y
z
x
شکل ۴-۳ نمای سلول واحد در شبیه سازی درون موجبری
حال به طراحی فیلتر میان نگذر با بهره گرفتن از سطوح انتخابگر فرکانس می­پردازیم. در ابتدا عامل­هایی که برای طراحی این ساختارها در فصل ۲ بیان شد را مورد بررسی قرار می­دهیم.

۴-۱-۱ شکل جزء
می­توان از اجزای بسیاری برای طراحی یک فیلتر میان­نگذر استفاده کرد. از جمله این اجزاء دو قطبی­ها، سه قطبی­ها، پچ­ها، حلقه­های مربعی و دایروی، صلیب­ها و غیره را می­توان نام برد. با توجه به نتایج تجربی که در جدول ۲-۱ برای اجزاء رایجی که به عنوان شکل جزء در سطوح انتخابگر فرکانس مورد استفاده قرار می­گرفت، آورده شده است، حلقه دایروی را به عنوان شکل جزء برای طراحی فیلتر انتخاب می­کنیم. به دلیل ساختار متقارن حلقه دایروی و گذر سریع بین دو باند و حساسیت پایین نسبت به زاویه تابش از این جزء استفاده می­ شود.
برای ایجاد فرکانس تشدید در باند فرکانسی مورد نظر، که در اینجا GHz 3- GHz 7 در نظر گرفته شده است، محیط جزء حلقه دایروی باید در حدود طول موج الکتریکی محیط باشد. بنابراین فرکانس تشدید برابر

خواهد بود که ν سرعت نور در محیط، r شعاع متوسط حلقه دایروی و w ضخامت حلقه دایروی می­باشد [۲۳]. مقدار ν برابر c/ می­باشد. ثابت دی الکتریک موثر محیط است که مقدارش به ضخامت زیرلایه و ثابت دی الکتریک محیط وابسته است، به صورت تجربی در بخش­های بعدی بررسی خواهد شد. این اجزاء را به صورت یک آرایه مربعی در دو بعد در فضای آزاد قرار داده و سپس با یک موج مسطح یکنواخت تحریک می­کنیم. برای تحلیل این گونه ساختارها، همانطور که در پاراگراف­های بالا اشاره شد، از تحلیل یک سلول واحد از ساختار با اعمال شرایط مرزی بی­نهایت با روش فلوکه استفاده می­کنیم.
دو فیلتر با فرکانس­های تشدید GHz 3/4 و GHz 8/5 را به اختصار به نام­های FSS1 و FSS2 می­نامیم. ابعاد عناصر (r، p، w، g) برای این دو فیلتر، همانطور که در شکل ۴-۴ مشاهده می­کنید، در جدول ۴-۱ آورده شده است. هر دو فیلترFSS1 و FSS2 دارای پاسخ فرکانسی میان نگذر نشان داده شده در شکل­های ۴-۵ و ۴-۶ می­باشند. نمودارها، تشدیدها را در فرکانس­های GHz 8/5 و GHz 3/4 را برای FSS1 و FSS2 در زاوایای مختلف تابش با دو قطبش TE و TM با تضعیفی برابر با dB 60 نشان می­ دهند.
شکل ۴-۴ ابعاد اجزاء حلقه دایروی
جدول ۴-۱ ابعاد عنصر حلقه دایروی و فرکانس­های تشدید دو سطح انتخابگر فرکانس با تابش عمود