UWB용 대역 저지 필터 설계

Abstract

본 논문에서는 초광대역(UWB: Ultra-Wideband) 무선 통신 시스템에 적합한 소형의 마이크로스트립 대역 저지 필터를 제안한다. 제안된 필터는 50 Ω 마이크로스트립 선로 좌측에 단락 스터브(short-circuited)를 이용한 고역 필터와 우측에 결합 공진기를 이용한 대역 저지 필터를 합성하였다. 3.1 GHz에서 10.6 GHz까지의 초광대역 특성을 갖는 고역 필터를 설계하기 위해서 the mixed lumped/distributed(L/D) 방법을 이용하였다. 또한 원하는 주파수 대역의 협대역 저지 필터를 설계하기 위해서 3개의 결합 공진기(coupled resonator)를 이용하였다. 공진기를 미앤더(meander) 형태로 구현함으로써 L-형태의 공진기에 비해 면적을 29 % 정도 소형화시켰다. 측정 결과 3-dB 삽입 손실을 기준으로 146.7 %(2.1 GHz～10.15 GHz)의 광대역 통과 특성을 얻었으며 10.04 %(5.2 GHz～5.75 GHz)의 저지 대역을 나타내었다. 측정된 군 지연(group delay) 특성은 저지 대역을 제외한 주파수 대역에서 0.7 ns 미만이다.

A compact microstrip band-selective filter for ultra-wideband(UWB) radio system is proposed. The filter combines the traditional short-circuited stub highpass filter and coupled resonator band-stop filter on both sides of the mitered 50-ohm microstrip line. To realize the pseudo-highpass filtering characteristic over UWB frequency band(3.1 GHz to 10.6 GHz), a distributed highpass filter scheme is adopted. Three coupled resonators are utilized to obtain the band stop function at the desired frequency band. By meandering the coupled resonators, there is 29 % size reduction in footprint compared to the traditional band-stop filter using L-shaped resonators. The measured results show that the filter has a wide passband of 146.7 %(2.1 GHz to 10.15 GHz) with low insertion loss and the stop band of 10.04 %(5.2 GHz to 5.75 GHz) for 3-dB bandwidth. The measured group delay is less than 0.7 ns within the passband except the rejection band.