Modeling and validation of loose coupler by using DGS in branch line coupler

Moyra, Tamasi; Parui, Susanta Kumar; Das, Santanu

Abstract

A novel planar 10 dB loose branch line coupler is proposed for application to the 2.5 GHz centre frequency. This proposed coupler is implemented with rectangular ring headed dumbbell shaped Defect Ground Structure (DGS) along with conventional microstrip transmission line. Design of this conventional branch line coupler with DGS provides more design flexibility. Use of DGS underneath the microstrip line increases the electrical length of microstrip line, provides slow wave characteristics and increases the impedance of the microstrip line. In this paper one high impedance microstrip line is easily implemented by using proposed DGS structure which is required for designing the loose coupler. Finally, the compact branch line 10 dB loose coupler is designed, fabricated and measured. The experimental results are in good agreement with predicted simulated values.

branch line coupler
Defect Ground Structure (DGS)
microstrip line

Аннотация (на русском)

Моделирование и тестирование шлейфного направленного ответвителя на основе заземляющего проводника с дефектом

Предложен новый 10 дБ развязанный шлейфный направленный ответвитель для применений в диапазоне 2.5 ГГц. Предложенный ответвитель содержит гантелеобразный дефект в заземляющем проводнике, расположенный вдоль микрополосковой линии. Использование заземляющего проводника с дефектом расширяет возможности оптимального проектирования шлейфного направленного ответвителя. В частности, данная структура увеличивает электрическую длину микрополосковой линии и повышает ее характеристический импеданс. В данной статье показано, что использование экранов с дефектами позволяет легко создавать микрополосковые линии с высокими значениями характеристического импеданса, необходимые для проектирования шлейфных направленных ответвителей. Приводится пример проектирования компактного 10 дБ направленного ответвителя, который был изготовлен и экспериментально исследован. Полученные экспериментальные данные соответствуют расчетным значениям параметров устройства.

For citation

Moyra T., Parui S.K., Das S. Modeling and validation of loose coupler by using DGS in branch line coupler // Journal of Radio Electronics. – 2012. – No. 11.

References

V. Radisic, Y. Qian, and T. Itoh, "Broadband power amplifier using dielectric photonic bandgap structure," IEEE Microwave Guide Wave Lett. Vol.8, pp.13-14, Jan. 1998.
V. Radisic, Y. Qian, and T. Itoh, "Novel Architectures for high-efficiency amplifiers for wireless applications," IEEE Trans. Microwave Theory and Techniques, Vol.46, No.11, pp.372-374, Nov. 1998.
C. S. Kim, J. S. Park, D. Ahn, and J. B. Lim, "A Novel 1-D Periodic Defected Ground Structure for Planar Circuits," IEEE Microwave and Guided Wave Letters, Vol.10, No.4, pp.13 1-133, April, 2000.
F-R. Yang, Y. Qian, R. Coccioli, and T. Itoh, "A novel low-loss slow wave microstrip structure," IEEE Microwave Guide Wave Lett. Vol.8, No.11, pp.372-374, Nov. 1998.
Y. Qian, F-R.Yang, and Tatsuo Itoh,"Characteristics of microstrip lines on a uniplanar compact PBG ground plane," APMC'98 Proc, pp.589-592, 1998.
J. I. Park, C. S. Kim, J. Kim, J-S Park, Y. Qian, D. Ahn, and T. Itoh, "Modeling of a photonic bandgap and its application for the low-pass filter design," APMC'99, Dig., pp.331-334, Nov. 1999.
C.S. Kim, J.S. Park, D. Ahn, and J.B. Lim, “A novel 1-D periodic defected ground structure for planar circuits,” IEEE Microw. Guid. Wave Lett., vol. 10, no. 4, pp. 131-133, Apr. 2000.
C.-S Kim, J.-S. Lim, D. Ahn and S. Nam, “A 10db branch line coupler using defected ground structure,” EUMC’2000, Dig.,pp. 1-4, Oct. 2000.
Changjiang You* and Xiaowei Zhu, “A Novel Planar Dual-Band Branch Line Coupler Using Defect Ground Structure” IEEE MTT-S International pp. 1227-1230, 2008.