New Compact Bandpass Filter With Tuning Stubs Based on 2nd Iteration of Hilbert Fractal Geometry

تصميم جديد لمرشح امرار نطاقي مصغرمبني على اساس منحني هلبرت الجزئي بامكانية التنغيم مبني على اساس التكرار الثاني للهندسه الجزئيه

Abstract

A novel design of miniaturized microstrip bandpass filter is presented for use in modern wireless
communication systems. The proposed filter structure is composed of dual fractal-based microstrip
resonators. The structure of each resonator is in the form of the Hilbert fractal curve geometry. Two
single-mode resonators with structures based on the 2nd Hilbert fractal-shaped geometries have
been modeled at a design frequency of 2.4 GHz (ISM Band). The resulting filter structures based on
these resonators, show considerable size reduction compared with the other microstrip bandpass
filters based on other space-filling geometries designed at the same frequency. Another set of
bandpass filter designs based on the same resonators but with a tuning stub has been also
presented, in an attempt to provide practically useful means to tune the filter to the specified
performance with a considerable tuning range. The performance of the resulting filter structures has
been evaluated using a method of moments (MoM) based software package, Microwave Office
2007, from Advanced Wave Research Inc. Results show that the proposed filter structures possess
fine return loss and transmission responses besides the size reduction gained, making them
suitable for use in a wide variety of wireless communication applications. Furthermore, performance
responses show that the second set of filters, based on Hilbert shaped resonators support the 2nd
harmonic suppression.

يعرض في هذا البحث تصميم جديد لمرشح امرار نطاقي مصغر الحجم للاستخدام في انظمة الاتصالات الحديثة. ان بناء المرشح المقترح يتألف من مرنانين من نوع الشريحة الدقيقة شكلهما مبني على اساس الترتيب الهندسي الجزئي لمنحني هلبرت. تم تصميم عدة مرشحات ذات مرنانات تتبع شكل منحني هلبرت للتكرارت المختلفة حتى التكرار الثاني. اظهرت المرشحات الناتجة انها تمتلك تخفيضا كبيرا بالحجم مقارنة بالمرشحات الاخرى المبنية على اساس المرنانات الاخرى المالئة للفراغ المصممة عند التردد نفسه. وجرى كذلك تصميم مجموعة اخرى من المرشحات تستخدم المرنانات السابقة نفسها ولكن باضافة عنصر تنغيم في محاولة لتوفير اداة للمصمم للوصول الى الاداء النهائي للمرشح دون اللجوء الى اعادة تصميمه. تم اجراء حسابات الاداء لجميع المرشحات باستخدام الحقيبة البرمجية (2007MWO ) من شركة (AWR) التي تجري المحاكاة الكهرومغناطيسية على وفق طريقة إيجاد العزوم. بينت نتائج المحاكاة ان ان المرشحات المقترحة ذات اداء جيد بالاضافة الى التخفيض المتحقق بالحجم كما انها توفر وسيلة تنغيم واخمادا للتوافقيات الثانية مما يجعلها مناسبة للاستخدام في تطبيقات الاتصالات الحديثة المختلفة.