Passband คู่ประสิทธิภาพสูง + ตัวกรองช่องบาก
การออกแบบ พาสแบนด์คู่ + ตัวกรองช่องบาก ที่รวมพาสแบนด์กว้างสองอันเข้ากับพาสแบนด์แคบ, รอยบากการปฏิเสธที่ลึกระหว่างนั้นเป็นหนึ่งในความท้าทายที่มีความต้องการมากที่สุดในวิศวกรรม RF. ข้อกำหนดของลูกค้ากำหนดข้อกำหนดที่เข้มงวดสำหรับแบนด์วิธ, การลดทอน, และความทนทานต่อสิ่งแวดล้อม — ทั้งหมดนี้อยู่ในขนาดที่กะทัดรัด. บทความนี้จะอธิบายข้อกำหนดทางเทคนิค, ข้อควรพิจารณาในการออกแบบ, และกลยุทธ์การดำเนินงานเพื่อให้บรรลุการกรอง RF ที่มีประสิทธิภาพสูงดังกล่าว.
นี่คือความต้องการของผู้ซื้อ.
มันเป็นพาสแบนด์ L + ตัวกรองแบบรวมบาก.
การจัดการพลังงาน: น้อยกว่า 30 dBm.
ประเภทตัวเชื่อมต่อ: SMA ตัวเมียสำหรับอินพุตและเอาต์พุต.
ความถี่กลาง: (960+1230)/2: 1095 เมกะเฮิรตซ์
ความถี่พาสแบนด์ 1: 960 ~ 1015 เมกะเฮิรตซ์
ความถี่พาสแบนด์ 2: 1045~1230 เมกะเฮิรตซ์
การสูญเสียการแทรก < 1 เดซิเบล
ระลอกคลื่น : +- 0.5 เดซิเบล
หยุดวงดนตรี 1: 70 การลดทอน dB ทำได้โดยสัมพันธ์กับจุดกึ่งกลางของระลอกพาสแบนด์สำหรับความถี่ที่ต่ำกว่า 690 เมกะเฮิรตซ์
หยุดวงดนตรี 2: 70 การลดทอน dB ทำได้โดยสัมพันธ์กับจุดกึ่งกลางระลอกคลื่นพาสแบนด์สำหรับความถี่ที่สูงกว่า 1390 เมกะเฮิรตซ์
การปราบปราม: 30 การลดทอน db ทำได้โดยสัมพันธ์กับจุดกึ่งกลางระลอกพาสแบนด์สำหรับความถี่ 1028.5 ถึง 1031.5 เมกะเฮิรตซ์
VSWR: ดีกว่า 1.6
ขนาด: เล็กที่สุด
อุณหภูมิ: -40 ~70 องศาเซลเซียส
สิ่งแวดล้อม: ผ่านการทดสอบสเปรย์เกลือ
การปรับแต่ง: สกรู
วัสดุ: ทองเหลืองหรืออลูมิเนียม
การเคลือบ: ใช่
1. ภาพรวมข้อกำหนดทางเทคนิค
สินค้าเป้าหมายคือก ตัวกรองช่องพาสแบนด์คู่พร้อมรอยบากในตัว, กำหนดโดยพารามิเตอร์หลักต่อไปนี้:
- พาสแบนด์ 1: 960–1015 เมกะเฮิรตซ์
- พาสแบนด์ 2: 1045–1230 เมกะเฮิรตซ์
- วงบาก: 1028.5–1,031.5 เมกะเฮิรตซ์, ≥30 dB การลดทอน
- หยุดเทป 1: ด้านล่าง 690 เมกะเฮิรตซ์, ≥70 dB การลดทอน
- หยุดเทป 2: ข้างบน 1390 เมกะเฮิรตซ์, ≥70 dB การลดทอน
- การสูญเสียการแทรก: <1 เดซิเบล, ระลอกคลื่น: ±0.5 เดซิเบล
- VSWR: <1.6
- การจัดการพลังงาน: <30 dBm
- ตัวเชื่อมต่อ: อินพุต/เอาต์พุตหญิง SMA
- อุณหภูมิในการทำงาน: –40°ซ ถึง +70°ซ
- ด้านสิ่งแวดล้อม: ผ่านการทดสอบสเปรย์เกลือ
- การปรับแต่ง: การปรับสกรูเชิงกล
- วัสดุ: ทองเหลืองหรืออลูมิเนียมพร้อมเคลือบป้องกัน
- ขนาด: กะทัดรัดที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้
พารามิเตอร์เหล่านี้ต้องการโครงสร้างช่องที่ได้รับการออกแบบทางวิศวกรรมอย่างแม่นยำ ซึ่งสามารถให้ทั้งความสามารถในการเลือกสรรสูงและการสูญเสียที่ต่ำ.
2. ความท้าทายด้านการออกแบบที่สำคัญ
- รอยบากที่แคบมาก (3 เมกะเฮิรตซ์)
รอยบากการปฏิเสธ (1028.5–1,031.5 เมกะเฮิรตซ์) เป็นเพียง 0.3% ของความถี่กลาง, ต้องใช้เครื่องสะท้อนเสียงช่อง Q ที่สูงเป็นพิเศษและการควบคุมการเชื่อมต่อที่แม่นยำเพื่อให้แน่ใจว่ามีการลดทอน ≥30 dB โดยไม่ทำให้พาสแบนด์ลดลง. - 70 การปฏิเสธแถบหยุด dB
การบรรลุเป้าหมาย 70 การปราบปราม dB ด้านล่าง 690 MHz ขึ้นไป 1390 MHz เป็นข้อกำหนดการกรองที่มีลำดับสูงซึ่งโดยทั่วไปต้องการการเชื่อมต่อแบบหลายช่องหรือโครงสร้างโหมดคู่ที่ซับซ้อน. - การสูญเสียการแทรกต่ำผ่าน Passband แบบกว้าง
ด้วยพาสแบนด์ที่กว้าง (960–1015 และ 1045–1230 เมกะเฮิรตซ์), การบำรุงรักษา <1 การสูญเสียการแทรก dB เป็นเรื่องยาก. ฟันผุ Q สูง, การชุบการสูญเสียต่ำ, และการตัดเฉือนที่มีความแม่นยำถือเป็นสิ่งสำคัญ. - การย่อขนาดเทียบกับ. ประสิทธิภาพทางไฟฟ้า
คำขอของลูกค้าสำหรับขนาดที่เล็กที่สุดขัดแย้งโดยตรงกับปัจจัย Q และเป้าหมายการลดทอน. ข้อเสียทางวิศวกรรมจะต้องเกิดขึ้นระหว่างความกะทัดรัดและประสิทธิภาพของ RF.
3. แนวทางการนำไปปฏิบัติที่แนะนำ
ก. ตัวกรองหลายช่องแบบกลึง (โซลูชั่นที่ต้องการ)
- ข้อดี: ปัจจัย Q ที่ยอดเยี่ยม, ประสิทธิภาพการระบายความร้อนที่มั่นคง, และการควบคุมความถี่บากได้อย่างแม่นยำ.
- ออกแบบ: เครื่องสะท้อนเสียงแบบหลายช่องพร้อมช่องบากเฉพาะและการปรับสกรูแบบกลไก.
- วัสดุ: ทองเหลืองหรืออลูมิเนียม, ชุบนิกเกิล/เงินเพื่อต้านทานการกัดกร่อน.
- ข้อเสีย: ขนาดที่ใหญ่ขึ้นและต้นทุนการผลิตที่สูงขึ้น.
ข. ตัวกรองไดอิเล็กทริก-ช่องไฮบริด
- ข้อดี: ขนาดที่เล็กลง, รวมตัวสะท้อนเสียงแบบเซรามิกสำหรับรอยบาก.
- ข้อเสีย: อุณหภูมิดริฟท์และจำกัด 70 การปฏิเสธแถบหยุด dB.
ค. ตัวกรองไมโครสตริปขนาดกะทัดรัด
- ข้อดี: ปริมาณน้อยที่สุดและต้นทุนต่ำ.
- ข้อเสีย: การปฏิเสธที่ลึกมีจำกัดและการสูญเสียการแทรกที่สูงขึ้น.
สำหรับแอปพลิเคชันส่งสัญญาณวิดีโอทางทหารหรือ UAV, ที่ โครงสร้างช่องกลึง ยังคงเป็นวิธีที่น่าเชื่อถือที่สุดในการบรรลุ dual passband ที่ต้องการ + ประสิทธิภาพการทำงานที่ยอดเยี่ยม.
4. วัสดุและการเคลือบผิว
เพื่อให้มั่นใจถึงความต้านทานการกัดกร่อนและสอดคล้องกับการทดสอบสเปรย์เกลือ:
- ทองเหลือง: ชุบนิกเกิล (ตัวเลือกการชุบทองบนหน้าสัมผัส)
- อลูมิเนียม: พื้นผิวอะโนไดซ์แข็งและปิดผนึก
- การปิดผนึกที่เหมาะสมรอบๆ ขั้วต่อ SMA และข้อต่อตัวเรือนทำให้มั่นใจได้ถึงความน่าเชื่อถือในระยะยาว.
5. การปรับและความเสถียรของอุณหภูมิ
The การปรับสกรูเชิงกล ช่วยให้สามารถปรับพาสแบนด์และรอยบากได้อย่างละเอียด. เพื่อความมั่นคงภายใต้การสั่นสะเทือนและการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ, แนะนำให้ใช้น็อตล็อคหรือกาวยาแนว.
การเคลื่อนตัวของความร้อนจะลดลงโดยการเลือกวัสดุที่มีการขยายตัวต่ำและค่าเผื่อทางกลที่จำกัด.
6. การทดสอบและการตรวจสอบคุณภาพ
ก่อนจัดส่งหรือการผลิตเป็นชุด, แต่ละ พาสแบนด์คู่ + ตัวกรองช่องบาก ควรผ่านการทดสอบอย่างครอบคลุม:
- S-พารามิเตอร์ (เอส11/เอส21) วัดจาก 300 เมกะเฮิรตซ์–2 กิกะเฮิรตซ์
- VSWR <1.6 ข้ามพาสแบนด์
- การลดทอนสต็อปแบนด์ การตรวจสอบ (690 เมกะเฮิรตซ์และ 1390 เมกะเฮิรตซ์)
- การทดสอบการปั่นจักรยานด้วยสเปรย์เกลือและอุณหภูมิ
- การจัดการพลังงาน ขึ้นไป 30 dBm
- ความเสถียรของอายุและการสั่นสะเทือน การตรวจสอบ
รายงานการทดสอบ RF ฉบับสมบูรณ์ควรมาพร้อมกับต้นแบบและชุดการผลิตทุกชุด.
7. การผลิตและความสม่ำเสมอ
- ความอดทนของเครื่องจักร: ±0.02–0.05 มม. สำหรับขนาดช่อง.
- อินเทอร์เฟซตัวเชื่อมต่อ: ตรวจสอบให้แน่ใจว่ามีการสะท้อนต่ำและสายดินที่มั่นคง.
- การสอบเทียบแบทช์: ตัวกรองแต่ละตัวอาจต้องมีการปรับแต่งอย่างละเอียดเนื่องจากแบนด์วิธรอยบากที่แคบ.
การสร้างต้นแบบชุดเล็กเบื้องต้น (3–5 ยูนิต) ขอแนะนำอย่างยิ่งก่อนการผลิตจำนวนมาก.
8. การประเมินความเสี่ยงและการสื่อสารกับลูกค้า
เพราะสิ่งนี้ พาสแบนด์คู่ + ตัวกรองช่องบาก มุ่งเป้าไปที่การเลือกสรรสูงและขนาดกะทัดรัด, สิ่งสำคัญคือต้องชี้แจงลำดับความสำคัญสูงสุดของลูกค้า:
- เป็น 70 การปฏิเสธเดซิเบล บังคับ, หรือจะลดลงเล็กน้อยก็ได้?
- เป็น ขนาดกะทัดรัด สำคัญกว่า <1 การสูญเสียการแทรก dB?
- สามารถ แบนด์วิธบาก ขยายให้กว้างขึ้นเล็กน้อยเพื่อปรับปรุงความสามารถในการผลิต?
การยืนยันปัจจัยเหล่านี้ตั้งแต่เนิ่นๆ จะช่วยสร้างสมดุลระหว่างความซับซ้อนในการออกแบบและต้นทุนการผลิต.
9. สรุป
The พาสแบนด์คู่ + ตัวกรองช่องบาก มีความเป็นไปได้ทางเทคนิค แต่ต้องมีความแม่นยำทางกลและวิศวกรรม RF.
ก การออกแบบหลายช่อง ยังคงเป็นวิธีที่ดีที่สุดเพื่อให้เกิดการสูญเสียการแทรกต่ำ, การปฏิเสธที่มีรอยบากลึกแคบลง, และความทนทานต่อสิ่งแวดล้อมที่แข็งแกร่ง.
การทำงานร่วมกันอย่างใกล้ชิดระหว่างลูกค้าและทีมออกแบบ RF ช่วยให้มั่นใจได้ว่าการสร้างต้นแบบจะประสบความสำเร็จและการผลิตที่เหมาะสมที่สุด.
คำถามที่พบบ่อย
คำถามที่ 1: เหตุใดจึงต้องใช้การออกแบบช่องแทนไมโครสตริป?
โครงสร้างโพรงมีปัจจัย Q ที่สูงกว่ามาก, ช่วยให้มีรอยบากที่ลึกกว่าและการลดทอนระยะไกลได้ดีกว่าฟิลเตอร์ไมโครสตริประนาบ.
คำถามที่ 2: สิ่งที่จำกัดการย่อขนาดของตัวกรองนี้?
การลดขนาดช่องจะลดเรโซเนเตอร์ Q และเพิ่มการสูญเสียการแทรก, ทำให้ยากต่อการบรรลุผล 70 การปฏิเสธแถบหยุด dB.
ไตรมาสที่ 3: การปรับสกรูตามอุณหภูมิและการสั่นสะเทือนมีความเสถียรเพียงใด?
มีความเสถียรสูงเมื่อยึดด้วยน็อตล็อคหรือกาวยาแนวอีพอกซี; โดยไม่มีพวกเขา, การดริฟท์เล็กน้อยอาจเกิดขึ้นได้ในสภาวะที่ไม่เอื้ออำนวย.
ไตรมาสที่ 4: วัสดุใดดีที่สุดในการป้องกันละอองน้ำเกลือ?
ทองเหลืองชุบนิกเกิลหรืออลูมิเนียมฮาร์ดอโนไดซ์ ทนทานต่อการกัดกร่อนและเหมาะสำหรับสภาพแวดล้อมกลางแจ้งหรือทางทะเล.
คำถามที่ 5: ควรสร้างต้นแบบจำนวนเท่าใดก่อนการผลิต?
แนะนำให้ใช้ต้นแบบอย่างน้อยสามแบบเพื่อปรับแต่งรอยบาก, ตรวจสอบประสิทธิภาพ, และตรวจสอบความสอดคล้องของการทดสอบ.
ถาม: What is the insertion loss performance of this product?
According to our engineer’s simulation and test results, ที่ insertion loss at the center frequency is approximately 0.8 เดซิเบล, while at 1015 เมกะเฮิรตซ์ และ 1045 เมกะเฮิรตซ์, the insertion loss is around 1.2 เดซิเบล.
This indicates stable performance across the operating bandwidth with minimal signal attenuation.
ขึ้นอยู่กับข้อกำหนดของผู้ซื้อ, ทีมวิศวกรของเราได้ทำการจำลองสถานการณ์เสร็จแล้ว รวมตัวกรอง และเตรียมพารามิเตอร์ที่เสนอต่อไปนี้เพื่อการตรวจทานและการยืนยันของคุณ:
ข้อมูลจำเพาะทางเทคนิคจำลอง (สำหรับการอ้างอิง):
- พาสแบนด์ 1: 960–1015 เมกะเฮิรตซ์
- พาสแบนด์ 2: 1045–1230 เมกะเฮิรตซ์
- การสูญเสียการแทรก: ≤1.5 เดซิเบล (≤1.0 dB ที่ความถี่กลาง)
- ระลอกพาสแบนด์: ≤±0.5 เดซิเบล
- VSWR: ≤1.36
- การปฏิเสธนอกวง: ≥70เดซิเบล @ 690 เมกะเฮิรตซ์-กระแสตรง; ≥70เดซิเบล @ 1390–3000 เมกะเฮิรตซ์
- การปราบปรามระหว่าง Passbands: ≥30 เดซิเบล @ 1028.5 เมกะเฮิรตซ์; ≥30 เดซิเบล @ 1031.5 เมกะเฮิรตซ์
- ความต้านทาน: 50 โอ้
- ประเภทตัวเชื่อมต่อ: SMA-หญิง
- อุณหภูมิในการทำงาน: –40°ซ ถึง +65°ซ
- การป้องกันสเปรย์เกลือ: เคลือบสามชั้นบนพื้นผิวตัวเรือน
- ขนาดจำลอง (สำหรับการอ้างอิง): 112 × 54 × 36 มม (จะแจ้งภายหลัง)
หนึ่ง ตัวกรองหวี RF เป็นประเภทของ ความถี่วิทยุ (RF) กรอง ซึ่งการตอบสนองความถี่ดูเหมือนฟันหวี — ก็มี ชุดของพาสแบนด์หรือสต็อปแบนด์ที่มีระยะห่างเท่ากัน ข้ามสเปกตรัมความถี่.
นี่คือรายละเอียด:
- ฟังก์ชัน:
มันช่วยให้ (หรือปฏิเสธ) สัญญาณที่เฉพาะเจาะจง, ความถี่เว้นระยะสม่ำเสมอ. - หลักการทำงาน:
มีลวดลายคล้ายหวีเกิดขึ้นได้ ความล่าช้าของสัญญาณและการรบกวน (ในโดเมนดิจิทัลหรือแอนะล็อก) หรือผ่าน โครงสร้างเรโซแนนซ์ (ในฮาร์ดแวร์ไมโครเวฟ/RF). - ประเภท:
- ตัวกรองหวีแบนด์พาส: ผ่านช่องแคบๆ หลายๆ ช่องเป็นระยะๆ.
- วงดนตรีหยุด (บาก) ตัวกรองหวี: ปฏิเสธแถบแคบหลายแถบในช่วงเวลาปกติ.
- แอปพลิเคชั่น:
- ระบบ RF และไมโครเวฟสำหรับการเลือกช่องสัญญาณหรือการปฏิเสธสัญญาณรบกวน
- เครื่องสังเคราะห์ความถี่และเครื่องวิเคราะห์สเปกตรัม
- การประมวลผลสัญญาณแสงและเสียง
- ระบบสื่อสารหลายผู้ให้บริการ
ตัวอย่าง:
ก 1 ตัวกรองหวี RF GHz อาจส่งสัญญาณได้ที่ 1 GHz, 2 GHz, 3 GHz, เป็นต้น, ในขณะที่กำลังลดทอนผู้อื่นในระหว่างนั้น.
ถามคำถาม
ข้อความของคุณถูกส่งไปแล้ว