I nte rna t io na l J o urna l o f   E lect rica l a nd   Co m p ute E ng in ee ring   ( I J E CE )   Vo l.   9 ,   No .   6 Dec em b er   201 9 ,   p p .   4 8 3 6 ~4 8 4 4   I SS N:  2 0 8 8 - 8708 DOI : 1 0 . 1 1 5 9 1 / i j ec e . v9 i 6 . p p 4 8 3 6 - 4844          4836       J o ur na l ho m ep a g e h ttp : //ia e s co r e . co m/ jo u r n a ls /in d ex . p h p / I JE C E   n o v el  c o m pa ct  CPW  b a nd - s top  f ilter   u sing  O - DG c o n figura tion       E l m a hjo ub y   Sg hir 1 ,   A h m ed  E rr k i k 2 ,   J a m a Z b it o u 3 ,   L a rbi El   a bd el la o ui 4 ,   Abdela li T a j m o ua t i 5 ,   M o ha m e d L a t ra ch 6   1, 2, 3, 4 , 5 L M EE T   L a b o ra to ry   F S T   o S e tt a Ha ss a n   1 st Un iv e rsit y ,   M o ro c c o   6 M icro w a v e   g ro u p   ES EO  A n g e rs  F ra n c e ,   F ra n c e       Art icle  I nfo     AB ST RAC T   A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   Ja n   6 ,   2 0 1 9   R ev i s ed   J u n   2 5 ,   2 0 1 9   A cc ep ted   J u l   5 ,   2 0 1 9       A   n o v e a n d   c o m p a c m u lt i - b a n d   sto p   f il ter  u si n g   tw o   d if f e r e n stru c tu re o f   c ircu lar DG S   a n d   c ircu lar D G S   lo a d e d   w it h   O - DG S   u n it ,   h a s g o o d   se lec ti v it y   a n d     w id e   u p p e p a ss   b a n d   p e rf o r m a n c e     w it h   g o o d   re jec ti o n   b a se d   o n   d e f e c ted   g ro u n d   str u c tu re   (DG S in teg ra ti n g   a   c ircu lar  rin g     re so n a to to   su p p re ss   u n d e sire d   sp u rio u b a n d f re q u e n c y   o h a rm o n ics   in   ra d io   f re q u e n c y   a n d   m i c ro wa v e   c ircu it is  p ro p o se d .   A n   e q u iv a len c ir c u it   m o d e h a b e e n   d e riv e d   f o th e   b o t h   str u c tu re o f   c ircu lar  DG S   a n d   c irc u lar  DG S   lo a d e d .   T h e   p re se n ted   f il ter  h a a   c o m p a c siz e   b e c a u se   th e   c ircu lar  rin g   re so n a to is  i n teg ra ted   in   DG S ,   th e   b o t h   o f   t h e m   a re   e tch in g   in   th e   g ro u n d   p lan e .   T h e   p ro p o se d   f il ter  p re se n ts  a n   o p ti m iza ti o n   m e th o d   f o g e n e ra ti n g   m u lt i - b a n d   c h a ra c teristics   w it h o u u sin g   a   p e rio d ic  c e ll o o th e c o m p li c a te   to p o lo g y .   T h e   si m u late d   re su lt b y   AD S   A g il e n a re   p re se n ted   a n d   c o m p a re d   w it h   th e   re su lt sim u late d   b y   tw o   o th e rs  so f tw a re CS T   a n d   HFS S .   G o o d   a g re e m e n b e tw e e n   th e   th re e   sim u late d   re su lt is o b se rv e d .   K ey w o r d s :   C o p lan ar   lin e   Def ec ted   g r o u n d   s tr u ctu r ( DGS)   Mu lti - s to p   s to p b an d     Sto p b an d   f ilter     Co p y rig h ©   2 0 1 9   In stit u te  o A d v a n c e d   E n g i n e e rin g   a n d   S c ien c e   Al rig h ts re se rv e d .   C o r r e s p o nd ing   A uth o r :   E l m a h j o u b y   Sg h ir ,     Dep ar t m en t o f   P h y s ics,   Un i v er s it y   o f   Ha s s a n   1 st   Mo r o cc o .   E m ail: e l m a h j o u b y . s g h ir @ g m ail. co m       1.   I NT RO D UCT I O N     C o p lan ar   tr an s m is s io n   li n o f f er s   an   attr ac ti v e   s o l u tio n   to   co m p ac an d   ea s e   lo w   co s d esig n   o f   m icr o w av cir c u its   f o r   m o d er n   w ir eles s   ap p licatio n s   s y s te m s   d u to   th eir   m an y   ad v a n ta g e s   as li g h t w eig h t a n d   lo w   v o lu m e.   Als o ,   t h p la n a r   g eo m etr y   o f   g r o u n d   w h ic h   ca n   b etc h ed   to   cr ea te  d i f f er en e f f ec t   o n   t h e   f r eq u en c y   r e s p o n s e.   E B E l ec tr o m a g n etic  B a n d   Gap   an d   DGS   De f ec ted   g r o u n d   s tr u ctu r e s   ar t w o   o f   th ese  tec h n ical  s tr u ctu r e s .   DGS  is   a n   etc h i n g   in   th g r o u n d   p lan o f   th p la n ar   cir cu i ts ,   w h ic h   p er m it s   to   ch a n g t h e   r esp o n s e   o f   th m icr o w av c ir cu it  a n d   o b tain ed   s o m n e w   tr a n s m is s io n   c h ar ac ter is tic s   o f   t h co m p o n e n t   [1 - 6 ] .   Ho w e v er ,   DGS  s tr u c tu r h a v b ee n   e m p lo y ed   i n   lo o f f   m icr o w a v cir cu it s   li k e   f ilter s   [ 2 ] ,   p o w er   d iv id er s /co m b i n er s   [ 3 ] ,   an d   m icr o s tr ip   an ten n [ 4 ] ,   f o r   im p r o v in g   th p er f o r m a n ce   o f   m ic r o w av cir cu i ts   an d   to   h av s m all  s e ize  o f   s tr u ct u r es.   Def ec ted   g r o u n d   s tr u c tu r es   ( DGS)   h a s   b ee n   o b tain ed   f r o m   t h p h o to n ic  b a n d g ap   s tr u ctu r id ea   ( P B Gs)   [ 5 ] .   T h is   later   w a s   u tili ze d   f ir s t l y   at  o p tical  f ield ,   af ter   it  h as  b ee n   d er iv ed   i n t o   p lan ar   cir c u its   i n   elec tr o m ag n etic  m icr o w a v f r eq u en c y   w it h   t h n a m o f   ele ctr o m a g n etic  b a n d g ap   ( E B G)   [ 6 ] .   A lth o u g h   E B G   s tr u ct u r es  h a v d i f f ic u lt y   i n   it s   m o d elin g   a n d   it  is   o n o f   t h eir   b asic  d is ad v an ta g es.  So   D GS  s tr u c tu r g iv e s   r esp o n s o f   t h is   p r o b le m   an d   s i m p li f ied   th m o d elin g   o f   th R L C - eq u iv ale n cir c u it s .   T h er ar m an y   ef f ec tiv e   ap p r o ac h es  a v ailab le   to   i m p le m e n f il ter s   w i th   d u a s to p b an d s   r esp o n s e,   o n e   o f   t h e m   is   t h P er io d ic   s tr u ct u r es  b y   ca s ca d i n g   t h u n it  D GS  s tr u ct u r es   in   th e   m et al  la y er .   Ne v er th e less ,   th is   f il ter   h as   r elati v el y   lar g s ize  ( b ec au s n u m b er s   o f   u n its   ad d ed ) .   Her in   th i s   p ap er ,   s o lu tio n   to   th at  is   to   u s t h lo ad ed   DGS  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       A   n o ve l c o mp a ct  C P W   b a n d - s to p   filt er u s in g   O - DGS   co n fig u r a tio n   ( E lma h jo u b S g h ir )   4837   s tr u ct u r to   i m p r o v t h r esp o n s p er f o r m a n ce   o f   f ilter ,   with o u ad d i n g   p er io d ic  s tr u ct u r es,  an d   th er ef o r e   r etain s   co m p ac t s ize.   I n   th is   ar ticle,   u s in g   n e w   DGS  lo ad ed   s tr u ctu r es  ar b ein g   ex p lo ited   to   r ea ch   m ax i m u m   m i n iat u r izatio n   an d   m i n i m u m   lo s s e s ,   an d   g i v a   g o o d   s o l u tio n   to   i m p r o v e   s to p b an d   an d   p ass b a n d   f ilter s .   T h ex tr ac ted   p ar am eter s   o f   t h b o th   p r o p o s ed   s tr u ctu r es  ca n   b i n ter p r eted   b ased   o n   th cir c u it   an al y s is   t h eo r y .       2.   RE S E ARCH   M E T H O D CO P ARIS O O F   VARIO U DG S   AP P L I Q UE D   I N   M I CRO WAVE   F I L T E R S   No w ad a y s   DGS  i s   w id el y   u s ed   in   m icr o w av tec h n o lo g ie s ,   w h e n   f il ter s   is   o n o f   th e s d ev ices,   esp ec iall y   w it h   co p lan ar   w av e g u id e   tech n o lo g y ,   b ec au s t h e   p lan ar   g eo m etr y   o f   t h g r o u n d   o f f er s   s u f f icie n t   ar ea   to   etch ed   an y   g eo m etr ical   d ef ec ts .   Fi g u r 1   s h o w n   t h v ar io u s   DGS  g eo m etr ical  p atter n .           Fig u r 1 .   Var io u s   DGS  g eo m e tr ical  p atter n : ( a)   tr ian g u lar   s h ap ed   ( b )   s q u ar s h a p ed   ( c)   cir cu lar   s h ap ed         Def er en t   DGS   s h ap es  o f   g e o m e tr ies  o n   t h g r o u n d   p la n o f   cp w   li n h a v b ee n   r e p o r ted   in   th li ter atu r a s   tr ia n g u lar   s h ap ed   [ 7 - 9 ] ,   s q u ar s h ap ed   [ 1 0 1 1 ]   an d   in   th is   p ap er   a   cir cu lar   s h ap ed   i s   d is cu s s ed   w it h   t h tech n iq u o f   lo ad ed   DGS.   T h er ar t w o   m aj o r   ap p r o ac h es  av ailab le  f o r   u tili zin g   th p er f o r m a n ce   o f   DGS,   o n e   is   DGS  u n it,  w h ic h   p er m it s   to   ch an g t h r esp o n s o f   th m icr o w av cir cu it   an d   o b tain ed   s o m n e w   tr an s m i s s io n   ch ar ac ter is t ics  o f   t h co m p o n en d ep en d   o f   th DGS  g eo m etr ical   p atter n   [1 - 6 ] .   T h o th er s   p er io d ic  DGS,   as  [ 9 ] ,   w h ich   t h r e ce lls   p er io d ical  tr ian g le  D G Ss   w as  d es ig n ed   in   an   atte m p to   i m p r o v t h p er f o r m an ce   o f   L P a n d   i m p r o v ed   s to p   b an d   an d   s u p p r ess io n   p er f o r m an ce .   Ho w e v er ,   in   th i s   w o r k   n o v el  asp ec to   i m p r o v a n d   i m p le m e n tatio n   o f   m u lti - b an d   f ilter ,   w ith   u ti lizi n g   th lo ad ed   DGS  s tr u ct u r e.         3.   B ASI D G S UN I T   O F   T H E   CO M P ACT F I L T E R   T h b u ild in g   s tr u ct u r o f   t h p r o p o s ed   s to p   b an d   f ilter   is   c ir cu lar   DGS   r eso n ato r   etch e d   in   th g r o u n d   p lan o f   co p lan ar   w a v e g u id cp w   l in t h at  is   d ir ec tl y   co n n ec ted   to   th lin g a p   w it h   th t w o   o th er   s lo ts .   A   s ch e m at ic  o f   th e   p r o p o s ed   s to p b an d   f ilter   w it h   DGS  cir c u lar   s tr u ct u r is   s h o w n   i n   Fi g u r e   2.   I co n s is ts   o f   5 0 Ω   co n v en t io n al  co p lan ar   tr an s m is s io n   li n e ,   w it h   s ig n al  lin w id t h   o f   W =1 . 5   m m   an d   th e   g ap   w id th ,   G= 0 . 2 0 4   m m .   T h p r o p o s ed   DGS  s to p b an d   f ilte r   is   d esig n ed   o n   FR 4   s u b s tr ate  w i th   r elati v e   d ielec tr ic  co n s tan t 4 . 4   an d   th ick n e s s   o f   1 . 6   m m .   Fig u r 2   s h o w s ,   t h DG s tr u ctu r h er is   cir c u lar   s lo et ch ed   i n   t h g r o u n d   p lan e   w it h   r 1 =2 m m .   T h is   cir cu lar   DGS  i s   co n n ec t ed   to   th lin g ap   b y   r ec ta n g le  tr an s v er s s lo w it h   le n g t h   o f   ls   ( l s =2 . 5   m m )   an d   w id th   o f   w s   ( w s   =0 . 2 0 4 m m ) .   T h p r o p o s ed   cir cu it  is   o p ti m ized   b y   u s i n g   Mo m e n t u m   b ased   o n   m o m e n ts   m et h o d .   T h co m p lete  a n al y s i s   o f   t h f ilter   d o n w ith   E s i m u latio n   to o l.  Fig u r e   3   d is p la y s   t h i n s er tio n   lo s s   ( S2 1 )   an d   r etu r n   lo s s   ( S1 1 )   o f   DGS  cir cu lar   s tr u ct u r e.   A   DG is   co n s tr u cted   b y   etch i n g   d ef ec ted   cir cu lar   o n   th g r o u n d   p lan an d   h av b ee n   e m p lo y ed   f o r   ch an g i n g   th ef f ec t iv ca p ac itan ce   a n d   in d u ctan ce   o f   co p lan ar   lin f o r m ed   o n   t h cir cu it,  as  r es u lt  s h o w n   i n   Fig u r e   3 ,   DGS  i m p r o v in g   t h p er f o r m a n ce   o f   s to p b an d   f ilter ,   s o   it p la y s   t h r o le  o f   r eso n ato r .       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 708   I n t J   E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.  9 ,   No .   6 Dec em b er   2 0 1 9   :   4 8 3 6   -   4 8 4 4   4838       Fig u r 2 .   C P W   lin w it h   C ir cu lar   DGS  s tr u ct u r e           Fig u r e   3 .   Si m u lated   S - p ar a m et er s   v er s u s   f r eq u en c y   f o r   th C P W   DGS  C ir cu lar   s tr u ct u r o f   B an d Sto p       As  n o ted   f r o m   t h S - p ar a m et er   s tu d ies,  w e   h a v s to p b an d   b eh av io r   o f   th e   cir cu it  w i th   g o o d   b an d s to p   ar o u n d   5   GHz .   An d   in s er tio n   lo s s   ( S2 1 )   is   b etter   th an   −1 0 d B   an d   lo w   r etu r n   lo s s   ( S1 1 )   in   th s to p b an d .   A ls o   h i g h   o u t - b an d   p ass in g   f r o m   7   GHz   to   1 5   GHz   an d   r e tu r n   lo s s   ( S1 1 )   b elo w   −1 0   d B   in   th p ass b a n d   w it h o u a n y   o th er s   h ar m o n i cs  r e s p o n s e.   Her e ,   th r eso n a n f r eq u e n c y   d ep e n d en t s   b y   cir c u lar   etch ed   p ar a m eter s   an d   s ize  o f   th s lo t.   T h r esu lts   o f   E s i m u latio n   a n d   eq u i v alen cir cu i ar e   all  s h o w n   in   Fi g u r e   4 .   An   in d u c tiv e   ca p ac itiv a n d   r esis ta n ce   ( R L C )   eq u i v alen cir cu it  ca n   b u s ed   to   m o d el  t h u s ed   D GS.  A s   th Fi g u r e   s h o w s ,   t h er is   g o o d   ag r ee m en b et w ee n   th E a n d   cir cu it  s i m u lated   S - p ar a m e ter s .   T h is   g o o d   ag r ee m e n d em o n s tr ate s   t h v alid it y   o f   e q u iv ale n t   cir cu it   m o d el  f o r   t h e   p r o p o s ed   cir cu lar   DGS  f ilter .   I ts   R L C - eq u i v ale n t   cir cu it  o f   t h DG ce ll  i s   p r o p o s ed ,   an d   th d i f f er e n p ar a m eter s   ca n   b e x tr ac ted .   T h R ,   L   an d   C   r eso n an t   cir cu it  is   s h o w n   i n   F ig u r e   5 .   T h r esis ta n ce   R   is   ad d ed   to   th e   L C   cir cu it  to   m o d el  th r ad iatio n ,   co n d u cto r   an d   d ielec tr ic  lo s s es [ 1 2 ] .   T h d if f er en t p ar a m eter s   c an   b ex tr ac ted   as f o llo w s   [ 1 3 ] .           Fig u r 4.   E an d   cir cu it si m u lated   S - p ar a m eter s   o f   C P W   DGS  cir cu lar   s tr u ctu r o f   b a n d   s to p   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       A   n o ve l c o mp a ct  C P W   b a n d - s to p   filt er u s in g   O - DGS   co n fig u r a tio n   ( E lma h jo u b S g h ir )   4839       Fig u r 5 .   R L C - e q u i v ale n t c ir cu it  f o r   th C P W   DGS  f i lter       C = w c 2Z 0 ( w 0 2 w C 2 )                                                             ( 1 )     L = 1 4 ( π f 0 ) 2 C                                                                   ( 2 )     R = 2 Z 0 1 | S 11 ( w 0 ) | 2 ( 2Z 0 ( w 0 C 1 w 0 L ) ) 2 1                                                     ( 3 )     w h er e,   Z 0   is   th c h ar ac ter is t ic  i m p ed an ce   o f   th co p lan ar   w a v g u id li n e,   w 0   is   t h an g u lar   r eso n a n ce   f r eq u en c y ,   w i s   th - 3 d B   cu to f f   a n g u lar   f r eq u en c y ,   an d   S1 1 ( w )   i s   th i n p u r ef lec tio n   co ef f icie n o f   th eq u i v ale n t c ir cu it,  w h ic h   c an   b o b ta in ed   f r o m   E s i m u l atio n   r esu l ts   [ 1 4 ] .       T ab le  1 .   P ar am eter s   o f   p r o p o s ed   R L C - E q u iv a len t c ir c u it  f o r   C P W   DGS  f ilter   P a r a me t e r   V a l u e   f 0 1   5   G H z   R1   1 2 2 9 . 8   Ω   C1   0 . 8 1 3 7   p F   L1   1 . 3 5 2   n H       4.   T H E   P RO P O SE DE V I C E   O F   CIRCUL AR  D G S L O A DE D   T h is   n e w   lo ad ed   cir cu lar   DG S     is   p r o p o s ed   to   w id en   t h p as s   b an d   o f   t h is   f ilter   a f ter   t h r e j ec b an d ,   w it h o u ch a n g in g   t h ce n ter   f r eq u en c y   o f   b an d   s to p ,   w p r o p o s lo ad in g   cir cu lar   DG etch ed   b y   cir cu la r   r eso n ato r   w h ic h     is   co m p o s ed   o f   t w o   r eso n ato r s ,   a s   s h o w n   i n   Fig u r e   6 .   T h s u g g e s ted   f il ter   co n s i s ts   o f   t w o   r eso n a to r s ,   w h e n   t h i n it ial  DGS  s tr u ct u r s to p b an d   f il ter   d esig n   is   m o d i f ied   a n d   lo ad ed   b y   i n t r o d u cin g   cir c u lar   r eso n ato r .   T h n e w   s tr u ctu r w it h   O - co n f ig u r atio n   u s ed   i n   th is   f i lter   i n clu d es   m u lt ib an d   r esp o n s e,   p ass b an d   co m p o n en co n s i s ti n g   o f   t h n e w   e f f ec ti v ca p ac itan ce   an d   in d u cta n ce   r esp o n s o f   co p lan ar   lin e.   T h p ar am eter s   o f   th e   f ir s D GS  s to p b an d   f ilter   ar e   k ep u n ch a n g ed   w h ile  d i m en s io n s   o f   t h n e cir cu lar   r eso n ato r   ar i n tr o d u c ed ,   as  s h o w n   i n   Fi g u r e   6 .   T h r ad iu s   o f   n e w   cir cu lar   r eso n a to r   is   r 2 =1 . 9 5   m m .   Fig u r 7   s h o w s   t h s i m u lated   S - p ar a m eter s   o f   t h p r o p o s ed   d ev ice  o f   DGS  lo ad ed .           Fig u r 6 .   T h p r o p o s ed   d ev ice  o f   DGS  L o ad ed   f o r   s to p b an d   f ilter   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 708   I n t J   E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.  9 ,   No .   6 Dec em b er   2 0 1 9   :   4 8 3 6   -   4 8 4 4   4840       Fig u r 7 .   Si m u lated   S - p ar a m et er   o f   th p r o p o s ed   DGS  lo ad e d   d ev ice       As  d is cu s s ed   in   t h p r ev io u s   s ec tio n ,   th cir cu it  ab o v s t u d y   is   co m p o s ed   o f   t w o   r eso n ato r s ,   th f ir s t   O - DG an d   th i n tr o d u ce d   cir cu lar   u n i ce ll  r eso n ato r s ,   as  s h o w n   in   Fig u r e   6 .   T h r ea s o n   f o r   th is   i m p r o v e m en lie s   in   t h E s i m u lat io n   r esu l ts   o f   th lo ad ed   DGS  s tr u ctu r e,   w h ich   is   p r esen t w o ,   r ej ec t   b an d s   s p ea r in g   w it h   lar g p ass b an d ,   as  s h o w n   in   Fig u r e   7 .   A cc o r d in g   to   f i n al  d i m e n s io n s   o f   s tr u ctu r e,   th s i m u latio n   r es u lt  is   g i v e n   b y   HFSS   a n d   C ST   Mic r o w a v St u d io   in   o r d er   to   c o m p ar t h r esu lt s .   T h Fig u r e   8   s h o w s   th co m p ar ed   s - p ar a m eter s   o f   t h t h r ee   s i m u lat io n s .           Fig u r 8 .   C o m p ar is o n   b et w ee n   d if f er en m et h o d s   o f   s i m u lat io n       As  r esu lt,  th n e w   cir c u it   w it h   DGS  lo ad ed   in clu d t w o   s to p p ed   b an d s   in ter m ed iate  w id e   p ass b an d .   T h f ir s s to p b an d   r eso n an ce   is   al w a y s   ar o u n d   5   GHz ,   as  in   f ir s u n lo ad ed   D GS  s tr u ct u r e,     it  i s   ap p r o x im a tel y   ce n ter ed   b et w ee n   3 . 5   GHz   a n d   6 . 5   GHz ,   an d   it  e x h ib its   m o r t h a n   1 0   d B   s to p b an d   w it h   m i n i m u m   | S2 1 |   o f   2 0   d B   ar o u n d   5   GHz .   T h s ec o n d   r ej ec b an d   i s   ar o u n d   1 7 . 5   GHz   w i t h   i n s er tio n   lo s s   is   ar o u n d   2 0   d B .   A ls o   w ca n   n o tice  th at  th 2 0 d B   p ass - b an d   is   f r o m   6 . 5   GHz   to   1 6 . 1   GHz ,   w it h   i n s er tio n   lo s s   is   less   t h a n   2   d B   an d ,   th r etu r n   lo s s   i s   g r ea ter   th a n   2 0 d B .       5.   M O DE L I N G   O F   T H E   CIR CULAR  L O AD E D G S S T RUCTU RE   I n   t h p r ev io u s   Sec tio n ,   t h cir cu lar   DGS   s tr u ct u r is   m o d eled   b y   e m p lo y i n g   s in g l r eso n an t   p ar allel  R L C   cir cu it  m o d el,   a s   d ep icted   in   Fig u r e   5 .   Hen ce ,   I n   co n f ig u r atio n   t w o ,   th E s i m u latio n s   s h o w   t w o   tr an s m i s s io n   ze r o s ,   th er e f o r th eq u iv ale n cir cu it  o f   t h lo ad ed   DGS  ce ll  h as  to   b m o d elled   u s i n g   t w o   ca s ca d ed   p ar allel  r eso n an ce   cir c u its   m a y   b r ep r esen ted   i n   F ig u r 9.       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       A   n o ve l c o mp a ct  C P W   b a n d - s to p   filt er u s in g   O - DGS   co n fig u r a tio n   ( E lma h jo u b S g h ir )   4841       Fig u r 9 .   R L C - eq u i v ale n t c ir cu it  f o r   C P W   DGS  lo ad ed   f ilter       T h eq u iv alen t i m p ed an c o f   t h ca s ca d ed   p ar allel  r eso n an cir cu its   ca n   b ex p r ess ed   as:     = 1 1 R 1 + 1 jwL 1 + 1 jwC 1 + 1 1 R 2 + 1 jwL 2 + 1 jwC 2                                            ( 4 )       w h er th s u b s cr ip ts   1   a n d   2   d en o te  th t w o   d if f er en r eso n an cir cu it s .   T h r ef lectio n   co ef f icie n t,  S1 1   is   d ef in ed   as:     11 = 0 2 0 +   = ( 1 1 2 1 1 + 2 1 2 2 2 ) 2 0 + ( 1 1 2 1 1 + 2 1 2 2 2 )                 ( 5 )     T h ab o v ex p r ess io n   h as  t w o   p o les  at  th m a x i m u m   v al u o f   S1 1   b y   d if f er en t iati n g   it  w i th   r esp ec t   to   th an g u lar   f r eq u e n c y   w :     01 = 1 1 1                                                02 = 1 2 2               ( 6 )     T h tr an s m i s s io n   co ef f icie n t i s   g i v en   b y :     21 = 2 0 2 0 +   = 2 0 2 0 + ( 1 1 2 1 1 + 2 1 2 2 2 )                      ( 7 )     T h f u ll tr a n s m is s io n   f r eq u e n c y   is   g iv e n   b y :     = 1 1 2 + 2 2 2 1 + 2                                                                                                               ( 8 )     T h 3 d B   cu t - o f f   an g u lar   f r eq u en c y ,   w c ,   ca n   b d eter m i n ed   as   :     | S 21 | w = w c = 1 2            g iv es           | 1 + jwL 1 1 w 2 L 1 C 1 + jwL 2 1 w 2 L 2 C 2 2 Z 0 | = 2                           ( 9 )      Fro m   ( 6 ) ,   ( 8 )   an d   ( 9 ) ,   th eq u iv alen t c ir cu it p ar a m e ter s   ca n   b ex tr ac ted ,   w h er eb y     C 1 = w c 2 Z 0 ( ( 2 2 ) ( 02 2 01 2 ) ( 01 2 2 ) ( 02 2 2 ) ( 2 01 2 )       ( 1 0 )     C 2 = w c 2 Z 0 ( ( 2 2 ) ( 02 2 01 2 ) ( 01 2 2 ) ( 02 2 2 ) ( 02 2 2 )     ( 1 1 )     T h in d u ctan ce s   L 1   an d   L 2   v a lu es c a n   b o b tain ed   f r o m   ( 1 2 )   as:     1 = 1 01 2 1         ,         2 = 1 02 2 2                                       ( 1 2 )      Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 708   I n t J   E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.  9 ,   No .   6 Dec em b er   2 0 1 9   :   4 8 3 6   -   4 8 4 4   4842   T h r esis tan ce s   R 1   an d   R 2   o f   th cir c u it  m o d el  ar d eter m in ed   ar o u n d   t h r eso n a n f r eq u e n cies   ω 0 1   an d   ω 0 2 ,   r esp ec tiv el y.   A t   th f ir s r eso n a n t   f r eq u e n c y   ω 0 1 ,   th eq u i v ale n i m p ed an c is   Z S1     R 1   a n d   th tr an s m is s io n   lo s s   S2 1   is   g i v en   b y :     | S 21 | w = w 01 = | 2 Z 0 2 Z 0 + Z s1 | = 2 Z 0 2 Z 0 + R 1             g iv es:       R 1 = 2 Z 0 1 | S 21 | w 01 | S 21 | w 01     ( 1 3 )     A t   th e   s ec o n d   r e s o n a n f r eq u e n c y   ω 02 ,   t h eq u i v ale n i m p ed an ce   i s   Z S2     R 2   an d   t h tr a n s m i s s io n   lo s s   S2 1   is   g i v e n   b y :     | S 21 | w = w 02 = | 2 Z 0 2 Z 0 + Z s2 | = 2 Z 0 2 Z 0 + R 2           g iv es   :     R 2 = 2 Z 0 1 | S 21 | w 02 | S 21 | w 02     ( 1 4 )   I n   o r d er   t o   s h o w   t h v alid it y   o f   th eq u i v ale n cir cu it  a n d   th ex tr ac ted   p ar a m eter s   f o r   th p r o p o s ed   u n i DGS  lo ad ed   s tr u ctu r as  in   th p r ev io u s   t w o   ex a m p les,  b o th   eq u iv ale n cir cu it  a n d   E s i m u latio n     S - p ar a m eter s   ar s h o w n   in   Fig u r e   10 ,   us in g   co m p lete  s tr u ct u r w it h   p r o p o s ed   m o d if ied   v er s io n .           Fig u r 1 0 .   C o m p ar is o n   o n   p ar a m eter   ex tr ac tio n   o f   eq u i v ale n t c ir cu i t   an d   E s i m u lat io n   r es u lts   f o r   th DGS  lo ad ed   s tr u ct u r e       As  r esu l ts   s h o w n ,   t h p r o p o s ed   eq u iv alen cir cu it  r es u lt s   o b v io u s l y   p r o v id ed   g o o d   ag r ee m en w it h   th E s i m u latio n   r es u lt s .   Us in g   co m p lete  eq u i v ale n cir cu it  an d   p r o p o s ed   m o d if ied   v er s io n .   T h v alu es  o f   th eq u i v ale n t c ir cu it p ar a m et er s   f o r   th ca s ca d ed   p ar allel  r eso n an ce   cir c u it s   m a y   b r ep r esen ted   in   T ab le  2 .       T ab le  2 .   P ar a m eter s   o f   p r o p o s ed   R L C - e q u iv a len t c ir c u it o f   DGS  L O A DE D   1 st T r a n s mi ss i o n   Z e r o   2 n d   T r a n smiss i o n     Z e r o       6.   DIS T RIB U T I O O F   SURF ACE CUR RE N T   A T   P ASS B AND  AND  ST O P B AND  F RE Q UE NCY  RANG E S   T h aim   o f   th is   i n v e s ti g atio n   is   to   d e m o n s tr ate  th r elatio n s h ip   b et w ee n   t h E M - s i m u lati o n   r esu lt s   an d   th s u r f ac cu r r en d en s it y   d i s tr ib u tio n   o f   th p r o p o s ed   O - DGS  s to p b an d   f il ter ,   b asin g   o n   b eh a v io r s   o f   s u r f ac cu r r en d en s it y   e n er g ies.  Fi g u r 1 1   s h o w s   t h cu r r en d is tr ib u t io n   s i m u late d   at  tw o   d if f er en t   f r eq u en c ies r esp ec ti v el y   in   t h e   p ass b an d   Fig u r 11 ( a)   an d   s to p b an d   Fig u r 1 1 ( b ) .     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       A   n o ve l c o mp a ct  C P W   b a n d - s to p   filt er u s in g   O - DGS   co n fig u r a tio n   ( E lma h jo u b S g h ir )   4843       Fig u r   1 1 .   Si m u la te d   s u r f ac cu r r en t d en s it y .   ( a)   at  f   1 0 GHz ,   ( b )   at  f   5 . 5 GHz       As  F i g u r 1 1 ( a)   s h o w s ,   w ca n   o b s er v th at  t h c u r r en e n er g ie s   is   i m p o r tan alo n g   th p r o p o s ed   f ilter   s tr u ctu r s p ec iall y   at  th e   O - DGS  i n   th p ass b a n d   r eg io n   at  th f r eq u e n c y   o f   1 0   GHz ,   w h ich   m ea n s   th a t   r ad io   f r eq u en c y   m ag n etic  e n er g y   w a s   tr an s m it ted   f r o m   th i n p u to   th o u tp u t .   I n   th o th er   s id e,   F ig u r e   1 1 ( b ) ,   s h o w s     t h cu r r en e n er g ie s   in   th s to p b an d   r eg io n   at  th f r eq u en c y   o f   5 . 5   GHz .   A th i s   f r eq u en c y ,   t h er is   a   h ig h   c u r r en d is tr ib u tio n   i n   th f ir s p ar o f   s tr u ct u r ar o u n d   th p o r 1   an d   th O - DGS  u n i an d   n o   cu r r en t   n ea r   to   th o u tp u p o r 2 ,   th er ef o r n o   tr an s m is s io n   o f   R p o w er   f r o m   t h in p u p o r to   th o u tp u p o r t,  w h ic h   i n d icate d   t h at  t h s tr u ct u r is   in   t h s to p b an d   s tate.   T h is   ex p er i m en t   p r o v es t h at  p r o p o s ed   cir cu lar   DGS   lo ad ed   f ilte r   h as  s i m ilar   b eh a v io r s   b et w ee n   th e   E M - s i m u lati o n   r es u lts   an d   th e   en er g ie s   d is tr ib u tio n ,   b o th   h a v e   g o o d   p er f o r m a n ce s .       7.   CO NCLU SI O N   I n   t h is   ar ticle,   n e w   co m p a ct  co p lan ar   s to p b an d   f il ter   u s in g   c ir c u lar   lo ad ed   w it h   O - DGS  ce ll,   w it h   e x ce lle n s u p p r ess ed ,   s h a r p   r e j ec tio n   s lo p an d   w id p ass b an d   i s   p r esen ted   a n d   v a li d ated   in   s i m u latio n .   An   R L C   eq u iv a len cir c u it  p r o p o s ed   an d   v alid ated   in   s i m u l atio n ,   all  h av g o o d   p er f o r m a n ce s   co m p ar ed   w i th   th en er g ies  d is tr ib u tio n   b eh av io r s .     T h d ev elo p ed   f ilter   ca n   b a   g o o d   ca n d id ate  f o r   r ej ec ts   W L AN  f r eq u en c y   at  ar o u n d   5   GHz .   T h cir cu lar   DGS  lo ad ed   in tr o d u ce d   in   th C P W   lin p e r m its   to   ac h iev a   m u ltib an d   s to p   b an d   f ilter   w it h   g o o d   p er f o r m an ce s .   T h o r ig in a lit y   o f   t h is   w o r k   is   th at   t h f i n al  cir c u it  is   a   m i n iat u r u s i n g   an   o p ti m izati o n   m e th o d   f o r   g e n er atin g   m u l ti - b an d   c h ar ac ter is t ics  w i th o u t   u s in g   co m p licated   to p o lo g y .           ACK NO WL E D G E M E NT S   W th an k   Mr .   M h a m ed   L atr ac h   f r o m   E SEO  An g er s   i n   Fra n c e,   f o r   allo w in g   u s   to   u s e   an d   t o   p er f o r m   s i m u lat io n s   b y   u s in g   elec tr o m ag n et ic  s o lv er s   an d   m ea s u r e m en t in s tr u m e n t s .       RE F E R E NC E S     [1 ]   H.  J.  Ch e n ,   e a l . ,   A   n o v e c r o ss - sh a p e   DG S   a p p li e d   to   d e sig n   u lt ra - w id e   sto p - b a n d   lo w - pa ss   f il ters ,   IEE 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.   1 6 ,   p p .   2 5 2 - 2 5 4 ,   2 0 0 6 .     [2 ]   J.  S .   L i m ,   e a l . ,   A   sp iral - sh a p e d   d e f e c ted   g ro u n d   stru c t u re   fo c o p lan a w a v e g u id e ,   IEE 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 .   1 2 ,   p p .   3 3 0 - 3 3 2 ,   2 0 0 2 .   [3 ]   J.   J.  Ko o ,   e a l . ,   A   n e w   D G S   u n e q u a p o w e d iv id e r,   Eu r o p e a n   M icr o wa v e   Co n fer e n c e ,   p p .   5 5 6 - 5 5 9 ,   2 0 0 7 .   [4 ]   J.  P .   T h a k u a n d   P .   J u n - S e o k ,   A   n e w   d e sig n   a p p ro a c h   f o c ircu lar  p o lariz e   a n ten n a   w it h   DG S   u n d e r   th e   u n b a lan c e d   f e e d - li n e s,”   3 6 t h   Eu ro p e a n   M icr o w a v e   Co n fe re n c e ,   p p .   1 4 8 3 - 1 4 8 5 ,   2 0 0 6 .   [5 ]   L .   H.  W e n g ,   e a l . ,   A n   o v e r v ie o n   d e f e n c ted   g ro u n d   stru c tu re ,   Pro g re ss   in   El e c tro ma g -   n e ti c Res e a rc h   B v o l.   7 ,   p p .   1 7 3 - 1 8 9 ,   2 0 0 8 .   [6 ]   V .   Ra d isic,  e a l . ,   A   n o v e 2 - D   p h o to n ic  b a n d g a p   S tru c t u re   f o m icro strip   li n e s,”   IEE T ra n s .   M icr o wa v e   a n d   Gu id e d   W a v e   L e tt . ,   v o l .   8 ,   p p .   6 9 - 7 1 ,   1 9 9 8 .   [7 ]   A .   B.   A b d e l - Ra h m a n ,   e a l .,   Co n tr o o f   b a n d st o p   re sp o n se   o f   h i - lo   m icro stri p   l o w - p a ss   f il te u sin g   sl o i n   th e   g ro u n d   p lan e , ”  IE EE   T r a n s.  M icr o w.   T h e o ry   T e c h . v o l.   52 ,   p p .   1 0 0 8 - 1 0 1 3 2 0 0 4 .   [8 ]   M .   K.   M a n d a a n d   S .   S a n y a l,   A   n o v e d e f e c t e d   g ro u n d   str u c t u re   f o p lan a c ircu it s,”   IEE 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 .   1 6 ,   p p .   9 3 - 9 5 ,   2 0 0 6 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 708   I n t J   E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.  9 ,   No .   6 Dec em b er   2 0 1 9   :   4 8 3 6   -   4 8 4 4   4844   [9 ]   E .   S g h ir,   e a l .,   A   No v e Co m p a c CP W   L o w P a ss   F il ter  I n teg ra ti n g   P e rio d ic  T rian g le  DG S   Ce ll s ,   T ra n sa c ti o n s   o n   M a c h in e   L e a rn i n g   a n d   Arti fi c i a In telli g e n c e v ol .   5 ,   p p .   4 5 7 - 4 6 2 2 0 1 7 .   [1 0 ]   D.  G u h a ,   e a l .,   M icro strip   a n d   P ri n ted   A n ten n a s:  Ne w   T re n d s,  Tec h n iq u e a n d   A p p li c a ti o n ,   Jo h n   W il e y &   S o n s,   p p .   3 8 7 - 434 2 0 1 0 .   [1 1 ]   D.  A h n ,   e a l .,   A   d e sig n   o f   th e   l o w - p a ss   f i lt e u sin g   th e   n o v e m i c ro strip   d e f e c ted   g ro u n d   str u c tu r e , ”  IEE T ra n s .   M icr o w.   T h e o ry   T e c h . ,   v o l.   49 ,   p p .   86 - 91 2 0 0 1 .   [1 2 ]   M .   K .   Kh a n d e lw a l, e a l . ,   De f e c ted   G ro u n d   S tr u c tu re F u n d a m e n tals,  A n a l y sis,  a n d   A p p li c a ti o n in   M o d e rn   W irele ss   T re n d s ,   In ter n a ti o n a J o u rn a o A n ten n a a n d   Pro p a g a t io n ,   2 0 1 7 .   [1 3 ]   I.   Ch a n g   a n d   B.   L e e ,   De sig n   o f   d e f e c ted   g ro u n d   stru c t u re f o h a rm o n ic  c o n tro o f   a c ti v e   m i c r o strip   a n ten n a ,   Pro c e e d in g o th e   IEE A n ten n a a n d   Pro p a g a ti o n   S o c iety   In te rn a ti o n a S y mp o si u m ,   I EE E,   S a n   A n to n io ,   T e x ,   USA ,   v o l.   2 ,   p p .   8 5 2 - 8 5 5 ,   2 0 0 2 .   [1 4 ]   D.  A h n ,   e a l . ,   A   d e sig n   o f   th e   l o w - p a ss   f il ter  u sin g   th e   n o v e m i c ro strip   d e f e c ted   g ro u n d   str u c tu r e ,   IEE T ra n s .   M icr o w.   T h e o ry   T e c h . v o l.   4 9 ,   p p .   86 - 93,   2 0 0 1 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.