T E L KO M N I KA  T e lec om m u n icat ion ,   Com p u t i n g,   E lec t r on ics   an d   Cont r ol   Vol.   18 ,   No.   1 F e br ua r y   2020 ,   pp.   46 5 ~ 47 5   I S S N:  1693 - 6930,   a c c r e dit e F ir s G r a de   by  Ke me nr is tekdikti ,   De c r e e   No:   21/E /KP T /2018   DO I 10. 12928/ T E L KO M NI KA . v18i1. 12447     465       Jou r n al  h omepage ht tp: // jour nal. uad . ac . id/ index . php/T E L K OM N I K A   n ove c r oss - c ou p le d   m ic r os t r ip   b an d p ass  f il t e r  w i t h     h ai r p i n - D GS   r e so n at o r u si n c ou p li n m at r ix   t e c h n iq u e       Chet iou M oh am m e d 1 ,   B ou as r ia  F at i m a 2 ,   Da m o u   M e h d i 3   1 L ab o rat o ry   o T el ec o mmu n i ca t i o n s ,   U n i v er s i t y   o A b o u b e k r   Bel k a i d   o T l emce n ,   A l g eri a   2 L ab o rat o ry   o K n o w l ed g Man ag em en t   an d   C o mp l ex   D at a,   U n i v ers i t y   o D r.   Mo u l a y   T ah ar  o Saï d a,   A l g eri a   3 L ab o rat o ry   o T ech n o l o g i e s   o Co mm u n i cat i o n s ,   U n i v e rs i t y   o D r.   Mo u l ay   T a h ar  o Saï d a,   A l g eri a       Ar t icle   I n f o     AB S T RA CT     A r ti c le  h is tor y :   R e c e ived   J a n   28 ,   2019   R e vis e Oc 7 ,   20 19   Ac c e pted  Oc t   27 ,   20 19       T h i s   p a p er  i n t r o d u ces   n e w   d e s i g n   o c ro s s - co u p l ed   mi cro s t ri p   b a n d p as s   fi l t er  (MBPF)  b as e d   o n   h a i rp i n   d efect ed   g r o u n d   s t r u ct u re  (D G S)  res o n a t o r s   u s i n g   accu ra t c o u p l i n g   ma t ri x   (CM)  t ech n i q u fo m i cro w av e   co mmu n i ca t i o n   s y s t ems T h ar t i c l p re s en t s   t h e q u i v a l en t   ci rc u i t   o f     t h s u g g es t ed   MBPF  b as e d   o n   t h D G eq u i v a l en t   ci rcu i t   mo d el   d er i v e d   fro t h eq u i v al e n t   i n d u ct a n ce  an d   cap ac i t a n ce  t h a t   o cc u rs   d es p i t e     t h p re s en ce  o t h s l o t s   d i s r u p t i n g   t h c u rren t   i n   t h g r o u n d   l a y er.   T h p ap er   i n v es t i g at e s   al s o   t h d i ffere n t   e x t er n a l   co u p l i n g   mec h an i s ms   t h a t   t h feed   co n f i g u rat i o n   affect s   s i g n i fi ca n t l y   t h fi l t e res p o n s e.   In   t h i s   p ap er,   fo u r   o rd er  Ch e b y s h e v   t o p o l o g y   h a s   b een   a d o p t e d   fo d e s i g n i n g   t h f i l t er  t o   s u p p re s s   h armo n i c s   an d   ach i ev e   v er y   co m p act   s i ze  an d   w i d s t o p b a n d   w i t h   t w o   t ran s mi s s i o n   zer o s .   K e y w o r d s :   C oupli ng  m a tr ix  ( C M )   C r os s   c oupli ng  ( C C )   Ha ir pin - d e f e c ted  g r ound  s tr uc tur e   ( Ha ir pin - DG S )   M icr os tr ip  b a ndpa s s   f il ter   ( M B P F )   T r a ns mi s s ion  z e r os   Th i s   i s   a n   o p en   a c ces s   a r t i c l u n d e r   t h CC  B Y - SA   l i ce n s e .     C or r e s pon din A u th or :   C he ti oui  M oha mm e d,     L a bor a tor of   T e lec omm unica ti ons ,     Unive r s it of   Aboube kr   B e lkaid  of   T lemc e n,   Alge r ia .   E mail:   c he ti oui . mohammed@ ya hoo. f r       1.   I NT RODU C T I ON     High  pe r f or manc e   a nd  li ghtwe ight   f il ter ing  mec ha nis ms   of ten  only  s a ti s f the  r igor ous   de mands   of   moder mi c r owa ve   c omm unica ti on  s ys tems .   T he   c oupled  mi c r os tr ip  ba ndpa s s   f il ter   ha s   be e wide ly   r e a li z e a nd  br oa dly   us e in  s e ve r a mi c r owa ve   s ys tem s   to  obtain  high  pe r f or manc e ,   s mall  a r e a   a nd  low  c ha r g e   a nd   to  mee s tr ictly  ne c e s s a r tr a ns mi s s ion  r e quir e ments S e ve r a of   thes e   f il ter s   we r e   doc u mente us ing   f r a mew or c a ll e the  de f e c ted  gr ound  s tr uc tur e s   that  a r e   inves ti ga ted  by  e tching  of f   a   de f e c ti ve   gr ound  laye r   pa tt e r [ 1] .   An  e tche de f e c t   dis r upt   the   dis tr ibut ion   o f   the  s hield  c ur r e nt   in   the   g r ound  laye r   [ 2] S e e ing  a s   D GS  c e ll s   ha ve   ne c e s s a r il r e s ona nt  pr ope r ti e s ,   they  we r e   us e to  e nha nc e   the  s top  a nd  pa s s - ba nd  c ha r a c te r is ti c s   in     the  f il ter ing   c ir c uit s .   T he   DG S   wa s   s ugge s ted  to  i mpr ove   the  s uppr e s s ion  of   f ictit ious   r e s pons e   of   l ow - pa s s   f il ter s   f r om  mi c r os tr ips   a nd  c oupled  ba nd - pa s s   f il te r s   f r om   mi c r os tr ip   li ne DG S   is   not   s e e a s   th e   c e ntr a buil ding  blocks   in  a ll   thes e   r e por ts ;   r a ther ,   they   a r e   us e to   im pr o   ve   the  r e s pons e   of   the  a l r e a dy  buil t   ins tr uments   s uc a s   c oupler s   a nd  f il te r s   [ 3,   4] .   T he   f a s g r owth  of   moder n   wir e les s   c omm unica ti on  ha s   incr e a s e the  de mand  f or   c ompac t,   low  c os a nd  high - pe r f or manc e   c omponents .   One   of   the  e s s e nti a l   c omponents   of   moder n   wir e les s   c omm unica ti on   s ys tems   is   the  mi c r os tr ip   f il ter   [ 5 - 7] .   M icr os tr ip   low - pa s s   fi lt e r   o f   e xtr e mely - wide   s topband  is   a ls a   ve r im por tant  pa r in   wir e les s   tr a ns mi s s ion  s tr uc tur e s   f or     the  s uppr e s s ion  of   unde s ir e highe r   f r e que nc h a r moni c s .   T he   mode r wi r e les s   c omm unica ti on  de mands   c ompac f il ter s   with  with  low  ins e r ti on  los s   a nd  e leva ted  pa s s ba nd  r e tur los s   a nd  lar ge   s topband   dis a ll owa nc e .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                I S S N :   1693 - 6930   T E L KO M NI KA   T e lec omm un   C omput   E C ontr o l Vol.   18 ,   No .   1 F e br ua r 2020 :    46 5   -   47 5   466   I thi s   c ontext,   thi s   pa pe r   pr e s e nts   a   de s ign   of   a   c r os s - c oupli ng  mi c r os tr ip   ba ndpa s s   f il ter   f oc us e on   ha ir pin - de f e c ted  gr ound  s tr uc tur e   r e s ona tor s   us ing   a c c ur a te  matr ix  tec hnique  f or   mi c r owa ve   c om mu nica ti on   s ys tems   [ 8 - 10] T he   c om  pa r a ble  c ir c uit   of   the  s ugge s ted  s e c ti on  of   the  DG S   unit   is   de r ived  us e   the  f ield   a na lys is   tec hnique  [ 11,   12] T he   r e s ult s   of   the  s im ulation  c r e a te  good  c ons is tenc with  the  th e or e ti c a f indi ngs   with  a   br oa s uppr e s s ion  o f   ha r moni c s ,   a   ve r c ompac s ize   a nd  a   s mall  s top  ba nd  with  two   tr a ns mi s s ion  z e r os .       2.   M E M S   HAI RP I N - DGS   CE L L   F RE QUE NC CHAR AC T E R I S T I CS   T he   F igur e   1( a )   de mons tr a tes   a   DG S   c e ll   in   the  s h a pe   of   a   ha ir pin   with  a   mi c r os tr ip   li ne   50 - Ohm  on  top.   T he   DG S   is   c a r ve in  the  g r ound  laye r   of   bot tom   meta [   13,   14] T he   E M   s im ulation  is   c a r r ied   in  f or   a   s ubs tr a te  at   a   r e lative  diele c tr ic  o f   ε r   =   3. 38   a nd   a   thi c kne s s   of   h   =   0 . 813   m m.   T he   f if ty - Ohm  m icr os tr ip  s e c ti on  is   =   1 . 85   mm   in   width   a nd   the  ha i r pin - DG S   dim e ns ions   a r e a   =   15. 5   mm ,   b   =   1 2. 5   mm ,     c   =   4. 5   mm ,   f   =   3   mm ,   =   0. 5   mm ,   w r   =   1. 5   mm   a s   e xpos e d   in  F igur e   1   ( b ) .   DG S   c e ll s   a r e   a na lyze us ing  High  F r e que nc y   S tr uc tu r e   S im ulation   ( AN S Y S - HFS S )   s of twa r e   [ 15 ,   16] F igur e   1   ( c )   i ndica tes     the  c ha r a c ter is ti c   o f   a   one - pole  low - pa s s   f il ter   wit a n   a tt e nua ti on  pole   f r e que nc f 0   a t   5. 2   GH z   a nd   a   c utof f   f r e que nc of   - 3   dB   f c   a s   s hown  in  T a ble  1 .           ( a )     ( b)       ( c )     F ig ur e   1.   P r opos e Ha i r pin - DG S   c e ll ( a )   3D   view ,   ( b)   d im e ns s ions ,   ( c )   s im ulate d   S - pa r a mete r s       3.   F I E L AL L OCA T I ON   OVE T HE   CE L L   HAI RP I N - DGS     T his   s e c ti on  a im s   a inves ti ga ti ng  the  r e li a nc e   of   t he   c or r e s ponding  c ir c uit   e leme nts   ( inducta nc e   a nd  c a pa c it y)   on  the   s ubs tr a te  known  a s   pr opa ga ti o of   e lec tr omagne ti c   f ields T he   e lec tr ic   f ield   is   he a vil y   c onc e ntr a ted  in  the  ga in  F igur e   2   ( a ) ,   s a ny  c ha nge   in  the  pa r a mete r s   of   the  ga inf luenc e s   the  s t r uc tur e 's   e f f e c ti ve   c a pa c it a nc e   [ 17,   18 ] .   T he   c a lcula ted  ma gne ti c   a nd  e lec tr ica l   f ield   de ns it ies   us ing  HFS S   a r e   s e e in  F igur e   2   ( b) .   W hich  c a be   s e e n,   the  magne ti c   f ield  is   f oc us e d   a c r os s   the  c e ntr a gr ound  li ne ,   s th e   c e ntr a gr ound  li ne   de ter m ines   the  inducta nc e T he   e lec tr i c   f ield  is   dis tr ibu ted  a c r os s   the  e ngr a ve s pa c e s ,   r e f lec ti ng  the  c a pa c it a nc e   [ 17 - 19 ] .   T he   s lot - he a r e gion  r e g ulate s   e s s e nti a ll the  inducta nc e   [ 20,   21]   whil e   th e   li nking  s ha pe s lot   width  " g"   r e gulate s   the  c a pa c it a nc e   [ 22,   23] .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
T E L KO M NI KA   T e lec omm un   C omput   E C ontr o l         A   nov e c r os s - c oupled  mic r os tr ip  bandpas s   fi lt e r   w it hair pin - DG r e s onator s   .   ( C he ti oui  M oham me d)   467       F ig ur e   2.   E lec tr omagne ti c   f ield   pe r tur ba ti on   ove r   t he   Ha ir pin - DG S   c e ll   ( a )   e lec tr ic  f ield  de ns it y,   ( b )   magne ti c   f ield  de ns it y       4.   M ODE L I NG  P AR AM E T E E XT R AC T E OF   HAI RP I N - DGS   CE L L                             s im pli f ied  e quivale nt  c ir c uit   model  f or   the   ha ir p in - s lot   of   DGS   s tr uc tur e   f or   the  s ugge s ted  lt e r   is   pr e s e nted   in  F igur e   3 .   T he   L P   a nd   C P   pa r a mete r s   c a be   de r ived   f r o the  ha i r pin - DG S   c e ll 's   t r a ns mi s s ion   c ha r a c ter is ti c s   us ing  tr a dit ional  tec hniques   [ 24] :     5 22 p C f c pF ff oc    =                                                                                                                                   ( 1 )     ( ) 250 2 p p L C nH f o =                                                                                                                                             ( 2)     f r om  F igur e   1   ( b) ,   f c   with   GH z   is   the  c ut - of f   f r e q ue nc of   the   s topband  r e s pons e   of   the  s lot   a - 3   d B   a nd  f 0   with   GH z   is   it s   z e r tr a ns mi s ion E f f icie nc C g a p   r e f e r s   to  the  c oupli ng  be twe e the  c e ntr a gr ound  li ne   a nd  the  meta ll iza ti on   of   the   int e r na l   meta l   a r ms   c ont r ibut ion  [ 25] ,   whe r e a s   C 2   c ontr ibut e s   to  the  int e r n a meta a r ms   e f f icie nc y   c ontr ibut ion .   C r e f e r s   to   the   c on tr ibut ion   made   by   the   ha ir pin - DG S   c e l l   to   a bil it y   without   a ny  of   the  inf luenc e   of   the  int e r na meta a r ms .   C 1 ,   C 2   a nd  C g a p   c a be   de ter mi ne f r om  thr e e   dis ti nc model  tr a ns mi s s ion  pr ope r ti e s   of   thr e e   ha i r pin - DG S   c e ll   va r iations .   T he   ope loop   s qua r e   f il te r s   va r iat ions   a r e   s hown  in  F igur e s   4 ,   5   a nd  6.               ( a )   ( b)     F ig ur e   3.   Ha ir pin - DG S   c e ll ( a )   H F S S   e leme nts ,   ( b )   e xtr a c ted  e quivale nt  c i r c uit   e leme nts   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                I S S N :   1693 - 6930   T E L KO M NI KA   T e lec omm un   C omput   E C ontr o l Vol.   18 ,   No .   1 F e br ua r 2020 :    46 5   -   47 5   468   4. 1.   F irs t   var iat ion   W it hout  the  inner   meta l,   s C 2    =   0   a nd  C g a p   =   r e s ult ing  in:     C 1   =   C v1   =   1 . 4719  pF                                                                                                                   ( 3)     w he r e   C v1   f o r   the   f ir s t   va r iation  is   the  s tanda r c ir c uit   pa r a mete r   f r om   ( 1) .     4. 2.   S e c on d   var iat ion   W it hout  the   dif f e r e nc e   be twe e the   c e nter   g r oun tr a ns mi s s ion   li ne   a nd  the   int e r na l   meta l   a r ms   ( r e s pe c ti ve ly  C g a p     lea d ing   in:       C 2   =   C 1   -   C v2         ( 4)     w he C v 1 2   f or   the  s e c ond  va r iation   is   the  s tanda r c ir c uit   pa r a mete r   ( 1) ,   C =   4, 338   pF .     4. 3.   T h ird  var iat ion     To   the  ga p   be twe e the  c e nter   g r ound  t r a ns mi s s ion   li ne   a nd  the   int e r na l   meta a r ms   lea d ing   in     C g a p = C 2 ( C 2 ( C v3 C 1 ) 1 )                                                                                                     ( 5 )     w he r e   C v3   is   the  s tanda r c ir c uit   pa r a mete r   f or   3r d   va r iation  f r om  ( 1 ) ,   C g a p   =   3 . 318  pF .   T he   e quivale nt  c ir c uit   pa r a mete r s   f or   C =   1. 4719   pF ,   C 2   =   4. 338   pF ,   C g a p   =   3 . 3182  pF ,   L p   =   2 . 845  nH  a r e   e xtr a c ted  a s   s hown     the  T a ble  1 .   T he   thor ough   e quivale nt  ha ir pin - DG S   c e ll   c ir c uit   c a be   s e e in  F igur e   7 .       T a ble  1.   Da ta  de r ived  a nd   mea s ur e f or   the  th r e e   Ha ir pin - DG S   c e ll   va r iations     1 st   va r ia ti on   2 nd   va r ia ti on   3 rd   va r ia ti on   f c   in  G H z   1.9   1.2   1.39   f 0   in  G H z   2.38   1.33   1.61   C  i n pF   C v1 =  1.4719   C v2  =  5.81   C v3  =  3.352         ( a )       ( b)     F ig ur e   4.   Ha ir pin - DG S   c e ll   1 st   va r iation   ( a )   t opology   of   the  c onc e ptual  ha ir pin   c e ll - DGS ,   ( b)   r e s ult s   S - pa r a mete r s   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
T E L KO M NI KA   T e lec omm un   C omput   E C ontr o l         A   nov e c r os s - c oupled  mic r os tr ip  bandpas s   fi lt e r   w it hair pin - DG r e s onator s   .   ( C he ti oui  M oham me d)   469     ( a )       ( b)     F ig ur e   5.   Ha ir pin - DG S   c e ll   2 nd   Va r iation:     ( a )   t opology   of   the  c onc e ptual  ha ir pin   c e ll - DG S ,   ( b)   r e s ult s   S - pa r a mete r s         ( a )       ( b)     F ig ur e   6.   Ha ir pin - DG S   c e ll   3 rd   Va r iation:     ( a )   t opology   of   the  c onc e ptual  ha ir pin   c e ll - DG S ,   ( b)   r e s ult s   S - pa r a mete r s   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                I S S N :   1693 - 6930   T E L KO M NI KA   T e lec omm un   C omput   E C ontr o l Vol.   18 ,   No .   1 F e br ua r 2020 :    46 5   -   47 5   470       ( a )   ( b)     F ig ur e   7.   Ha ir pin - DG S   c e ll ( a )   e quivale nt   c ir c uit ,   ( b)   s im ulate S - pa r a mete r s       5.   DE S I GN  OF   T HE   S E COND   ORDE M B P F   U S I NG  HAI RP I N - DGS   CE L L                                     I or de r   to  a c hieve   a   us e f ul  de s ign  mi c r os tr ip  ba ndpa s s   f il ter ,   t wo  of   the  ha ir pin - DG S   c e ll s   ( r e s ona tor s )   a lr e a dy  identif ied  we r e   c ombi ne d .   T h e   M B P F   is   s im ulate d   with  a   c e nter   f r e que nc f 0 =   1. 34  GH z   a nd  a   f r a c ti ona l   ba ndwidth   F B W   =   11 . 8%   with   r e tur los s   R L   =   20  dB .   B oth  r e s ona tor s   a r e   s ymm e tr ic  a nd   is olate by  a   dis tanc e   S   a s   s e e in  F igu r e   8 T w f if ty - Ohm  mi c r os tr ip   li ne s   s ymm e tr ica ll f e e the  DG S   ha ir pin  r e s ona tor s .   T he   na tur e   of   the  f e e us e in f l ue nc e s   the  f il ter   r e s pons e   s ymm e tr ica C he bys he r e s pons e   is   obtaine d   by  us ing  the   f e e d   a r r a nge ment   s e e in   F igur e   9   T he   e xter na l   qua li ty   f a c tor   is   obtain e d   by   c ha ng ing  the  e xpa nde d   s tub.   T he   r e s ona nt  f r e que nc of   th e   c a vi ty   is   s e ns ibl e   to  the  length   of   the   s tub .   F igur e   10  s hows   the  r e s pons e   of   the  one   tr a ns mi s s ion  z e r be c a us e     the  f e e ding   li ne s   pa s s   ve r y   c los e   to   the   s e c ond  r e s ona tor   a nd   a r e   poo r ly   c oupled T he   tr a ns mi s s ion  z e r o   loca ti on  c a be   ope r a ted  by  incr e a s ing   the  f e e li ne s   to  f if ty - Ohm .   T wo  tr a ns mi s s ion  z e r os   a r e   obtaine a s   s hown  in  F igur e   11,   due   to   the   c r os s - c oupli ng   be twe e the  input   a nd  the   output   por ts .   B c ha nging    the  dis tanc e   be twe e the  f if ty   mi c r os tr ip   f e e l ines ,   the  loca ti on  of   the  t r a ns mi s s ion  z e r os   c a be   c ontr oll e d.           ( a )   ( b)     F ig ur e   8.   C oupled  ha ir pin - DG S   M B P F ( a )   3D   vie w,   ( b )   l a yout       6.   DE S I GN  AN S I M UL AT I ON  OF   T HE   NOVE L   HAI RP I N - DGS   M B P F   6. 1.   E xt e r n al  q u ali t y   f ac t or   an d   c ou p li n g   p ar am e t e r s       F igur e   12  il lus tr a tes   the  va r ious   c oupli ng  c onf igur a ti ons   that  a r e   a ppr opr iate   f or   the  de s ign  of   M B P F   c r os s - c oupli ng  r e s ona tor T he   s ha pe s   a ,   b   a nd   c   a r e   the   r e s ult   of   va r ious   or ienta ti ons   of   a   c ouple  of     ha ir pin - DG S   r e s ona tor s   is olate by  di s tan c e   S   u s ing  a   s ubs tr a te  with  a   r e lative  diele c tr ic   ε r   =   3. 38  a nd  a   thi c kne s s   =   0. 813   mm .   T he   c oupli ng   c oe f f icie nt s   [ 4,   6 ]   s hown  in   the   F igu r e   12   a r e   de ter m inate d   us ing  the   E M   HFS S   by  c oupli ng  the  c on f igur a ti on   to   a   f if t y - Ohm Ω   f e e d   li ne F r om  dis tanc e   f r e que nc ies   the  c oupli ng   c oe f f icie nts   c a be   c a lcula ted .   s   s hown  in  F igur e   13,   the   e xter na qua li ty   f a c tor   [ 4   ]   is   bu il t   a the   other   pa r t   of   a   s ubs tr a te  by   a     f if ty - Ohm  mi c r os tr ip   li ne   with   a   r e lative   diele c tr ic   ε r   = 3. 38 ,   the   e xter na l   qua li ty   f a c tor   va lue   is   de r iv e f r o the  AN S Y S   HFS S   s im ulato r T he s e   r e s ona nt  f r e q ue nc ies   do  not   s igni f ica ntl y   c ha nge   whe ne ve r   the   f e e li ne   is   s li ghtl moved  by   a   dis tanc e   d .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
T E L KO M NI KA   T e lec omm un   C omput   E C ontr o l         A   nov e c r os s - c oupled  mic r os tr ip  bandpas s   fi lt e r   w it hair pin - DG r e s onator s   .   ( C he ti oui  M oham me d)   471       F ig ur e   9.   C ompac s e c ond  or de r   c oupled  r e s ona tor s   M B P   f il ter   ( with  the   f ir s t   f e e ding  c onf igu r a ti on)           F ig ur e   10.   C ompac s e c ond  or de r   c oupled  r e s ona tor s   M B P   f il ter   ( with   the  s e c ond  f e e ding  c onf igu r a ti on)           F ig ur e   11.   C ompac s e c ond  or de r   c oupled  r e s ona tor s   M B P   f il ter   ( with   the  thi r f e e ding   c onf igur a ti on )       6. 2.   S im u lat io n   of   t h e   im p r ove d   h airpi n - DGS   M B P F   mul ti laye r   s tr uc tur e   is   us e to  incr e a s e   the  e f f ici e nc of   the  tr a dit ional   ba nd - pa s s   f il ter .   T he   nove l   s c he me  is   s im il a r   to   the  c u r r e nt   f il ter   but ,   a s   s how in   F igur e   14,   the   c r os s - c oupled  r e s ona tor s   a r e   s hif ted  to   the  bott om  laye r   a s   ha ir pin - DGS T his   s ug ge s ted  ge ometr ica c onc e pt  is   ba s e on  u s ing  many  laye r e laye r s .   T his   wa s   obs e r ve to  incr e a s e   the  e f f icie nc a nd  to  r e duc e   the  ove r a ll   f il te r   s ize .   T he   lt e r   is   s im ula ted   with  f 0   =   1. 2   GH z   a nd  F B W   =   91. % .   I thi s   s it ua ti on  a   f our - or de r   f il te r   wa s   gue s s e d,   the  c oupli ng  matr ix  e xtr a c ted  f or   the   c oupli ng   a nd   the   e xter na l   qua li ty   f a c tor   f r om   the   opti mi z a ti on   s c he me  [ 5   ]   a r e   a s   c onti nue s   to  f oll ow:     m = [ 0 0 . 1577 0 0 . 0008 0 . 1577 0 0 . 1236 0 . 0198 0 0 . 1236 0 0 . 1564 0 . 0008 0 . 0198 0 . 1564 0 ]                                                                                                   ( 6 )     Q in = Q ou t =   5. 9126    Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                I S S N :   1693 - 6930   T E L KO M NI KA   T e lec omm un   C omput   E C ontr o l Vol.   18 ,   No .   1 F e br ua r 2020 :    46 5   -   47 5   472       ( a )         ( b)         ( c )     F ig ur e   12.   C oupli ng  c oe f f icie nts   f or   the  di f f e r e nt   h a ir pin - DG S   c lee s ( a )   magne ti c   Att r a c ti on ,   ( b)   e lec tr ic   a tt r a c ti on   a nd   ( c )   mi xe a tt r a c ti on       T he   s ugge s ted  ha ir pin - DG S   M B P F   wa s   de s igned  to  s im ulate   on  e ve a   s ubs tr a te  ( r e lative   diele c tr ic   ε r   o f   3 . 38   a nd   a   thi c kne s s   o f   0. 813   mm ) .   T he   E M   s im ulation   r e s ult s   of   the   c a s c a de M B P F   a nd     the  c ompac mul ti laye r   ba ndpa s s   pe r f or med  us in HFS S   a r e   s hown  in  F igur e   15 .   T he   s im ulate qua li ty  of     the  s ugge s ted  f our   or de r   M B P F   is   pr e s e nted  in  F igur e   15   (b ) .   T he   E M   s im ulate r e s ult s   indi c a te  a   c e nter   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
T E L KO M NI KA   T e lec omm un   C omput   E C ontr o l         A   nov e c r os s - c oupled  mic r os tr ip  bandpas s   fi lt e r   w it hair pin - DG r e s onator s   .   ( C he ti oui  M oham me d)   473   f r e que nc of   1 . GH z ,   a   F B W   o f   91 . 7% ,   a   typi c a ins e r ti on  los s   o f   1 . 05   dB   a nd   a   typ ica r e tu r los s   of     13. dB .   T ha c a be   s e e f r om  F igur e   15   ( b)   that  the  s im ulate r e s ult s   indi c a te  be s unif or mi ty  with   s im ulation  r e s ult s   F igur e   15   ( a ) T he   s im ulate c ompac mul ti laye r   M B P F   with  ha ir pin - DG S   ha s   a   mi ddle  f r e que nc of   1 . GH z   a nd   a   s uppr e s s ion  gr a de   of   20  dB   be twe e 1. a nd   3. 5   GH z the  pa s s ba nd  ins e r ti on  los   s   is   a r ound  1. 05  dB .   T his   de mons tr a tes   that  the  s ugge s ted   c ompac mul ti laye r   c oupled  ha ir pin - DG S   M B P F   ha s   s igni f ica ntl e nha nc e d   e f f icie nc as   oppos e d   t the  c a s c a de M B P F   without   the  ha ir p in - DG S .           ( a )         ( b)     F ig ur e   13.   E x ter na qua li ty   f a c tor   c ha nge s ( a )   1 s t   f e e ding  pos it ion,   ( b )   2 nd   f e e ding  pos it ion           F ig ur e   14.   3D  vis ua li z a ti on  o f   the   c a s c a de M B P   f il ter   tr a ns it ion   ( lef t )   to     c ompac mul ti laye r   M B P   f i lt e r   ( r ight )   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                I S S N :   1693 - 6930   T E L KO M NI KA   T e lec omm un   C omput   E C ontr o l Vol.   18 ,   No .   1 F e br ua r 2020 :    46 5   -   47 5   474     ( a )       ( b)     F ig ur e   15.   S im ulation   r e s ult s ( a )   of   the  c a s c a de M B P   f il ter   without   ha ir pin - DG S ,     ( b)   to   c ompac mul ti laye r   M B P   f il ter   with   ha ir pin - DGS       7.   CONC L USI ON     I thi s   wor k   ne w   de s ign  of   a   c r os s - c oupled  mi c r os tr ip  ba ndpa s s   f il ter   ba s e on  ha ir pin   d e f e c ted  gr ound  s tr uc tur e   r e s ona tor s   us ing  a c c ur a te  c oupl ing  matr ix  tec hnique  ha s   be e pr opos e f or   mi c r owa ve   c omm unica ti on  s ys tems .   T he   pa pe r   de s c r ibes   the  f il ter   e quivale nt  c ir c uit   model   a nd  inves ti ga tes   the  inf luenc e   of   it s   ge ometr ica pa r a mete r s   on  it s   r e s ona nc e   a nd  c uto f f   f r e que nc ies .   T he   pa pe r   de mons tr a tes   that    the  f e e ding  c onf igur a ti on  a f f e c ts   s igni f ica ntl t he   f il ter   r e s pons e   a f ter   ha ving  inves ti ga ted  it s   dif f e r e nt   e xter na c oupli ng   mec ha nis ms .   A   ne f our   or de r   M B P   f il ter   us ing   c oupli ng  matr ix   e xtr a c ti on   with   a   mi ddle   f r e que nc of   1 . 2   GH z   a nd  a   F B W   of   91 . 7%   ha s   be e a c hieve by  movi ng  the  c r os s   c oupled  r e s ona tor s   to     the  bott om  il ter   laye r   f o r mi ng  ha ir pin - DG S   r e s ona tor s   to  im pr ove   the  e f f icie nc y   of   the  M B P   f il ter   a nd   R e moves   the  ha r moni c s .       RE F E RE NC E S     [1 ]   A .   R.   A l i ,   et   a l . ,   D i rect   Cr o s s - co u p l ed   Re s o n at o F i l t ers   U s i n g   D efect e d   G r o u n d   S t r u ct u re   (D G S)  Re s o n at o rs ,   IE E E   M i c r o w a ve  a n d   Co m m u n i ca t i o n   E n g i n eer i n g ,   m i c r o wa v co n f er e n ce ,   2 0 0 5 .   [2 ]   M.   A w i d a,   et   a l . Mu l t i - b an d p a s s   F i l t ers   u s i n g   mu l t i - armed   s p l i t   r i n g   r es o n t o r s   w i t h   d i rect   fee d ,   IE E E   M / T - In t e r n a t i o n a l   M i c r o w a ve  S y m p o s i u m ,   H o n o l u l u ,   H a wa i i p p .   9 1 3 - 9 1 6 ,   J u n   2 0 0 7 .   [3 ]   J .   K .   X i ao ,   et   al . ,   “N o v el   co m p act   s p l i t   ri n g   s t e p p e d - i mp ed a n ce  res o n at o (s i r)  b an d p a s s   fil t ers   w i t h   t ra n s m i s s i o n   zero s , ”  J.   E l ec t r o m a g n .   W a v e s   A p p l .,  v o l .   2 1 ,   n o .   3 ,   p p .   329 - 3 3 9 ,   2 0 0 7 .   [4 ]   J .   S.   H o n g   a n d   M.   J .   L an cas t er,   Mi cro s t r i p   Fi l t er s   fo R FIMi cro w av A p p l i ca t i o n s ,   W i l ey ,   N e w   Y o rk ,   2 0 0 1 .   [5 ]   R.   J .   Camero n ,   et   al . Mi cr o w a v Fi l t er s   fo C o mmu n i cat i o n   Sy s t em s :   F u n d amen t al s ,   D e s i g n ,   an d   A p p l i ca t i o n s ,   W i l ey ,   2 0 0 7 .   [6 ]   S.     J o v a n o v i ć   a n d   A.   N i ć ,   “Mi cro s t r i p   b an d p a s s   fi l t er  w i t h   n ew   t y p o f   ca p aci t i v co u p l ed   re s o n at o rs ,   E l ec t r o n i cs   Let t er s v o l .   4 1 ,   n o .   1 ,   pp .   19 - 2 1 ,   J an   2 0 0 5 .   [7 ]   L .   Si n g h   an d   P.   K .   Si n g h al ,   “D e s i g n   an d   A n a l y s i s   o f   H ai rp i n   L i n Ban d p a s s   Fi l t er , ”  In t e r n a t i o n a l   Jo u r n a l   o f   A d v a n ce d   R es e a r c h   i n   E l ec t r o n i c s   a n d   Co m m u n i ca t i o n   E n g i n ee r i n g   (IJ A R E CE ) v ol .   2 ,   n o .   2 ,   p p .   2 2 8 - 2 3 0 ,     Feb   2 0 1 3 .   [8 ]   L .   Fei ,   et   al . ,   “N o v el   Co mp ac t t ri p l e - b an d p a s s   fi l t er  u s i n g   λ / 4   res o n a t o p a i rs   w i t h   co mmo n   v i g r o u n d , ”  P r o cee d i n g   o f   t h P r o g r e s s   i n   E l ect r o m a g n e t i c s   R es e a r c h   S y m p o s i u m pp .   1 2 2 0 - 24 2 0 1 2 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.