I nte rna t io na l J o urna l o f   E lect rica l a nd   Co m p ute r  E ng in ee ring   ( I J E CE )   Vo l.   11 ,   No .   2 ,  A p r il   2 0 2 1 ,   p p .   1 3 4 6 ~1 3 5 5   I SS N:  2 0 8 8 - 8708 ,  DOI : 1 0 . 1 1 5 9 1 / i j e ce . v 1 1 i 2 . p p 1 3 4 6 - 1 3 5 5          1346       J o ur na l ho m ep a g e :  h ttp : //ij ec e. ia esco r e. co m   New  desig n of  w i deba nd  m icro str i p branch li ne cou pler using   T - sha pe and o pen  stub  for 5 G  appli ca tion       Ali A bd ula t ee f   Abdu lba ri 1 ,   Sh a rul K a m a l A bd ul Ra hi m 2 ,   M o ha m a d  Z o ino l A bi din   Abd Az iz 3 ,    K .   G .   T a n 4 ,   N.   K .   No o rdin 5 ,   M .   Z.   M.   No r 6   1, 2 W irele ss   Co m m u n ica ti o n   Ce n tr e   (W CC),   S c h o o l   o f   El e c tri c a l  En g in e e rin g ,   Un iv e rsiti   T e k n o lo g i  M a la y sia   (U T M ),   S k u d a i,   M a lay sia   3 Ce n tre f o r  T e lec o m m u n ica ti o n   R e se a rc h   a n d   In n o v a ti o n   (Ce T RI),   F a c u lt y   o f   El e c tro n ic an d   C o m p u ter E n g in e e rin g ,   Un iv e rsiti   T e k n ik a l  M a la y sia   M e l a k a   (U T e M ),   M e lak a ,   M a la y si a   4 F a c u lt y   o f   En g in e e rin g   a n d   T e c h n o l o g y ,   M u lt im e d ia Un iv e rsit y ,   M e lak a ,   M a la y sia   5 F a c u lt y   o f   En g in e e rin g ,   Un iv e rsity   P u tra M a lay s ia,  S e lan g o r,   M a la y sia     6 F a c u lt y   o f   El e c tri c a l  En g in e e rin g ,   UiT M   Ca wa n g a n   Jo h o r,   Ka m p u s P a sir  G u d a n g ,  J o h o r ,  M a lay sia       Art icle  I nfo     AB ST RAC T   A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   A p r   2 ,   2 0 2 0   R ev i s ed   J u l 1 6 ,   2 0 2 0   A cc ep ted   Sep   2 6 ,   2 0 20       A   n e w  d e sig n   o f  w id e b a n d   b ra n c h - li n e   c o u p ler  (BL C)  u sin g   T - s h a p e   w it h   o p e n   stu b   m icro strip   li n e   is  p ro p o se d .   T h e   b ra n c h   li n e   c o u p ler  is  in teg ra ted   w i t h   l o w   a n d   h i g h   i m p e d a n c e   λ / 4   t r a n s m i s s i o n   l i n e s   t o   a c h i e v e   t h e   c o m p a r a t i v e l y   c o m p a c t   s i z e   o f   ( 2 7 . 2   mm   ×   1 6 . 5   m m ) .   O p e r a t i n g   th e   b a n d w id th   i n   si m u late d   o f  BL C  f ro m   2 . 9   to   4   G Hz   is  o b tain e d   3 0 . 2 2 %   w it h   a   f re q u e n c y   c e n ter  o f    3 . 5   G Hz .   M e a n w h il e ,   th e   m e a s u re d   b a n d w id th   o f   th e   BL C  is  c o v e r  f ro m     2 . 8   G Hz   to   4 . 2 2   G Hz   is  e q u a l  3 3 . 4 0 %   a t  th e   c e n ter  f r e q u e n c y   3 . 5 5   G Hz   re sp e c ti v e l y .   T h e   BL C  si m u late d   h a s  l o w   iso latio n   a n d   h ig h   re t u rn   lo ss   o f     - 2 9 . 2 8   d B   a n d   - 3 0 . 6 9   d B   a t   t h e   c e n t e r   f r e q u e n c y   3 . 5   G H z .   W h e r e a s ,   t h e   m e a su re d   re su lt   h a s  a   si m p le  d if fe re n c e   in   th e   re tu rn   lo ss   a n d   is o l a ti o n   a re   - 2 7 . 4 3   d B   a n d   - 2 4 . 4 6   d B  a t  th e   f re q u e n c y   3 . 5 5   G Hz   re sp e c ti v e l y .   T h is  BL C   d e sig n   h a s  a   g o o d   c o u p li n g   f a c t o r  o f   - 2 . 9 7   a n d   i n se rti o n   l o ss   o f   - 3 . 6 5   d B.   F u r t h e r m o r e ,   i t   o b t a i n s   a n   e x c e l l e n t   a m p l i t u d e   a n d   p h a s e s   d i f f e r e n t   b e t w e e n   t w o   o u t p u t   o f   ± 0 . 1   a n d   9 3 . 6 ° ± 3 . 4 °   w i t h   h i g h   p e r f o r m a n c e .   T h e r e   i s   a   g o o d   a g r e e m e n t   b e t w e e n   t h e   s i m u l a t e d   r e s u l t   a n d   t h e   m e a s u r e d   r e s u l t .   T h i s   b r a n c h   l i n e   c o u p l e r   d e s i g n   u s e d   f o r   5 G   a p p l i c a t i o n s   f o r   f u t u r e   w i r e l e s s   c o m m u n ica ti o n   sy s tem s.   K ey w o r d s :   3 - d B   b r an ch - li n e  co u p ler   5G   P h ase  s h if t   Slo t T   s h ap e   T -   m o d el  o p en   s t u b   W id eb an d   B L C   T h is i s  a n   o p e n   a c c e ss   a rticle   u n d e r th e   CC B Y - SA   li c e n se .     C o r r e s p o nd ing   A uth o r :   A li  A b d u latee f   A b d u lb ar i   W ir el ess   C o m m u n icatio n   C e n tr e  ( W C C )   Sch o o l o f   E lectr ical  E n g i n ee r i n g   Un i v er s iti T ek n o lo g i M ala y s ia   ( UT M)   Sk u d ai  8 1 3 1 0 ,   Ma lay s ia   E m ail:  alila teef u t m @ g m ai l.c o m       1.   I NT RO D UCT I O N   T h e  b r an ch - li n e  co u p ler   ( B L C )  is   an   i m p o r tan t  co m p o n e n t  i n   th e  m icr o w a v e  i n teg r ated   ci r cu it  s u ch   as p o w er   d iv id er ,   m o d u lato r s ,   p h ase  s h i f ter   an d   f ee d in g   n et wo r k   to   b ea m f o r m in g   n et w o r k .   I t h as t h e  ab ili t y   to   d iv id e  th e   p o w er   eq u all y / u n e q u all y   w it h   a  9 0 °  p h ase  d i f f er en ce   b et w ee n   t h e  o u tp u t  t h r o u g h   an d   t h e  co u p led   p o r t.  T h e  tr ad itio n al  B L C   is   ea s il y   i m p le m en ted   u s i n g   a  q u ar ter - w av e  tr a n s m i s s io n   l in e  ( QW T L s )   th at   in cl u d es  th e  i m p ed an ce   o f   Zo / √ 2 = 35 . 35   Ω       an d   Zo = 50   Ω   [ 1 ] .   T h e  co n v en tio n al  B L C   s i n g le  s ec tio n   i s   r ea lized   b y   th e  λ /4   m icr o s tr i p   lin e  ( QW L M L s )   b y   th r ee   li n es   as  9 0 °  tr an s m is s io n   li n es,  o n e   1 8 0 °   tr an s m i s s io n   lin e,   o n e  - 9 0 ° tr an s m is s io n   l in e  w it h   s p ec i f i ed   ch ar ac ter is t ic  i m p ed an ce   [ 2 ,   3 ] .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:  2 0 8 8 - 8708       N ew d esig n   o f wi d eb a n d   micro s tr ip   b r a n ch   lin e  co u p ler u s in g   …  ( A li A b d u la teef  A b d u lb a r i )   1347   T h e  m aj o r   is s u es   i n   co n v en t io n al  B L C s   ar e  th e   lar g e  s iz e  o f   λ /4   a n d   t h e  n ar r o w   b an d w id t h   o f     1 0% - 2 0 %  [ 4 ]   w h ic h   li m its   t h eir   u s ag e.   Ma n y   tech n iq u e s   h av e  b ee n   p r o p o s ed   to   o v er co m e  th e s e  is s u e s   s u c h   as  u s i n g   c a s c a d i n g   [ 5 ]   a n d   a   T - s h a p e d   t r a n s m i s s i o n   l i n e ,   w h i c h   r e d u c e s   t h e   s i z e   b y   5 5 %   [ 6 ] .   T h e   r e g u l a r   m i c r o s t r i p   B L C   i s   r e p l a c e d   w i t h   a   l u m p e d   c i r c u i t ,   m a d e   f r o m   tw o   o p e n   s t u b s   b y   a   s e r i e s   o f   t r a n s m i s s i o n   l i n e   ( T L )   [ 7 ] ,   an d   it   r ed u ce s   th e  s ize  o f   B L C   to   5 5 . 2 %  w i th   a  f r ac tio n a l  b an d w i d th   o f   5 6 %  b ased   o n   t h e  l u m p ed   e l e m e n t   m e t h o d ,   f r a c t a l   g e o m e t r y   [ 8 ] ,   t h r e e - s e c t i o n   b r a n c h - l i n e   h y b r i d   [ 9 ] ,   a   m u l t i l a y e r   [ 1 0 ] ,   a   m e a n d e r   l i n e   [ 1 1 ] ,   an d   a  d u al - b an d   b r an ch - lin e  co u p ler   [ 1 2 ] .   Var i o u s   tec h n iq u es  h a v e  b ee n   e m p lo y ed   to   m in ia tu r ize  t h e  s ize   o f   th e  m icr o w a v e  co m p o n e n t   ( s ) ,   to   r ed u ce   th e  B L C   s ize  a n d   to   in cr ea s e  th e  b an d w id t h .   T h er ef o r e,   th e  s ize  r ed u ctio n   is   v er y   i m p o r tan t  f o r   d ev elo p in g   t h e   h i g h - p er f o r m a n ce   r ad io   f r eq u en c y ,   a n d   s tr i n g e n t  r eq u ir e m en ts   s h o u ld   b e  in   p lace   f o r   th e  f u t u r e  m icr o w av e  co m m u n icatio n   s y s te m s   [ 1 3 ] .       I n   th is   s t u d y ,   a   co m p ac t  n e w   d esig n   f o r   a  w id eb an d   B L C   u s in g   a   T - s h ap e  an d   a n   o p en   s t u b   o n   th e   TL   is   p r o p o s ed .   T h e  tr an s m i s s io n   li n e  co n s i s ts   o f   a  h o r izo n t al  o p en - s tu b   w it h   a  s lo t  o f   T - s h ap e  an d   a  v er tica l   T - s h ap e  co n n ec ted   to   th e  ce n te r   o f   th e  T L .   T h e  s y m m etr i ca l  T - s h ap e  tr an s m is s io n   li n e   is   o n e  o f   th e  b est  m et h o d s   to   r ea lized   m icr o w av e  as  in   [ 1 4 ] .   T h e  p r o p o s ed   B L C   w id eb an d   ( QW T L )   s tr u ct u r e  h ast h e  ca p ab ilit y   to   ac h iev e  a  w id eb an d   f r eq u e n c y   r atio   o p er atio n .   T h e  o v er all  p r o p o s ed   s tr u ctu r e  is   s i m u lated   b y   u s in g   C ST   Mic r o w a v e  Stu d io   an d   f ab r ic ated   u s in g   a  ch ea p   s u b s tr ate  m ater ial  o f   F R - 4 .   A   g o o d   ag r ee m en t   b et w ee n   th e   s i m u lat io n   an d   m ea s u r e m e n t r esu lt s   w as o b tain ed   t h r o u g h o u t th e  2 . 9   to   4   GHz   f r eq u en c y   b an d .       2.   T H E O R E T I CA L   ANA L YS I S T RAN SM I SS I O N  L I N E   2 . 1 .   M ix ed - m o de  S - pa ra m et er s   o f   t he  B L C   I n   th i s   p ar t,  s ca tter in g   p ar a m eter s   in te g r ated   w it h   t h e  A B C D  m atr i x   o f   t h e  cir cu it  p r o p o s al  w er e   e m p lo y ed   to   o b tain   t h e  an al y s is   s o l u tio n   as  S SB ,   SS E   an d   SS D  ar e  to   d escr ib e  th e  S - p ar a m eter s   a s   in   [ 1 5 ] .   T h e  p r o p o s ed   b r an ch - li n e  c o u p ler   ( B L C )   is   a  s in g le  s e ctio n   co n s i s ti n g   o f   f o u r   p o r ts ,   an d   th e  s ta n d er   s ca tter in g   m atr ix   [ S B L C   ]   ca n   b e  ex p r ess ed   as f o llo w s :     [ ]   =  [       11         12           13           14   21         22         23       24 31       32         33       34 41         42           43     44   ]         ( 1 )       T h e  r elat io n s h ip   b et w ee n   t h e  m i x ed - m o d e  [S MD ]   an d   th e  s ca tter in g   m atr i x   [ S B L C ]   o f   t h e  p r o p o s ed   b r an ch - lin e  co u p ler   ( B L C )   h a s   b ee n   r ep o r ted   as in   [ 1 5 ] .     [  ] = [  ]   [  ]   [  − 1 ]   ( 2)     [S MD ]   =  1 2   [             11       −   21     −     12   +     22                       11       − 21   +   12 −   22         11 +   21     −     12 −       22                               11       +   21   +     12   +       22 √ 2   ( 31 − 32 )                                             √ 2   ( 31 + 32 )         2 33           2 34 √ 2   ( 41 − 42 )                                           √ 2   ( 41 + 42 )         2 43       2 44 √ 2 ( 13 − 23 )                   √ 2 ( 14 − 24 ) √ 2 ( 13 − 23 )               √ 2 ( 14 − 24 ) ]                 ( 3 )     T h e   m a t r i x   e q u a t i o n   [ M T ]   i s   a   s t a n d a r d   o f   S - p a r a m e t e r s   u s e d   i n   t h e   p r o p o s e d   B L C   a n d   c a n   b e   e x p r e s s e d   a s   f o l l o w s :     [ MT ] = 2 √ 2 [ 1 −             1               0                         0     1                           1                       0                       0       0                           0                       √ 2                 0   0                         0                   0                 √ 2   ]     ( 4 )       3.   ST RUC T UR E   O F   P RO P O SE D   B L C  US I N G   T - SH AP E   AND  O P E N  S T UB   T L   T h e  q u ar ter   w av e len g t h   o f   t h e  tr an s m i s s io n   l in e   B L C   is   k n o w n   to   h av e   a  n ar r o w   b an d w id t h   a n d   b u lk y   s ize,   a s   s h o w n   in   Fig u r e  1 ( a ) ,   th e  s ize  o f   t h e  b r an c h - lin e  co u p ler   ( B L C )   co n s id er i n g   t h e  m aj o r   is s u es.   Fig u r e  1 ( b )   s h o w s   t h e  Z 0   a s   w ell  a s   t h e  θo   ch ar ac ter is tic  i m p ed a n ce   an d   t h e  elec tr ical  l en g t h   o f   th e  B L C .     T h e  lay o u t  o f   th e  s y m m e tr ical   T - s h ap e  T L ,   co n s is ts   o f   t w o   s er ies  tr an s m is s io n   li n es  ( Z a1 ,   θa 1 )   an d   th e  s h u n t - o p e n   s t u b   ( Z b2 ,   θ b2 ) .   T h e   d e s i g n   e q u a t i o n   o f   t h e   T - s h a p e   m o d e l   i s   g i v e n   b y   [ 1 6 ]   a n d   c a n   b e   e x p r e s s e d   a s   f o l l o w s :         1 =        1 2   ( 5 )   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8708   I n t J   E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.  11 ,   No .   2 ,  A p r il  2 0 2 1   :   1 3 4 6   -   1355   1348   1   =   1 2        1      2   ( 6 )     Z   i s   th e  c h ar ac ter is ti c  i m p ed a n ce   Ω   o f   t h e  B L C .   T h e  T - s h a p e  m o d el  B L C   ac h ie v es  a  co m p ac t  s iz e   w h e n   θa 1   is   < 9 0 °.  Ho w e v er ,   w h e n   th e  s er ies  ar m   i m p ed an ce   Z a1   i n cr ea s e s ,   th e  s er ies  ar m   le n g th   θa 1   w il l  d ec r ea s e,   w h ile  t h e  s h u n t  i m p ed an ce   Z b1   d ec r ea s es  f o r   a  co n s ta n t  s t u b   len g t h   θ b1 .   T h e  p r esen t  eq u i v ale n t   cir cu it o f   t h e  co n v en t io n al  b r an ch - li n e  co u p ler   is   d ep icted   in   Fig u r e  1   ( c)   an d   Fig u r e  1 (d ).         ( a)     ( b )         ( c)     ( d )     Fig u r e  1 .   ( a)   Fo r m a l 9 0 ° b r an ch - lin e  co u p ler ,   ( b )   e q u iv ale n t  cir cu it o f   λ /4   tr a n s m is s io n   l in e   T - s h ap e  m o d el ,  ( c )   co n v e n tio n al  tr an s m is s io n   lin e,   ( d )   eq u iv ale n t c ir cu it o f   t h e  q u ar ter   w a v ele n g th   λ /4   tr an s m i s s io n   li n e       T h e  s ca tter in g   p ar a m e ter s   o f   t h e  f o u r - B L C   p o r ts ,   S 11 , S 21 ,   S 31 ,   S 41 ,   ar e  e x p r ess ed   i n   ter m   o f   ev e n   a n d   o d d   r ef lectio n   co ef f icie n t s   Γ ee ,   Γ eoo,   Γ ooe  and   Γ oo  w h ic h   ca n   b e  ex p r ess ed   as f o llo w s :     S 11 = Γ ee   +   Γ oe e   +   Γ oo   +     Γ e oo 4     ( 7 a)     S 21 = Γ ee   −   Γ oe e   −   Γ oo   +   Γ e oo   4     ( 7 b )     S 31 = Γ ee   −   Γ oe e   + Γ oo   −   Γ e oo 4     ( 7 c)     S 41   =  − Γ ee   −   Γ oe e   + Γ oo   +   Γ e oo   4     ( 7 d )     T h e  ch ar ac ter is tic  i m p ed an ce ,   f o r   ex a m p le  Z 0 =5 0   Ω, Z 1 =1 3 9 . 7   Ω,  Z 2 =5 4   Ω,  Z 3 =5 8 . 3   Ω   an d   elec tr ical   len g th   θ 1 = θ 2 = θ 3 = 9 0 °  [ 1 7 ] .   T h e   B L C   s i n g le  s ec tio n   is   p r in ted   o n   t h e  s u b s tr ate   f r o m   F R - 4 ,   ƹ r = 4 . 4 ,   lo s s   tan g e n t,   tan   δ=0 . 0 2 5 ,   an d   h =1 . 6   m m .   T h e  p r im ar y   r esi s ta n ce s   o f   t h e  m ai n - li n e  o f   th e   B L C   ar e  Z 1 ,   Z 2 ,   a n d   Z 3 .   T h e  elec tr ical  len g th   θ 1 ,   θ 2 ,   an d   θ 3   is   th e  m a in - li n e  f o r   B L C .   P o r t  1   is   an   in p u t,  p o r t 2   an d   p o r t 3   ar e  o u tp u ts ,   w h i le  p o r t  4   is   an   is o latio n   p o r t.  T h e  w id t h   o f   t h e  m icr o s tr ip   tr an s m i s s io n   li n e  at  3 . 5   GHz   at  th e  ce n ter   f r eq u en c y   w a s   ca lcu la ted   f r o m   t h e  ( 8 )   an d   ca n   b e  ex p r ess ed   as f o llo w s :   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:  2 0 8 8 - 8708       N ew d esig n   o f wi d eb a n d   micro s tr ip   b r a n ch   lin e  co u p ler u s in g   …  ( A li A b d u la teef  A b d u lb a r i )   1349   W  =  {         8ℎ e ( )   ( 2 ) − 2   2ℎ ᴨ   { − 1 − ln ( 2 − 1 ) +   ƹ − 1 2ƹ [    ( − 1 ) + 0 . 39 − 0 . 61 ƹ ] } }           f o r   ℎ < 2     ( 8 )   f o r   ℎ > 2       W h er e     A= 60 √ ƹ + 1 2 + ƹ − 1 ƹ + 1   ( 0 . 025 + 0 . 11 ƹ )     ( 9 )     B= 376 . 73   ᴨ   2 √ ƹ   ( 1 0 )       is   th e  i m p ed an ce   c h ar ac ter is ti c  o f   th e  m icr o s tr ip   lin e  a n d   th e  s u b s cr ip t  N  r ef er s   to   t h e  n u m b er   o f   p o r ts ;  0 ,   1 ,   2 ,   an d   3 .   T h e  len g th   o f   th e  m icr o s tr ip   tr an s m is s io n   li n e  f r o m   t h e  q u ar ter   w a v elen g t h   λ /4   o f   th e   B L C   h as b ee n   r ep o r ted   in   [ 1 ]   an d   w a s   ca lcu lated   f r o m   t h e  ( 1 1 ) ,   w h ich   ca n   b e  ex p r ess ed   a s   f o llo w s :     L =  4 0 √ ƹ  – 0 . 4 1 2   h [ ƹ    +   0 . 3 )   ( ℎ   + 0 . 2 6 4 ) ƹ    −   0 . 258 ) ( ℎ + 0 . 8   ) ]   ( 1 1 )     T h e  v e lo cit y   o f   li g h t  in   s p ac e  is   c= 1 8 6 ,   2 8 2   m iles   p er   s ec o n d ,   an d   th e  e f f ec ti v e  p er m it ti v it y   ƹ eff,   o f   th e  B L C   m icr o s tr ip   lin e,   w as  o b tain ed   as in   [ 1 8 ]   an d   ca n   b e  ex p r ess ed   as f o llo w s :     ƹ eff  = {         ƹ   + 1 2 +   ƹ − 1 2 [ 1 √ 1 + 12ℎ + 0 . 04 ( 1 −   ℎ ) 2 ]        / ℎ ≤ 1 ƹ   +   1 2 + ƹ   −   1 2   ( 1 √ 1 + 12ℎ   / )        / ℎ > 1 }           ( 1 2 )     T h r o u g h   th e  e v en - o d d   m o d e  an al y s is ,   S - p ar a m eter s   o f   th e  r e f lectio n   co ef f icie n t  to   th e  tr an s m i s s i o n   lin e  ( T L )   ca n   b e  ex p r ess ed   in   [ 1 9 ] .   Γ  is   th e  r ef lectio n   co ef f icien t  a n d   T   is   th e  tr an s m i s s i o n   lin e  co ef f icie n t,   m ea n w h i le  ca n   b e  ex p r ess ed   a s   f o llo w s :     Γ= ′ +   " 0   −    0   − ′ +   " 0 + 0 +   ( 1 3 )     T= 2 ′ +   " 0   +    0   +   ( 1 4 )       4.   P RO P O SE D  DE SI G N  B L C  WI T H   T - SH AP E   AN D  O P E N  ST UB   T o   o v er co m e  th e  m aj o r   is s u e s   o f   th e  n ar r o w   b an d w id th   a n d   th e  b u l k y   s ize  o f   t h e  B L C ,   th e   p r o p o s ed   T - s h ap e  a n d   an   o p en   s t u b   w e r e  u s ed   to   r ep lace   a   co n v e n ti o n al  λ /4   o f   th e   tr an s m is s io n   l in e.   F ig u r e   2   s h o w s   th e  s i m u lated   d esig n   o f   th e  p r o p o s ed   B L C   w h er e  a  co m p ac t  d esig n   T - s h ap e  an d   an   o p en   s tu b   w er e  u s ed .   As   s h o w n   i n   F ig u r e s   2 ( a)   a n d   ( b ) ,   T - s h ap ed   s lo ts   w er e  in tr o d u ce d   to   r ep lace   a  co n v en t io n al  ( QW T L )   B L C   d esig n .   I n   th e  p r o p o s ed   d esig n   la y o u t,  th e  a u t h o r   also   i n tr o d u ce d   th e  eq u iv ale n t  o p en   s tu b   d esi g n   w it h   a n   o p en   s tu b   w i th   a  T - s h ap e  m o d el  an d   T - s h ap e  m o d el  s tr u ct u r e  to   th e  p r o p o s ed   la y o u t  i n   o r d er   to   g i v e   a   b e t t e r   p e r f o r m a n c e   i n   t h e   d e s i g n a s   s h o w n   in   F ig u r e  2 ( c)   an d   (d ) .   T h e   T - s h a p e   a p p r o a c h   w a s   a d o p t e d   t o   r e d u c e   t h e   s i z e   o f   t h e   t r a n s m i s s i o n   l i n e   λ / 4   a n d   m i n i a t u r i z e   t h e   m i c r o s t r i p   o f   t h e   B L C .   T h e   i m p e d a n c e s   o f   t h e   h o r i z o n t a l   a n d   v er tical  o f   t h e  b r an c h - lin e   c o u p l er   ( B L C )   ar e  3 5 . 3 6   Ω   an d   5 0   Ω.  Me an w h ile,   t h e  o u tp u t   o f   t h e  p h ase   d if f er e n ce   o f   t h e  q u ad r atu r e   w a v elen g t h   o f   t h e  B L C   is   9 0 °,  an d   th e  e lect r ical  len g th   o f   th e  B L C   i s   θ2 =θ 3 = 9 0 °.  A ll th e  i m p ed an c es a n d   o p ti m ized   p ar a m eter s   f o r   th e  B L C   ar e  p r esen ted   in   Fi g u r e   2.   T h e  Ag ile n t  v ec to r   n et w o r k   a n al y ze r   w as  u s ed   to   te s t t h e  p e r f o r m an ce   o f   t h e  p r o p o s ed   B L C   w h ile  a s   to   en s u r e  t h at  th e  p r o p o s ed   B L C   d esi g n   ac h ie v ed   g o o d   p er f o r m a n ce   an d   w as  co m p ar ed   w it h   t h e  s i m u lated   r esu lt.  Fig u r e   3   s h o w s   t h e  e x p er i m e n tal  s et u p   f o r   t h e  S - p ar am eter s   m ea s u r e m e n t  s etti n g   o f   t h e  p r o p o s ed   B L C .     T h e  n et w o r k   an al y ze r   w a s   u s ed   to   m ea s u r e  S 11 ,   S 21 ,   S 31 ,   an d   S 41   w it h   a  f r eq u en c y   r an g i n g   f r o m   2   GHz   to   5   GHz .   T ab le  1   p r esen ts   all  d i m en s io n s   o f   t h e  p r o p o s ed   B L C .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8708   I n t J   E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.  11 ,   No .   2 ,  A p r il  2 0 2 1   :   1 3 4 6   -   1355   1350     ( a)     ( b )         ( c)     ( d )     Fig u r e  2 .   T h e  s i m u la ted   d esig n   o f   t h e  p r o p o s ed   B L C ,   ( a)   l a y o u t o f   b r an ch - li n e  co u p ler   co m p ac t size,     ( b )   eq u iv alen t T -   s h ap e  s lo t str u ctu r e,   ( c)   eq u iv a len t o p en   s tu b   w it h   T -   s h ap e  m o d e l,  ( d )   eq u i v a len t T -   s h ap e  m o d el  s tr u ct u r e           Fig u r e  3 .   P h o to g r ap h   o f   B L C   u n d er   test   S - p ar a m e ter s       T ab le  1 .   T h e  d im e n s io n   o f   th e   p r o p o s ed   b r an ch - li n e  co u p ler   w it h   T - s h ap e  m o d el  all  d i m e n s io n   ( m m )   P a r a me t e r s    V a l u e     P a r a me t e r s    V a l u e   Z1   3 5 . 3 6 Ω   V1   1   Z2   5 0 . 0 0 Ω   V2   0 . 5 5   θ 1   90°   AR   0 . 7   θ 2   90°   AL   0 . 7   θ 3   90°   WL   1 . 2 8   A l 1   9 . 4   P L 3   0 . 9 3   A l 2   3 . 5   X   1 . 4 6   B l 1   9 . 3   h   1   B l 2   1 . 9   WR   1 . 5   U l 1   8 . 9   B   0 . 6 9   U l 2   2 . 5   AW   0 . 4 1   D1   3 . 9   WA   0 . 5   D2   2 . 5   W’   3 . 9   X1   4 . 1 9   A’   1 . 1   X2   2 . 8 3   L’   1 . 3 1   ZL   1 . 8   Z’   0 . 8 7   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:  2 0 8 8 - 8708       N ew d esig n   o f wi d eb a n d   micro s tr ip   b r a n ch   lin e  co u p ler u s in g   …  ( A li A b d u la teef  A b d u lb a r i )   1351     5.   DE S I G N  I   As  f o r   th e  d esi g n   ( I )   s h o w ed   in   Fi g u r e   4 ,   th e  au t h o r   h ad   d esig n ed   a  co n v e n tio n al  B L C   b y   u s in g   all   th e  ca lcu lated   p ar a m eter s   o b tain ed   th r o u g h   th e   ( 1 1 )   f o r   o b tain in g   t h e  le n g t h   o f   T L   a n d   th e  ( 8 )   in   o b tain in g   th e   w id t h   o f   T L .   A ll  o f   t h e  p ar a m eter s   w er e  o b tain ed   b y   tu n i n g   th e  ce n ter   f r eq u en c y   at   3 . 5   GHz   an d   b y   u s i n g   th e   ch ar ac ter is tic   o f   th e   m ater ial  u s ed   w h ic h   is   FR - 4 .   T h e  f i n a l  d i m e n s io n   o b tai n ed   is   as   f o llo w s :  A 1 =1 0   m m ,   A 2 =4 . 5   m m ,   B 1 =1 0 . 3   mm ,   B 2 =2 . 5   m m ,   C 1 =  0   m m ,   C 2 = 2 . 5   mm.   T h e  o cc u p ied   ar ea   o f   th e  p r o p o s ed   c o u p ler   i s  o f   t h e  d esi g n   ( I )   is   0 . 2 9   λ g ×0 . 1 7   λ g   ( 2 9 ×1 7   mm 2 ) .   T h e  s i m u latio n   r esu lt  o f   d esi g n   ( I )   is   p r esen ted   i n     Fig u r e  5 .   T h e  r esu lts   s h o w   t h at  th e  d if f er e n tial  m o d e  i m p e d an ce   m atch e s ,   w h er e  th e  r et u r n   lo s s   S 11   v alu e  i s     - 2 6 . 4   d B   at  th e   3 . 4   GHz   o p er atin g   f r eq u en c y   a n d   t h eir   is o latio n   S 41   v al u e  ar e  - 2 8 . 6 8   d B   at  th e   3 . 4 3   GHz .   A d d itio n al l y ,   t h e  co u p li n g   f ac to r   S 21   o f   d esig n   ( I )   an d   th e  i n s er tio n   lo s s   S 31   i s   eq u al  to   - 3 . 5   d B   an d   - 3 . 1   d B ,   r esp ec tiv el y .   Fi g u r e   5   also   s h o w s   th a t  th e  f r ac tio n al  b an d w id th   is   2 4 . 4 2 %  f r o m   2. 9   GHz   to   3 . 7   GHz .   Fig u r e  6  s h o w s   t h e  m ea s u r ed   p h ase  d if f er en ce   b et w ee n   t h e  o u tp u t  p o r ts   th r o u g h   S 21   an d   co u p led   S 31 .   I t  in d icate s   th at   d esig n   ( I )   is   ab le  to   co u p le  th e  s ig n al  d iag o n all y   f r o m   t h e  i n p u t to   th e  o u tp u t a t 3   GHz.           Fig u r e  4 .   C o n v e n tio n al  s tr u ctu r e  f o r     b r an ch - lin e  co u p ler       Fig u r e  5 .   T h e  co n v en tio n a l f r e q u en c y   r e s p o n s e  o f     th e  B L C   S1 1 ,   S2 1   S3 1   an d   S4 1           Fig u r e  6 .   T h e  p h ase  o f   th e  d es ig n   ( I )   B C L   b et w ee n   S2 1   an d   S3 1       6.   DE S I G N  I I   Desig n   ( I I )   is   t h e  r e s p o n s e  o f   th e  m icr o s tr ip   B L C   u s i n g   t h e  s l o t  T - s h ap e  an d   an   o p en   s tu b   w it h   h i g h   an d   lo w   i m p ed an ce   w a v ele n g th   o n   th e  h o r izo n tal  w a v ele n g th   tr an s m i s s io n   lin e  3 5 . 3 6   Ω   as  d is cu s s ed   in   th e   p r ev io u s   s ec tio n   ( 3 ) .   C lear l y ,   th e  p r o p o s ed   B L C   en h a n ce s   th e  b an d w id t h   f o r   th e  i m p e d an ce   m atc h i n g   in   d esig n   ( I I )   th r o u g h   th e  i m p le m en tatio n   o f   t h e  T - s h ap e  an d   th e   o p en   s tu b   tech n iq u e s .   Fro m   Fi g u r e  7 ,   th e  v alu e   o f   th e  r et u r n   lo s s   S 11   f o r   th e  p r o p o s ed   d esig n   is   - 3 0 . 6 9   dB   at  th e  ce n ter   f r eq u e n c y   o f   3 . 5   GHz .   T h is   f i g u r e  al s o   in d icate s   th at   t h e  is o lat io n   f ac to r s   o b tain ed   at  t h e  o p er atin g   f r eq u en c y   o f   3 . 5   GHz   b a n d   is   eq u al  to   - 2 9 . 2 8   d B .   A d d i t i o n a l l y ,   t h e   c o u p l i n g   f a c t o r   S 21   a n d   t h e   i n s e r t i o n   l o s s   S 31   o f   t h e   p r o p o s e d   d e s i g n   a r e   a t   - 2 . 9 7   a n d   - 3 . 6 5   d B ,   r esp ec tiv el y .   Fro m   th e  r es u lt  s h o w n   i n   Fi g u r e   7 ,   th e  in tr o d u ctio n   o f   t h e  T - s h ap e  an d   th e  o p en   s tu b   in   th e   p r o p o s ed   d esig n   w id e  th e   b an d w id t h   v a lu e,   w h er ei n   t h is   d e s ig n   t h e  f r ac tio n al   b an d w id th   is   2 . 9   GHz - 4   GHz ,   w h ic h   i s   eq u a l  to   3 2 . 2 9 %.  T h is   d ata  clea r l y   i n d icate s   t h at  t h e  in tr o d u ct io n   o f   t h e  s lo ttin g   a n d   t h e  s tu b   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8708   I n t J   E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.  11 ,   No .   2 ,  A p r il  2 0 2 1   :   1 3 4 6   -   1355   1352   tech n iq u es  w it h i n   th e  B L C   d esig n   ca n   w id en   t h e  b an d w id th   v alu e.   T h e  b an d w id th   w a s   ca lcu lated   u s in g   ( 1 5 )   an d   ca n   b e  ex p r ess ed   as  f o llo w s :     B an d w id t h   ( B W )   =   f 2 −   f 1 √ f 2   ×   f 1 × 1 0 0   %    ( 1 5 )     T h e  s i m u lated   r esu lt  o f   t h e  p r o p o s ed   d esig n   ( I I )   h as  a  g o o d   ag r ee m e n t  o n   t h e  f r eq u e n c y   o f   3 . 5   GHz .   Fig u r e  8   s h o w s   t h e  d if f er en t  p h ases   o f   t w o   o u tp u t  p o r ts ,   S 21   an d   S 31  o f   th e  p r o p o s ed   B L C .   F ig u r e   9   s h o ws     th e  m ea s u r e m en t  r es u lt   o f   th e   p r o p o s ed   d esig n   ( I I ) .   T h e  r esu lts   s i g n i f y   t h at  th e   r an g e  o p e r atin g   b a n d w id t h   i s   b et w ee n   3   GHz   to   4 . 1   GHz   w h er e  it  g i v es  3 1 %  b an d w id th   v alu e s ,   w h er e  t h e  r etu r n   lo s s   S 11   an d   is o latio n   S 41   a r e   - 2 7 . 4 7   G H z   a n d   - 2 6 . 2   G H z   r e s p e c t i v e l y .   M e a n w h i l e ,   t h e   t h r o u g h   S 21   a n d   c o u p l e d   S 31   v a l u e s   a r e   e q u a l   t o     - 4 . 4 d B   an d   - 4 . 1 d B ,   r esp ec tiv el y .   Fig u r e   1 0   s h o w s   th e  f ab r i ca ted   p r o p o s ed   B L C   u s i n g   th e  T - s h ap e  w it h   th e   o p en   s tu b .           Fig u r e  7 .   T h e  s i m u la tio n   f r eq u en c y   r esp o n s e  o f     th e  p r o p o s ed   b r an ch - lin e  co u p ler   S1 1 ,   S2 1 ,   S3 1 ,   S4 1       Fig u r e  8 .   T h e  p h ase  o f   th e  d es ig n   I I   o f   t w o   o u tp u t  p o r ts   S2 1   an d   S3 1           Fig u r e  9 .   T h e  m ea s u r e m en t r e s u lt o f   th e  p r o p o s ed   d esig n   I I       Fig u r e  1 0 .   Fab r icatio n   o f   th e  p r o p o s ed   B L C       7.   VALI DAT I O N   7 . 1 .   Co m pa riso n bet w ee n desi g n  ( I )   a nd   d esin   ( I I )   T h is   s ec tio n   d is c u s s es   t h e  c o m p ar is o n   s tr u ct u r e  a n al y s i s   o f   t h e   s i n g le  s ec tio n   o f   d es ig n   ( I )   an d   d esig n   ( I I )   o f   th e  B L C .   F ig u r e   1 1   s h o w s   t h e  d if f er en ce   b et wee n   t h e  co n v en t io n al  d esi g n   ( I )   an d   th e  p r o p o s ed   d esig n   ( I I ) ,   u s in g   th e   tec h n i q u es  o f   t h e  T - s h ap e  a n d   t h e   o p en   s tu b   o n   t h e  h o r izo n ta l  an d   v er tical   ar m   tr an s m is s io n   li n es  o f   d esi g n   ( I I ) .   Mo r eo v er ,   th e  r esu l ts   s h o w  th at  th e   f r ac tio n al  b an d w id t h   h as  b ee n   i m p r o v ed   f r o m   2 4 . 4 2 %  to   3 2 . 2 9 %  an d   th e  s h i f ti n g   o f   t h e   s i g n al  f r o m   th e  f r eq u en c y   3 . 4 3   GHz   to   3 .5   GHz   as  a  d esire d   o p er atin g   f r eq u en c y .   T h e  r esu lts   o f   t h e  co u p li n g   f ac to r   b et w ee n   t w o   p o r ts ,   S 21   a n d   S 31   f o r   th e  co n v e n tio n al   d esig n   ( I )   an d   t h e  p r o p o s ed   d e s ig n   ( I I )   in cr ea s ed   f r o m   ( - 3 . 5   an d   - 3 . 1 )   d B   to   ( - 2 . 9 7   an d   - 3 . 6 5 )   d B   r esp ec tiv el y ,   as  s h o w n   in   Fi g u r e  1 2 .   A s   f o r   Fig u r e   1 3 ,   it  d em o n s tr ates  a  s i m u latio n   f o r   th e  co n v e n tio n al   d esig n   ( I )   an d   th e   p r o p o s ed   d esig n   ( I I )   o f   th e  p h ase  d if f er en ce   b et w ee n   p o r ts   S 21   an d   S 31   r esp ec tiv el y .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:  2 0 8 8 - 8708       N ew d esig n   o f wi d eb a n d   micro s tr ip   b r a n ch   lin e  co u p ler u s in g   …  ( A li A b d u la teef  A b d u lb a r i )   1353       Fig u r e  1 1 .   C o m p ar is o n   o f   t h e  d esig n   ( I )   an d     d esig n   ( I I )       Fig u r e  1 2 .   C o m p ar is o n   o f   t h e  co u p lin g   f ac to r     ( S2 1   an d   S3 1 )   o f   th e  d esi g n   ( I )   an d   d esig n   ( I I )           Fig u r e  1 3 .   C o m p ar is o n   p h ase  o f   th e  d esi g n   ( I )   an d   d esi g n   ( I I )   f o r   ( S2 1 )   an d   ( S3 1 )       7 . 2 .   Co m pa riso n o f   t he  s i m ula t io n a nd   m ea s ure m ent   re s u lt   in   t he  pro po s ed  des ig n ( I I )   T h e  co m p ar is o n   o f   th e  s i m u latio n   a n d   m ea s u r e m e n t  r es u lt  o f   d esi g n   I I   is   s h o w n   i n   Fig u r e  1 4 .   A cc o r d in g   to   th e   r es u lt  s h o w n ,   it  w a s   i n ter p r eted   th a t  t h e  s i m u lated   a n d   m ea s u r ed   d ata  is   in   g o o d   ag r ee m en t.   Fig u r e  1 5   s h o w s   th a t  t h e  a m p litu d e  i m b alan ce   an d   th e   p h a s e  d if f er e n ce   b et w ee n   t w o   o u tp u t   p o r ts   f o r   th e   s i m u lat io n   an d   m ea s u r e m e n t a r e  ap p r o x i m atel y   ± 0 .1   d B   an d   9 0 °±3 . 5 4 ° an d   9 0 °± 3 ° r esp ec ti v el y .           Fig u r e  1 4 .   C o m p ar is o n   o f   t h e  s i m u lat io n   an d   m ea s u r e m e n t  f o r   d esig n   ( I I )       Fig u r e  1 5 .   C o m p ar is o n   p h ase  o f   th e  s i m u latio n   an d   m ea s u r e m e n t  f o r   d esig n   ( I I )       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8708   I n t J   E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.  11 ,   No .   2 ,  A p r il  2 0 2 1   :   1 3 4 6   -   1355   1354   7 . 3 .   Co m pa riso n o f   t he  s i m ula t io n desi g n ( I )   de s ig n ( I I )   a nd   m ea s ure m e nt  des ig n ( I I )   T h is   s ec tio n   s h o w s   a  co m p ar i s o n   o f   th e  s i m u latio n   a n d   m e asu r e m en t  b et w ee n   d esig n   I   an d   d esig n   ( I I )   as  s h o w n   in   Fi g u r e  1 6 .   W h ile   T ab le  2   s h o w s   a  co m p ar is o n   o f   th e  co n v e n tio n a l  d esig n   I   an d   p r o p o s ed   d esig n   ( I I ) .   A ll   t h e  d ata  f r o m   F ig u r e  1 6   is   tab u lated   i n   T ab le  2 .   As  ca n   b e  s ee n ,   t h e  p r o p o s ed   d esig n   g iv e s   a   b etter   r etu r n   lo s s   S1 1   an d   is o latio n   S 4 1   v alu es  w h er e  it  g i v es  - 3 0 . 6 9   d B   an d   - 2 9 . 2 8   d B   at  ce n ter   f r eq u en c y     3 . 5   GHz .   T h e  tab le  also   clea r l y   s h o w s   t h e  e f f ec t  o f   T - s h ap e   an d   s t u b   tech n iq u es   o n   m i n ia tu r izi n g   t h e  s ize  o f   th e  p r o p o s ed   d esig n .   T ab le  3   s h o w s   a  co m p ar is o n   o f   th e  p r o p o s ed   B L C   d esig n   p er f o r m a n ce   w it h   p r ev io u s   r esear ch es  i n   ter m s   o f   t h eir   is o latio n ,   r etu r n   lo s s ,   co u p lin g   f ac to r ,   in s er t io n   lo s s ,   an d   p h ase  s h if t  v al u es   r esp ec tiv el y .   T h is   tab le  s h o w s   th at  th e   p r o p o s ed   B L C   d esi g n   i s   co m p ar ab le  w it h   p r ev io u s   w o r k   alt h o u g h   t h e  p r o p o s ed   d esig n   i m p le m e n ti n g   les s   co m p lex   s tr u ct u r e.           Fig u r e  1 6 .   C o m p ar is o n   o f   t h e  s i m u lat io n   d esi g n   ( I )   d esig n   ( I I )   an d   m ea s u r e m e n t d esi g n   ( I I )       T ab le  2 .   C o m p ar is o n   o f   th e  co n v e n tio n al  d esi g n   ( I )   an d   p r o p o s ed   d esig n   ( I I )       T ab le  3 .   C o m p ar is o n   o f   th e  p r ev io u s   s tate  to   th e  B L C   co n v e n tio n al  d es ig n   ( I )   an d   p r o p o s ed   d esig n   ( I I )   R e f   T e c h n o l o g y   F r e q u e n c y   ( G H z )   S 11  ( d B )   S 21  ( d B )   S 31  ( d B )   S 41   ( d B )   P h a se   s h i f t   [ 6 ]   D u a l   f e e d   a n d   T - sh a p e   3   21   1 . 0 2   -   22   90°   [ 2 0 ]   T - mo d e l   2 . 5   3 4 . 6 8   3 . 4 5   3 . 7 9   2 3 . 1   9 0 . 9 °   [ 2 1 ]   T - mo d e l   w i t h   o p e n   s t u b s   2 . 4 5   2 1 . 7   3 . 2   3 . 1   3 6 . 6   0 . 1   [ 2 2 ]   LC - m o d e l   2. 4   29   3   3 . 0 8   30   0 . 0 3 7 °   [ 2 3 ]   M i c r o st r i p   l i n e   3   1 6 . 3   1 . 0   0 . 2 5   1 8 . 7   90°   [ 2 4 ]   M e a n d e r   T - sh a p e   l i n e   2 . 1   4 6 . 9   3 . 0 8   3 . 1 9   3 5 . 6   -   [ 2 5 ]   S p i r a l s  a n d   S t e p   I mp e d a n c e   3   17   3 . 0 2   3 . 1 6   34   0 . 4 9 °   T h i s w o r k   ( D e si g n   I)   C o n v e n t i o n a l   3 . 3 4   2 7 . 4 7   4 . 4   4 . 1   2 6 . 2   90°   T h i s w o r k   ( D e si g n   I I )   T - sh a p e   +   o p e n   s t u b   3 . 5   3 0 . 6 9   2 . 9 7   3 . 6 5   2 9 . 2 8   90°       8.   CO NCLU SI O N   T h is   p ap er   p r o p o s ed   a  co m p a ct  n e w   d es ig n   f o r   a  s i n g le - s ec tio n   w id eb an d   3 - d B   B L C   w i t h   a  v er tical  s lo t  T - s h ap e  o n   th e  T L   co n n ec ted   w ith   t w o   o p en - s t u b s   an d   a  h o r izo n tal  p r in t  T - s h ap e  q u ar ter   w av ele n g t h   tr an s m is s io n   li n e.   T h e  p r o p o s ed   B L C   w a s   d esi g n ed   u s in g   t h e  r ig h t/ lef t - h a n d ed   tr an s m i s s io n   li n e.   T h e  d esig n   I   o f   th e  B L C   w a s   a  co n v en t io n al  d esi g n   a s   v a lid atio n   w i th   t h e  en h a n ce d   s tr u ct u r e  i n   d esi g n   ( I I ) .   T h e  p r o p o s ed   d esig n   ( I I )   h ad   t h e  co m p ac t  s ize  o f   2 7 ×1 6   m m   ( 0 . 2 7   λ g × 0 . 1 6   λg mm 2 )   a n d   i m p r o v ed   t h e  b an d w id t h   f r o m   2 4 . 4 2 %  to   3 2 . 2 9 %.  T h e  r esu lt s   s h o w ed   th a t  t h e  s i m u lat io n   a n d   m ea s u r e m e n t  o f   r et u r n   lo s s ,   in s er tio n   lo s s   a n d   p h ase  s h i f t  b et w ee n   p o r ts   h ad   a   g o o d   ag r ee m e n t  w i th   d esi g n   ( I I )   B L C   λ /4   tr an s m i s s io n   li n e.   T h e  ap p licatio n   o f   t h e   p r o p o s e d   B L C   d e s i g n   i n   t h i s   s t u d y   c a n   b e   u s e d   f o r   f u t u r e   s t u d i e s   i n   t h e   5 G   w i r e l e s s   c o m m u n i c a t i o n   s y s t e m .     P a r a me t e r s    F r e q u e n c y   f o   ( G H z )   R e t u r n   l o ss    (S 11 )   T h r o u g h     (S 21 )   C o u p l e d   (S 31 )   I so l a t i o n   (S 41  )   B a n d w i d t h   ( d B )   S i z e     ( λ g × λ g )   D e si g n   I   3 . 4   - 2 6 . 4   - 3 . 5   - 3 . 1   - 2 8 . 4   2 4 . 4 2 %   0 . 2 9   λ g × 0 . 1 7   λ g    D e si g n   I I   ( si mu l a t i o n )   3 . 5   - 3 0 . 6 9   - 2 . 9 7   3 . 6 5   - 2 9 . 2 8   3 2 . 2 9 %   0 . 2 7   λ g × 0 . 1 6   λ g   D e si g n   I I   ( M e a su r e me n t )     3 . 5 5   - 2 7 . 4 7   - 4 . 4   - 4 . 1   - 2 6 . 2   31 %   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:  2 0 8 8 - 8708       N ew d esig n   o f wi d eb a n d   micro s tr ip   b r a n ch   lin e  co u p ler u s in g   …  ( A li A b d u la teef  A b d u lb a r i )   1355   ACK NO WL E D G E M E NT S   T h e  au th o r s   w o u ld   li k e  to   t h a n k   to   F R GS  f u n d i n g   b o d y   to   s u p p o r t  th e  p r o j ec t  titl e  “ Ne w  d esig n   o f   w id eb an d   m icr o s tr ip   b r an ch   lin e  co u p ler   u s in g   T - s h ap e  an d   o p en   s tu b   f o r   5 G  ap p licatio n ”  ( g r a n t  n o .   FR GS /7 /2 0 2 0 / T K0 8 /MM U/0 2 /1 ) .       RE F E R E NC E S   [1 ]   S .   Re sh m a   a n d   M .   K.  M a n d a l,   “ M in iatu riza ti o n   o f   a   9 0 °   Hy b rid   Co u p ler   w it h   Im p ro v e d   Ba n d w id t h   P e rf o rm a n c e , ”   IEE E  M icr o wa v e   a n d   W ire les s Co mp o n e n ts  L e tt e rs ,   v o l.   2 6 ,   n o .   1 1 ,   p p .   8 9 1 - 8 9 3 ,   2 0 1 6 .   [2 ]   J.  S h i,   J.  Qia n g ,   Q.  Ca o ,   W .   Zh a n g ,   a n d   J.  Ch e n ,   “ A n   En a b li n g   M u lt i - Op e ra ti o n   Bra n c h - L in e   C o u p ler,”  IEE E   Acc e ss ,   v o l.   7 ,   p p .   1 0 3 7 4 - 10 3 8 2 ,   2 0 1 9 .   [3 ]   M .   A li b a k h sh ik e n a ri,   B.   S .   V ir d e e ,   C.   H.   S e e ,   R.   A .   A b d - A lh a m e e d ,   F .   F a lco n e ,   a n d   E.   L imiti ,   “ Hig h - G a in   M e tas u rf a c e   in   P o ly i m id e   On - Ch ip   A n ten n a   Ba se d   o n   CRL H - TL   fo r  S u b - T e ra h e rtz  In teg ra ted   Circ u it s,”   S c ien ti f ic  Rep o rts ,   v o l .   1 0 ,   n o .   4 2 9 8 ,   p p .   1 - 9 ,   2 0 2 0 .   [4 ]   N.  N.  A l - A r e q i,   K.  Y.  Y o u ,   N.  H .   Kh a m is,  M .   N.  Dim o n ,   a n d   C.   Y.  L e e ,   “ M in iatu riza ti o n   o f   th re e - se c ti o n   b ra n c h - li n e   c o u p ler  u sin g   d iam o n d - se ries   stu b s  m icro strip   li n e , ”   Pro g r e ss   In   El e c tro ma g n e ti c s  Res e a rc h   C ,   v o l.   8 2 ,     p p .   1 9 9 - 2 0 7 ,   2 0 1 8 .   [5 ]   W .   A .   A rrio la,  J.  Y.  L e e ,   a n d   I .   S .   Kim ,   “ W id e b a n d   3   d B   b ra n c h   li n e   c o u p ler  b a se d   o n   λ /4   o p e n   c i rc u it e d   c o u p le d   li n e s,”   in   I EE E  M icr o wa v e   a n d   W ire les s Co mp o n e n ts L e tt e rs ,   v o l.   2 1 ,   n o .   9 ,   p p .   4 8 6 - 4 8 8 ,   2 0 1 1 .   [6 ]   M .   Ku m a r,   S .   K.  N.  Isla m ,   G .   S e n ,   S .   K.  P a r u i,   a n d   S .   Da s ,   “ De sig n   o f   m in iatu rize d   1 0   d B  w id e b a n d   b ra n c h   li n e   c o u p ler  u sin g   d u a l  f e e d   a n d   T - sh a p e   tran sm issio n   li n e s,”   R a d i o e n g i n e e rin g ,   v o l.   2 7 ,   n o .   1 ,   p p .   2 0 7 - 2 1 3 ,   2 0 1 8 .   [7 ]   O.  Ka z a n ,   O.  M e m io g lu ,   F .   Ko c e r,   A .   G u n d e l,   a n d   C.   T o k e r,   “ A   L u m p e d - El e m e n t  W id e b a n d   3 - d B  Qu a d ra tu re   H y b rid , ”   in   IEE E  M icr o w a v e   a n d   W ire les s Co mp o n e n ts  L e tt e rs ,   v o l.   2 9 ,   n o .   6 ,   p p .   3 8 5 - 3 8 7 ,   2 0 1 9 .   [8 ]   M .   Ku m a r,   S .   K.  N.  Isla m ,   G .   S e n ,   S .   K.  P a r u i,   a n d   S .   Da s,  “ De sig n   o f   m in iatu rize d   1 0   d B  w id e b a n d   b ra n c h   li n e   c o u p ler  u sin g   d u a l  f e e d   a n d   T - sh a p e   tran sm i ss io n   li n e s,”   R a d i o e n g i n e e rin g ,   v o l.   2 7 ,   n o .   1 ,   p p .   2 0 7 – 2 1 3 ,   2 0 1 8 .   [9 ]   R.   K.  Ba rik ,   R.   Ra jen d e r,   a n d   S .   S .   Ka rth ik e y a n ,   “ A  m in iatu rize d   w id e b a n d   th re e - se c ti o n   b ra n c h - li n e   h y b rid   w it h   h a rm o n ic  su p p re ss io n   u sin g   c o u p led   li n e   a n d   o p e n - e n d e d   stu b s,”   in   IEE E  M icr o w a v e   a n d   W ire les s  Co mp o n e n ts   L e tt e rs ,   v o l.   2 7 ,   n o .   1 2 ,   p p .   1 0 5 9 - 1 0 6 1 ,   2 0 1 7 .   [1 0 ]   D.  N.  A .   Zaid e l,   S .   K.  A .   Ra h im ,   N.  S e m a n ,   C.   L .   Ch e w ,   “ A   De sig n   o f   O c tag o n - S h a p e d   3 - d B   Ultra  W id e b a n d   Co u p ler  Us in g   M u lt i lay e r  Tec h n o lo g y , ”   M ic ro wa v e   a n d   O p ti c a l  T e c h n o l o g y   L e tt e rs ,   v o l.   5 5 ,   n o .   1 ,   p p .   7 4 8 - 7 5 3 ,   2 0 1 3 .   [1 1 ]   B.   M .   S a ’a d ,   S h a ru l  K.A .   Ra h i m ,   “ Co m p a c t  W id e - Ba n d   Bra n c h - L in e   Co u p ler  w it h   M e a n d e r  Li n e ,   Cro ss ,   A n d   Tw o - S tep   S tu b s,”   M icr o wa v e   a n d   Op ti c a l   T e c h n o lo g y   L e tt e rs ,   v o l.   5 5 ,   n o .   8 ,   p p .   1 8 1 0 - 1 8 1 5 ,   2 0 1 3 .   [1 2 ]   A .   M .   Zaid i,   M .   T .   Be g ,   B.   K.  Ka n a u ji a ,   K.  S r iv a sta v a ,   a n d   K.  Ra m b a b u ,   “ A   Du a l  Ba n d   Bra n c h   L i n e   Co u p ler  W it h   W id e   F re q u e n c y   Ra ti o , ”   IEE E  Ac c e ss ,   v o l.   7 ,   p p .   2 5 0 4 6 - 2 5 0 5 2 ,   2 0 1 9 .   [1 3 ]   K.  V.  P h a n i   Ku m a r  a n d   S .   S .   Ka rth ik e y a n ,   “ M in iatu rise d   q u a d ra tu re   h y b rid   c o u p ler   u si n g   m o d if ied   T - sh a p e d   t r a n s m i s s i o n   l i n e   f o r   w i d e - r a n g e   h a r m o n i c   s u p p r e s s i o n , ”   i n   I E T   M i c r o w a v e s ,   A n t e n n a s   &   P r o p a g a t i o n ,   v o l .   1 0 ,   n o .   1 4 ,   p p .   1 5 2 2 - 1 5 2 7 ,   2 0 1 6 .   [1 4 ]   V .   K.   V e li d i,   A .   P a l,   a n d   S .   S a n y a l,   “ Ha r m o n ics   a n d   siz e   re d u c e d   m icro strip   b ra n c h - li n e   b a l u n s  u si n g   sh u n t  o p e n - s t u b s , ”   I n t e r n a t i o n a l   J o u r n a l   o f   R F   a n d   M i c r o w a v e   C o m p u t e r - A i d e d   E n g i n e e r i n g ,   v o l .   2 1 ,   n o .   2 ,   p p .   1 9 9 - 2 0 5 ,   2 0 1 1 .   [1 5 ]   W .   R.   Ei se n sta d t   a n d   B.   S ten g e l,   “ M icro w a v e   Di ff e re n ti a l  Circu it   De sig n   Us in g   M ix e d - M o d e   S   P a ra m e ter s, ”  Artec h   Ho u se ,   2 0 0 6 .   [1 6 ]   R.   F lo re n c io   Día z ,   e t  a l. ,   “ Bro a d b a n d   re f lec tarra y s  m a d e   o f  c e ll s   w it h   th re e   c o p lan a r  p a ra ll e l  d ip o l e s,”   M ic ro wa v e   a n d   Op ti c a l  T e c h n o l o g y   L e tt e rs ,   v o l.   5 0 ,   n o .   1 1 ,   p p .   2 8 1 2 - 2 8 1 4 ,   2 0 0 8 .   [1 7 ]   K.  Y.  Yo u ,   N.  A l - A re q i,   J.  C.   Ch o n g ,   K.  Y.  L e e ,   E.   M .   Ch e n g ,   a n d   Y.  S .   L e e ,   “ A n a l y ti c a l  m o d e li n g   o f   c o n v e n ti o n a l   a n d   m in iatu riza ti o n   t h re e - se c ti o n   b ra n c h - li n e   c o u p lers , ”   J o u rn a l  o f  El e c trica l  En g i n e e rin g   a n d   T e c h n o lo g y ,   v o l.   1 3 ,   n o .   2 ,   p p .   8 5 8 - 8 6 7 ,   2 0 1 8 .   [1 8 ]   D.  M .   P o z a r,   “ M icro w a v e   En g in e e rin g , ”   4 th   e d .   W il e y ,   Ho b o k e n ,   N .   J.,   2 0 1 1 .   [1 9 ]   D.  P o z a r,   “ M icro w a v e   En g in e e rin g , ”   US A:  W il e y ,   Ho b o k e n ,   N.  J. ,   2 0 0 9 .   [2 0 ]   M .   A li ,   S .   K.  A .   Ra h im ,   M .   Z.   M .   No r,   a n d   M .   F .   Ja m lo s,  “ Bra n c h   L in e   Co u p ler  Us in g   Hy b rid   T - M o d e l  S tru c t u re , ”   M icr o wa v e   a n d   Op ti c a l  T e c h n o l o g y   L e tt e rs ,   v o l.   5 4 ,   n o .   1 ,   p p .   2 3 7 - 2 4 0 ,   2 0 1 2 .   [2 1 ]   M .   Y.  O.  El h iw a ris,   S .   K.  A .   Ra h im ,   U.  A .   K.  Ok o n k w o   a n d   N.  M .   Jiz a t ,   “ M in iatu r ize d   S ize   Bra n c h   L in e   Co u p ler   Us in g   Op e n   S tu b s  w it h   Hig h - L o w   I m p e d a n c e s,”   Pro g re ss   In   El e c tro ma g n e ti c s  Res e a rc h   L e tt e rs ,   v o l.   2 3 ,     p p .   6 5 - 7 4 ,   2 0 1 1 .   [2 2 ]   A .   Re z a e i,   L .   No o ri,   a n d   S .   M .   Ho ss e in i,   “ No v e l  m i c ro strip   b ra n c h - li n e   c o u p ler  w it h   lo w   p h a se   sh if t   f o r  W LANs , ”   An a l o g   In teg r a ted   C irc u it s a n d   S i g n a l  Pro c e ss in g ,   v o l.   9 8 ,   n o .   2 ,   p p .   3 7 7 - 3 8 3 ,   2 0 1 9 .   [2 3 ]   S .   L e e   a n d   Y.   L e e ,   “ W id e b a n d   Bra n c h - L in e   Co u p lers   W it h   S i n g le - S e c ti o n   A rb it ra ry   Co u p l in g   L e v e ls,”  in   IEE E   Mi c ro wa v e   a n d   W ire les s Co mp o n e n ts L e tt e rs ,   v o l.   2 2 ,   n o .   1 ,   p p .   1 9 - 2 1 ,   2 0 1 2 .   [2 4 ]   J. - C.   L .   K y o - S o o n   Ch o i,   Ki - C h e o l  Yo o n ,   Ja e - Ye o n g   L e e ,   Ch o u l - Ki  L e e ,   S e o n g - Ch e o l  Kim ,   Ki - By o u n g   Ki m ,   “ Co m p a c t  Br a n c h - L in e   Co u p ler  w it h   Ha r m o n ics   S u p p re ss io n   Us in g   M e a n d e r  T - S h a p e d   L in e , ”   M icr o wa v e   a n d   Op ti c a l  T e c h n o lo g y   L e tt e rs ,   v o l.   5 6 ,   n o .   6 ,   p p .   1 3 8 2 - 1 3 8 4 ,   2 0 1 4 .   [2 5 ]   S .   M .   Ho ss e in i  a n d   A .   Re z a e i,   “ De sig n   Of   A   Bra n c h - L in e   M icro strip   C o u p ler  Us in g   S p irals  A n d   S tep   Im p e d a n c e   Ce ll s F o r  W IM A X   A p p li c a ti o n s , ”   Aro - T h e   S c ien ti fi c   J o u r n a l   o f  K o y a   Un ive rs it y ,   v o l.   8 ,   n o .   1 ,   p .   1 ,   2 0 2 0 .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.