ارائه یک دیپلکسر مایکروویوی بسیار کوچک با استفاده از موجبرهای مجتمع شده در زیر لایه‌ مبتنی‌بر ساختارهای چپ‌گرد-راست‌گرد

در این مقاله، یک دیپلکسر مایکروویوی با ابعاد بسیار کوچک با استفاده از ساختارهای موجبری مجتمع شده در زیر لایهو بر پایه ساختارهای فراماده برای کاربردهای wlanو wimax ارائه شده است. دیپلکسر پیشنهادی با ترکیب دو فیلتر میان‌گذر که در باندهای فرکانسی مربوط به فرستندگی و گیرندگی آنتن کار می‌کنند، طراحی شده است. اساس کار دیپلکسر پیشنهادی بر پایه روش مد میرا شوندهبنا نهاده شده است. به منظور کاهش ابعاد ساختار پیشنهادی، در طراحی فیلترهای استفاده شده در دیپلکسر، از موجبرهای مجتمع شده در زیر لایه نصف شدهاستفاده شده است. برای کاهش بیشتر ابعاد دیپلکسر طراحی شده، از ساختارهای چپ‌گردراستگرد استفاده شده است. زمانی که موجبر زیر فرکانس قطع خود کار می‌کند، ε ساختار منفی می‌شود بنابراین ثابت انتشار (k) در فرکانس‌های زیر فرکانس قطع موجبر یک عدد موهومی خواهد شد که در این صورت از انتشار موج جلوگیری می‌شود. از این‌رو، به این حالت مد میرا شونده یا مد محو شونده گفته می‌شود. از آن‌جایی که مکمل حلقه‌های تشدیدی شکاف‌دار فرکتال اساساً مانند یک دوقطبی الکتریکی عمل می‌کنند، بنابراین، قادر خواهند بود در یک محدوه فرکانسی محدود ε منفی تولید نمایند. حال چنان‌چه از fcsrr‌ها در ساختارهای موجبری مجتمع‌شده در زیر لایه و در زیر فرکانس قطع آن‌ها استفاده شود، fcsrr‌ها توانایی آن را دارند که در یک محدوه فرکانسی محدود علامت ε اصلی ساختار را معکوس کنند. بر همین اساس با حک کردن fcsrr‌ها روی سطح موجبر، ε منفی اصلی ساختار در زیر فرکانس قطع موجبر به ε مثبت تبدیل خواهد شد.  بنابراین، انتشار موج جلو رونده خواهیم داشت. بر همین اساس و بر پایه روش مد میرا شونده، یک دیپلکسر مایکروویوی در فرکانس‌های  ghz 2.4 و ghz 3.5 طراحی شده است. ابعاد دیپلکسر پیشنهاد شده برابر gλ 0.09 × gλ 0.30 است. دیپلکسر پیشنهادی دارای خصوصیاتی هم‌چون ابعاد بسیار کوچک، تلفات بسیار کم، ایزولاسیون مناسب و طراحی آسان می‌باشد.

Miniaturized HalfMode Substrate Integrated Waveguide Diplexer based on FCSRR UnitCell

In this paper a miniaturized diplexer for WLAN and WiMAX applications is presented, based on halfmode substrate integrated waveguide (HMSIW) technology by loading a novel metamaterial unitcell. The proposed metamaterial unitcells are called fractal open complementary splitring resonators (FCSRRs). The proposed FCSRRs behave as electric dipoles if appropriately stimulated, and are able to generate a forwardwave passband region below the cutoff frequency of the waveguide structure. The electrical size of the proposed FCSRRs unitcell is smaller than the conventional CSRRs unitcell. Therefore, the FCSRR unitcell is a good candidate to miniaturize the SIW structure. The proposed diplexer has been designed by cascading two bandpass filters with different center frequencies. The HMSIW bandpass filters are implemented by etching two FCSRR unitcells with different sizes. The design procedure is based on the theory of evanescent mode propagation in which the FCSRR unitcells behave as electric dipoles. A forwardwave passband below the intrinsic cutoff frequency of the HMSIW structure has been achieved by loading the FCSRR unitcells on the metal surface of the HMSIW structure. This proposed diplexer displays high selectivity and compact size by using subwavelength resonators. The designed diplexer has been fabricated and experimental verifications have been provided. The measured results are in a good agreement with the simulated ones. The total size of the proposed diplexer is about 0.30 λg × 0.09 λg. The proposed diplexer shows significant advantages in terms of size reduction, low loss, high selectivity, high Qfactor, easy bandpass frequency shifting, easy fabrication and easy integration with other planar microwave circuits.