T E L KO M NIK A , V ol . 1 7 No. 5 O c tob er   201 9 , p p. 2 410 ~ 2 417   IS S N: 1 69 3 - 6 93 0 accr ed ited   F irst  Gr ad e b K em en r istekdikti,  Decr ee  No: 2 1/E/ K P T /20 18   DOI:   10.12928/TE LK OM N IK A .v 1 7 i 5 . 12193   â—¼    24 10       Rec ei v ed   J an u ary  3 , 2 01 9 ;   Rev i s ed   A pri l  1 4 , 2 01 9 ; A c c ep ted   Ma y  9 ,  20 1 9   A   n o v e l co mp a c t CPW  tu na ble s to ban d f il ter u sing  a  ne w  Z - DG S - res on at or f or micr o w a v e ap plica ti on s       E lmah jou b y   S g h ir * 1 A h m ed E r r ki k 2 Ja mal  Zb it o u 3 , Lar b E l a b d e lla o u i 4   A b d e lal i T ajmo u ati 5 , M o h amed L atr ac h 6   1 ,2 ,3 ,4 ,5 L M EE T   L a b o ra to ry  F ST   o Se tt a Has s a n  1 s Uni v e rs i t y M o ro c c o   6 M i c ro w a v e  g ro u p  ESEO  An g e rs Bo u l e v a rd  J e a n   J e a n n e te a u An g e rs ,  Pra n c i s   *C o rre s p o n d i n g  a u th o r,   e - m a i l e l m a h j o u b y .s g h i r@g m a i l .c o m       Ab strac t     Th e   p a p e p re s e n ts   a   n o v e l   v e ry   c o m p a c CP W   b a n d s to p   f i l te r.  Th e   d e s i g n e d   s tr u c t u re   c o n s i s t s   o o n e   u n i o f   n e Z - DG re s o n a to r,  p l a c e d   o n  t o p  l a y e o f   g r o u n d  p l a n e   b e twe e n   th e   i n p u a n d   o u tp u th i s   s tru c tu re ,   whi c h   i s   e x c i te d   b y   50 - ohm   c o p l a n a r   l i n e .   Th e   d e s i g n e d   f i l te r   c a n  b e   u s e d  i n   X - B a n d  a p p l i c a ti o n s   a s   th e   b a n d   s to p   c a n   b e   s h i ft e d   to   a n y   o th e d e s i re d   fr e q u e n c y   b y   tu n i n g   th e   l e n g t h   o th e   Z - DG S.     Th e   p ro p o s e d   fi l te r   to p o l o g y   h a s   a s   b e n e fi t s   g o o d   p e rf o rm a n c e s   i n   te rm s   o wid e   s to p - b a n d   re j e c ti o n l o w   i n s e r ti o n   l o s s ,   h i g h   re t u rn   l o s s s i m p l e   d e s i g n   a n d   m o r e   s m a l l   s i z e   (1 7 .9 0 8 × 1 0   m m 2 c o m p a re d   t o   o th e r   p re v i o u s   wor k s   t h o s e   re p o rt e d   i n   l i te r a tu re   Th e   s to p - b a n d   wid th   i s   fr o m   3 .9 6   G H z   to   6 .2 1   G H z e x h i b i ts   a   22 . 25 - dB   re j e c t i o n   b a n d wid t h   o f   4 5 %   wi th   h i g h   s e l e c ti v i t y   c h a ra c te r i s ti c   a t h e   c e n t e r   fre q u e n c y   o f     5 .0 5   G H z .       Key w ords c o p l a n a l i n e d e fe c te d   g ro u n d  s tru c tu re   (DG S) ,   s to p b a n d  f i l te r,   tu n a b l e - s t o p  s to p b a n d       Copy righ ©  2 0 1 9   Uni v e rsi t a s  Ahm a D a hl a n.  All  rig ht s  r e s e rve d .       1.  Int r o d u ctio n   W i t th te c hn ol og y   de v el o pi ng B an ds top   f i l te r s   be c a m e s s en ti al   c o m po ne n ts   o f   m o s t   m i c r ow av an m ob i l c o mm un i c ati on   s y s te m s w hi l al l ow i ng   de s i r ed   s i gn al s   t pa s s   t hrough   an to  s up p r e s s   th i nte r f eren c s i gn al   an i nh i bi oth er  hi gh e r   ha r m o ni c s   [1,   2 ].  Ul tr w i de   ba nd s top   f i l te r s   a r e   l es s   pu bl i s he d,   c o m p are   to   m i c r o s t r i p.  How ev er,  c op l an a r   w av eg ui de   ( CP W )   pre s en t   l o o ad v an t ag es   s u c h   a s   e as y   c on ne c t i on s   i s e r i es s hu n w i tho ut   v i ho l a nd   l o w   di s pe r s i on   e ffe c i n   the   m i c r ow av an d   m i l l i m ete r   de v i c e s   an i n s en ti v i t y   to   s u bs tr a te     thi c k ne s s   [3,   4].   How ev er,   t he   de s i gn   o an   U W B - B an ds top   f i l ter  w i th  c o m pa c s i z e,  l ow   r e f l e c ti on   c oe ff i c i en t i n  th ei r   s top ba nd , l ow  i ns er ti on  l o s s  an d w i de  r ej e c ti on - ba nd , i s  a  c ha l l en gi n g   tas k .     De f e c ted   g r ou nd   s t r u c t u r e s   DG S   on e   c a nd i da te   of  v e r y   s u c c e s s f ul   ap p r oa c he s   to   a c hi ev s i gn i f i c an s i z r ed uc ti on   [5 - 7],   an s up p r e s s i ng   ha r m o ni c s   [8 - 10 ].  D G S   el e m en ts   c an   be   us e i n   v ario us   k i nd s   o f     c o m p on en ts   s u c as   ba nd pa s s   f i l te r s l ow pa s s   f i l te r s   an s top ba nd     f i l te r s   [11 12 ] a s   w el l   as   i thi s   p ap er an   et c hi ng   c ertai pa tte r   i the   groun d   pl an c ha n ge     the   eq ui v al en c ap a c i tan c e   an i nd uc tan c o f   t he   tr a ns m i s s i on   l i ne     an pe r tu r the   c u r r e n t   di s t r i bu ti on   i the   c op l an ar  l i ne c au s i ng     an   i n c r ea s e s   i th e ff e c ti v i n d uc tan c an d   c ap a c i tan c o f   the   l i ne   [13 - 15 ],  an   l ea d s   t r ej ec ti o o f   the   s i gn al   at  c ertai n   fr eq ue n c y   ba nd   de ter m i ne b y  th e p ara m et ers  ge o m et r i c s  o f  de fec ted   ground   s ha pe   T he r a r v a r i ou s   k i nd s   of   DG S   c on f i gu r ati on s   s u c a s   r e c tan gu l ar  [1 6,  17 ],     du m bb el l   [18 ,   19 ] s pi r al   [1 9,   20 ] fr a c tal   [21 ] an d   H - s ha pe [22 ].  In  thi s   pa pe r ,   a   no v el   c o m pa c t   DG S   w i th  Z   top ol og y   ha s   be en   propo s ed   f o r   a   no v el   Co m pa c CP W   T u na bl S t op   B an F i l ter.     T he   s tr u c tu r ha s   v ery   c o m pa c ge o m e tr y an pres en t s   go od   pe r f o r m an c i n   ter m s   o f   l ow   i ns er ti on   l os s hi gh   r etu r l os s an fr ac ti on al   ba nd w i dth T he   tun ab l e ffe c ha s   be en   v eri f i ed   w i th  an   e x c el l en r e s ul t   w i th  ad j u s ti ng   on   the   l en g th  o Z - D G S   r e s on ato r   to   ge tti ng   oth e r   ba nd s   ap pl i c ati on s   a s   c an   be   us e i X - B an ap pl i c ati on s .   T he   c o m pa c t   f i l te r   a r de s i g ne d,  f ab r i c a ted   an m ea s u r ed T he   c o m p aris o be tw ee r e s ul t s   s h ow s   r ea s on ab l ag r ee m en be tw ee n     the   m ea s ured  an s i m ul ate d re s po n s e s .           Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
T E L KO M NIK A     IS S N:  1 69 3 - 6 93 0   â—¼     A  no v e l  c o mp ac t C P W  tu na bl e s t op   b an d  fi l ter  us i ng  a  ne w Z - DG S . .    ( E l m ah j ou b y   S gh i r )   2411   2.  Ch a r ac t e r isti cs  of  t h New   Z - DG S     Nov el   Z - s ha pe d   de f ec ted   groun s tr uc ture  ( DG S )   on   the   c o pl an ar  l i ne   i s   pres e nte to   prov i de   ba n d - r ej ec ti o pr op ert y   wi th   an   i m prov ed   f ac tor.  Ne w   ge om etri Z   DG S   i nv es ti ga te d,  ha s   s i m pl s ha p es   c om pa r ed   to  t he   c o nv en t i on al   D G S s ho wev er,  th e y   prov i de   m ore   s tee r ej ec ti on   c ha r ac teri s t i c s .   T h i de w as the   de s i gn   o f   s i m pl e f i l te r   top ol og y w hi c c on s i s t s   o f   on e   r es on ato r s   pl ac ed   v e r ti c al l y   i the   groun pl an e,  an thu s   t f u r the r   i m prov the   s ha r pn e s s   o f     the   tr an s i ti on   k ne an to  r ed uc the   c i r c ui are w i th  de s i gn   f l e x i bi l i ty T he   D G S   c an   be   ea s i l y   r ed u c ed   to  an   Z - s ha pe d   r es on ato r   b y   r e m ov i ng   f i r s tl y   the   tw v erti c al   s i de   ar m s   to  t he   tw o   pa r al l el   ho r i z on tal   f o r m ,   as   s ho w i F i gu r 1 T hi s   c h an ge   c au s i ng   th i nd u c tan c o the   DG S   r es on ato r   t o   c on s i de r ab l y   de c r ea s e S e c on dl y ne w   c ap ac i tan c i s   c r ea ted   b etw ee the   tw o   ho r i z on tal   ar m s   by   r em ov i ng   ho r i z on tal   s i de   a r m   o DG S   to  s l op i ng   ar m   i n   the   m i dd l o D G S .   B as ed   o t he   U - s l ot   D G S   s tr u c tu r e   i [23 ],   w p r op os e   an   no v el   Z - s ha pe d   de f e c ted   g r ou n d   s t r uc t ur e,   as   s ho w i n   F i gu r 1.   T h Z   DG S   i n   the   g r ou nd   pl an e   e x c i ted   by   50   oh m s   l i ne   ha s   a   eff ec t o r e s on at or  c i r c ui t , w hi c c an  be   m od el ed  a s  pa r al l el  LC re s on an c i r c ui t.           ( a)   ( b)     F i gu r 1.   D i f f erent DG S  g e om etri es : (a)   u - s ha pe d  DG S , (b)   t h e p r o po s ed  Z - DG S       T he   eq ui v al en t   c i r c ui pa r a m ete r s   c an   be   e x t r a c ted   fr o m   an   el e c t r o m ag ne ti c   s i mu l ati on   b y   m at c hi ng   to  a   on e   po l B utt e r w orth   ba nd   s top   f i l ter  r e s po n s e.   T he   de tai l ed   an al y s i s   i s   ex pl ai ne d   i [2 4].   It   c an   be   m od el ed   by   pa r al l el   LC   c i r c ui a s   s h ow i F i gu r e   2.   T he   v al ue s   o the  i nd u c tan c e L  an c ap ac i tan c c an  be   c o m pu ted   us i ng  th f ol l ow i ng  eq ua ti on s  [2 5 , 2 6] :      = w c 2Z 0 (  0 2 −  î²´ 2 )     ( 1)      = 1 4 ( î°—  0 ) 2      ( 2)     T he   c al c ul ate   v a l u es   of   pa r am ete r s   an are  r es pe c ti v e l y   L= 0.1 5 36 2 n an d   C= 6. 46 5 3p F S i m ul ati o r e s ul ts   are  de pi c te i F i gu r 3,   w h i c s ho w s   the   c ha r ac teri s ti c s   of   s top   ba n f i l ter.  T he   DG S   c el l   i s   s i m ul ate us i ng   M o m en tu m   A gi l en t.  T he   v al ue s   of   the   c ut - of f r eq ue nc y   f c   an r es on a nc f r eq ue nc y   f c an   b f ou n f r o m   the   tr an s m i s s i on   c ha r ac teri s ti c s   of  the  Z DG S wi th  t he   v a l u es  of  f 0= 5.0 5 GH z  a nd  f c = 3. 9 67  G H z .             F i gu r 2.  L C - eq u i v al en t c i r c ui t f or    Z - DG S  r es on at or     F i gu r 3.  C i r c ui an d  E M - s i m ul ati on s  of     Z - DG S  c el l   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
             â—¼                IS S N: 16 93 - 6 93 0   T E L KO M NIK A     V ol .   1 7 ,  No 5 O c tob er   20 19 :   2 41 0 - 2 4 17   2412   3.  De sign  of  t h P r o p o se d  CP W  S t o p  Band  F ilter   T he   propos ed   c om pa c s top   b an f i l ter  wi th  t he   pro po s ed   c o nf i gu r at i on   of   Z - DG S   on     the   gro un p l a ne   of   the   c op l an ar  l i n i s   s ho w i F i gu r 4.  O the   t w s i d es   of   the   ground   pl a ne t he r ar t w Z - s h ap es   w h i c are  c o nn ec t e to  th g ap   of   c on du c t or  l i n w i t t wo  r ec tan gu l ar  s l ots   of   the   wi dt w s = 0.2 04   m m an l e ng t l s = 0.4 m m T he   c ha r ac teri s ti c   i m pe da nc of   the   c op l an ar  l i ne   c on s i s ts   of   50 Ω,  wi th  s i gn a l   l i ne   wi dt of   W = 1. m m   an d     the   g ap   wi dth G = 0. 20 m m T he   propos ed   DG S   s t op ba nd   f i l ter  i s   d es i gn ed   on   a   F R4  s ub s tr at wi th  r e l at i v di el ec tr i c   c on s tan 4 .4  an th i c k ne s s   of  1.6   m m .   F i gu r s ho w s the   DG S   s tr uc ture  h ere  i s   a   Z   s ha p etc h ed   i t he   gro un d   p l an e.   T hi s   Z   s h ap e   DG S   i s   c on n ec ted   to     the   l i ne  ga b y   a  r ec tan gl e   tr an s v ers e  s l ot   w i th  l e ng t of   l s  an wi dt of   w s . T he  p r op os ed  c i r c ui t   i s   op ti m i z e b y   us i n M om en tu m   ba s ed   on   m o m en ts   m eth od T he   v al u es   of   di ff erent  pa r am ete r s   of   s tr uc ture  are  de p i c ted   i n   T ab l 1.   T he   v al u es   of   di f f erent  pa r am ete r s   of   s tr uc ture   are de pi c te d i n T ab l 1.           F i gu r 4.  S tr uc ture  of  CP W   s top ba nd  f i l ter  wi th  Z - DG S       T ab l 1 V a l ue s   of   Di f f erent P aram ete r s   of   P r op os ed   C P W  S top b an F i l t er   P a r a m e t e r   V a lue   ( mm )   L   10   l   1 7 . 9 0 8   Lz   4   lz   4   wz   0 . 2 0 4   Ls   0 . 2 0 4   ls   0 . 4   w   1 . 5   G   0 . 2 0 4       In  order   to  de s i gn   c om pa c ba nd   s top   f i l t er  wi th  a i m prov e m en c ha r ac teri s ti c s   i s top   an pa s s   b an d   i t erm s   of   i ns erti on   l os s hi g r et urn  l os s   an d   v er y   s h arp  tr a ns i ti on an h i g qu a l i t y   f ac tor,  i i s   n ec es s ar y   t s up pr es s   the   un de s i r ed   ha r m on i c s to  ac hi ev t hi s   go a l   th ere  are  l ot  of   m eth od s   as   c as c ad ed p erio di c   DG S   s tr uc ture  an E B G bu t he s m eth od s   i nf l ue nc on   the   s ei z of   the   s tr uc ture T ac hi e v th i s   go a l   a nd   k ep th e   s ei z of   f i l ter  un c ha n ge d the   pres en s tr uc ture  w i t Z - DG S   to po l og y   i s   go od   c an di da te   wi th  go o c ha r ac teri s ti c s   f r eq ue nc y   wi th ou a n y   a dd i ti on a l   e l e m en ts .   T he   c o m pl ete   an a l y s i s   of   the   f i l ter  do ne   wi th   E s i m ul ati o t o ol .   F i g ure  di s p l a y s   t he   i ns erti on   l os s   ( S 21 )   an d   r et urn   l os s   ( S 11 )   of  Z - DG S   s tr uc ture.   A s   no t ed   f r om   t he   S - p aram ete r   s tud i es t he   un i c e l l   o f   Z - DG S   f or     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
T E L KO M NIK A     IS S N:  1 69 3 - 6 93 0   â—¼     A  no v e l  c o mp ac t C P W  tu na bl e s t op   b an d  fi l ter  us i ng  a  ne w Z - DG S . .    ( E l m ah j ou b y   S gh i r )   2413   the   pr op os e s top ba n f i l t er  ex hi bi ts   m i ni m al   i ns ert i o l os s be tt er  tha - 1. d B   al o ng   t he   pa s s   ba nd   wi th  r etu r n   l os s   ( S 11 )   be l o − 20   dB   w i tho ut  an y   oth ers   h arm on i c s   r es po ns e A   po t en t i a l l y   wi de   s to pb a nd   ex i s ts   be t ween     3.9 G H z     an   6. 21   G Hz wi th  r es o na nc f r eq ue nc y   ar ou n 5.0 5   G H z t he   i ns ert i o l o s s   ( S 21 )   i s   b ett er   th an   − 2 2   d B   an d   a   l o r etu r n   l os s   ( S 11 )   be t ter    than - 1. 0 d B   i n t he  s to pb a n d.   T i nv es ti ga t the   ef f ec of   the   c ha ng of   di m en s i on s   of   r ec tan gu l ar  etc he s l ot.   F i r s tl y ,   the   l en gt l s   i s   c ha n ge an a l l   o the r   d i m en s i on s   are  k ep c on s tan t.    S ec o n dl y the   s am e   proc es s   wi th   th wi dt L s   of   the   r ec tan g ul ar  etc h ed   s l ot.   A s   s h o w n   i n   F i g ure   6   ( a)  a nd     F i gu r e   ( b),   the   m od i f i c ati on   of   th l en gth   l s   a nd   the   wi dt Ls   of   the   r ec t an g ul ar   DG S   s l o h av e   no b i i nf l u en c on   the   f r eq ue nc y   r es p on s e.   T he r efo r e,  th es pa r am ete r s   are  no s i gn i f i c an to  op t i m i z th r es on a nc f r eq ue nc y S o,  f or  c on tr o l l i n the   f r eq ue nc y   r es p on s o f   the   propos e s top ba nd   f i l t er,  i i s   ne c es s ar y   to  i n v es t i ga t th pa r a m ete r s   o f   the   Z   DG S ex ac tl y   the   l en gth   l z   an d t he   wi dt h L z .             F i gu r e  5.   S i m ul ate S - pa r a m ete r  of  th e p r op os ed   s top ba nd   f i l ter  wi th  Z - DG S  d ev i c e           ( a)   ( b)     F i gu r 6.  S - pa r am ete r s  of  Z - DG S  s top b an d f i l ter: ( a)  E f f ec t o f  v aria ti on  of  th e l en gth   l s ,   ( b) Ef f ec t o f  v aria ti on  of  th e  wi dt h L s       4.  T u n ing  of  Z - DG S  CP W   S t o p b and  Filt er  Ch ar ac t er istics   In  or de r   t c o ntro l   an d   to   i n v es ti ga t t he   f r eq ue nc y   r es po ns e   of   th propos e s t o pb an f i l ter,  to  de m on s tr ate   the   v al i di t y   of   s tr uc ture  to  ap p l i ed   i ot he r   f r eq ue nc y   r es p on s do m ai ns   wi th   r eq ui r e c ha r ac teri s ti c s the   A D S   A g i l en t   m o m en tum   ha s   b ee n   us e t de s i g a nd   to   op ti m i z t he   pro po s ed   Z - DG S   f i l ter.    A s   d em on s tr ate   ab o v e Z - DG S   un i i s   eq u i v al e nt  to  r es on an t   c i r c ui an c an   be   m od el ed   b y   c om bi na t i on   of   i nd uc ti v an d   c ap ac i ti v e   el em en ts S o,   the   arm s   of   Z - DG S   un i t   c o r r es po nd s   t a   p aral l e l   i nd uc tan c an d   c ap ac i ta nc e.  T he r ef ore,  an y   c ha ng i t he   p aram ete r s   of   Z - DG S   un i w i l l   i nf l ue nc on   the   r es p on s f r eq ue nc y .   It  m ea ns   tha t,   the   v aria t i o of   the   di m en s i on s   of   Z - DG S   un i t,  ex ac t l y   th l e ng t an wi dt h,  s hi f ts   the   c ut - off  f r eq ue nc y   a nd   t he   at ten ua t i on   po l of   the   pro po s ed   s t op   ba nd   f i l t er  i the   f r eq u e nc y   do m ai n,  as   s ho w i F i gu r an F i g ure  8.  F i r s tl y t he   wi dt ( L z )   of   Z   ar m   w as   v arie an al l   th oth er  di m en s i on s   of   Z   DG S   un i wer k ep un c ha n ge d.  F i gu r s ho w   the   s i m ul at ed   r e s ul ts   gi v en   wi th   thi s  proc es s   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
             â—¼                IS S N: 16 93 - 6 93 0   T E L KO M NIK A     V ol .   1 7 ,  No 5 O c tob er   20 19 :   2 41 0 - 2 4 17   2414   In  th s ec on d th i nv ers e   proc es s w he n,  th l en gth   ( l z )   of   Z   arm   w as   v ari ed   an al l     the   ot he r   d i m en s i on s   of   Z   DG S   un i w er k ep un c ha ng ed F i g ure  8   ( a)  a nd   F i g ure  8   ( b),  s ho w s   the   s i m ul ati on   r es ul ts   of   the   r etu r l os s   an th i ns erti on   l os s r es pe c ti v e l y .   A s   r es ul ts   s ho wn,  the   at ten ua t i on   po l of   th e   r es on an c f r eq u en c y   tr an s l ate s   to  hi gh er  f r eq ue nc y ,   whi l o ne   of    the   di m en s i on s   ( l e ng t an d   w i dth )   of   Z   ar m   de c r ea s es W hi l e,  the   m ov es   up   of   the   r es on a nc f r eq ue nc y   r em ai ns   v er y   s i g ni f i c an t   w i t the   c ha ng e   of   the   l en gth   ( l s ) c om pa r ed   to  v ari ati on   of   the   wi dt ( Ls ) I m ea ns   th at,   t he   l en gth   ( l s )   of   th Z - DG S   u ni t   r em ai th m os i m po r tan f ac to r   to  a dj us an t un i ng   the   c e ntral   f r eq u en c y   to   i m prov t he   c om pa c tne s s   of   the   pro po s ed   f i l ter  f or   ot he r   hi g r es po ns f r eq u en c y   wi th ou t   an y   ad d i ti on a l   e l em en ts T he r ef ore,  k ee the   c om pa c t   s ei z of   s tr uc ture.   A t he   l en gt of   1   m m the   r es on an f r eq u en c y   l ea ds   to   hi g he r   f r eq ue nc y   r an ge   arou nd   9   G H z wi t c o m pa c f r eq ue nc y   c ha r ac t eris ti c s It  m ea ns   th at,   the   de s i g ne d   f i l ter  c an   b us ed   i n   X - B a nd   ap pl i c a ti o ns a nd   ot he r   s e v er al   m i c r owav ap p l i c at i o ns   b y   ad j us ti ng   th l en gth   of  th e Z - DG S   un i t.           F i gu r 7.   S 21 - p aram ete r s  of  Z - DG S  s top  ba n d f i l t er: E f f ec t o f  v aria ti on   of  th wi dt h  L z             F i gu r 8.  E f f ec t o f  v aria ti on   of  th e l en gt h l z : (a)   S 1 1 - pa r am ete r s  of  Z - DG S  s top  ba n d f i l ter ,     ( b) S2 1 - p aram ete r s  of  Z - D G S  s top   ba n d f i l ter       5.  Dist r ibu t ion  of   S u r f a ce   Cu r r ent   at  P a ss - Band   and   S t o p - Band  Frequ en c y  R a n g es   B as i n on   b eh a v i ors   of   s ur f ac c urr en de ns i t y   e ne r g i es th ai m   of   thi s   i nv es ti g ati o i s   to  d em on s tr ate   th r e l at i o ns hi p   be t w e en   the   E M - s i m ul ati on   r es ul ts   an t he   s urf ac c urr e nt   de ns i t y   d i s tr i bu ti o of   the   propos ed   Z - DG S   s to pb an f i l ter.  F i gu r s h o ws   the   c urr en t   di s tr i b uti on   s i m ul ate at  t wo  di f f erent  f r eq ue nc i es   r es p ec ti v el y   i th p as s ba nd   F i gu r 9   ( a),  an i s top b an F i gu r 9   ( b).  T he   f i r s E f i el di s tr i bu t i on   i s   at  f r e qu en c y   G H z   an th s ec on on at  f r eq ue nc y   G H z .   A s   r es ul t,   i n   F i g ure  9   ( a)  we  c an   ob s erv t ha t he   c urr en e ne r g i es   was   tr an s m i tte al on the   propos ed   f i l t er  s tr uc ture  f r o m   the   i np u to  the   o ut pu an i i s   i m po r tan aroun the   Z - D G S at  the   f r eq ue nc y   of   G H z w h i c m ea ns   tha the   f i l ter  i s   i   the   p as s ba nd   s ta te.   I the   oth er  s i d e,  as   F i gu r ( b),  s ho w s at  th G H z   f r eq ue nc y th ere  i s   a   hi g c urr en t   d i s tr i b uti on   en ergi es   i n   th f i r s p art  of   s tr uc ture,  whi l e   bl oc k ed   aro un d   the   p ort  1   an th Z - DG S   un i t,  a nd   n c urr en ne ar  t the   o utp ut   po r 2,  the r ef ore  no   tr an s m i s s i on   of   RF   po w er f r om  th e i np ut  p ort to  th ou tp ut  p ort,  w h i c h m ea ns  th at  t he  f i l ter i s   i n t he  s to pb an d s tat e.    Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
T E L KO M NIK A     IS S N:  1 69 3 - 6 93 0   â—¼     A  no v e l  c o mp ac t C P W  tu na bl e s t op   b an d  fi l ter  us i ng  a  ne w Z - DG S . .    ( E l m ah j ou b y   S gh i r )   2415       F i gu r 9.  S i m ul ate d s urf ac e c urr en t d e ns i t y : (a)   A t f = 2 G H z , (b)   A t f = 5G H z       6.  F abri ca t ion  and   M ea su r ed Re sult s   T he   f i l ter  i s   d es i g ne d   a nd   f ab r i c ate o the   s ub s tr ate   wi t t hi c k ne s s   h = 1 . m m ,   di e l ec tr i c   l os s   t an g en t   of   0.0 2 a nd   a   r el ati v e   d i e l e c tr i c   c on s tan t   εr =4 . 4.   T he   ph oto gr ap h   of   f ab r i c ate f i l ter  i s   s ho wn   i F i gu r 10 T he   s i m u l ate pe r f orm an c w as   ob tai ne us i ng   Mo m en tum   A gi l en ba s ed   on   MO M,  an d   m ea s ure m en i s   ac c om pl i s he wi t h   A gi l en t   87 57   D   ne t w ork   an al y z er T he   s i m ul at ed   an m ea s ured   r es ul ts   are   s ho w n   i n   F i g ure   11 .   T he   f ab r i c ate d   s top ba nd   f i l t er  ha s   m i ni m al   i ns erti on   l os s ab o ut  - 1. dB   a l on th pa s s   ba nd wi th  r et urn  l os s   ( S 11 )   be l o w   − 2 d B T he   i ns erti on   l os s   ( S 21 )   i s   a bo u − 1 2d B   an l o r et urn  l os s   ( S 1 1)    ab ou t   - 2.0   d B   i th s to pb an d,  wi th ou an y   o the r s   ha r m on i c s   r es po ns e.  C om pa r ed   wi th     the   s i m ul ate r es u l ts the r e   i s   s l i gh tl y   s hi f i th att e nu at i on   po l of   the   s top ba n an a v er ag r etu r l os s T ho s i ntro du c ed   b y   the   i na c c urac y   i f ab r i c ati o n,  i m pl em en tat i o an are  ex pe c te m ai nl y   du e   to  the   r ef l ec ti o n s   f r o m   the   S M A   c o nn ec tor s G en era l l y g oo d   a gree m en be t w ee the  s i m ul at i on   an d  m ea s ur em en t i s  ac hi e v e d.            F i gu r 10 .   T he  p ho t og r a ph y   of  th prop os ed  Z - DG S   b an ds to f i l ter   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
             â—¼                IS S N: 16 93 - 6 93 0   T E L KO M NIK A     V ol .   1 7 ,  No 5 O c tob er   20 19 :   2 41 0 - 2 4 17   2416       ( a)   ( b)     F i gu r 11 Com pa r i s on  b et ween   the  m ea s ured a nd  s i m ul ate d res ul ts   ( a) S1 1 - p aram ete r s,   ( b) S2 1 - pa r am ete r s       7.  Co n clus ion   In  t hi s   pa p er,  A   n o v el   c om pa c s top ba n f i l t er  us i ng   n e Z - DG S   top ol og y   was   de s i gn ed   an s i m ul ate w i t i ts   e qu i v a l en c i r c ui t.  T he   ne w   pro po s ed   f i l t er  i s   s m al l er  i s i z e,  c on tr ol l ab l i n   f r eq ue nc y   a nd   s i m pl i m pl em en tat i on ,   wi th   s i m pl un i t   a nd   w i tho ut  an y   ad d i t i on a l   el e m en ts .   T v erif y   t he   pe r f or m an c e,  the   f i l ter  was   f ab r i c ate a n m ea s ured.  T he   m ea s urem en ts   s ho w e d   go od   ag r e em en w i t th s i m ul ati on s A l l   t he s go o f ea tures   t og et he r s uc h   c o m pa c s i z e tun a bl e   f r eq u en c y   a nd   s i m pl f ab r i c at i o n,  ou r   pro po s e s tr uc ture  wi th  Z - DG S   top ol o g y   wi l l   be   go od  at tr ac t i v e c an di d ate  f or app l i c a ti o ns  i n  v ario us  i n teg r ate d m i c r ow a v e c i r c ui ts .       A c kno w ledg men t   W e   tha nk   Mr.  Mh am ed   La tr ac h   f r o m   E S E O   A ng ers   i F r an c e,  f or  al l o wi ng   us   to  u s an d   to  pe r f orm  s i m ul ati on s  b y  u s i ng  e l ec tr om ag ne t i c  s ol v er s  an d m ea s urem en t i ns tr um en ts .       Ref er en ce s     [1 ]   Bo u t e j d a r A   O m a r,   B u rte .   Hig h   Pe rf o rm a n c e   W i d e   Sto p   Ba n d   L o w   Pa s s   Fi l te r   Us i n g   a   Ve rti c a l l y   Cou p l e d   DG S - D M S - Res o n a to rs   a n d   In te rd i g i t a l   Cap a c i t o r.  M O TL   M i c ro wav e   a n d   O p ti c a l  T e c h n o l o g y   L e tt e r s 2 0 1 4 5 6 (1 ) 8 7 - 92.   [2 ]   L i   R,   Ki m   D   I,   Cho   M Com p a c s tru c tu r e   w i th   th re e   a t te n u a t i o n   p o l e s   f o i m p r o v i n g   s t o p b a n d   c h a ra c te r i s t i c s IEEE   M i c ro wa v e    Wi re l e s s  Co m p o n   L e tt .   2 0 0 6 1 6 ( 1 2 ):  6 6 3 - 665.   [3 ]   Che n L i n Ho.   Q u s i - L u m p e d   Des i g n   o Ba n d p a s s   F i l t e Us i n g   Co m b i n e d   CP W   a n d   M i c ro s tri p .   Pro g re s s  I n  El e c tro m a g n e ti c s   Res e a r c h  L e tt e r s 2 0 0 9 ;  9 5 9 - 66.   [4 ]   Ria z i a t   M,   Ba n d y   S,   Zd a s i u k   G.   Cop l a n a w a v e g u i d e s   fo r   M M ICs M i c ro wav e   J o u rn a l .   1 9 8 7 ;   3 0 :     125 - 1 3 1 .   [5 ]   Q i a n   Y Coc c i o l i   R,  Si e v e n p i p e D,  Rad i s i c   V,  Y a b l o n o v i tc h   E,  It o h   T M i c ro s tr i p   p a t c h   a n t e n n a   u s i n g   n o v e l  p h o to n i c   b a n d - g a p  s tr u c tu re s .   M i c ro wav e   J o u r n a l .   1 9 9 9 4 2 6 6 - 7 6 .   [6 ]   Eh a b   H a m a d   KI Sa fw a Am M E,  Ab b a s   O m a r   S.   2 Pe ri o d i c   Def e c te d   G ro u n d   St ru c tu r e   f o r   Cop l a n a W a v e g u i d e G e rm a n  M i c ro w a v e  Co n fe re n c e - G e M IC Ulm 2 0 0 5 :  2 5 - 28.   [7 ]   Cha l l a l   M Bo u te j d a A,  De h m a s   M Az ra A,  O m a A.   Com p a c m i c r o s tr i p   l o w - p a s s   fi l te d e s i g n   w i t h   u l tra - w i d e   r e j e c b a n d   u s i n g   a   n o v e l   q u a rte r - c i rc l e   DG s h a p e A p p l   Com p   El e c tr o   So c i e t y   (ACES)   J o u rn a l .   2 0 1 2 2 7 ( 1 0 ):  8 0 8 - 8 1 5 .   [8 ]   L i u   H,   L i   Z,   Su n   X M a o   J Harm o n i c   s u p p re s s i o n   w i th   p h o to n i c   b a n d g a p   a n d   d e fe c te d   g ro u n d   s tru c tu re   fo r   a   m i c ro s tri p   p a tc h   a n te n n a IEEE  M i c ro wav e   a n d   Wi re l e s s   Com p o n e n t s   L e tt e rs .   2 0 0 5 ;   1 5 (2 ):  5 5 - 5 6 .   [9 ]   Haro u n i   Z,   O s m a n   L ,   G h a rs a l l a h   A .   Eff i c i e n t   2 . 4 5   G H z   p ro x i m i ty   c o u p l e d   m i c ro s tri p   p a tc h   a n te n n a   d e s i g n   i n c l u d i n g   h a rm o n i c   re j e c ti n g   d e v i c e   f o m i c r o wav e   e n e rg y   tr a n s fe r.   i n   Pro c e e d i n g s   o t h e   In te rn a ti o n a l  Re n e w a b l e  En e r g y  Co n g re s s S o u s s e 2 0 1 0 7 3 - 75.   [1 0 ]   L i n   X W a n g   L Su n   J .   Harm o n i c   s u p p re s s i o n   b y   p h o t o n i c   b a n d g a p   o n   CP W   f e d   l o o p   s l o t   a n t e n n a .   M i c ro wav e  a n d  Opt i c a l   Te c h n o l o g y  L e tt e r s .   2 0 0 4 4 1 (2 ):  1 5 4 - 156.   [1 1 ]   Ab d e l   Rah m a n   AB,  V e rm a   AK,  Bo u t e j d a A,   O m a r   AS.   Con tro l   o b a n d s to p   re s p o n s e   o Hi - Lo  m i c r o s tr i p  l o w - p a s s  f i l t e r u s i n g  s l o t  i n   g ro u n d  p l a n e IEEE  M i c ro wav e  T h e o ry 2 0 0 4 5 2 1 0 0 8 - 1 0 1 3 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
T E L KO M NIK A     IS S N:  1 69 3 - 6 93 0   â—¼     A  no v e l  c o mp ac t C P W  tu na bl e s t op   b an d  fi l ter  us i ng  a  ne w Z - DG S . .    ( E l m ah j ou b y   S gh i r )   2417   [1 2 ]   Bo u te j d a A,   Ab b a s   O ,   Ed m u n d   PB,   M i k u ta   R.   A n   I m p r o v e m e n t   o D e fe c te d   G ro u n d   Stru c tu r e   L o w p a s s /Ba n d p a s s   F i l te r s   U s i n g   H - Sl o Re s o n a to rs   a n d   Cou p l i n g   M a tri x   M e th o d .   J o u rn a l   o f   M i c ro wav e s  Opt o e l e c tro n i c s   a n d  El e c tro m a g n e ti c  Ap p l i c a t i o n s .   2 0 1 1 ;  1 0 (2 ) 2 9 5 - 3 0 7 .   [1 3 ]   Bo u te j d a A,  An a t o l i y   B,  J a n   M Ed m u n d   B,  Ab a s s   O New  Tra n s f o rm a ti o n   o Ba n d p a s s   Fi l te to   Ba n d s t o p   Fi l te Us i n g   M u l ti l a y e Te c h n i q u e   a n d   U - Def e c t e d  Grou n d   Stru c tu re   DG S.  IEEE  X p l o re   a n d   14 th   Con fe re n c e   o n  M i c ro w a v e  T e c h n i q u e s Pra g u e Cz e c h  R e p u b l i c .  2 0 0 8 9 7 8 4 2 4 4 - 2 1 3 8 .   [1 4 ]   M a n d a l   M K,  Sa n y a l   S.  A   n o v e l   d e fe c te d   g ro u n d   s tr u c t u re   f o p l a n a r   c i rc u i ts IEEE   M i c ro wav e   a n d   Wi re l e s s  Co m p o n e n ts  L e tt e rs .   2 0 0 6 ;  1 6 ( 2 ):  9 3 - 95.   [1 5 ]   Bo u te j d a A.   Des i g n   o c o m p a c re c o n fi g u r a b l e   b r o a d b a n d   b a n d - s to p   fi l t e b a s e d   o n   a   l o w - p a s s   fi l t e r   u s i n g   h a l c i rc l e   DG re s o n a to a n d  m u l t i - l a y e r t e c h n i q u e .   Pr o g re s s   In   El e c tro m a g n e ti c s   R e s e a r c h  C Sc h e d u l e d .   2 0 1 7 7 1 9 1 - 1 0 0 .   [1 6 ]   L e e  Y T L i m  J S,  Pa r k  J S,  Ah n   D, Na m  S.   A n o v e l  p h a s e  n o i s e  re d u c ti o n  t e c h n i q u e   i n  o s c i l l a to rs  u s i n g   d e fe c te d   g ro u n d   s tru c tu re .   IEE E M i c ro w a v e   W i r e l e s s   c o n fe re n c e C o m p o n 2 0 0 2 1 2 :  3 9 - 41.   [1 7 ]   Ki m   J P,  Pa r k  W S .   M i c ro s tri p   l o w p a s s   f i l t e w i th   m u l t i s l o ts   o n   g ro u n d   p l a n e El e c tro n i c s   L e tt e rs .   2 0 0 1 ;   3 7 (2 5 ):  1 5 2 5 - 1 5 2 6 .   [1 8 ]   Chu n g   Y J e o n   S,   Ah n   D,   Cho i   J It o h   T Hig h   i s o l a ti o n   d u a l   p o l a r i z e d   p a tc h   a n t e n n a   u s i n g   i n te g ra te d   d e fe c te d   g ro u n d   s tru c tu re .   IEE E M i c ro w a v e   W i r e l e s s  C o n fe r e n c e 2 0 0 4 1 4 (1 ):  4 - 6.   [1 9 ]   Y o o n   J S,   Ki m   J G Pa rk   J S,   Pa rk   CS,   L i m   J B,   Ch o   HG ,   Ka n g   KY A   n e w   DG re s o n a to a n d   i t s   a p p l i c a t i o n  t o  b a n d p a s s  f i l te d e s i g n IEEE  M TT - S.   2 0 0 4 3 :  1 6 0 5 - 1 6 0 8 .   [2 0 ]   Ki m   CS,   L i m   J S,  Na m   S,   Ka n g   KY Ah n   D.   Eq u i v a l e n c i r c u i t   m o d e l i n g   o f   s p i ra l   d e fe c t e d   g r o u n d   s tru c tu re   fo m i c r o s tr i p  l i n e .   El e c tro n  L e t te rs .   2 0 0 2 3 8 (1 9 ) 1 1 0 9 - 1 1 2 0 .   [2 1 ]   Fu   Y Q Y u a n   NC ,   Zh a n g   G H n o v e l   fra c ta l   m i c ro s t ri p   P BG   s tru c tu re M i c ro O p T e c h n o l   L e tt .   2 0 0 2 3 2 1 3 6 - 138.   [2 2 ]   M a n d a l   M K,  Sa n y a l   S.  n o v e l   d e fe c te d   g ro u n d   s tru c tu re   fo p l a n a c i r c u i t s .   IEEE  M i c ro w   W i re l   Con fe re n c e .  2 0 0 6 1 6 (2 ):  9 3 - 9 5 .   [2 3 ]   W o o   DJ L e e   T K,  L e e   J W .   No v e l   U - Sl o a n d   V - Sl o DG Ss   fo b a n d s to p   fi l l te w i th   i m p ro v e d   Q   fa c to r .   IEEE   Tra n s  o n  M i c ro wa v e  T h e o ry  a n d  T e c h n i q u e s .  2 0 0 6 5 4 ( 6 );  2 8 4 0 - 2 8 4 7 .   [2 4 ]   Bo u te j d a A Ab b a s   O E d m u n d   B Re i n h a r d   M An   I m p r o v e m e n t   o f   Def e c te d   G ro u n d   Stru c tu r e   L o w p a s s /Ba n d p a s s   F i l te r s   U s i n g   H - Sl o Re s o n a to rs   a n d   Cou p l i n g   M a tri x   M e th o d J o u rn a l   o f   M i c ro wav e s O p t o e l e c tr o n i c s   a n d  El e c tro m a g n e ti c  Ap p l i c a t i o n s 2 0 1 1 ;  1 0 (2 ) 2 9 5 - 3 0 7 .   [2 5 ]   Bo u te j d a A,  Ra m a d a n   A,  M a k k e y   M O m a A.  Des i g n   o c o m p a c M i c ro s tr i p   l o wpa s s   f i l t e rs   u s i n g   a   U - s h a p e d   d e f e c te d   g ro u n d   s t ru c tu r e   a n d   c o m p e n s a te d   m i c ro s tr i p   l i n e 3 6 th   Eu ro p e a n   M i c ro w a v e   Con fe re n c e .  M a n c h e s t e r.  2 0 0 6 :   267 - 2 7 0 .   [2 6 ]   Ab d e l Ra h m a n   A,   Ve r m a   K,  Bo u t e j d a A,   Ab b a s   O Con tro l   o f   b a n d - s to p   re s p o n s e   o H i - Lo  m i c r o s tr i p   l o w - p a s s   fi l te r   u s i n g   s l o i n   g ro u n d   p l a n e .   IEEE  Tra n s .   o n   M i c ro wav e   Th e o ry   a n d   T e c h 2 0 0 4 5 2 1 0 0 8 - 1 0 1 3 .       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.