باند دوگانه با کارایی بالا + فیلتر حفره ناچ
طراحی الف دو باند عبور + فیلتر حفره ناچ که دو باند گذر عریض را با یک باند باریک ترکیب می کند, شکاف رد عمیق در بین یکی از چالش برانگیزترین چالش ها در مهندسی RF است. مشخصات مشتری الزامات سختگیرانه ای را برای پهنای باند تعریف می کند, تضعیف, و دوام محیطی - همه در یک ردپای مکانیکی فشرده. این مقاله الزامات فنی را توضیح می دهد, ملاحظات طراحی, و استراتژی های پیاده سازی برای دستیابی به چنین فیلتر RF با کارایی بالا.
اینجا تقاضای خریدار است.
این یک باند عبور L است + فیلتر ترکیبی ناچ.
کنترل قدرت: کمتر از 30 dBm.
نوع رابط: ماده SMA برای ورودی و خروجی.
فرکانس مرکزی: (960+1230)/2: 1095 مگاهرتز
فرکانس باند عبور 1: 960 ~ 1015 مگاهرتز
فرکانس باند عبور 2: 1045~ 1230 مگاهرتز
از دست دادن درج < 1 دسی بل
موج دار شدن : +- 0.5 دسی بل
باند توقف 1: 70 تضعیف دسی بل نسبت به نقطه میانی موجی باند عبور برای فرکانس های کمتر از 690 مگاهرتز
باند توقف 2: 70 تضعیف دسی بل نسبت به نقطه میانی موجی باند عبور برای فرکانس های بالاتر از 1390 مگاهرتز
سرکوب: 30 تضعیف دسی بل نسبت به نقطه میانی موجی باند عبور برای فرکانس به دست آمد 1028.5 به 1031.5 مگاهرتز
VSWR: بهتر از 1.6
اندازه: تا حد امکان کوچک
دما: -40 ~70 درجه سانتیگراد
محیط زیست: تست نمک پاشی را قبول کنید
تنظیم: پیچ
مواد: برنج یا آلومینیوم
پوشش: آره
1. بررسی اجمالی الزامات فنی
محصول هدف الف است فیلتر حفره ای باند دوگانه با یک بریدگی یکپارچه, با پارامترهای کلیدی زیر تعریف می شود:
- باند عبور 1: 960– 1015 مگاهرتز
- باند عبور 2: 1045– 1230 مگاهرتز
- بند ناچ: 1028.5– 1031.5 مگاهرتز, تضعیف ≥30 دسی بل
- نوار را متوقف کنید 1: زیر 690 مگاهرتز, تضعیف ≥70 دسی بل
- نوار را متوقف کنید 2: بالا 1390 مگاهرتز, تضعیف ≥70 دسی بل
- از دست دادن درج: <1 دسی بل, ریپل: ± 0.5 دسی بل
- VSWR: <1.6
- قدرت هندلینگ: <30 dBm
- اتصال دهنده: ورودی/خروجی زن SMA
- دمای عملیاتی: -40 درجه سانتیگراد تا +70 درجه سانتیگراد
- زیست محیطی: قبولی در تست نمک پاشی
- تنظیم: تنظیم مکانیکی پیچ
- ماده: برنج یا آلومینیوم با پوشش محافظ
- اندازه: تا حد امکان جمع و جور
این پارامترها نیازمند ساختار حفره ای مهندسی شده با دقت هستند که قادر به ارائه انتخاب پذیری بالا و تلفات کم هستند..
2. چالش های اصلی طراحی
- شکاف بسیار باریک (3 مگاهرتز)
شکاف رد (1028.5– 1031.5 مگاهرتز) تنها است 0.3% فرکانس مرکزی, نیاز به تشدید کننده حفره فوق العاده Q بالا و کنترل کوپلینگ دقیق برای اطمینان از تضعیف ≥30 دسی بل بدون تخریب باندهای عبور. - 70 رد باند توقف دسی بل
در دست 70 سرکوب دسی بل در زیر 690 مگاهرتز و بالاتر 1390 مگاهرتز یک نیاز فیلترینگ مرتبه بالا است که معمولاً به جفت چند حفره یا ساختارهای پیچیده دو حالته نیاز دارد.. - فقدان درج کم در باندهای عبور گسترده
با نوارهای عبور گسترده (960–1015 و 1045–1230 مگاهرتز), نگهداری <1 از دست دادن درج دسی بل دشوار است. حفره های Q بالا, آبکاری کم تلفات, و ماشینکاری دقیق ضروری است. - کوچک سازی در مقابل. عملکرد الکتریکی
درخواست مشتری برای حداقل اندازه مستقیماً با ضریب Q و اهداف کاهش تضاد دارد. معاوضه های مهندسی باید بین فشردگی و عملکرد RF انجام شود.
3. رویکردهای اجرایی پیشنهادی
آ. فیلتر چند حفره ماشینکاری شده (راه حل ترجیحی)
- مزایا: ضریب کیو عالی, عملکرد حرارتی پایدار, و کنترل دقیق فرکانس بریدگی.
- طراحی: تشدید کننده چند حفره با یک حفره بریدگی اختصاصی و تنظیم پیچ مکانیکی.
- مواد: برنج یا آلومینیوم, آبکاری نیکل/نقره برای مقاومت در برابر خوردگی.
- معایب: اندازه بزرگتر و هزینه ساخت بالاتر.
ب. فیلتر دی الکتریک هیبریدی-حفره
- مزایا: سایز کوچکتر, تشدید کننده های سرامیکی را برای بریدگی ادغام می کند.
- معایب: تغییر دما و محدود 70 رد باند dB.
سی. فیلتر میکرواستریپ فشرده
- مزایا: حجم کم و کم هزینه.
- معایب: رد عمقی محدود و از دست دادن بیشتر درج.
برای برنامه های کاربردی انتقال ویدئو نظامی یا پهپاد, the ساختار حفره ماشینکاری شده مطمئن ترین راه برای دستیابی به باند عبور دوگانه مورد نیاز است + عملکرد بریدگی.
4. مواد و پوشش
برای اطمینان از مقاومت در برابر خوردگی و انطباق با آزمون اسپری نمک:
- برنج: آبکاری نیکل (آبکاری طلای اختیاری روی مخاطبین)
- آلومینیوم: سطح سخت آنودایز شده و مهر و موم شده
- آب بندی مناسب اطراف کانکتورهای SMA و اتصالات محفظه، قابلیت اطمینان طولانی مدت را تضمین می کند.
5. تنظیم و پایداری دما
در تنظیم پیچ مکانیکی امکان تنظیم دقیق نوارهای عبور و بریدگی را فراهم می کند. برای پایداری در برابر لرزش و تغییرات دما, مهره های قفل کننده یا درزگیرهای چسب توصیه می شود.
رانش حرارتی با انتخاب مواد کم انبساط و تحملهای مکانیکی محکم به حداقل میرسد.
6. تست و اعتبارسنجی کیفیت
قبل از حمل و نقل یا تولید دسته ای, هر کدام دو باند عبور + فیلتر حفره ناچ باید تحت آزمایش جامع قرار گیرد:
- S-Parameter (S11/S21) اندازه گیری از 300 مگاهرتز – 2 گیگاهرتز
- VSWR <1.6 در سراسر باندهای عبور
- استاپ باند تضعیف تایید (690 مگاهرتز و 1390 مگاهرتز)
- نمک پاشی و تست چرخه دما
- کنترل قدرت تا 30 dBm
- پیری و پایداری ارتعاش اعتبار سنجی
یک گزارش کامل آزمایش RF باید هر نمونه اولیه و دسته تولیدی را همراهی کند.
7. تولید و سازگاری
- تحمل ماشینکاری: ± 0.02-0.05 میلی متر برای ابعاد حفره.
- رابط رابط: از بازتاب کم و زمین محکم اطمینان حاصل کنید.
- کالیبراسیون دسته ای: هر فیلتر ممکن است به دلیل پهنای باند ناچ باریک نیاز به تنظیم دقیق داشته باشد.
نمونه سازی اولیه در دسته کوچک (3-5 واحد) قبل از تولید انبوه به شدت توصیه می شود.
8. ارزیابی ریسک و ارتباط با مشتری
چون این دو باند عبور + فیلتر حفره ناچ گزینش پذیری بالا و اندازه فشرده را هدف قرار می دهد, مهم است که اولویت های اصلی مشتری را روشن کنید:
- است ، 70 رد دسی بل اجباری, یا می توان آن را کمی کاهش داد?
- است ، اندازه جمع و جور انتقادی تر از <1 افت درج دسی بل?
- می تواند پهنای باند ناچ برای بهبود قابلیت ساخت کمی گشاد شود?
تأیید زودهنگام این عوامل به تعادل پیچیدگی طراحی و هزینه تولید کمک می کند.
9. خلاصه
در دو باند عبور + فیلتر حفره ناچ از نظر فنی امکان پذیر است اما به مهندسی مکانیک و RF دقیق نیاز دارد.
آ طراحی چند حفره بهترین روش برای دستیابی به تلفات درج کم است, رد بریدگی عمیق باریک, و دوام محیطی قوی.
همکاری نزدیک بین مشتری و تیم طراحی RF، نمونه سازی موفق و تولید بهینه را تضمین می کند.
سوالات متداول
Q1: چرا به جای میکرواستریپ از طرح حفره ای استفاده کنید؟?
ساختارهای حفره ای فاکتورهای Q بسیار بالاتری را ارائه می دهند, امکان بریدگی های عمیق تر و تضعیف انتهای دور بهتر نسبت به فیلترهای میکرو نواری مسطح.
Q2: چه چیزی کوچک سازی این فیلتر را محدود می کند?
کاهش اندازه حفره باعث کاهش رزوناتور Q و افزایش اتلاف درج می شود, دستیابی به آن را سخت تر می کند 70 رد باند dB.
Q3: تنظیم پیچ در دما و ارتعاش چقدر پایدار است?
هنگامی که با مهره های قفل کننده یا درزگیر اپوکسی محکم می شود بسیار پایدار است; بدون آنها, رانش جزئی می تواند در شرایط سخت رخ دهد.
Q4: چه موادی برای محافظت از اسپری نمک بهتر است؟?
برنج با روکش نیکل یا آلومینیوم سخت آنودایز شده هر دو در برابر خوردگی مقاوم بوده و برای محیط های بیرونی یا دریایی مناسب هستند..
Q5: چند نمونه اولیه باید قبل از تولید ساخته شود?
حداقل سه نمونه اولیه برای تنظیم دقیق ناچ توصیه می شود, بررسی عملکرد, و سازگاری آزمون را تأیید کنید.
س: What is the insertion loss performance of this product?
According to our engineer’s simulation and test results, the insertion loss at the center frequency is approximately 0.8 دسی بل, while at 1015 مگاهرتز و 1045 مگاهرتز, the insertion loss is around 1.2 دسی بل.
This indicates stable performance across the operating bandwidth with minimal signal attenuation.
بر اساس مشخصات خریدار, تیم مهندسی ما شبیه سازی را تکمیل کرده است فیلتر ترکیبی و پارامترهای پیشنهادی زیر را برای بررسی و تایید شما آماده کرد:
مشخصات فنی شبیه سازی شده (برای مرجع):
- باند عبور 1: 960– 1015 مگاهرتز
- باند عبور 2: 1045– 1230 مگاهرتز
- از دست دادن درج: ≤1.5 دسی بل (≤1.0 دسی بل در فرکانس مرکزی)
- ریپل باند عبور: ≤±0.5 دسی بل
- VSWR: ≤1.36
- رد خارج از باند: ≥70 دسی بل @ 690 مگاهرتز – DC; ≥70 دسی بل @ 1390-3000 مگاهرتز
- سرکوب بین باندهای عبور: ≥30 دسی بل @ 1028.5 مگاهرتز; ≥30 دسی بل @ 1031.5 مگاهرتز
- امپدانس: 50 اوه
- نوع اتصال: SMA-مونث
- دمای عملیاتی: -40 درجه سانتی گراد تا +65 درجه سانتی گراد
- حفاظت از اسپری نمک: پوشش سه ضامن روی سطح محفظه
- اندازه شبیه سازی شده (برای مرجع): 112 × 54 × 36 میلی متر (TBD)
در فیلتر شانه RF یک نوع است فرکانس رادیویی (RF) فیلتر کنید که پاسخ فرکانسی آن شبیه دندان های یک شانه است - دارای مجموعه ای از باندهای عبور یا باندهای توقف با فواصل مساوی در سراسر طیف فرکانس.
در اینجا یک شکست وجود دارد:
- تابع:
اجازه می دهد (یا رد می کند) سیگنال های خاص, فرکانس های منظم با فاصله. - اصل کار:
الگوی شانه مانند از طریق به دست می آید تاخیر و تداخل سیگنال (در حوزه های دیجیتال یا آنالوگ) یا از طریق ساختارهای تشدید کننده (در سخت افزار مایکروویو/RF). - انواع:
- فیلتر شانه ای باند گذر: باندهای باریک متعدد را در فواصل زمانی منظم عبور می دهد.
- باند توقف (بریدگی) فیلتر شانه: باندهای باریک متعدد را در فواصل منظم رد می کند.
- برنامه های کاربردی:
- سیستم های RF و مایکروویو برای انتخاب کانال یا رد تداخل
- سینت سایزرهای فرکانس و آنالایزرهای طیف
- پردازش سیگنال نوری و صوتی
- سیستم های ارتباطی چند حامل
نمونه:
آ 1 فیلتر شانه ای RF گیگاهرتز ممکن است سیگنال ها را در 1 گیگاهرتز, 2 گیگاهرتز, 3 گیگاهرتز, و غیره., در حالی که دیگران را در این بین تضعیف می کند.
یک سوال بپرسید
از پاسخ شما سپاسگزاریم. ✨