Amba k)  98 1 On o f  th e im p o r tan t  p ackag ing  tech no log i es to  in teg r ate p a ssiv e s elemen ts su ch  as filters and  antenna is the Low-Tem p erat ure Co-fire d C e ram i c  (LT CC) tech no log y . Th is LTCC tech no log y  allo ws fo the realization  of com p act de vices  whic h m a kes  use  of ce ra m i c tapes wit h  low loss  m a terial syste m s such as  Ferr A6S m a teri al  whi c h has  a di el ect ri c const a nt  o f  5 . 8 a nd l o ss t a n g ent s  of  0. 00 2 [ 9 ] .   The m a i n  draw ba c k   i m p l e m en tatio n   o f  th p l an ar b a n d p a ss filter at  h i gh er m i crowav e an mil l i m e t er  wav e   freq u e n c ies are t h di m e nsi onal  l i m i t a t i ons i n   fa bri cat i o n t ech n o l o gi es s u ch  as  pri n t e d ci rcui t   boa r d  ( P C B )  a n d  Lo w - Tem p erat ure   Co -Fi r ed  Ceramic (LTCC) te ch no log y . For  exam ple, conventional  planar  end - co u p l e B PF i s  im possi bl e t o   be im ple m ente because  of the tight c o upling bet w een  the res onat o r, the ba nd ga p is  narrow a n d the  LTC C   pri n t  screen p r ocess wi t h  t h m i nim u m  gap bet w ee n l i n reso lu tion  is less th an  10 0u m [ 1 0 ] . In  th is p a p e r, we  p r op o s ed   d e si gn   fro m  p l an ar to  m u ltilayer en d  co up led   b a nd p a ss  filter (ECBPF) t o   o v e rco m e th e p r ob l e m  o f   t h e di m e nsi o n a l  l i m i t a t i on of fa b r i cat i o n  t echnol ogi es .  The m u l t i l a yer EC B PF st r u ct u r e wi t h  v e rt i cal ly  st acked  2 st ag e reso nat o rs,  6  gr o u n d e d  l a y e rs, a  fract i o na l  ban d wi dt of  7. 14 % an d si ze red u ct i o n o f  3 0 %   co m p ared   with  an  equ i v a len t  LTCC end   co up led  m i cros trip  filter [10] was d e sign ed  and   d e v e l o ped  at a   cen ter freq u e ncy o f  42GHz  u s ing  LTCC tech no log y . The fabricated  mu ltilayer ECB PF size was  6 . 0  mm x  2. 5 m m  x 0. 77 m m .       2.   DESIGN OF THE  MULTILAYE EN COUPLED BANDPASS FILTER  In  th is pap e r, th e b a sic stru ctu r o f  th e Mu l tilayer ECBPF is b a sed  on  the co up led-reson a tor filter  wh ich  was realized  in  LTCC  m u lti layer su b s trate and   operating at the center freque ncy of 42GHz. This  m u l tilayer EC BPF is im p o r tan t  p a rts of t h e Re m o te An t e n n a  Un it (R AU) Transm i t t e r fo r mm -wa v e RoF  appl i cat i o ns. F i gu re 1  sh o w t h e p r o p o se d b l ock  di ag ram   of R AU  Tra n s m i t t e r fo r R a di o o v e r  Fi be r s y st em   whe r ope rating at Broa dba nd Fi xed  Wirele ss Acces s freq uency  of 40GHz. T h phot od etector (PD)  conve r ts  opt i cal  i n put  s i gnal  wi t h i n   1 1 0 0 - 1 6 5 0 n m   wavel e ngt h t o   t h e ra di fre qu ency  si g n al  wi t h i n  t h ran g of  3 7 - 43 .5 G H z. The  radi o f r eq ue n c y  si gnal  i s  am pli f i e d by  t h e Low N o i s e Am pl i f i e r (LN A ) m odul e an d t h e n   p a ssed  th rou gh th e b a nd  p a ss filter. Th e filtered  sign al is  then  am p lified  ag ain  to  th d e sired  power level b y   th e Power Am p lifier (PA) mo du le b e fore bein g  tran sm it te d  to  th e an tenn a. In  th is wo rk , m u lti layer ECBPF  was designe d  fabricated  a nd  m easured. T h e design  m e t h odo log y  fo i m p l e m en ti ng the  structure of  the  m u l tilayer ECBPF  b e g i n s   fro m  fin a lizin g  t h e sp ecification ,   d e si g n  th e sch e m a tic circu it b y  co m p u t er-aid ed   tech n i qu es an d th en  g e n e rate th e ph ysical la yo u t  realization  th rou g h  electro m a g n e tic (EM) si m u latio n  to o l s.  Th g e n e ral  d e sig n  pro c edu r e to   d e sign  and   d e v e l o p th e m u ltilayer ECBPF can b e  su mmarized  as:   a.   defi ne a n d fina lize the speci fication    b.   deri ve a sc hem a t i c  ci rcui t    c.   circu it op timiz atio n     d.   gene rat e  a  p h y s i cal  l a y out  ba sed  o n  t h e  ci rc ui t   e.   tune t h e layout  to m eet requi red s p ecifications   f.   fab r i cat e LTC C  pr ot ot y p e s     g.   t e st i ng t o  ve ri f y  t h e pe rf o r m a nce           Fig u re  1 .  Blo c k   d i agram  o f  the 40 GHz R A U tran sm itter fo r Ro system      The  design s p e c ification for  m u ltilayer ECBPF usi ng  LT CC technol ogy is shown in T a ble 1.  It wa s   desi g n e d  usi n g  8 l a y e rs LTC C  Ferr o A 6 S t a pes sy st em wi t h  rel a t i v e d i el ect ri c const a nt  an d a l o ss t a nge n t     of  5. 8 a nd  0. 0 02  res p ect i v el y .  The t h i c kne ss of  si n g l e  l a y e rs was  96 m .  It co n s ists o f  t h e two  layers were                R F  IN P U T   LN A LN A   LN A PA           V - SU PPL Y PH O T O D I O D E        V - CO NN E C T O R OP T I C A L  F I B E R H I GH  GA I N  B L O C K                  POW E R  A M PL I F I E R   M O D U L E L T C C  BA N D  P A SS   F I LT E R L T CC B A ND  P A S S   F I L T E R A N T E NNA 4 0 G H L T CC  RA U T R A N S M I T T E R   C E NT RA L   ST AT I O N (C S ) PH O T O D I O D E LT C C  R A U   TR A N S M I T T E R RF  O U T P UT   O P T I C A L  F I BER                   A N T E N N A Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                        I S SN 2 502 -47 52  I ndo n e sian  J Elec Eng  & Com p  Sci, V o l. 10 No 3 ,  Jun e   2 018  :   98 0 – 98 98 2 requ ired  for end  coup led   reson a tor BPF and 6  layers  u s ed   as Grou nd ed   plan es as illu strated  in  Fi g u re  2 ( a).  Fig u r e  2(b )  sho w s t h e 3D   v i ew  d e si g n  layout w h ich   g e n e r a ted  th rou g h  CST electr o m a g n etic ( E M)  sim u latio to o l s. Th e to tal  d i m e n s io n   o f   p r op o s ed   b a n d p a ss  filter was  6 . 0 m m  x  2 . 5 m m  x  0 . 77  mm .       Table 1. Design  s p ecification     No   LTCC MUL T I L A Y ER   ECBPF    Ite m s   Targeted   Unit        Fr equency  range   40. 5- 43. 5   GHz        2 Center   Fr equency    42   GHz        3 Passband  width   GHz        I n ser tion L o ss ( S 2 1 )   < 3  dB        Retur n  L o ss ( S 11)  >10  dB        6 Im pedance    50              (a)  (b )                                                                                                                          Fig u re  2 .  Th e co nfigu r ation   of th e LTCC M u ltila yer ECBP F  a) Cro ss secti o n, an d b)  3D  v i ew  u s i n g CST  EM  So ftwa re       Th ree sam p les o f  m u ltilayer E CBPF as  m a rk in g  as sam p le A, B and  C (see Fig u re 7) were d e si g n e d,  fabricated , m easu r ed  and  analyzed  in   o r d e r to  ch eck  th e filter p e rfo r m a n ces in term   o f  i n sertion  l o ss and  str u ctur e size.  Th p e rf or m a n ces o f  th 3  sa m p les o f  t h m u l tilayer  EC BPF w ith   Gr ou nd  Si g n al G r ound  (GS G ) po rts w e re  in vestigate d . Ex pected   re sult  f o r   th e e n d  cou p l ed  BPF a t  th e c e n ter   fr e q u e n c y of   42 GH with  insertion  l o ss, S2 1 less than   3 d B  and   retu rn  l o ss m o re t h an 10d B.    In the o ry ,   accordi ng to J.Hong and M.J La ncaster [11], the  general conf iguration of an e nd c o upled  microstrip ba ndpass  filter is illust rated in Figure  3 whe r e each  open  e n d microstrip  resonat o r is  app r oxi m a t e ly   a hal f  gui ded  wavel e ngt h l o ng at  t h e cent e r fre que ncy  f o f  th e b a nd p a ss filter. Th e cou p ling  from  one res o nator to t h e other is through the  ga between the two adjacent  ope n  e nds  and  hence is   cap acitiv e. The g a p  can  b e  rep r esen ted   b y  th e in v e rters,  wh ich  are of th e fo rm  in  Fig u r 4 .  Th ese J-in v e rters  t e nd t o  re fl ect  hi g h  i m pedan ce l e vel s  t o  t h e end s  o f  eac h  of t h e hal f  w a vel e n g t h   res o nat o rs an d i t  c a n be   sh own  that th is cau ses th reso n a t o rs  to  exh i b it a sh un t typ e  reso n a n ce.          Fig u re  3 .  Gen e ral con f i g uratio n of  end  co upled  m i cro s trip   b a ndp ass  filter        U N D E R  8   L AYER S   L T CC  F E RR O  A 6 S G R O U N D ED  L AYE R ST AG G E R  G R O U N D ED   V I A E N D CO U P L E D B P F   R E S O NA T O RS   Y 0                S   0,1  S  1,2  S  n - 1,n  S  n , n + 1                IN PU T                  O U T P U T Y 0 , 1  Y 0 ,   Y 0 , n Y 0               B  0,1                B  n,n+1              B  n - 1 ,n                B  1, 2 L 1 L 2 Ln Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In d onesi a n  J  E l ec En g &  C o m p  Sci    ISS N :  2 5 0 2 - 47 52       Mu ltila yer En d Cou p l ed  Ba nd Pa ss Filter u s i n g Lo w-temp era t u r e… (Zu l kifli Amba k)  98 3     Fig u re  4 .   Lo wp ass  p r o t o t yp filters equ i v a len t  m o d e l with  J-inv e rter      The  ge neral  E q uat i o n s  f o r e n d  co upl e d  B P desi g n   param e t e rs a r gi ve n a s  f o l l o ws:      ,                                                                     (1)      ,             ; J= 1 to n-1                       (2)      ,                                                  ( 3 )     Whe r e by   Jj ,j +1 : Ch aracteristic ad m i tt ances of   J-i nve r t ers  Yo : C h aracteristic ad m i ttan ces of th e MSL  0, 1…. , g  n:   El em ent  of  a l a dde r t y pe  l o pass  pr ot ot y p wi t h  a  n o rm al ized c u t o ff  fre q u ency   FB W :   a fractio n a b a n d wid t h   o f  th b a n d  pass filter =  (f hig h   –f low /f cen t er)  The  value  of c h aracteristic i m pedance, J - inverter can  be ob tain ed  with  eq u a tion  (1 t o  (3 if  th typ e   o r d e r an d  ri pple (in  Ch eb ysch eff typ e ) of th e mm -wav e b a ndp ass filter are d e term in e d . Fo r th e wi deb a nd   filter, we n e ed  tig h t  cou p l i n g   b e tween  the reson a to r and  th e b a n d   g a p  m u st b e  v e ry n a rro w . From th e   calculation, the filter  has  FB W of 7.14% , hence  t h is  filter can be  cate g orized as a  narrowba nd  filter because   o f  fraction a l ban d wid t h  (FB W) less th an  20 %. BPFs can   b e  classified  as a n a rrow b a nd p a ss filter and  wid e   b a ndp ass filter o n  th b a sis  o f  th ei r FB W. W i t h  th e FB W   of 20 % or  less is classifi ed  as n a rro w   b a ndp ass  filter wh ereas t h wid e b a n d  pass filters are t h o s wh o  are  FB W  m u ch   h i g h e r t h an th e 20 %. A goo d b a n d p a ss  filter requ ires  lo w p a ssb and  in sertion  lo ss  an d  larg su ppression  in  th rej ection  area  in clu d i n g  t h e imag si gnal  a n d i n - b an d  si g n al   ha rm oni cs.  Whe n  t h fre que nc y  i s  l o w, e . g . ,  f o r  m o st  wi r e l e ss com m uni cat i o n   ap p lication s filters are  u s u a lly i m p l e m en ted  b y  LC elem en t typ e . In   o u r LTCC d e sign   rules, th reso l u tio of  p r i n t screen   p r o cess, th e m i n i m u m  g a p  b e tween  lin es is  100 u m . Assu m i n g  th e cap acitive g a p s  act as  perfect,  series cap acitan ce  d i scon tinu ities o f   su scep tan ce B  j , j + 1  as  sh own  in Fi g u re 5 .                   Fi gu re  5.  Im m i t t a nce i n vert ers  com p ri sed  of l u m p ed and t r a n sm ission line  ele m ents      Design   p a ram e ters Eq u a tion  as fo llo ws:     S u s c ep ta n c     ,    ,   ,                          ( 4 )     El ect ri cal  l e ngt of  t h e J - i n ve rters  asso ciates with  j t h  h a lf  wav e leng th   Reson a tor      tan    ,  t a n   ,  r a d i a n s         ( 5 )                    J   0,1               J   1,2                J   2, 3                 J   n, n+1                C a1                C a2                C an   Φ /2  Φ /2   Φ <0   fo r   B   >0   B= C   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                        I S SN 2 502 -47 52  I ndo n e sian  J Elec Eng  & Com p  Sci, V o l. 10 No 3 ,  Jun e   2 018  :   98 0 – 98 98 4 Whe r e t h e B j ,j+1, a n   are e v aluated at  fo  Co up ling   g a p s , Sj,j +1   of th micro s trip  end   co up led reson a to filter can b e  d e term in ed     as obtaine d  the  series ca pacitances t h at satisfy:    Cg ,  , ω                                           (6 )     W h er eb ω 2 π f  i s  t h e an gul a r  f r e q u e ncy  o f  t h e m i d- ba nd   The p h y s i cal   l e ngt hs of   res o na t o rs  a r e gi ve n by     l   λ  π θ   l j   l j                  ( 7 )     Effectiv e leng th    l j   ω   ,  λ  π              ( 8 )        l j   ω  ,  λ  π              ( 9 )     From  t h e a b o v e  m a t h em at i cal eq uat i o n s des i gn  pa ram e t e r of  t h ba nd  ga p a n d  p h y s i cal   l e ngt h  f o r  m u l t i l a y e r   EC B PF can  be  obt ai n e d as  sh ow n i n   Tabl 2 .  Fi g u re  6( a) a nd  ( b ) s h ow t h e t op  vi ew a n d  cros s-sect i o of t h b a nd   g a p ,   ph ysical len g t h and   v e rtical coup lin g of t h p r o posed   filter.                                                                Tab l e 2.  Design   param e ters fo LTCC Mu ltilayer ECBPF    No Ite m s   Design    Re m a rks         1 S0, 1   210um   Over lap        2 S1, 2   30u m   Spacing       3 S2, 3   30u m     Spacing        4 S3, 4   210um     Over lap       5 L 0   1000 u m          6 L 1   1410 u m          7 L 2   1343 u m                                                         Fi gu re  6.  Desi gn  o f  t h e m u l t i l a y e r EC B P F   ( a ) T o p  vi e w , a n d  ( b )  C r oss se ct i on at   2 l a y e r s       3.   LTCC F A B R I CATI O N  A N D   MEAS U R E M EN T OF MULTILAYER  END  COUPLED           B A N D P A SS FILE R                        Th m u l tilayer  EC BPF  was  fab r i cated  u s ing  state-o f -th e -art in -ho u s e TMR N D’s LTCC pro cess  was d e scrib e d  in  [12 ] . Figu re  7  sho w s fabricated   m u ltilayer  en d  coup led  BPF with  3  samp les  m a rk  as sam p le  A, B ,   an d C . T h det a i l  phy si cal  di m e nsi ons  of  t h e LTC C   B PF are l i s t e i n  Tabl 3.  Al l  t h e de si g n s c o m p li ed  with  in-h ou se  TMRND’s LTCC d e sign   gu id elines  with m i nim u m  spacing at  100 m  b e tween lin es.               96 um PO R T  2 L1 L2 L3 L T CC F E RR O  A 6 S S 0, 1 S 1,2 S 2,3 S 3, 4 L0 L4                  P O R T   1 V E R T I C A L  CO UP L I N G L T CC F E RR O  A 6 S L1 L2 L3 L0 L 4 (a ) (b ) Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In d onesi a n  J  E l ec En g &  C o m p  Sci    ISS N :  2 5 0 2 - 47 52       Mu ltila yer En d Cou p l ed  Ba nd Pa ss Filter u s i n g Lo w-temp era t u r e… (Zu l kifli Amba k)  98 5                                                                                  Fig u re  7 .  Fab r i cated  LTCC m u ltilayer ECBPF with cond u c t o r Go ld      Tab l 3 .   Design  an d fab r icated   p a ram e ter for LTCC M u ltilayer ECBPF  Ite m   DESI GN A ND  FA BRICATE D L T C C  BPF D I ME NSI ON       Designed  F abricated ( i m)    Remarks     (i n   m)   A B  C   S 0, 210   160  200   200  Over lap  S 1, 30   30  25   30  Spacing  S 2, 30   30  25   30  Spacing  S 3, 210   160  200   200  Over lap  L 0  1000   1000  1000   1000    L 1  1410   1446  1418   1486    L 2  1343   1333  1359   1370    L 3  1410   1446  1418   1486          Fi gu re  8(a ) ,  ( b )  an (c)  sh o w  t h e  m easure m ent   resu lts co m p ared   with   si m u latio n  resu lts fo r the  Mu ltilayer ECBPF is  b a sed on  th e coup led-reson a tor  f ilter wh ich   was realized  in  LTCC m u lt ilayer su bstrate  an d op er atin at th e cen t er   fr equ e n c y of   42 GH z. Th e si m u la ted  r e su lts pr esen ted  i n  Figu r e  9 sh ow s t h m u l tilayer EC BPF h a s cen tered  at  42 GHz  with  in sertio n   lo ss of  2 . 2 8 d B  and  ret u rn  loss of 11 .66 d B . Th sim u l a t e an d m easured   res p ons es of  t h e d e si gn we re  s u mmarized in T a ble 4 for th r e e (3 ) sam p les  A, B,    and C .   Al l  t h e   m easurem ent s  were  d one  by   usi n g t h e R & S  ZV A5 net w o r k a n al y zer a n d C a scad e M i crot ec 45 0 m  p r ob e t i p s . Fro m  th e resu lts, we  fo und  th at th e sam p le C g a v e  th e best resu lt co m p ared  t o  o t h e rs,  with  t h e i n se rt i on l o ss an d ret u r n  l o ss  of  2. 4 3dB   and  2 2 . 8 1dB r e spect i v el y .  H o we ve r, t h e  m easure d  i n sert i on l o ss   at cen ter  f r e quen c y w a s 0.15d B lar g er  th an si m u lated  r e sul t s . A di ffe re nt  m i ght  due t o  sh ri n k a g es o f  t h co ndu ctor layer wh ich   resu lts in  an in crease o f  sp aci ng   an d g a p   o f  each  filter section .   Add ition a lly, th i n crease d  i n se r t i on l o ss m i ght  be cause d r o u g h n ess  of t h e f i red ci rc ui t s . F u rt herm ore, t h m easured  res u l t  has  good a g reem ent com p ared  t o  si m u lated  resu lt.          (a )                                                                          (b)                                                                       (c )          Figu re 8. Si m u la ted  and  m easu r ed   resu lts fo LTCC EC BPF a) Sam p le A  b )  Sam p le B, and  c) Sam p le C           Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                        I S SN 2 502 -47 52  I ndo n e sian  J Elec Eng  & Com p  Sci, V o l. 10 No 3 ,  Jun e   2 018  :   98 0 – 98 98 6                                      Table  4.  S im ulat ed and  m eas ured res u l t s  for  t h e m u lti la yer  E C  BP F   Para m e ter   SIMU LA TED  AN D M E ASUR ED R E SUL T S   Ref e rences  Spec Si m u lated   Measured   Unit  [8]   [10]   Unit        A B  C        Center  Fr equency  42  42   42   42   42   GHz  34. 6  44. 2     GHz  Pass  bandwidth   3 4. 3. 4. 3.   3 2    Insertion Loss  ( S 21)   < 3    2. 28   5. 95   3. 93   2. 43   dB  2. 96  <3. 6   dB  Return Loss  ( S 11)   > 10  11. 66   20. 15   16. 03   22. 81   dB  19  >18  dB  T opology        E nd  Coupled   E nd  Coupled   E nd  Coupled     E nd  Coupled   E nd Coupled     LTCC  Substrate      Ferro  A6 S   Ferro  A6 S   Ferro  A6 S     Ferro    A6M  Dupont   943     Dielectri constant,     5. 5. 5.     5.   7.    Size  Dim e nsion  ( a fte r  fir e d)     L : 5. 82 m m   W:2 . 5 m m   H:0. 77 m m   L : 5. 85 m m   W:2 . 5 m m   H:0. 77 m m   L:6 . 0 m m   W:2 . 5 m m   H:0. 77 m m   mm   L : 11. 7 m m   W:6 . 6 m m   H:1. 60 m m   L:8 . 0 m m   W:3 . 0 m m   H:0. 55 m m         4.   CO NCL USI O N   Th is p a p e r pro p o s ed  th e mu ltilayer ECB PF  with  v e rt ically  stack ed 2  stag e reson a tors and  6   gr o u n d e d  l a y e r s , a  fract i o nal   ban d w i d t h  o f   7. 14 % a n d  si ze re duct i o o f   30 % c o m p ari ng  wi t h  a n  e qui val e n t   LTCC en d  cou p l ed  micro s trip  filter. Th e ad v a n t ag o f   the p r o p o s ed  stru cture is to  o v erco m e  th e p r o b l em   w ith  th e p l an a r  s t r u c t u r e of  end  co up le d BP F du e  to d i m e n s io n a l lim ita tio n s  in   fabricatio n tech no log i es.  Fro m   th e resu lts, we  foun d  t h at samp le C g a v e  th b e st resu lt  co m p ared  to o t h e rs, with  t h e in sertio n  lo ss and   retu rn   l o ss o f   2. 43 dB  and  2 2 . 8 1dB ,  respect i v el y  at  t h e cent e fr eque ncy   of  42 GHz  w h i c g o o d  a g reem ent  wi t h   sim u l a t e d resu l t s . As s u m m ari zed, t h va ri at i ons  bet w e e n t h e m easur ed a nd  desi gn ed di m e nsi o n s  wer e   defi ned a nd m easure d  rel a t i v e t o  t h e gui de d  wavel e n g t h  at  the design cent e r fre quency . There f ore, we  need  t o   o p tim ize th e desig n  in  t h n e x t   stag e fo r fu rth e r  im p r ov emen t.      REFERE NC ES  [1]   Luca pergo l a.,"LTCC based  RF Frontends for  WLAN Applicat ions and R a dio     over Fiber S y stems," P.H.D thesis ETH Zur i ch ,200   [2]   H.  B.  Kim,   et al “A Radio ov e r  Fibe r base d  Wire le ss Ac ce ss Ne twork  Arc h ite cture  for Rural Are a s.  P r oceeding  14th IST Mobile and Wir e less C o mmunicati on S u mmit, Dresden,  German y ,  June  2005.    [3]   S y am s u ri Yaako b et al .,“ 40-GHz ROF downli nk sy stem with SFP  modules,”  Microw. Opt. T echnol. Lett .,56 :   pp:900–903.  [4]   Al y  H. Al y,  e t   al. ,  “ M odeling  and Measur em e n ts of Novel Monolithi c  Filt ers,  “ Active and Passive Electronic  Components,  vol. 2008 , Article I D  537069, 8  pag e s, 2008 [5]   S. B. Cohn, “Parallel- coupled tr ansmission-line-resonator filter s ,”  IRE Transactions onMicro wave Theory a nd  Techniques,  vol. 6, no. 2, pp. 223 –231, 1998 [6]   E. G. Cr istal  an d S. Frankel ,  “ H airpin-l ine and  h y br id  hairp i n-line/h alf-wave pa rallel-coup led-line filters,”  IE EE  Transactions on  Microwave Theo ry and Tech niqu es,  vol. 20 , no . 1 1 , pp . 719–728 1972.  [7]   J. S. Wong, “Microstrip  ta pped- line f ilter design ,”  IEEE Transactions on Microwa ve Theory and  Techniques,  vol.  27, no .1, pp. 44– 50,1979.  [8]   Xu Ziqiang ,  et  al., "34GHz Bandpass filter  for Lo w-Tem p eratur e Co-fir e d Ceram i c S y stem  in Package  Applica tion",   Ch inese Journal  o f  Mechanical Eng i neering ,  Vol XX, No X, 2011.  [9]   Z. Ambak, et  al.,  " D esign of 4 0 GHz multilayer end coupl ed  bandpass filter using LTCC technology,"  I EEE   International Co nference on  Semiconduc tor Electronics (ICSE201 4),pp.294-297 ,2 014  [10]   Min-Soo Kang, et al.,  “End Coupled Stripl i n e BP F Using LTCC in Millimeter-Wave,”   24th  Intern ation a l            Conferenc e  on          Microwave  an d    Millim e t er      W a ve    T echnol og y     Proceed ing s ,2004.    [11]   J.-S. Hong and M. J. Lancaster, “T heor y   and  experiment of n ovel micr ostrip  slow-wave open-loop resonator   filte rs,”   IEEE Transactions on M i crowave Theory and Techn i ques , vol. 45, no.12 , p a rt 2 ,  pp . 2358–2 365, 1997 [12]   Hizan, H. M,  et   al. ,   “Q-band  millimet er-wave SIW f ilt er usi ng LTCC techn o logy”.  2014  I EEE Asia-Pacif i Conference  on  Applied Electro m agne tics, APACE 2014 -  Proceeding, pp.199–2 02.            Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In d onesi a n  J  E l ec En g &  C o m p  Sci    ISS N :  2 5 0 2 - 47 52       Mu ltila yer En d Cou p l ed  Ba nd Pa ss Filter u s i n g Lo w-temp era t u r e… (Zu l kifli Amba k)  98 7 BIOGRAP HI ES  OF AUTH ORS        Zulkifli Ambak is a Sen i or R e search er  at  Co mmunication Technolog ies Div i sion, Telekom  Mala y s ia Rese ar ch and Develop m ent (TM R&D).  He receiv e d  the B. Eng. (w ith Honors) in   Electrical  and  Electronic Engineering from th Manchest er Metropolit an  U n iversit y ,UK. in  1998.  Upon graduation, he jo in ed Sharp Electronic Malay s ia  Sdn Bhd as an  R&D Engineer  involved  in R&D for design  and   developed  telev i sion brand SHAR P for NTSC an d PAL market.    After 8  y e ars a t  Sharp Elec tro n ic Mala ysi a  S dn Bhd, he decide to join TM  Research and  Developm ent Sdn Bhd in Dec 20 06 as Research e r  until now. His  research pro j e c ts  include  Low  tem p eratur e c o   –fired C e ram i c ( LTCC) t echno lo gies , m i crowav e  filt ers  and  ant e nna, m i l lim eter  wave transc eive rs sy st em , Radi o-over-fiber (Ro F ), LTE and W i Fi techno logies . Som e  of the  projects which  h e  has  involved  h a d been  awarde d the Winner of   Best Br oadb and Partnership at  Broadband Info vision Awards on Green Collabora tion Optical Radio Network  (G-CORN) a t   Amsterdam, Netherland  (2014),  Me rit Award on  Green Fib e r Wireless (G-FiWi)  Techno log y  in  Asia Pacific IC T (APICTA 20 13), Malay s ia  and Merit Award on Vital Wireless Dongle (V- WiD) Technolo g y  in Asia Pacific ICT (APICT A 2017), Malay s ia. Currently , h e  is doing his  PHD Industr y  in  School of  Grad uate Studies  at Universiti Teknologi  Malay s ia since 2012           Dr. Hizamel is a Senior Research er at Communi cation Technolog ies Divisi on, TM Research and  Development Sd n Bhd. He receiv ed the B .  Eng .  ( w ith Honors) in Electronic and C o mmunication  Engineering f r o m  the University  o f  York, U.K .  in  1999, M.Sc. (with  Di stin ction) in RF  and   Communication Engineering fr om the Univers i ty   of Br adford, U.K.  in 2003  and Ph.D.  in   Electronic and Electrical Engineering from Universi ty  of Leeds, U . K. in 2011.  Upon graduation ,   he join ed  Telek o m Malay s ia  as  an Eng i neer  in v o lved in  var i ous tec hnologies fr om WCDMA to   WDM sy stem s.  He  is an  Edi t o rial  Board m e m b er of TM R & D publi cat ion  com m ittee. His  research pro j ec ts include i n tegr at ed m i crowave fi lters and an tenn a, m illim et er wa ve transc eivers   s y stem, Radio-o v er-fiber (RoF) and WiFi techn o l ogies.  He has been a memb er of Industrial  Advisor y  Board  (IAB) at Cen t r e  on Optic al W i reless Applic ati on (COW A), Nation a l Sci e nc e   Foundation at Georgia Institute  of Technolog y ,   Atla nta, USA.   Some of the pro j ects which he  has involved had been award e d the Winner of  Best Broadband Part nership  at Broadband  Infovision Awards on Green Collabor ation Optical  Radio Netw ork at Amsterdam, Netherland   (2014) and Merit Award on Green Fiber Wirele ss Technolog y   in Asia Pacific  ICT (APICTA  2013), Mala y s i a .  Dr. Hizam el i s  a m e m b er of I EEE (MTT /AP/EMC) and Boar d of Engineers  Mala y s ia .             Ahmad Ismat Abdul Rahim (dri smat@tmrnd.com.my )  was born  in  Penang , Malay s ia in  1971.  He rec e ived  his  B.Eng (Hons .)  in El ec tric al  E ngineer ing, M S c. in  M i cro e le ct ronics  S y s t em Design and Ph.D in Microelectronics in  1994 , 1995 and 19 99 respectively ,  all from the  University  of Southampton,  En gland, U.K .  He was Technol o g y  Developmen t Lead er with   MIMOS Berhad (www.mi mos.my involved in   the development of  0.35um CMOS, BiCMO S   and SiGe tech nologies; Wafer Fabrication  Specia list &  T C AD Sales Engineer for  IC  Micros y s tems Sdn.  Bhd.  (www. icmic. com) and  Senior Design Engineer ,  Penang Design Center,  Intel Microelectronics (M) Sdn.  Bhd. responsib le for d e sign-pr ocess inter a ctio n analy s is  and   device ph y s ics- design investig ation and for P1 263 (90nm) proce ss model char acterization  for   next gener a tion  chips e t des i gn . He is  currentl y   As s o ciate P r inci pal Res ear cher i n  the Advanced   Ph y s ical Laborator y  at Telekom  Malay s ia R&D   Sdn. Bhd. (ww w .tmrnd.com.my ) ,  involv e d in  the dev e lopment of MMICs and RFICs for applic ations in Rad i o-Over-Fiber (R OF) and Fiber   Wireless (FiWi) s y stems for G bps Next Generation Broadband  communication sy stems. Ahmad  Ismat has published over 50 technical papers  an d f ile d 4 pa te nts.  His re se a r c h  inte re sts a r e  in  device  and circu it d e sign and   modeling  for MMI Cs and RFICs.        Azmi Ibrahim is a Researcher  at Communicat ion Technolog ies Division, TM Research and   Development Sd n Bhd. He recei ved th e B.Sc. ( H ons) and M.Sc  i n  Phy s i c s from T h e  Na ti ona University  of Malay s ia in 20 02 and 2008 respec tiv ely .  His  research pro j ects include Low  tem p eratur e c o   –fired C e ram i c ( LTCC) t echno lo gies , m i crowav e  filt ers  and  ant e nna, m i l lim eter  wave tr ansceiver s  s y stem, R a dio- over-fibe r  (RoF) ,  LTE and  WiFi  techno logies.        Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                        I S SN 2 502 -47 52  I ndo n e sian  J Elec Eng  & Com p  Sci, V o l. 10 No 3 ,  Jun e   2 018  :   98 0 – 98 98 8     Mohd Zulfadli Mohamed Yu soff is a Resear ch er at Co nnected Mobility  Unit unde Communication Technologies  Divi sion,  Telek o m Malay s ia R e search  and  Development ( T R&D). He received the B.  Eng.  (with Honors) in  Mechanical  and  Material Engin e ering from the  National Univer sity  of Malay s ia in 2004.  Upon  graduation, he  joined Kein Hin g  Industri Sdn  Bhd as Quality   Engineer for tak i ng responsibility   th e quality  of  a compan y ' s pro ducts.  After 3  y e ars at Kein Hing, he decide to  join   TM  Research and Develop m ent Sdn Bhd i n  March 2008  as Researche r  until now. His research proj ec ts  include Low t e m p erature  co –fired Ceram i c   (LTCC) technol ogies, m i crowave filt ers and an tenna, m illim eter wave transceivers s y st em Radio-over-f iber  (RoF ), LTE a nd W i F i  techn o logies. S o m e  of the proje c ts  which he has  involved h a d b e en award e d th Winner of Best  Broadband Par t n e rship at Broadb and Infovision  Awards on Green Collaboration  Optical Radio Ne twork (G-CORN) at Amsterdam, Netherland  (2014), Merit  Award on Green Fiber Wireles s   (G-FiWi) Technolog y   in Asia Pacif i c IC (APICTA 2013) , Malay s ia  and Merit Award on V ital Wireless Dongle (V -WiD) Technolog y  in   Asia Pacif i c ICT (APICTA 2017), Malay s ia.          Razali Ngah  received  the Ph.D.  degree from th University  of  No rthumbria, United Kingdom, in  2005. Since 198 9, he h a s been  with the Facult of Electr ical En gineer ing, Univ ersiti T e knologi   M a la y s ia (UTM ), where he is  currentl y  a As s o ciate P r ofes s o r. He is  als o  the Deput y  Dire ctor of   W i reles s  Comm unication Ce ntre in UTM .  His  res earch  interes t s  inc l u d e antenn as  an propagation for   communications , rad i o ov er f i ber  and pho tonic networks.        Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.