Kotelnikov Institute of Radio Engineering and Electronics of RAS Русский Sign in Submit a paper
Journal of Radio Electronics Online scientific journal · eISSN 1684-1719
2026, № 1 · RADIO ENGINEERING

Modeling and experimental study of a non-reflective stripline filter based on a three-wire meander coupled lin

A.A. Arutyunyan1, N.D. Malyutin1

1 Tomsk State University of Control Systems and Radioelectronics, Tomsk, Russia
Full text DOI: 10.30898/1684-1719.2026.1.6 UDC 621.372.2 EDN NTJCJS

Abstract

A non-reflective bandpass filter constructed using three-conductor coupled striplines and lumped RLC elements was simulated and experimentally studied using COMSOL Multiphysics. To reduce the filter's size, the planar coupled striplines are folded into a meander. The third stripline overlaps the first two, creating a face-to-face coupling between the current-carrying striplines and the third stripline. The effect of the relative permittivity of the dielectric layer separating the coupled current-carrying striplines from the third conductor on the non-reflective filter's characteristics was investigated. The feasibility of enhancing the electromagnetic coupling between the coupled striplines by using a three-conductor structure for constructing non-reflective bandpass filters was confirmed. The ratio of the relative permittivities of the substrates in the non-reflective filter's design was found to significantly affect the device's frequency characteristics. The best frequency characteristics of the transmission coefficient and return loss were obtained with a permittivity ratio in the range of 0.64-0.78. The approach used in this study allowed the filter dimensions to be reduced by a factor of 2. A comparison of the simulation results and experimental measurements showed that the filter parameters matched within the passband.

  • bandpass filter
  • non-reflective filter
  • quasi-planar filters
  • frequency response
  • numerical simulation
Аннотация (на русском)

Моделирование и экспериментальное исследование неотражающего полоскового фильтра на основе трехпроводной меандровой связанной линии

Проведено моделирование в системе COMSOL Multiphysics и экспериментальное исследование полосно-пропускающего фильтра неотражающего типа, выполненного на основе трехпроводных связанных линий и сосредоточенных RLC-элементов. Для сокращения габаритов фильтра планарно расположенные связанные полоски свернуты в меандр. Третья полоска перекрывает первые две так, что образуется лицевая связь между токонесущими полосками и третьей полоской. Исследовано влияние относительной диэлектрической проницаемости диэлектрического слоя, отделяющего связанные токонесущие полоски от третьего проводника, на характеристики неотражающего фильтра. Подтверждена возможность усиления электромагнитной связи между связанными полосковыми линиями за счёт применения трехпроводной структуры для построения неотражающих полосно-пропускающих фильтров. Определено, что соотношение относительных диэлектрических проницаемостей подложек в конструкции неотражающего фильтра существенно влияет на частотные характеристики устройства. Наилучшие частотные характеристики коэффициента передачи и возвратных потерь получены при соотношении диэлектрических проницаемостей в диапазоне 0,64-0,78. Подход, применённый в настоящей работе, позволил уменьшить габариты фильтра в 2 раза. Сравнение результатов моделирования и экспериментальных измерений показало совпадение параметров фильтров в полосе пропускания.

For citation

Arutyunyan A.A., Malyutin N.D. Modeling and experimental study of a non-reflective stripline filter based on a three-wire meander coupled lin // Journal of Radio Electronics. – 2026. – No. 1. https://doi.org/10.30898/1684-1719.2026.1.6

References

  1. Morgan M. A., Boyd T. A. Theoretical and experimental study of a new class of reflectionless filter //IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques. - 2011. - Т. 59. - №. 5. - С. 1214-1221. https://doi.org/10.1109/TMTT.2011.2113189.
  2. Wu X., Li Y., Liu X. High-order dual-port quasi-absorptive microstrip coupled-line bandpass filters //IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques. - 2019. - Т. 68. - №. 4. - С. 1462-1475. https://doi.org/10.1109/TMTT.2019.2955692.
  3. Малютин Н.Д., Лощилов А.Г., Ладур А.А. Цепочки комбинированных фильтров поглощающего типа // 18-я Международная Крымская конференция "СВЧ-техника и телекоммуникационные технологии" (КрымиКо'2009): материалы конференции в 2 т. - Севастополь: изд-во "Вебер". 2008. С. 489 - 490.
  4. Распределенно-сосредоточенные цепи и полосковые СВЧ-устройства на их основе: моногр. / А. Г. Лощилов, Т. Т. Чинь, Г.А. Малютин; под ред. проф. Н.Д. Малютина. - Томск: Изд-во Томск. гос. ун-та систем упр. и радиоэлектроники, 2023. - С. 25-27.
  5. Лощилов А. Г. Уменьшение возвратных потерь и подавление внеполосных колебаний в межкаскадных соединениях систем связи с помощью неотражающих частотно-селективных цепей СВЧ / А. Г. Лощилов, Н. Д. Малютин, Чинь То Тхань, Г. А. Малютин // Системы управления, связи и безопасности. - 2024. - №. 4. - С. 72-94.
  6. Малютин Г. А., Тхань Ч. Т. Алгоритм и программы анализа и синтеза устройств на основе распределенно-сосредоточенных цепей / Г. А. Малютин, Ч. Т Тхань // International Journal of Open Information Technologies. - 2024. - Т. 12. - №. 3. - С. 28-35.
  7. Лощилов, А. Г. Применение метода автономных блоков к математическому моделированию СВЧ-устройств, содержащих цепи распределено - сосредоточенного типа / А. Г. Лощилов, Н. Д. Малютин, Т. Т. Чинь // International Journal of Open Information Technologies. - 2024. - Т. 12, № 1. - С. 61-67.
  8. Banda S., Ogawa H. Multilayer MMIC directional couplers using thin dielectric layers // IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques. - 1995. - Т. 43. - №. 6. - С. 1270-1275, June 1995. https://doi.org/10.1109/22.390182.
  9. Арутюнян А. А. Моделирование и экспериментальное исследование фильтра неотражающего типа на основе полосковой трехпроводной связанной линии //Доклады Томского государственного университета систем управления и радиоэлектроники. - 2025. - Т. 28. - №. 2. - С. 55-61.
  10. Pregla R. Die mäanderleitung als laufzeitausgleichsschaltung //AEÜ. - 1967. - Т. 21. - №. 5. - С. 219.
  11. Pregla R. Gruppenlaufzeitausgleich mit Mäanderleitungen für Nachrichtensysteme mit Rundhohlleitern //AEÜ. - 1970. - №. 9. - С. 381.
  12. Малютин Н. Д. и др. Полосковые управляемые меандровые линии задержки // Доклады Томского государственного университета систем управления и радиоэлектроники. - 2015. - №. 4 (38). - С. 42-46.
  13. Носов А. В. и др. Меандровая линия задержки из двух витков, защищающая от сверхкоротких импульсов //Доклады Томского государственного университета систем управления и радиоэлектроники. - 2015. - №. 3 (37). - С. 120-123.
  14. Khaleghi A. Dual band meander line antenna for wireless LAN communication //IEEE Transactions on Antennas and Propagation. - 2007. - Т. 55. - №. 3. - С. 1004-1009. https://doi.org/10.1109/TAP.2007.891873.
  15. Vishnu K., Menon S. K.Compact MSL Filter Using Meander Line Resonator //2020 5th International Conference on Communication and Electronics Systems (ICCES). - IEEE, 2020. - С. 414-417. https://doi.org/10.1109/ICCES48766.2020.9137941.
  16. Малютин Н. Д. Многосвязные полосковые структуры и устройства на их основе. - Томск: Изд-во Томского ун-та, 1990. - C. 161.
  17. Полосковый фазовращатель. Воробьев П.А., Малютин Н.Д. Авторское свидетельство SU 432843 A1, 05.07.1975. Заявка № 1781634/26-9 от 03.05.1972.