Passband คู่ประสิทธิภาพสูง + ตัวกรองช่องบาก

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

1. รอยบากที่แคบมาก (3 เมกะเฮิรตซ์)
   รอยบากการปฏิเสธ (1028.5–1,031.5 เมกะเฮิรตซ์) เป็นเพียง 0.3% ของความถี่กลาง, ต้องใช้เครื่องสะท้อนเสียงช่อง Q ที่สูงเป็นพิเศษและการควบคุมการเชื่อมต่อที่แม่นยำเพื่อให้แน่ใจว่ามีการลดทอน ≥30 dB โดยไม่ทำให้พาสแบนด์ลดลง.
2. 70 การปฏิเสธแถบหยุด dB
   การบรรลุเป้าหมาย 70 การปราบปราม dB ด้านล่าง 690 MHz ขึ้นไป 1390 MHz เป็นข้อกำหนดการกรองที่มีลำดับสูงซึ่งโดยทั่วไปต้องการการเชื่อมต่อแบบหลายช่องหรือโครงสร้างโหมดคู่ที่ซับซ้อน.
3. การสูญเสียการแทรกต่ำผ่าน Passband แบบกว้าง
   ด้วยพาสแบนด์ที่กว้าง (960–1015 และ 1045–1230 เมกะเฮิรตซ์), การบำรุงรักษา <1 การสูญเสียการแทรก dB เป็นเรื่องยาก. ฟันผุ Q สูง, การชุบการสูญเสียต่ำ, และการตัดเฉือนที่มีความแม่นยำถือเป็นสิ่งสำคัญ.
4. 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

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.