A Design of Novel Compact Microstrip Bandstop Filters Based on Split-Ring Resonators and Spiral Resonators

In this paper, two novel compact microstrip bandstop filters using complimentary split ring resonators(CSRRs) and spiral resonators is proposed. The first one is the bandstop filter using an array of CSRRs etched on the center line of a microstrip. The bandstop is due to the presence of negative effective permittivity and positive permeability near resonant frequency which prevent the wave propagation. The second on is the bandstop filter using an array of spiral resonators etched on the center line of a microstrip. The bandstop is due to the self-resonance of spiral circuit. We have achieved controllable resonance frequency and bandwidth, super compact dimension, low insertion losses in the passband and high level of rejection in the stopband with sharp cutoff. The electrical sizes of two proposed filter are very small. Additionally, they can be easily fabricated and compatible with MMIC or PCB technology.

Split-Ring 공진기와 Spiral 공진기를 이용한 새로운 소형의 마이크로스트립 대역 저지 필터 설계

이 논문에서는 split-ring 공진기와 spiral 공진기를 complementary 형태로 구현한 새로운 형태의 두 가지 마이크로스트립 대역저지 필터를 제안하였다. 첫 번째는 마이크로스트립 전송 선로의 중앙 선로에 세 개의 split-ring 공진기를 일렬로 배열시켜 에칭 시킨 것이다. 중앙 선로에 구현된 세 개의 split-ring 공진기와 수직으로 시간에 따라 변하는 전계가 걸리면 특정 공진 주파수에서 유효 투자율이 음이 되는 현상이 벌어지며, 이에 따라 전파가 더 이상 진행하지 못하게 된다. 이는 특정 공진 주파수에서 대역저지 현상이 나타나는 것을 의미한다. 두 번째는 첫 번째 것과 비슷하게 마이크로스트립의 중앙 선로에 spiral 공진기를 세 개 나열하여 에칭하였다. Spiral 공진기는 그 축에 수직한 방향으로 전계가 걸렸을 때 특정 공진 주파수에서 self-resonance 현상이 일어나며, 이것이 대역저지 특성으로 나타난다. 제안된 두 필터는 쉽게 공진 주파수와 대역저지 폭을 결정할 수 있고, 매우 작은 크기를 갖으며, 통과대역 내에서 삽입손실이 거의 없으며, 매우 날카로운 스커트 특성을 갖는다. 또한 제작하기 쉽고, 향후 MMIC에 적용하기 쉬울 것으로 예상한다.