طراحی و شبیه‌سازی فیلتر دوبانده میان‌گذر تنظیم‌پذیر برای آشکارسازی و سنجش میزان تابش امواج وای‌فای

نویسندگان

1 گروه مهندسی برق و مخابرات، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد تهران جنوب، تهران

2 پژوهشکده راکتور و ایمنی هسته‌ای، پژوهشگاه علوم و فنون هسته‌ای، سازمان انرژی اتمی ایران، تهران

3 گروه مهندسی برق و مخابرات، دانشکده مهندسی برق، دانشگاه علم و صنعت ایران، تهران

چکیده

در این مقاله، یک فیلتر جدید دوبانده میان‌گذر به‌منظور سنجش و بهینه‌سازی میزان تابش امواج وای‌فای در محدوده فرکانسی غیریونساز 2/4 و 5 گیگاهرتز طراحی و شبیه‌سازی شده است. در روش جدید ارائه شده برای آشکارسازی، امواج وای‌فای در ابتدا فیلتر و سپس در آشکارساز به سیگنال جریان مستقیم تبدیل شدند. این فیلتر از یک تشدیدگر فراماده‌ای مکمل حلقه شکاف‌دار تشدیدی و یک خازن اینتردیجیتال تشکیل شده است که روی یک موج‌بر هم‌سطح با دی‌الکتریک راجرز 3003 و امپدانس مشخصه 50 اهم چاپ شده است. در مدل مدار معادل فیلتر میان‌گذر فراماده مکمل حلقه شکاف‌دار تشدیدی به‌صورت یک مدار تانک نشان داده شد که با خط انتقال موج‌بر هم‌سطح به‌طور موازی قرار ‌‌گرفت. خازن کوپلینگ اینتردیجیتال نیز به شکل سری با موج‌بر بسته شد. با تغییر شعاع مکمل حلقه شکاف‌دار تشدیدی و طول خازن اینتردیجیتال فرکانس در قطب‌های انتقالی فیلتر تنظیم‌پذیر گردید. سازوکار کوپلینگ الکترومغناطیسی حاکم‌‌ بر المان‌ها بیان ‌شد. براساس نتایج حاصل از نمودار پارامترهای پراکندگی افت بازگشتی در قطب‌های انتقالی بیش‌تر از 40 دسی‌بل و تلف انتقالی در باندهای میان‌گذر کم‌تر از 0/3 دسی‌بل بود.
 

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Design and simulation of a tunable dual-band bandpass filter for detection and measurement of Wi-Fi waves exposure

نویسندگان [English]

  • Tahereh Beiki 1
  • Mirshahram Hosseinipanah 2
  • Farrokh Hojjat Kashani 3
1
2
3
چکیده [English]

In this paper, a novel dual-band bandpass filter for the measurement and optimization of Wi-Fi waves exposure in the non-ionizing frequency range of 2.4 and 5 gigahertz, has been designed and simulated. In the novel proposed method for detection, initially the Wi-Fi waves have been filtered and then converted to the direct current signal in the detector. This filter consists of a complementary split ring resonator metamaterial and an interdigital capacitor which has been printed on a 50 ohms coplanar waveguide with the Rogers 3003 dielectric. In the equivalent circuit model of the bandpass filter, the complementary split ring resonator has been represented by a tank circuit which is in parallel with the coplanar waveguide. The interdigital coupling capacitor is in series with the waveguide. By adjusting the complementary split ring resonator radius and the interdigital capacitor length, the frequency of transmission poles of the filter can be tuned. The electromagnetic coupling mechanism in the components has been discussed. According to the results of the scattering parameters curve, the return loss at the transmission poles is more than 40 dB while the insertion loss in passbands is less than 0.3 dB.
 

کلیدواژه‌ها [English]

  • Dual-band bandpass filter
  • Wi-Fi waves
  • Measurement and optimization
  • Metamaterial
  • Non-ionizing
  • Electromagnetic detector
  • Probe
  • Radiation safety
[1] R.J. Cameron, C.M. Kudsia and R.R. Mansour. Microwave Filters for Communication Systems: Fundamentals, Design, and Applications, John Wiley and Sons, (2018). [2] J.E. Martin. Physics for Radiation Protection, John Wiley and Sons, (2013). [3] J.B. Pendry, A.J. Holden, D.J. Ribbins and W.J. Stewart. Magnetism from Conductors and Enhanced Nonlinear Phenomena, IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques, 47 (1999) 2075-2084. [4] F. Falcone, T. Lopetegi, J.D. Baena, R. Marques, F. Martin and M. Sorolla. Effective Negative-ε Stopband Microstrip Lines Based on Complementary Split Ring Resonators, IEEE Microwave and Wireless Components Letters, 14(6) (2004) 280-282. [5] J. Bonache, F. Martin, J. Garcia-Garcia, I. Gil, R. Marques and M. Sorolla. Ultra Wide Band Pass Filters (UWBPF) Based On Complementary Split Ring Resonators, Microwave and Optical Technology Letters, 46(3) (2005) 283-286. [6] L. Cerrito. Radiation and Detectors, Springer, (2017). [7] I. Wolff. Coplanar Microwave Integrated Circuits, John Wiley and Sons, (2006).