Hochleistungs-Dual-Passband + Kerbhohlraumfilter

Hochleistungs-Dual-Passband + Kerbhohlraumfilter

Entwerfen eines Dualer Durchlassbereich + Kerbhohlraumfilter das zwei breite Durchlassbänder mit einem schmalen kombiniert, Die tiefe Sperrkerbe dazwischen ist eine der anspruchsvollsten Herausforderungen in der HF-Technik. Die Spezifikation des Kunden definiert strenge Anforderungen an die Bandbreite, Dämpfung, und Umweltbeständigkeit – und das alles bei kompakter mechanischer Stellfläche. In diesem Artikel werden die technischen Voraussetzungen erläutert, Designüberlegungen, und Implementierungsstrategien zum Erreichen einer solchen Hochleistungs-HF-Filterung.

Hier ist die Nachfrage eines Käufers.

Es handelt sich um einen L-Durchlassbereich + Kerb-Kombinationsfilter.
Belastbarkeit: weniger als 30 dBm.
Steckertyp: SMA-Buchse für Ein- und Ausgang.
Mittenfrequenz: (960+1230)/2: 1095 MHz
Durchlassfrequenz 1: 960 ~ 1015 MHz
Durchlassfrequenz 2: 1045~1230 MHz
Einfügedämpfung < 1 dB
Welligkeit : +- 0.5 dB
Stoppband 1: 70 Erreichte dB-Dämpfung relativ zum Mittelwert der Durchlassbandwelligkeit für Frequenzen unter 690 MHz
Stoppband 2: 70 Erreichte dB-Dämpfung relativ zum Mittelwert der Durchlassbandwelligkeit für Frequenzen über 1390 MHz
Unterdrückung: 30 Erzielte dB-Dämpfung im Verhältnis zum Mittenpunkt der Durchlassbandwelligkeit für die Frequenz 1028.5 zu 1031.5 MHz
VSWR: besser als 1.6
Größe: klein wie möglich
Temp: -40 ~70 Grad Celsius
Umfeld: Salzsprühtest bestehen
Tuning: schrauben
Material: Messing oder Aluminium
Beschichtung: Ja

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1. Übersicht über die technischen Anforderungen

Das Zielprodukt ist a Dual-Passband-Hohlraumfilter mit integrierter Kerbe, wird durch die folgenden Schlüsselparameter definiert:

• Passband 1: 960–1015 MHz
• Passband 2: 1045–1230 MHz
• Kerbband: 1028.5–1031,5 MHz, ≥30 dB Dämpfung
• Stoppband 1: unten 690 MHz, ≥70 dB Dämpfung
• Stoppband 2: über 1390 MHz, ≥70 dB Dämpfung
• Einfügedämpfung: <1 dB, Welligkeit: ±0,5 dB
• VSWR: <1.6
• Krafthandhabung: <30 dBm
• Verbinder: SMA-Buchse Ein-/Ausgang
• Betriebstemperatur: –40°C bis +70°C
• Umweltfreundlich: Salzsprühtest bestehen
• Abstimmung: Mechanische Schraubenstimmung
• Material: Messing oder Aluminium mit Schutzbeschichtung
• Größe: Möglichst kompakt

Diese Parameter erfordern eine präzisionsgefertigte Hohlraumstruktur, die sowohl eine hohe Selektivität als auch einen geringen Verlust bieten kann.

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2. Große Designherausforderungen

1. Extrem schmale Kerbe (3 MHz)
   Die Ablehnungskerbe (1028.5–1031,5 MHz) ist nur 0.3% der Mittenfrequenz, Sie erfordern einen Hohlraumresonator mit außergewöhnlich hohem Gütefaktor und eine genaue Kopplungssteuerung, um eine Dämpfung von ≥30 dB sicherzustellen, ohne die Durchlassbänder zu verschlechtern.
2. 70 dB-Sperrbandunterdrückung
   Erreichen 70 dB-Unterdrückung unten 690 MHz und höher 1390 MHz ist eine Filteranforderung höherer Ordnung, die typischerweise eine Multi-Cavity-Kopplung oder komplexe Dual-Mode-Strukturen erfordert.
3. Geringe Einfügungsdämpfung über breite Passbänder
   Mit breiten Durchlassbändern (960–1015 und 1045–1230 MHz), Aufrechterhaltung <1 Die dB-Einfügungsdämpfung ist schwierig. High-Q-Kavitäten, verlustarme Beschichtung, und Präzisionsbearbeitung sind unerlässlich.
4. Miniaturisierung vs. Elektrische Leistung
   Der Wunsch des Kunden nach minimaler Größe steht in direktem Konflikt mit den Q-Faktor- und Dämpfungszielen. Es müssen technische Kompromisse zwischen Kompaktheit und HF-Leistung eingegangen werden.

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3. Empfohlene Implementierungsansätze

EIN. Bearbeiteter Multi-Cavity-Filter (Bevorzugte Lösung)

• Vorteile: Ausgezeichneter Q-Faktor, stabile thermische leistung, und präzise Kontrolle über die Kerbfrequenz.
• ENTWICKLUNGSPROZESS: Multi-Cavity-Resonator mit einem speziellen Kerbhohlraum und mechanischer Schraubenabstimmung.
• Materialien: Messing oder Aluminium, Nickel-/Silberbeschichtung für Korrosionsbeständigkeit.
• Nachteile: Größere Größe und höhere Herstellungskosten.

B.. Hybrider dielektrischer Hohlraumfilter

• Vorteile: Kleinere Größe, integriert Keramikresonatoren für die Notch.
• Nachteile: Temperaturdrift und begrenzt 70 dB-Sperrbandunterdrückung.

C. Kompakter Mikrostreifenfilter

• Vorteile: Minimales Volumen und niedrige Kosten.
• Nachteile: Begrenzte Tiefenunterdrückung und höhere Einfügungsdämpfung.

Für militärische oder UAV-Videoübertragungsanwendungen, das bearbeitete Hohlraumstruktur bleibt der zuverlässigste Weg, um den erforderlichen doppelten Durchlassbereich zu erreichen + Spitzenleistung.

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4. Materialien und Beschichtung

Zur Sicherstellung der Korrosionsbeständigkeit und Einhaltung des Salzsprühtests:

• Messing: Vernickelung (optionale Vergoldung der Kontakte)
• Aluminium: Hart eloxierte und versiegelte Oberfläche
• Eine ordnungsgemäße Abdichtung rund um SMA-Stecker und Gehäuseverbindungen gewährleistet langfristige Zuverlässigkeit.

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5. Abstimmung und Temperaturstabilität

Das mechanische Schraubenstimmung ermöglicht eine Feineinstellung der Durchlassbänder und der Kerbe. Für Stabilität bei Vibrationen und Temperaturschwankungen, Es werden Sicherungsmuttern oder Klebedichtstoffe empfohlen.
Die thermische Drift wird durch die Auswahl von Materialien mit geringer Ausdehnung und engen mechanischen Toleranzen minimiert.

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6. Tests und Qualitätsvalidierung

Vor dem Versand oder der Serienproduktion, jede Dualer Durchlassbereich + Kerbhohlraumfilter sollten einer umfassenden Prüfung unterzogen werden:

• S-Parameter (S11/S21) Messungen von 300 MHz–2 GHz
• VSWR <1.6 über Passbänder hinweg
• Sperrbanddämpfung Überprüfung (690 MHz und 1390 MHz)
• Salzsprühnebel- und Temperaturwechseltests
• Krafthandhabung bis zu 30 dBm
• Alterungs- und Vibrationsstabilität Validierung

Ein vollständiger HF-Testbericht sollte jedem Prototyp und jeder Produktionscharge beiliegen.

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7. Herstellung und Konsistenz

• Bearbeitungstoleranz: ±0,02–0,05 mm für Hohlraumabmessungen.
• Anschlussschnittstelle: Sorgen Sie für geringe Reflexion und gute Erdung.
• Chargenkalibrierung: Aufgrund der schmalen Kerbbandbreite kann für jeden Filter eine individuelle Feinabstimmung erforderlich sein.

Erstes Prototyping in Kleinserie (3–5 Einheiten) wird vor der Massenproduktion dringend empfohlen.

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8. Risikobewertung und Kundenkommunikation

Weil das Dualer Durchlassbereich + Kerbhohlraumfilter zielt auf hohe Selektivität und kompakte Größe ab, Es ist wichtig, die obersten Prioritäten des Kunden zu klären:

• Ist 70 dB-Unterdrückung obligatorisch, oder kann es leicht reduziert werden?
• Ist kompakte Größe kritischer als <1 dB-Einfügedämpfung?
• Kann das Notch-Bandbreite leicht verbreitert werden, um die Herstellbarkeit zu verbessern?

Die frühzeitige Bestätigung dieser Faktoren trägt dazu bei, die Komplexität des Designs und die Produktionskosten in Einklang zu bringen.

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9. Zusammenfassung

Das Dualer Durchlassbereich + Kerbhohlraumfilter ist technisch machbar, erfordert jedoch Präzisionsmechanik und HF-Technik.
EIN Multi-Cavity-Design bleibt der beste Ansatz, um eine geringe Einfügungsdämpfung zu erreichen, schmale, tiefe Kerbenunterdrückung, und starke Umweltbeständigkeit.
Die enge Zusammenarbeit zwischen dem Kunden und dem RF-Designteam gewährleistet ein erfolgreiches Prototyping und eine optimierte Produktion.

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Häufig gestellte Fragen

Basierend auf den Spezifikationen des Käufers, Unser Ingenieurteam hat die Simulation abgeschlossen Kombifilter und die folgenden vorgeschlagenen Parameter für Ihre Überprüfung und Bestätigung vorbereitet:

Simulierte technische Spezifikationen (als Referenz):

• Passband 1: 960–1015 MHz
• Passband 2: 1045–1230 MHz
• Einfügedämpfung: ≤1,5 dB (≤1,0 dB bei Mittenfrequenz)
• Passband-Welligkeit: ≤±0,5 dB
• VSWR: ≤1,36
• Out-of-Band-Ablehnung: ≥70 dB bei 690 MHz–DC; ≥70 dB bei 1390–3000 MHz
• Unterdrückung zwischen Passbändern: ≥30 dB bei 1028.5 MHz; ≥30 dB bei 1031.5 MHz
• Impedanz: 50 oh
• Steckertyp: SMA-Buchse
• Betriebstemperatur: –40°C bis +65°C
• Salzsprühschutz: Dreifachbeschichtung auf der Gehäuseoberfläche
• Simulierte Größe (als Referenz): 112 VCAN0989 54 VCAN0989 36 Millimeter (Noch offen)

Ein HF-Kammfilter ist eine Art von Radiofrequenz (RF) Filter dessen Frequenzgang wie die Zähne eines Kamms aussieht – das hat es eine Reihe von gleichmäßig beabstandeten Durchlassbändern oder Sperrbändern über das gesamte Frequenzspektrum.

Hier ist eine Aufschlüsselung:

• Funktion:
  Es erlaubt (oder lehnt ab) Signale bei bestimmten, regelmäßig verteilte Frequenzen.
• Funktionsprinzip:
  Das kammartige Muster wird durch erreicht Signalverzögerung und Interferenzen (im digitalen oder analogen Bereich) oder durch Resonanzstrukturen (in Mikrowellen-/HF-Hardware).
• Typen:
  • Bandpass-Kammfilter: Passiert in regelmäßigen Abständen mehrere schmale Bänder.
  • Bandstopp (Kerbe) Kammfilter: Lehnt mehrere schmale Bänder in regelmäßigen Abständen ab.
• Anwendungen:
  • HF- und Mikrowellensysteme zur Kanalauswahl oder Interferenzunterdrückung
  • Frequenzsynthesizer und Spektrumanalysatoren
  • Optische und akustische Signalverarbeitung
  • Mehrträger-Kommunikationssysteme

Beispiel:

EIN 1 Der HF-Kammfilter im GHz-Bereich kann Signale bei übertragen 1 GHz, 2 GHz, 3 GHz, usw., während andere dazwischen abgeschwächt werden.