T E L K O M N I K A ,   V o l . 1 0 ,   N o . 2 ,   J u n e   2 0 1 2 ,   p p .   3 5 3 ~ 3 5 8   I S S N :   1 6 9 3 - 6 9 3 0   a c c r e d i t e d   b y   D G H E   ( D I K T I ) ,   D e c r e e   N o :   5 1 / D i k t i / K e p / 2 0 1 0           3 5 3       R e c e i v e d   M a r c h   3 0 ,   2 0 1 2 ;   R e v i s e d   A p r i l   2 7 ,   2 0 1 2 ;   A c c e p t e d   M a y   8 ,   2 0 1 2   C o m p a c t   a n d   W i d e   U p p e r - S t o p b a n d   T r i p l e - M o d e   B r o a d b a n d   M i c r o s t r i p   B P F         W e n   C h e n * ,   Y o n g j i u   Z h a o ,   Z h o u x i a o J u n   C o l l e g e   o f   E l e c t r o n i c   a n d   I n f o r m a t i o n   En g i n e e r i n g ,   N a n j i n g   U n i v e r s i t y   o f   Ae r o n a u t i c s   a n d   A s t r o n a u t i c s ,   N a n j i n g ,   C h i n a   e - m a i l :   w e n _ 0 1 1 @ 1 2 6 . c o m *       A b s t r a k     Se b u a h   t a p i s   l o l o s   t e n g a h   m i k r o s t r i p   ( BPF )   d e n g a n   u k u r a n   y a n g   k o m p a k ,   t e p i   t a j a m   d a n   k i n e r j a   p i t a - h e n t i - a t a s   l e b a r   m e n g g u n a k a n   r e s o n a t o r   t e r p o t o n g   m o d e   r a n g k a p   t i g a   d i u s u l k a n .   R e s o n a t o r   i n i   d a p a t   m e m b a n g k i t k a n   s a t u   m o d e   g a n j i l   d a n   d u a   m o d e   g e n a p   p a d a   p i t a   l o l o s   y a n g   d i i n g i n k a n .   Ka r e n a   p e n i a d a a n   s i n y a l   j a l u r   u t a m a ,   d u a   n o l   t r a n s m i s i   T z 1 ,   T z 2   d a p a t   d i b u a t   d e k a t   t e p i   p i t a   l o l o s   u n t u k   m e n c a p a i   t e p i   y a n g   t a j a m .   D u a   m o l   t r a n s m i s i   T Z 4 ,   T z 5   d i c i p t a k a n   a n t a r a   d u a   f r e k u e n s i   h a r m o n i k   h m 2   d a n   h m 3   d e n g a n   p o t o n g a n   t e r b u k a   d i l i p a t   d a n   g a r i s - g a r i s   k o p l i n g   i n t e r d i g i t a .   Ka r e n a   k o p l i n g   b e b a n - s u m b e r ,   s a t u   n o l   T Z 3   d i p e r k e n a l k a n   u n t u k   m e m p e r d a l a m   p i t a - h e n t i .   Se m e n t a r a   i t u ,   n o l   T z 1   d i g e s e r   k e   f r e k u e n s i   c u t - o f f   y a n g   l e b i h   r e n d a h   d a n   t i g a   l a i n n y a   T z 2 ,   T Z 4 ,   T z 5   d a p a t   s e d i k i t   d i u b a h   u n t u k   m e n e k a n   t i g a   f r e k u e n s i   h a r m o n i k   h m 1 ,   h m 2 ,   h m 3 .   S a l a h   s a t u   p u r w a r u p a   t a p i s   d e n g a n   l e b a r - p i t a   k e c i l   3 4 %   d i r a n c a n g ,   d i b u a t   d a n   d i u k u r .     K a t a   k u n c i :   BPF ,   k o m p a k ,   m o d e   r a n g k a p   t i g a ,   p i t a - h e n t i - a t a s   l e b a r ,   p i t a - l e b a r       A b s t r a c t     b r o a d b a n d   m i c r o s t r i p   b a n d p a s s   f i l t e r   ( BPF )   w i t h   c o m p a c t   s i z e ,   s h a r p   s k i r t   a n d   w i d e   u p p e r - s t o p b a n d   p e r f o r m a n c e   i s   p r o p o s e d   u s i n g   t h e   t r i p l e - m o d e   s t u b - l o a d e d   r e s o n a t o r .   T h e   r e s o n a t o r   c a n   g e n e r a t e   o n e   o d d   m o d e   a n d   t w o   e v e n   m o d e s   i n   t h e   d e s i r e d   p a s s b a n d .   D u e   t o   t h e   m a i n   p a t h   s i g n a l   c o u n t e r a c t i o n ,   t w o   t r a n s m i s s i o n   z e r o s   T z 1 ,   T z 2   c a n   b e   c r e a t e d   n e a r   t h e   p a s s b a n d   e d g e   t o   a c h i e v e   s h a r p   s k i r t .   T w o   t r a n s m i s s i o n   z e r o s   T z 4 ,   T z 5   a r e   c r e a t e d   b e t w e e n   t w o   h a r m o n i c   f r e q u e n c i e s   h m 2 ,   h m 3   b y   t h e   f o l d e d   o p e n   s t u b   a n d   t h e   i n t e r d i g i t a l   c o u p l i n g   f e e d i n g   l i n e s ,   r e s p e c t i v e l y .   O w i n g   t o   t h e   s o u r c e - l o a d   c o u p l i n g ,   o n e   z e r o   T z 3   i s   i n t r o d u c e d   t o   d e e p e n   t h e   s t o p b a n d .   M e a n w h i l e ,   t h e   z e r o   T z 1   i s   s h i f t e d   t o   t h e   l o w e r   c u t - o f f   f r e q u e n c y   a n d   t h e   o t h e r   t h r e e   o n e s   T z 2 ,   T z 4 ,   T z 5   c a n   b e   s l i g h t l y   t u r n e d   t o   s u p p r e s s   t h r e e   h a r m o n i c   f r e q u e n c i e s   h m 1 ,   h m 2 ,   h m 3 .   O n e   f i l t e r   p r o t o t y p e   w i t h   t h e   f r a c t i o n a l   b a n d w i d t h   3 4 %   i s   d e s i g n e d ,   f a b r i c a t e d   a n d   m e a s u r e d .     K e y w o r d s :   BPF ,   b r o a d b a n d ,   c o m p a c t ,   t r i p l e - m o d e ,   w i d e   u p p e r - s t o p b a n d         1 .     I n t r o d u c t i o n   H i g h - p e r f o r m a n c e   w i d e b a n d   a n d   b r o a d b a n d   b a n d p a s s   l t e r s   w i t h   t h e   c h a r a c t e r i s t i c s   o f   c o m p a c t   s i z e ,   w i d e   s t o p b a n d   a n d   h i g h   s e l e c t i v i t y   a r e   e s s e n t i a l   f o r   m o d e r n   c o m m u n i c a t i o n   s y s t e m s   [ 1 ] .   E s p e c i a l l y ,   e x c e l l e n t   u p p e r -   s t o p b a n d   p e r f o r m a n c e   i s   h i g h l y   d e m a n d e d   f o r   a   w i d e b a n d   a n d   b r o a d b a n d   B P F   t o   s u p p r e s s   t h e   u n w a n t e d   i n t e r f e r e n c e   o r   n o i s e   [ 2 ] .   I n   r e s p o n s e   t o   t h i s   n e e d ,   n u m e r o u s   r e s e a r c h e r s   h a v e   p r o p o s e d   v a r i o u s   w i d e b a n d   a n d   b r o a d b a n d   B P F s   w i t h   w i d e   u p p e r - s t o p b a n d   s u p p r e s s i o n   [ 3 - 5 ] .   I n   [ 3 ] ,   a   w i d e b a n d   B P F   w i t h   w i d e   u p p e r - s t o p b a n d   i s   g i v e n   u s i n g   s t e p p e d - i m p e d a n c e   c a s c a d a b l e   1 8 0 ° h y b r i d   r i n g s .   N e v e r t h e l e s s ,   t h e   d e s i g n e d   B P F   s u f f e r s   f r o m   l a r g e   s i z e   w i t h   c o m p l i c a t e d   i m p l e m e n t a t i o n .   I n   [ 4 ] ,   a   c o m p a c t   w i d e b a n d   m i c r o s t r i p   B P F   i s   r e a l i z e d   u s i n g   a   t r a n s v e r s a l   r e s o n a t o r .   B y   m e a n s   o f   i n t r o d u c i n g   a s y m m e t r i c a l   i n t e r d i g i t a l   c o u p l e d   l i n e s ,   f i v e   t r a n s m i s s i o n   z e r o s   a r e   g e n e r a t e d   i n   t h e   s t o p b a n d ,   a n d   t h e   u p p e r - s t o p b a n d   e x t e n d s   t o   2 . 5 f 0 .   A   m o r e   c o m p a c t   a n d   s i m p l e   w i d e b a n d   B P F   w i t h   t h e   t o t a l   s i z e   o f   g g l l 3 8 . 0 4 6 . 0 ´   i s   p r e s e n t e d   i n   [ 5 ]   t o   o b t a i n   3 0 d B   r e j e c t i o n   l e v e l   i n   t h e   s t o p b a n d   f r o m   1 . 2 f 0   t o   3 . 8 f 0 .   N e v e r t h e l e s s   t h e   b a n d w i d t h s   i n   [ 4 ]   a n d   [ 5 ]   a r e   i n c o n v e n i e n t l y   a d j u s t e d .   R e c e n t l y ,   s o m e   m u l t i p l e - m o d e   r e s o n a t o r s   a r e   e m p l o y e d   t o   d e s i g n   c o m p a c t   b r o a d b a n d   B P F s   [ 6 - 1 0 ] .   A   n o v e l   h i g h   s e l e c t i v i t y   t r i p l e - m o d e   h e x a g o n a l   B P F   w i t h   c a p a c i t i v e   l o a d i n g   s t u b s   i s   d e s i g n e d   i n   [ 6 ] ,   w i t h   t h e   r a d i u s   o f   t h r e e   r a d i a l - l i n e   s t u b s   j u s t   a f f e c t i n g   o n e   e v e n - m o d e   r e s o n a n t   f r e q u e n c y   w h i l e   t h e   o t h e r   t w o   o d d - m o d e s   r e m a i n i n g   u n c h a n g e d .   A n o t h e r   n e w   b r o a d b a n d   m i c r o s t r i p   B P F   i s   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                      I S S N :   1 6 9 3 - 6 9 3 0   T E L K O M N I K A     V o l .   1 0 ,   N o .   2 ,     J u n e   2 0 1 2   :     3 5 3     3 5 8   3 5 4 p r e s e n t e d   u n d e r   m u l t i p l e   r e s o n a n c e s   o f   a n   a s y m m e t r i c   r i n g   r e s o n a t o r ,   r e a c h i n g   a   r e l a t i v e l y   w i d e   3 d B   f r a c t i o n a l   b a n d w i d t h   o f   6 4 %   [ 8 ] .   B y   s t r e t c h i n g   t h e   p a i r e d   s t u b s   c l o s e   t o   o n e - e i g h t h   o f   a   w a v e l e n g t h ,   t h e   r s t   t w o   e v e n - o r d e r   r e s o n a n c e s   m o v e   d o w n   t o   b e   q u a s i - e q u a l l y   l o c a t e d   a t   t w o   s i d e s   o f   t h e   r s t   o d d - o r d e r   r e s o n a n c e ,   t h u s   f o r m i n g   a   b a n d w i d t h   a d j u s t a b l e   B P F .   H o w e v e r ,   a l l   o f   t h e   a b o v e - m e n t i o n e d   l t e r s   e x h i b i t   u n e x p e c t e d   p o o r   u p p e r - s t o p b a n d   p e r f o r m a n c e ,   s i n c e   h i g h   o r d e r   h a r m o n i c   f r e q u e n c i e s   c a n   h a r d l y   b e   r e j e c t e d .   I n   [ 1 1 ] ,   a   c o m p a c t   w i d e b a n d   B P F   w h o s e   s t o p b a n d   e x c e e d s   t o   3 . 6 f 0   i s   d e s i g n e d .   T o   a c h i e v e   a   w i d e   s t o p b a n d ,   t w o   m i c r o s t r i p   s h o r t - s t u b s   a r e   l o a d e d   t o   c r e a t e   o n e   t r a n s m i s s i o n   z e r o   t o   a v o i d   t h e   r s t   s p u r i o u s   a t   t h e   c o s t   o f   p o o r   i n - b a n d   p e r f o r m a n c e .   T h e r e f o r e ,   i t   i s   s t i l l   a   g r e a t   c h a l l e n g e   t o   d e s i g n   a   c o m p a c t   b r o a d b a n d   B P F   w i t h   w i d e   s t o p b a n d   a n d   g o o d   i n - b a n d   c h a r a c t e r i s t i c s .   I n   t h i s   l e t t e r ,   a   t r i p l e - m o d e   s t u b - l o a d e d   r e s o n a t o r   i s   a d o p t e d   t o   d e s i g n   a   c o m p a c t   b r o a d b a n d   B P F   w i t h   s o u r c e - l o a d   c o u p l i n g ,   a s   s h o w n   i n   F i g u r e   1 .   T h e   r e s o n a t o r   c a n   g e n e r a t e   o n e   o d d   m o d e   d e t e r m i n e d   b y   t h e   h i g h   i m p e d a n c e   l i n e   a n d   t w o   e v e n   m o d e s   f l e x i b l y   c o n t r o l l e d   b y   t h e   l o a d e d   s t u b s   a t   t h e   c e n t r e   p l a n e   i n   t h e   d e s i r e d   p a s s b a n d .   D u e   t o   t h e   m a i n   p a t h   s i g n a l   c o u n t e r a c t i o n ,   t w o   t r a n s m i s s i o n   z e r o s   T z 1 ,   T z 2   c a n   b e   c r e a t e d   n e a r   t h e   p a s s b a n d   e d g e .   O w i n g   t o   t h e   s o u r c e - l o a d   c o u p l i n g ,   o n e   t r a n s m i s s i o n   z e r o   T z 3   i s   c r e a t e d   i n   t h e   u p p e r - s t o p b a n d   a n d   t h e   o t h e r   f o u r   z e r o s   T z 1 ,   T z 2 ,   T z 4 ,   T z 5   c a n   b e   s l i g h t l y   a d j u s t e d   t o   a c h i e v e   s h a r p e r   r o l l - o f f   s k i r t s   a n d   b e t t e r   u p p e r - s t o p b a n d   p e r f o r m a n c e .   T h e   p r o p o s e d   b r o a d b a n d   f i l t e r   e x h i b i t s   g o o d   i n - b a n d   p e r f o r m a n c e ,   s h a r p   s k i r t   a n d   w i d e   u p p e r - s t o p b a n d   c h a r a c t e r i s t i c s .     W 5 0 W 5 0 w w 1 g 3 l 2 g T ¢ T w d 4 l 1 l w 2 w 2 2 l g     F i g u r e 1 .   S c h e m a t i c   o f   t h e   t r i p e - m o d e   b r o a d b a n d   B P F   w i t h   s o u r c e - l o a d   c o u p l i n g .     1 q Y i n o d d Y               ( a )                             i n e v e n Y Y 1 q 2 q 3 q Y Y   ( b )     F i g u r e 2 .   ( a ) .   o d d - m o d e   e q u i v a l e n t   c i r c u i t .   ( b ) .   e v e n - m o d e   e q u i v a l e n t   c i r c u i t .       2 .     R e s e a r c h   M e t h o d   T h e   t r i p e - m o d e   s t u b - l o a d e d   r e s o n a t o r   s h o w n   i n   F i g u r e   1   i s   c o n s t r u c t e d   b y   a   h i g h   i m p e d a n c e   l i n e   w i t h   l e n g t h   o f   2 l 1   a n d   w i d t h   o f   w   l o a d e d   w i t h   o n e   f o l d e d   s t e p p e d - i m p e d a n c e   o p e n - c i r c u i t e d   s t u b   d e n o t e d   b y   l e n g t h s   ( l 3 ,   2 l 4 )   a n d   w i d t h s   ( 2 w ,   w )   a n d   o n e   s h o r t - c i r c u i t e d   s t u b   w i t h   l e n g t h   l 2   a n d   w i d t h   2 w   a t   t h e   c e n t r a l   p l a n e .   A s   c a n   b e   s e e n ,   t h i s   r e s o n a t o r   c o n f i g u r a t i o n   a d m i t s   a n   a n a l y s i s   i n   t e r m s   o f   e v e n   a n d   o d d   e x c i t a t i o n s ,   f o r   t h e   T - T   p l a n e   b e h a v e s   a s   a n   e l e c t r i c / m a g n e t i c   w a l l   f o r   o d d / e v e n   e x c i t a t i o n   [ 1 2 ] ,   l e a d i n g   t o   t h e   a p p r o x i m a t e   t r a n s m i s s i o n   l i n e   c i r c u i t   m o d e l s   r e p r e s e n t e d   i n   F i g u r e   2 ,   w h e r e   1 q , 2 q   a n d   3 q   r e f e r   t o   t h e   e l e c t r i c a l   l e n g t h s   o f   t h e   s e c t i o n s   w i t h   l e n g t h s   l 1 ,   l 2 ,   a n d   l 3 + l 4 ,   r e s p e c t i v e l y .   A n d   Y   r e f e r s   t o   c h a r a c t e r i s t i c   a d m i t t a n c e   o f   t h e   w i d t h   w .   T h u s   t h e   i n p u t   a d m i t t a n c e s   i n o d d Y   a n d   i n e v e n Y   o f   t h e   o d d - m o d e   a n d   e v e n - m o d e   r e s o n a t o r s   a r e   a s   f o l l o w s :     1 c o t q j Y Y i n o d d - =                                                                                                                                         ( 1 )   1 2 3 2 3 1 t a n ) c o t ( t a n 1 c o t t a n t a n q q q q q q - - - + = j Y Y i n e v e n                                                                                                     ( 2 )     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
T E L K O M N I K A     I S S N :   1 6 9 3 - 6 9 3 0       C o m p a c t   a n d   W i d e   U p p e r - S t o p b a n d   T r i p l e - M o d e   B r o a d b a n d   M i c r o s t r i p   B P F   ( W e n   C h e n )   3 5 5   F r o m   t h e   c o n d i t i o n s   0 = i n o d d Y   a n d 0 = i n e v e n Y ,   t h e   r e s o n a n t   f r e q u e n c i e s   c a n   b e   e x t r a c t e d   a s :     0 c o t 1 = q                                                                                                                                               ( 3 )     0 c o t t a n t a n 2 3 1 = - + q q q                                                                                                             ( 4 )     A s   e x p e c t e d   f r o m   f o r m u l a   ( 3 ) ,   t h e   r e s o n a n t   f r e q u e n c i e s   o f   o d d   e x c i t a t i o n   e x c l u s i v e l y   d e p e n d   o n   t h e   h i g h   i m p e d a n c e   l i n e   w h i l e   h a v i n g   n o t h i n g   t o   d o   w i t h   t h e   t w o   l o a d e d   s t u b s w h i c h   a r e   d e t e r m i n e d   b y   f o r m u l a   ( 5 ) .     e f f o d d l c n f e 1 4 ) 1 2 ( + =                                                                                                                                   ( 5 )   w h e r e   c   i s   t h e   s p e e d   o f   l i g h t   a n d   e f f e   i s   e q u i v a l e n t   d i e l e c t r i c   c o n s t a n t .     T h e   c h a r a c t e r i s t i c s   o f   t h e   t r i p l e - m o d e   s t u b - l o a d e d   r e s o n a t o r   a r e   i n v e s t i g a t e d   i n   t h e   c a s e   o f   w e a k   c o u p l i n g   ( d = 1 m m ) .   U n d e r   t h e   o t h e r   p a r a m e t e r s   k e e p i n g   u n c h a n g e d ,   t h e   r e s o n a n t   f r e q u e n c i e s   w i t h   v a r i e d   l 2   a r e   s i m u l a t e d   a n d   s h o w n   i n   F i g u r e   3 .   T h e   d i m e n s i o n s   a r e   c h o s e n   a s :   l 1 = 1 2 . 9 m m ,   l 3 = 1 . 3 m m ,   l 4 = 1 1 . 1 m m ,   g 1 = 0 . 1 m m ,   g 2 = 0 . 2 2 m m   a n d   w = 0 . 3 m m .   T h e   s u b s t r a t e   h e r e i n   i s   R T / D u r o i d   5 8 8 0   w i t h   a   t h i c k n e s s   o f   0 . 5 0 8 m m ,   p e r m i t t i v i t y   o f   2 . 2   a n d   l o s s   t a n g e n t   0 . 0 0 0 9 .   I t   c a n   b e   f i g u r e d   o u t   t h a t   t h e r e   a r e   t h r e e   a v a i l a b l e   r e s o n a n t   f r e q u e n c i e s   ( o n e   o d d   m o d e   f m 2   a n d   t w o   e v e n   m o d e s   f m 1 ,   f m 3 )   a n d   f o u r   h a r m o n i c   f r e q u e n c i e s   ( h m 1 ,   h m 2 ,   h m 3 ,   h m 4 )   i n   t h e   r a n g e   o f   0 . 1 - 1 5 G H z .   A s   l 2   i n c r e a s e s ,   f m 1   a n d   h m 2   m o v e   t o w a r d s   t h e   l o w e r   f r e q u e n c y   w h i l e   t h e   o t h e r s   r e m a i n i n g   u n c h a n g e d .   T h u s ,   t h e   l 2   i s   m a i n l y   u t i l i z e d   t o   a d j u s t   t h e   f i r s t   r e s o n a n t   f r e q u e n c y   f m 1   i n t o   t h e   d e s i r e d   p a s s b a n d   w h i l e   h a v i n g   n o   e f f e c t   o n   t h e   o t h e r   t w o   a v a i l a b l e   r e s o n a n t   f r e q u e n c i e s   ( f m 2 ,   f m 3 ) .   A l s o   t h e   r e s o n a n t   f r e q u e n c i e s   v a r i e d   l 3 + l 4   a r e   i n t e r p r e t e d   i n   F i g u r e   4   w h e n   c h o o s i n g   t h e   p a r a m e t e r   l 2 = 1 . 9 m m .   A c c o r d i n g   t o   F i g u r e   4 ,   f m 3 ,   h m 1 ,   h m 2   a n d   h m 4   h a v e   t h e   s a m e   t r e n d   o f   m o v i n g   d o w n w a r d s   w h i l e   l 3 + l 4   i s   i n c r e a s i n g ,   w h e r e a s   t h e   f i r s t   t w o   r e s o n a n t   f r e q u e n c i e s   f m 1 ,   f m 2   a r e   r e m a i n i n g   u n c h a n g e d .     0 3 6 9 1 2 1 5 - 1 0 0 - 8 0 - 6 0 - 4 0 - 2 0 0 h m 4 h m 3 h m 2 h m 1 f m 3 f m 2 f m 1     l 2 = 1 . 5 m m     l 2 = 1 . 9 m m     l 2 = 2 . 2 m m | S 2 1 |   i n   d B   F r e q u e n c y   ( G H z ) 0 2 4 6 8 1 0 1 2 1 4 - 1 0 0 - 8 0 - 6 0 - 4 0 - 2 0 0     h m 4 h m 3 T z 2 T z 1   f m 3 h m 2 h m 1 f m 2 f m 1 | S 2 1 |   i n   d B   F r e q u e n c y   ( G H z )   l 3 + l 4 = 1 1 . 9 m m     l 3 + l 4 = 1 2 . 3 m m     l 3 + l 4 = 1 2 . 7 m m     F i g u r e 3 .   R e s o n a n t   f r e q u e n c i e s   v a r i e d   w i t h   l 2 .         F i g u r e 4 .   R e s o n a n t   f r e q u e n c i e s   v a r i e d   w i t h   l 3 + l 4 .     I n   g e n e r a l ,   t h e   r e s o n a n t   f r e q u e n c y   f m 2   c a n   b e   a d j u s t e d   i n   t h e   c e n t r e   p a s s b a n d   f r e q u e n c y   b y   r e a s o n a b l y   c h o o s i n g   t h e   l e n g t h   o f   t h e   h i g h   i m p e d a n c e   l i n e ,   a n d   t h e   o t h e r   t w o   r e s o n a n t   f r e q u e n c i e s   f m 1 ,   f m 3   c a n   b e   a d j u s t e d   w i t h i n   t h e   d e s i r e d   p a s s b a n d   b y   s i m p l y   v a r y i n g   t h e   p a r a m e t e r s   l 2 ,   l 3   a n d   l 4 .   H e r e i n ,   w e   m a y   c h o o s e   t h e   p a r a m e t e r s :   l 2 = 1 . 9 m m ,   l 3 = 1 . 3 m m ,   l 4 = 1 1 . 1 m m .   T h e   f i r s t   t h r e e   r e s o n a n t   f r e q u e n c i e s   a r e   3 . 2 6 G H z ,   4 . 2 9 G H z   a n d   4 . 6 2 G H z ,   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                      I S S N :   1 6 9 3 - 6 9 3 0   T E L K O M N I K A     V o l .   1 0 ,   N o .   2 ,     J u n e   2 0 1 2   :     3 5 3     3 5 8   3 5 6 r e s p e c t i v e l y .   I f   t h e   r e s o n a t o r   i s   p r o p e r l y   f e d   w i t h   i n c r e a s e d   c o u p l i n g   d e g r e e   [ 1 3 ] ,   t h e   f i r s t   t h r e e   r e s o n a n t   m o d e s   c a n   b e   u s e d   t o   m a k e   u p   o f   a   c o m p a c t   b r o a d b a n d   B P F .   U n d e r   t h e   t i g h t   c o u p l i n g   c a s e   o f   d = 1 0 m m ,   t h e   s i m u l a t e d   i n s e r t i o n   l o s s e s   ( | S 2 1 |   i n   d B )   o f   t h e   t r i p l e - m o d e   b r o a d b a n d   B P F   w i t h   a n d   w i t h o u t   s o u r c e - l o a d   c o u p l i n g   ( s h o w n   i n   F i g u r e   1   a n d   F i g u r e   5   r e s p e c t i v e l y )   a r e   c o m p a r e d   i n   F i g u r e   6 .   T h e   c i r c u i t r y   d i m e n s i o n s   a r e   d e p i c t e d   i n   T a b l e   1 .   T w o   t r a n s m i s s i o n   z e r o s   c a n   b e   c r e a t e d   n e a r   t h e   p a s s b a n d   e d g e s   d u e   t o   t h e   m a i n   p a t h   s i g n a l   c o u n t e r a c t i o n ,   w h i c h   i s   e x p l a i n e d   i n   [ 1 4 ] .   A s   a   r e s u l t   o f   e o e f f f 3 2 1 < < ( t h a t   i s 3 2 1 m m m f f f < < ) ,   t h e   s h o r t - c i r c u i t e d   s t u b   i s   u s e d   t o   p r o d u c e   t h e   t r a n s m i s s i o n   z e r o   T z 1   n e a r   t h e   l o w e r   c u t - o f f   f r e q u e n c y ,   a n d   t h e   l o c a t i o n   o f   t h e   t r a n s m i s s i o n   z e r o   T z 2   n e a r   t h e   u p p e r   c u t - o f f   f r e q u e n c y   i s   m a i n l y   c o n t r o l l e d   b y   t h e   f o l d e d   o p e n   s t u b .       4 l 3 l 2 l 1 l w 2 w 1 g W 5 0 W 5 0 2 g w w 2 w d     F i g u r e   5 .   S c h e m a t i c   o f   t h e   t r i p l e - m o d e   b r o a d b a n d   B P F   w i t h o u t   s o u r c e - l o a d   c o u p l i n g .     T a b l e 1 .   D i m e n s i o n s   o f   t h e   f i l t e r   ( U N I T :   m m ) .         A s   d e m o n s t r a t e d   i n   F i g u r e   6 ,   t w o   t r a n s m i s s i o n   z e r o s   T z 4 ,   T z 5   a r e   c r e a t e d   b e t w e e n   t w o   h a r m o n i c   f r e q u e n c i e s   h m 2 ,   h m 3   b y   t h e   f o l d e d   o p e n   s t u b   a n d   t h e   i n t e r d i g i t a l   c o u p l i n g   f e e d i n g   l i n e s ,   r e s p e c t i v e l y .   O w i n g   t o   t h e   s o u r c e - l o a d   c o u p l i n g ,   T z 1   i s   s h i f t e d   t o   t h e   l o w e r   c u t - o f f   f r e q u e n c y   a n d   t h e   o t h e r   t h r e e   t r a n s m i s s i o n   z e r o s   T z 2 ,   T z 4 ,   T z 5   c a n   b e   s l i g h t l y   a d j u s t e d   t o   s u p p r e s s   t h r e e   h a r m o n i c   f r e q u e n c i e s   h m 1 ,   h m 2 ,   h m 3 .   F u r t h e r m o r e ,   o n e   z e r o   T z 3   i s   i n t r o d u c e d   i n   t h e   u p p e r - s t o p b a n d   l e a d i n g   t o   d e e p e r   s t o p b a n d .   T h a t   i s   t o   s a y ,   a   b r o a d b a n d   B P F   w i t h   s h a r p   s k i r t ,   w i d e   u p p e r - s t o p b a n d   a n d   g o o d   i n - b a n d   p e r f o r m a n c e   c a n   b e   a c h i e v e d   b y   i n t r o d u c i n g   s o u r c e - l o a d   c o u p l i n g .       0 3 6 9 1 2 1 5 - 1 0 0 - 8 0 - 6 0 - 4 0 - 2 0 0 h m 4 T z 5 h m 2 h m 3 h m 1 T z 4 T z 3 T z 2 T z 1 | S 2 1 |   i n   d B   F r e q u e n c y   ( G H z )   w i t h   s o u r c e - l o a d   c o u p l i n g   w i t h o u t   s o u r c e - l o a d   c o u p l i n g     F i g u r e   6 .   C o m p a r i s o n   o f   t h e   B P F   w i t h   a n d   w i t h o u t   s o u r c e - l o a d   c o u p l i n g .       F i g u r e   7 .   P h o t o g r a p h   o f   t h e   f a b r i c a t e d   l t e r .       3 .     R e s u l t s   a n d   A n a l y s i s   B a s e d   o n   t h e   t h e o r i e s   d i s c u s s e d   a b o v e ,   t h e   t r i p l e - m o d e   b r o a d b a n d   B P F   w i t h   s o u r c e - l o a d   c o u p l i n g   i s   f a b r i c a t e d   o n   t h e   R T / D u r o i d   5 8 8 0   s u b s t r a t e   a n d   i t s   p h o t o g r a p h   i s   s h o w n   i n   l 1   l 2   l 3   l 4   w   1 2 . 9   1 . 9   1 . 3   1 1 . 1   0 . 2   g   g 1   g 2   d   g   0 . 6   0 . 1   0 . 2 2   1 0   0 . 6   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
T E L K O M N I K A     I S S N :   1 6 9 3 - 6 9 3 0       C o m p a c t   a n d   W i d e   U p p e r - S t o p b a n d   T r i p l e - M o d e   B r o a d b a n d   M i c r o s t r i p   B P F   ( W e n   C h e n )   3 5 7   F i g u r e   7 .   T h e   l t e r i n g   p e r f o r m a n c e   i s   m e a s u r e d   b y   A g i l e n t   n e t w o r k   a n a l y z e r   N 5 2 3 0 A .   T h e   m e a s u r e d   | S 1 1 |   i n   d B   a n d   | S 2 1 |   i n   d B   a r e   s h o w n   i n   F i g u r e   8   ( a )   a n d   i l l u s t r a t e d   g o o d   a g r e e m e n t   w i t h   s i m u l a t e d   r e s u l t s .   T h e   m e a s u r e d   3 d B   b a n d w i d t h   i s   f r o m   3 . 0 8   t o   4 . 3 4   G H z ,   r e p r e s e n t i n g   a   F B W   o f   3 4 %   a t   t h e   c e n t e r   f r e q u e n c y   o f   3 . 7 1   G H z .   F u r t h e r ,   i t s   m e a s u r e d   i n p u t   r e t u r n   l o s s   ( | S 1 1 |   i n   d B )   i s   l e s s   t h a n   - 2 0 d B .   T h e   u p p e r - s t o p b a n d   i n   e x p e r i m e n t   i s   e x t e n d e d   u p   t o   1 3 . 7 G H z   w i t h   a n   i n s e r t i o n   l o s s   b e t t e r   t h a n   - 1 2 . 5 d B .   I n   a d d i t i o n ,   t h e   m e a s u r e d   i n - b a n d   g r o u p   d e l a y   i n   F i g u r e   8   ( b )   i s   v a r y i n g   f r o m   0 . 7 9   t o   0 . 9 3 n s ,   w h i c h   i s   q u i t e   s m a l l   a n d   f l a t   i n   a l l   t h e   p a s s b a n d .   I f   t h e   f e e d i n g   l i n e s   a r e   i g n o r e d ,   t h e   s i z e   o f   t h e   f a b r i c a t e d   l t e r   i s   o n l y g g l l 2 3 7 . 0 0 7 9 . 0 ´ i n   w h i c h   g l i s   t h e   g u i d e d   w a v e l e n g t h   o f   5 0 W   m i c r o s t r i p   a t   t h e   c e n t e r   f r e q u e n c y .         0 3 6 9 1 2 1 5 - 6 0 - 5 0 - 4 0 - 3 0 - 2 0 - 1 0 0     | S 2 1 | | S 1 1 | - 1 2 . 5 d B | S 2 1 |   i n   d B   a n d   | S 1 1 |   i n   d B F r e q u e n c y   ( G H z )   S i m u l a t e d   M e a s u r e d             0 3 6 9 1 2 1 5 - 3 - 2 - 1 0 1 2 3 4 G r o u p   d e l a y   ( n s ) F r e q u e n c y   ( G H z )   M e a s u r e d   S i m u l a t e d   ( a )                                                                                                                             ( b )     F i g u r e   8 .   S i m u l a t e d   a n d   m e a s u r e d   f r e q u e n c y   r e s p o n s e s   o f   t h e   f a b r i c a t e d   l t e r .     ( a ) .   | S 2 1 |   i n   d B   a n d   | S 1 1 |   i n   d B .   ( b ) .   G r o u p   d e l a y .     4 .     C o n c l u s i o n   I n   t h i s   l e t t e r ,   a   n e w   p r o t o t y p e   c o m p o s e d   o f   a   t r i p l e - m o d e   s t u b - l o a d e d   r e s o n a t o r   w i t h   s o u r c e - l o a d   c o u p l i n g   h a s   b e e n   p r e s e n t e d   f o r   c o m p a c t   a n d   w i d e   u p p e r - s t o p b a n d   b r o a d b a n d   B P F .   A   f u l l y   i n t e g r a t e d   b r o a d b a n d   B P F   w i t h   a   F B W   o f   3 4 %   i s   s i m u l a t e d ,   f a b r i c a t e d   a n d   m e a s u r e d .   S i g n i c a n t l y ,   t h e   l t e r s   u p p e r - s t o p b a n d   i n   e x p e r i m e n t   i s   e x t e n d e d   u p   t o   3 . 7 f 0   w i t h   a   r e j e c t i o n   l e v e l   b e t t e r   t h a n   - 1 2 . 5 d B .   A l s o   t h e   r e c t a n g u l a r   o c c u p y i n g   a r e a   a m o u n t s   t o   o n l y   a b o u t g g l l 2 3 7 . 0 0 7 9 . 0 ´ w i t h o u t   c o n s i d e r i n g   t h e   f e e d i n g   l i n e s .   W i t h   a l l   t h e s e   a d v a n t a g e s   a b o v e ,   t h e   b r o a d b a n d   B P F   i s   p a r t i c u l a r l y   s u i t a b l e   f o r   f u t u r e   b r o a d b a n d   a p p l i c a t i o n s .       R e f e r e n c e s   [ 1 ]   .   S r i s a t h i t   K ,   W o r a p i s h e t   A ,   S u r a k a m p o n t o r n   W .   D e s i g n   o f   T r i p l e - M o d e   R i n g   R e s o n a t o r   f o r   W i d e b a n d   M i c r o s t r i p   B a n d p a s s   F i l t e r s .   I E E E   T r a n s .   M i c r o w .   T h e o r y   T e c h . ,   2 0 1 0 ;   5 8 ( 1 1 ) :   2 8 6 7 - 2 8 7 7 .   [ 2 ]   .   Y i - C h y u n   C h i o u ,   J e n - T s a i   K u o ,   C h e n g   E .   B r o a d b a n d   Q u a s i - C h e b y s h e v   B a n d p a s s   F i l t e r s   W i t h   M u l t i m o d e   S t e p p e d - I m p e d a n c e   R e s o n a t o r s   ( S I R s ) .   I E E E   T r a n s .   M i c r o w .   T h e o r y   T e c h .   2 0 0 8 ;   5 4 ( 8 ) :   3 3 5 2 - 3 3 5 8 .   [ 3 ]   .   C h u n - H s i a n g   C h i ,   C h i - Y a n g   C h a n g .   A   w i d e b a n d   b a n d p a s s   f i l t e r   w i t h   w i d e   u p p e r   s t o p b a n d   u s i n g   s t e p p e d - i m p e d a n c e   c a s c a d a b l e   1 8 0 ° h y b r i d   r i n g s .   I E E E   M i c r w .   W i r e l e s s   C o m p o n .   L e t t e r .   2 0 0 7 ;   1 7 ( 8 ) : 5 8 9 - 5 9 1 .     [ 4 ]   .   S h e n g   S u n ,   L e i   Z h u ,   H u e i - H s i e n   T a n .   A   c o m p a c t   w i d e b a n d   b a n d p a s s   f i l t e r   u s i n g   t r a n s v e r s a l   r e s o n a t o r   a n d   a s y m m e t r i c a l   i n t e r d i g i t a l   c o u p l e d   l i n e s .   I E E E   M i c r w .   W i r e l e s s   C o m p o n .   L e t t e r .   2 0 0 8 ;   1 8 ( 3 ) : 1 7 3 - 1 7 5 .       [ 5 ]   .   Y u a n   C h u n   L i ,   X i u   Y i n   Z h a n g ,   Q u a n   X u e . B a n d p a s s   F i l t e r   U s i n g   D i s c r i m i n a t i n g   C o u p l i n g   f o r   E x t e n d e d   O u t - o f - B a n d   S u p p r e s s i o n .   I E E E   M i c r o w .   W i r e l e s s   C o m p o n .   L e t t . ,   2 0 1 0 ;   2 0   ( 7 ) :   3 6 9 - 3 7 1 .   [ 6 ]   .   S G   M o ,   Z Y   Y u ,   L   Z h a n g .   D e s i g n   o f   t r i p l e - m o d e   b a n d p a s s   f i l t e r   u s i n g   i m p r o v e d   h e x a g o n a l   l o o p   r e s o n a t o r .   P r o g r e s s   I n   E l e c t r o m a g n e t i c s   R e s e a r c h ,   2 0 0 9 ;   1 1 7 - 1 2 5 .   [ 7 ]   .   K a i j u n   S o n g ,   Q u a n   X u e .   N o v e l   b r o a d b a n d   b a n d p a s s   f i l t e r s   u s i n g   Y - s h a p e d   d u a l - m o d e   m i c r o s t r i p   r e s o n a t o r s .   I E E E   M i c r o w .   W i r e l e s s   C o m p o n .   L e t t . .     2 0 0 9 ;   1 9 (   9 ) :   5 4 8 - 5 5 0 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                      I S S N :   1 6 9 3 - 6 9 3 0   T E L K O M N I K A     V o l .   1 0 ,   N o .   2 ,     J u n e   2 0 1 2   :     3 5 3     3 5 8   3 5 8 [ 8 ]   .   S h e n g   S u n ,   L e i   Z h u .   W i d e b a n d   m i c r o s t r i p   r i n g   r e s o n a t o r   b a n d p a s s   f i l t e r s   u n d e r   m u l t i p l e   r e s o n a n c e s . I E E E   T r a n s .   M i c r o w .   T h e o r y   T e c h .   2 0 0 7 ;   5 5 ( 1 0 ) .     [ 9 ]   .   N i n g   Y a n g ,   C h r i s t o p h e   C a l o z ,   K e   W u ,   N i n g   C h e n .   B r o a d b a n d   a n d   C o m p a c t   C o u p l e d   C o p l a n a r   S t r i p l i n e   F i l t e r s   W i t h   I m p e d a n c e   S t e p s . I E E E   T r a n s .   M i c r o w .   T h e o r y   T e c h .   2 0 0 7 ;   5 5 ( 1 2 ) :   2 8 7 4 - 2 8 8 6 .   [ 1 0 ]   .   M e h d i   N o s r a t i ,   M i l a d   M i r z a e e .   C o m p a c t   W i d e b a n d   M i c r o s t r i p   B a n d p a s s   F i l t e r   U s i n g   Q u a s i - S p i r a l   L o a d e d   M u l t i p l e - M o d e   R e s o n a t o r .   I E E E   M i c r o w a v e   W i r e l e s s   C o m p o n n e n t   L e t t . ,   2 0 1 0 ;   2 0 ( 1 1 ) :   6 0 7 - 6 0 9 .   [ 1 1 ]   .   X u n   L u o ,   J i a n - G u o   M a ,   I E E E ,   E r - P i n g   L i .   W i d e b a n d   B a n d p a s s   F i l t e r   W i t h   W i d e   S t o p b a n d   U s i n g   L o a d e d   B C M C   S t u b   a n d   S h o r t - S t u b .   I E E E   M i c r o w .   W i r e l e s s   C o m p o n .   L e t t . ,   2 0 1 1 ;   2 1 ( 7 ) :   3 5 3 - 3 5 5 .   [ 1 2 ]   .   B Y   Y a o ,   Y G   Z h o u ,   Q S   C a o ,   Y C   C h e n .   C o m p a c t   U W B   b a n d p a s s   f i l t e r   w i t h   i m p r o v e d   u p p e r - s t o p b a n d   p e r f o r m a n c e . I E E E   M i c r o w .   W i r e l e s s   C o m p o n .   L e t t . ,   2 0 0 9 ;   1 9 (   1 ) : 2 7 - 2 9 .   [ 1 3 ]   .   R   L e i ,   L   Z h u .   C o m p a c t   U W B   b a n d p a s s   f i l t e r   u s i n g   s t u b - l o a d e d   m u l t i p l e - m o d e   r e s o n a t o r ,   I E E E   M i c r o w .   W i r e l e s s   C o m p o n .   L e t t . ,   2 0 0 7 ; 1 7 ( 1 ) : 4 0 - 4 2 .   [ 1 4 ]   .   U   R o s e n b e r g ,   S   A m a r i .   N o v e l   c o u p l i n g   s c h e m e s   f o r   m i c r o w a v e   r e s o n a t o r   l t e r s .   I E E E   T r a n s .   M i c r o w .   T h e o r y   T e c h . ,   2 0 0 2 ;   5 0 ( 1 2 ) :   2 8 9 6 - 2 9 0 2 .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.