Planar configurations for filtering applications : defected ground structures, slow-wave shielded line

• Auteur / Autrice : Marwa Abdel Aziz
• Direction : Anne Vilcot, Florence Podevin, Amr Safwat
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Optique et radiofréquence
• Date : Soutenance en 2009
• Etablissement(s) : Grenoble INPG

Résumé

L’objectif de ce travail est d’étudier des configurations de structures à ondes lentes afin de présenter des applications de filtrage à la fois miniatures et performants. L’étude est basée sur deux axes principaux: structures à défauts de plan de masse et lignes de transmission périodiquement chargées. Une topologie de filtre passe bande et deux topologies de filtre passe bas ont été proposées suite à la modélisation d’une cellule DGS de type « dumbbell» modifié. Une nouvelle topologie de lignes à ondes lentes différentielles intégrées sur silicium a été également caractérisée. L’effet d’onde lente se manifeste dans ces lignes grâce à un bouclier de barreaux flottants en dessous de la ligne. Un facteur d’onde lente de l’ordre de 9 a été mesuré pour une ligne de 45  d’impédance caractéristique. Cette même ligne a été utilisée comme ligne d’alimentation dans un filtre ultra-large-bande sur silicium et également comme résonateur dans des filtres passe bas en technologie PCB avancée.

The aim of this work is to study the different configurations of slow-wave structures in order to provide reduced size filtering applications with improved performances. This study is based on two main axes : defected ground structures and periodically loaded transmission lines. A library of transmission line models for a DGS unit cell consisting of a modified dumbbell shape has been proposed and used in the design of a bandpass filter and two lowpass filters. A new topology of slow-wave differential silicon based transmission lines has been characterised. The slow-wave effect was guaranteed thanks to a shielding grid of floating strips placed underneath the line. The measured slow-wave factor is in the order of 9 for a shielded line with 45 Ω characteristic impedance. This transmission line has been used afterwards as a feedline for an ultra-wide bandpass filter implemented in standard 0. 35 µm CMOS technology and as a stub resonator for lowpass filters in advanced PCB technology.