Filtre cavitate vs elicoidale în legăturile video wireless

Filtre cavitate vs elicoidale în legăturile video wireless

În sistemele de transmisie video fără fir – în special transmițătoare și receptoare bazate pe COFDM utilizate pentru drone, aplicarea legii, și supraveghere — filtrul RF este una dintre cele mai importante componente care determină calitatea generală a semnalului. Două dintre cele mai frecvente tipuri utilizate sunt filtre cu cavitate și filtre elicoidale. Ambele servesc pentru a trece banda de frecvență dorită și pentru a suprima interferențele din afara benzii, ci structura lor, performanţă, iar aplicațiile adecvate diferă semnificativ.

---

1. Aspect și diferențe structurale

Filtre de cavitate (filtru de cavitate) utilizați una sau mai multe cavități metalice rezonante ca elemente selective de frecvență. Frecvența de rezonanță depinde de dimensiunile fizice ale fiecărei cavități.

• Aspect: Filtrele cu cavitate arată de obicei ca blocuri metalice sau carcase dreptunghiulare cu conectori (Liceu, de tip N, sau TNC) pe fiecare parte. Acestea includ adesea șuruburi de reglaj deasupra pentru reglarea fină a frecvenței.
• Dimensiunea si greutatea: Pentru că se bazează pe cavități fizice, sunt relativ mari si grele, mai ales la frecvenţe mai joase.

Filtre elicoidale (filtru spiralat) sunt construite din conductoare spiralate — elice metalice — montate în interiorul unui scut metalic. Fiecare helix acționează ca un rezonator, iar cuplarea între elice adiacente determină lățimea de bandă.

• Aspect: Mic, module cilindrice sau dreptunghiulare cu șuruburi de reglaj în partea de sus. Adesea ecranat în carcase din aluminiu sau alamă.
• mărimea: Compact și ușor, ideal pentru dispozitive portabile sau aeropurtate.

Din exterior, filtrele cu cavitate arată ca niște cutii metalice solide folosite în stațiile de bază, în timp ce filtrele elicoidale sunt module mai mici care pot fi montate direct pe un PCB sau în interiorul unor transmițătoare ușoare.

---

2. Comparație de performanță

Caracteristică	Filtru de cavitate	Filtru elicoidal
Gama de frecvență	100 MHz – 6 GHz	100 MHz – 1 GHz (tip.)
Pierdere de inserție	0.3-1 dB (scăzut)	1-2 dB (mediu)
Selectivitate / Respingere	Foarte sus	Moderat
Manevrarea puterii	Ridicat (până la zeci de wați)	Scăzut (de mai jos 5 W)
mărimea & Greutate	Mai mare, mai grea	Compact, aprinde
Stabilitatea temperaturii	Excelent	Moderat
Cost	Superior	Mai jos

Filtrele de cavitate sunt alese când izolare ridicată, pierdere redusă, și stabilitatea temperaturii sunt cruciale, cum ar fi în stațiile terestre profesionale sau în receptoarele cu rază lungă de acțiune.
Se folosesc filtre elicoidale când compactitate și greutate sunt principalele preocupări, ca în transmițătoare montate pe drone sau receptoare portabile.

---

3. Aplicație în sisteme video fără fir

În sistemele de transmisie video fără fir COFDM, filtrele sunt instalate atât pe transmiţător si receptor pentru a îmbunătăți puritatea spectrală și stabilitatea sistemului.

• Pe partea transmițătorului

După amplificatorul de putere (PA), A filtru trece banda este utilizat pentru a elimina armonicile nedorite și emisiile parasite.

• Pentru transmițătoare compacte de drone, the filtru elicoidal este de preferat deoarece este mic, aprinde, și oferă suficientă suprimare armonică.
• Pentru emițătoare de bază de mare putere, the filtru de cavitate oferă o mai bună manevrare a puterii și o izolare mai mare.

• Partea receptorului

La capătul frontal al receptorului, un filtru de preselectare blochează semnalele puternice din afara benzii înainte ca acestea să intre în LNA (amplificator cu zgomot redus).

• Filtre elicoidale sunt adecvate pentru receptoarele portabile.
• Filtre cu cavitate sunt ideale pentru receptoarele profesionale sau fixe la sol, unde respingerea interferențelor și stabilitatea pe termen lung sunt critice.

---

4. Pe care să alegeți pentru o lățime de bandă de ±2 MHz

Când sistemul necesită a bandă de trecere îngustă, ca ±2 MHz (total 4 MHz), ambele tipuri de filtre pot funcționa, dar alegerea depinde de obiectivele de performanță.

• Filtru elicoidal: Potrivit pentru frecvențe de bandă îngustă (De ex., 520–524 MHz). Oferă pierderi moderate de inserție și respingere adecvată în dimensiuni mici.
• Filtru de cavitate: Recomandat dacă sistemul solicită selectivitate ascuțită (≥40 dB respingere) sau funcționează în intervale largi de temperatură. Filtrele cu cavitate oferă o stabilitate mai bună pe termen lung pentru sistemele COFDM de bandă îngustă.

De exemplu:

• Transmițător dronă la 522 MHz ±2 MHz → Filtru elicoidal (compact, aprinde).
• Receptor la sol → Filtru cavitate (izolare ridicată, fiabil în condiții de exterior).

---

5. Opțiuni de personalizare și design

Când personalizați filtrele pentru un transmițător sau receptor video fără fir, de obicei sunt necesare următoarele specificații:

1. Frecvența centrală: De ex., 522 MHz
2. Lățime de bandă: De ex., ±2 MHz (4 total de MHz)
3. Pierdere de inserție: De ex., ≤1,0 dB pentru cavitate, ≤2,0 dB pentru elicoidal
4. Respingere în afara benzii: De ex., ≥40 dB la 460 MHz & 590 MHz
5. Impedanta: 50 Ω intrare/ieșire
6. Tip conector: Liceu, de tip N, sau interfață personalizată
7. Manevrarea puterii: În funcție de puterea de ieșire (De ex., 1 W, 5 W, 10 W)
8. Temperatura de Operare: -40°C până la +85°C
9. Dimensiuni mecanice: Pentru PCB sau montaj extern

Producătorii se pot ajusta:

• The numărul de rezonatoare (de obicei 2-6 etape).
• The dimensiunea cavității sau pasul elicei pentru a se potrivi cu lățimea de bandă și respingerea dorite.
• The materialul carcasei (aluminiu, alamă, sau oțel inoxidabil) pentru diferite aplicații.

---

6. Tabel Rezumat

Design special pentru utilizarea mașinii	Filtru recomandat	Motiv
Transmițător video dronă	Filtru elicoidal	Compact, ușoară
Receptor portabil la pământ	Filtru elicoidal	Performanță echilibrată
Receptor stație de bază	Filtru cavitate	Selectivitate ridicată, pierdere redusă
Transmisie de mare putere	Filtru cavitate	Manevrare superioară a puterii
Sistem de bandă îngustă ±2 MHz	cavitate sau elicoidal	Depinde de dimensiune vs. compromis de respingere

Ambele filtre joacă un rol vital în asigurare transmisie video curată și fiabilă. Alegerea celui potrivit depinde de prioritatea ta dimensiune și greutate sau selectivitate și stabilitate.

---

7. FAQ

---

Gânduri finale

Selectând între a filtru de cavitate si a filtru elicoidal este un echilibru între performanță și caracter practic. Pentru distanță lungă, de mare putere, sau sisteme de recepție profesionale, filtrele cu cavitate oferă stabilitate și selectivitate de neegalat. Pentru compact, în aer, sau emițătoare COFDM de putere redusă, filtrele elicoidale rămân cea mai eficientă și economică alegere.

Un filtru RF ales și reglat corespunzător nu numai că asigură conformitatea cu reglementările locale de frecvență, dar garantează și stabilitatea, transmisie video fără interferențe, indiferent dacă este pe sol sau în aer.