Fractal microstrip filter for wireless communications

Abstract

Bu tezde, bant geçiren ve bant durdurucu filtreler olarak yeni mikro şerit cihazları sunmaktadır. Önerilen filtreler, AWR12 yazılım paketi ile taklit edilen yarı fraktal geometriye dayanan yivli yama mikro şerit rezonatörünü kullanmaktadır. Her iki filtrenin, band geçişi filtresinde 7.45 GHz merkez frekansında ve bant derinliği filtresinde sırasıyla 6.02 GHz frekans bandında tasarlanan, eliptik frekans tepkisi vardır. Filtrelerin tasarımında kullanılan substrat özellikleri 4.4 dielektrik sabiti ve1.5 mm dielektrik kalınlığıdır. Simülasyon sonuçları, tasarlanan yarı fraktal bant geçiren filtrenin, %1.25'lik çok dar kesirli bant genişliğine sahip olduğunu göstermektedir; bu, mikrodizge filtre tasarımında çok nadir görülür. Bu dar bant filtresi, çok bitişik bantlardaki sinyallerin önlenmesi gereken kablosuz şemalarda faydalıdır. Öte yandan, öngörülen bant durdurucu filtre, sabit girişimlerden etkileyen geniş bant kablosuz iletişim şemalarında yararlı olan dar reddi bandı sunar. RT / Duroid 6010.2 lm için, projelenmiş yarı fraktal BPF 2.505 GHz merkez frekansında, kısmi fraktal çok band BSF ise sırasıyla 2.5, 4.14 ve 5.79 GHz bant frekanslarında tasarlanmıştır. Sunulan yarı fraktal BPF, geçici olarak şaşırtıcı olan ve mikro şerit filtre tasarımında ultra dar bant olan%0.419'luk çok dar kesirli bant genişliğine sahiptir.Öte yandan, yarı fraktal BSF, ISM ve C bandı kablosuz uygulamalar için kalıcı frekans etkileşimlerine açık olan geniş bant kablosuz sistemlere entegre edilebilir. Ölçülen frekans tepkileri, simülasyonlar ile iyi uyum içindedir. Her filtre, en yeni kablosuz uygulamaların ilginç özelliklerini belirten küçüklük özelliklerinin yanı sıra tatmin edici S11 ve S21 yanıtları sunar. Her tasarlanmış filtre için simüle edilen ve ölçülen frekans tepkileri, kabul edilebilir tutarsızlık ile çok iyi bir uyum içindedir.Anahtar kelimeler: Yarı fraktal geometri, mikroserit filtreler, filtre küçüklük, dar frekans yanıt

This study presents new microstrip devices as bandpass and bandstop filters. The proposed filters use slotted patch microstrip resonator based on quasi fractal geometry, simulated by AWR12 software package. Both filters have quasi elliptic frequency response, were designed at centre frequency of 7.45 GHz and 6.02 GHz for bandpass filter and bandstop filter, respectively. FR4 and RT/Duroid substrates were used in the design of filters. Simulation results show that the designed quasi fractal bandpass filter has very narrow fractional bandwidth of 1.25 %which is very rare in microstrip filter design. This narrow band filter is useful in wireless schemes that require prevention of signals in very adjacent bands. On the other hand, the projected bandstop filter offers narrow rejection band that is useful in broadband wireless schemes influencing from fixed interferences. For RT/Duroid 6010.2 lm substrate, the projected quasi fractal BPF is designed at centre frequency of 2.505 GHz, while quasi fractal multi band BSF is designed at band frequencies of 2.5, 4.14 and 5.79 GHz respectively. The presented quasi fractal BPF has extremely narrow fractional bandwidth of 0.419%, which is tentatively amazing and ultra narrow band in microstrip filter design. On the other hand, quasi fractal BSF can be integrated within broadband wireless systems that are receptive to permanent frequency interferences for ISM and C band wireless applications. The measured frequency responses are in good agreement with the simulations. All filters have satisfactoryS11 and S21 responses besides smallness properties that stand for interesting features of the newest wireless applications. The simulated and measured frequency responses for all designed filters are in fine agreement with acceptable discrepancy.Key words: Quasi Fractal Geometry, Microstrip Filters, Filter Smallness, Narrowband Frequency Responses.