Високопродуктивна подвійна смуга пропускання + Порожнинні фільтри Notch

Зміст

Високопродуктивна подвійна смуга пропускання + Порожнинні фільтри Notch

Проектування a Подвійна смуга пропускання + Порожнинні фільтри Notch який поєднує дві широкі смуги пропускання з вузькою, Глибока різьба між ними є одним із найскладніших завдань у радіотехніці. Специфікація замовника визначає жорсткі вимоги до пропускної здатності, затухання, і екологічна довговічність — усе в межах компактної механічної площі. У цій статті пояснюються технічні вимоги, конструктивні міркування, і стратегії впровадження для досягнення такої високоефективної радіочастотної фільтрації.

Ось попит покупця.

Це смуга пропускання L + ріжковий комбінований фільтр.
керування потужністю: менше ніж 30 дБм.
тип роз'єму: Гніздо SMA для входу та виходу.
центральна частота: (960+1230)/2: 1095 МГц
частота смуги пропускання 1: 960 ~ 1015 МГц
частота смуги пропускання 2: 1045~1230 МГц
внесені втрати < 1 дБ
хвилі : +- 0.5 дБ
смуга зупинки 1: 70 ослаблення дБ, досягнуте відносно середньої точки пульсації смуги пропускання для частот, нижчих за 690 МГц
смуга зупинки 2: 70 ослаблення дБ, досягнуте відносно середньої точки пульсації смуги пропускання для частот, вищих за 1390 МГц
придушення: 30 db затухання, досягнуте відносно середньої точки пульсації смуги пропускання для частоти 1028.5 до 1031.5 МГц
КСВ: краще ніж 1.6
розмір: якомога менше
темп: -40 ~70 градусів за Цельсієм
середовище: пройти тест на сольовий туман
тюнінг: гвинт
матеріал: латунь або алюміній
покриття: так

1. Огляд технічних вимог

Цільовим продуктом є a резонаторний фільтр з подвійною смугою пропускання з інтегрованою виїмкою, визначається наступними ключовими параметрами:

  • Смуга пропускання 1: 960–1015 МГц
  • Смуга пропускання 2: 1045–1230 МГц
  • Notch Band: 1028.5–1031,5 МГц, ≥30 дБ затухання
  • Стоп стрічка 1: нижче 690 МГц, ≥70 дБ загасання
  • Стоп стрічка 2: вище 1390 МГц, ≥70 дБ загасання
  • Втрата вставки: <1 дБ, пульсація: ±0,5 дБ
  • КСВ: <1.6
  • Керування потужністю: <30 дБм
  • Роз'єм: SMA жіночий вхід/вихід
  • Робоча температура: від –40°C до +70°C
  • Екологічний: Пройти тест на сольовий туман
  • Тюнінг: Механічна гвинтова настройка
  • матеріал: Латунь або алюміній із захисним покриттям
  • Розмір: Максимально компактний

Ці параметри вимагають точно сконструйованої порожнинної структури, здатної забезпечувати як високу вибірковість, так і низькі втрати.

2. Основні виклики дизайну

  1. Надзвичайно вузька виїмка (3 МГц)
    Виїмка для відмови (1028.5–1031,5 МГц) є тільки 0.3% центральної частоти, потребує резонатора з надзвичайно високою добротністю та точного контролю зв’язку, щоб забезпечити загасання ≥30 дБ без погіршення смуг пропускання.
  2. 70 Відхилення смуги зупинки дБ
    Досягнення 70 придушення дБ нижче 690 МГц і вище 1390 МГц - це вимога до фільтрації високого порядку, яка зазвичай вимагає зв'язку з кількома резонаторами або складних двомодових структур.
  3. Низькі внесені втрати в широких смугах пропускання
    З широкими смугами пропускання (960–1015 і 1045–1230 МГц), підтримання <1 Внесені втрати дБ є складними. Високоякісні порожнини, покриття з низькими втратами, і точна обробка є важливими.
  4. Мініатюризація vs. Електричні характеристики
    Запит замовника щодо мінімального розміру прямо суперечить Q-фактору та цілям ослаблення. Інженерні компроміси повинні бути зроблені між компактністю та радіочастотними характеристиками.

3. Рекомендовані підходи до впровадження

А. Оброблений багатоканальний фільтр (Бажане рішення)

  • Переваги: Відмінний Q-фактор, стабільні теплові характеристики, і точний контроль над частотою різання.
  • Дизайн: Багатопорожнинний резонатор із виділеною порожниною з вирізом і механічним гвинтовим налаштуванням.
  • Матеріали: Латунь або алюміній, нікель/сріблення для стійкості до корозії.
  • Недоліки: Більший розмір і вища вартість виробництва.

Б. Гібридний діелектрично-порожнинний фільтр

  • Переваги: Менший розмір, інтегрує керамічні резонатори для надрізу.
  • Недоліки: Температурний дрейф і обмежений 70 дБ відхилення смуги зупинки.

C. Компактний мікросмужковий фільтр

  • Переваги: Мінімальний обсяг і низька вартість.
  • Недоліки: Обмежене глибоке відхилення та вищі внесені втрати.

Для військових програм або програм передачі відео з БПЛА, в оброблена порожнинна структура залишається найнадійнішим способом досягнення необхідної подвійної смуги пропускання + виїмка продуктивності.

4. Матеріали та покриття

Для забезпечення стійкості до корозії та відповідності тесту на сольовий туман:

  • Латунь: Покриття нікелем (опціональне золоте покриття на контактах)
  • Алюміній: Тверда анодована та герметична поверхня
  • Належне ущільнення навколо роз’ємів SMA та з’єднань корпусу забезпечує довготривалу надійність.

5. Налаштування та температурна стабільність

The механічна гвинтова настройка дозволяє точно регулювати смуги пропускання та виїмку. Для стійкості при вібрації та перепадах температури, рекомендуються стопорні гайки або герметики.
Тепловий дрейф мінімізується завдяки вибору матеріалів із низьким коефіцієнтом розширення та жорсткими механічними допусками.

6. Тестування та перевірка якості

Перед відправкою або серійним виробництвом, кожен Подвійна смуга пропускання + Порожнинні фільтри Notch має пройти комплексну перевірку:

  • S-параметр (S11/S21) вимірювання від 300 МГц–2 ГГц
  • КСВ <1.6 через смуги пропускання
  • Смуга загасання перевірка (690 МГц і 1390 МГц)
  • Випробування на сольовий спрей і зміну температури
  • Керування потужністю до 30 дБм
  • Стійкість до старіння та вібрації перевірка

Повний звіт про радіочастотні випробування повинен супроводжувати кожен прототип і виробничу партію.

7. Виробництво та консистенція

  • Допуск на механічну обробку: ±0,02–0,05 мм для розмірів порожнини.
  • Інтерфейс конектора: Забезпечте низьке відображення та надійне заземлення.
  • Пакетне калібрування: Кожен фільтр може вимагати індивідуального тонкого налаштування через вузьку смугу пропускання.

Початкове дрібносерійне прототипування (3– 5 одиниць) настійно рекомендується перед масовим виробництвом.

8. Оцінка ризиків і спілкування з клієнтами

Тому що це Подвійна смуга пропускання + Порожнинні фільтри Notch націлена на високу вибірковість і компактний розмір, важливо чітко визначити головні пріоритети клієнта:

  • Є 70 відхилення дБ обов'язковий, чи можна трохи зменшити?
  • Є компактний розмір критичніше ніж <1 дБ внесені втрати?
  • Чи можна пропускна здатність вирізу трохи розширити для підвищення технологічності?

Підтвердження цих факторів на ранній стадії допомагає збалансувати складність конструкції та вартість виробництва.

9. Резюме

The Подвійна смуга пропускання + Порожнинні фільтри Notch є технічно можливим, але вимагає точної механічної та радіочастотної техніки.
А багатопорожнинна конструкція залишається найкращим підходом для досягнення низьких внесених втрат, вузька глибока виїмка відхилення, і стійкість до навколишнього середовища.
Тісна співпраця між замовником і групою дизайнерів RF забезпечує успішне створення прототипів і оптимізоване виробництво.

поширені запитання

Q1: Навіщо використовувати дизайн порожнини замість мікрополоскової?

Порожнинні структури пропонують набагато вищі Q-фактори, забезпечуючи більш глибокі вирізи та краще ослаблення на дальньому кінці, ніж планарні мікросмужкові фільтри.

Q2: Що обмежує мініатюрність цього фільтра?

Зменшення розміру порожнини знижує добротність резонатора та збільшує внесені втрати, що ускладнює досягнення 70 дБ відхилення смуги зупинки.

Q3: Наскільки стійка настройка гвинта до температури та вібрації?

Дуже стійкий, якщо його закріпити за допомогою стопорних гайок або епоксидного герметика; без них, незначний дрейф може статися в суворих умовах.

Q4: Які матеріали найкраще підходять для захисту від сольових бризок?

Нікельована латунь або твердо анодований алюміній стійкі до корозії та підходять для зовнішнього чи морського середовища.

Q5: Скільки прототипів потрібно створити перед виробництвом?

Для точного налаштування виїмки рекомендується принаймні три прототипи, перевірити продуктивність, і підтвердити узгодженість тесту.

Q: Яка ефективність внесених втрат цього продукту??

Відповідно до результатів моделювання та тестування нашого інженера, в внесені втрати на центральній частоті становлять приблизно 0.8 дБ, поки в 1015 МГц і 1045 МГц, внесені втрати приблизно 1.2 дБ.
Це вказує на стабільну продуктивність у робочій смузі пропускання з мінімальним загасанням сигналу.

На основі специфікацій покупця, наша команда інженерів завершила моделювання Комбінований фільтр і підготував наступні запропоновані параметри для вашого перегляду та підтвердження:

Змодельовані технічні характеристики (для довідки):

  • Смуга пропускання 1: 960–1015 МГц
  • Смуга пропускання 2: 1045–1230 МГц
  • Втрата вставки: ≤1,5 дБ (≤1,0 дБ на центральній частоті)
  • Пульсація смуги пропускання: ≤±0,5 дБ
  • КСВ: ≤1,36
  • Відмова поза діапазоном: ≥70 дБ @ 690 МГц–постійний струм; ≥70 дБ @ 1390–3000 МГц
  • Придушення між смугами пропускання: ≥30 дБ @ 1028.5 МГц; ≥30 дБ @ 1031.5 МГц
  • Імпеданс: 50 ох
  • Тип роз'єму: SMA-Жінка
  • Робоча температура: від –40°C до +65°C
  • Захист від сольових бризок: Тризахисне покриття на поверхні корпусу
  • Змодельований розмір (для довідки): 112 × 54 × 36 мм (TBD)

Ан ВЧ-фільтр гребінчастий є типом радіочастота (РФ) фільтр частотна характеристика якого схожа на зуби гребінця — вона має ряд рівновіддалених смуг пропускання або смуг зупинки по всьому спектру частот.

Ось розбивка:

  • функція:
    Це дозволяє (або відхиляє) сигналів при конкретних, регулярні частоти.
  • Принцип роботи:
    Гребінчастий малюнок досягається через затримка сигналу та перешкоди (в цифрових або аналогових областях) або через резонансні конструкції (в мікрохвильовому/радіочастотному обладнанні).
  • Типи:
    • Смуговий гребінчастий фільтр: Проходить кілька вузьких смуг через рівні проміжки часу.
    • Band-stop (виїмка) гребінчастий фільтр: Відкидає кілька вузьких смуг через рівні проміжки часу.
  • Додатки:
    • РЧ- та мікрохвильові системи для вибору каналу або придушення перешкод
    • Синтезатори частоти та аналізатори спектру
    • Обробка оптичних та акустичних сигналів
    • Багатоканальні системи зв'язку

приклад:

А 1 ГГц гребінчастий радіочастотний фільтр може пропускати сигнали на 1 ГГц, 2 ГГц, 3 ГГц, тощо, послаблюючи інші між ними.

Задайте питання

← Назад

Дякуємо за вашу відповідь. ✨