Băng thông kép hiệu suất cao + Bộ lọc khoang notch

Băng thông kép hiệu suất cao + Bộ lọc khoang notch

Thiết kế một Băng thông kép + Bộ lọc khoang notch kết hợp hai dải thông rộng với một dải thông hẹp, rãnh loại bỏ sâu ở giữa là một trong những thách thức khắt khe nhất trong kỹ thuật RF. Đặc điểm kỹ thuật của khách hàng xác định các yêu cầu nghiêm ngặt về băng thông, sự suy giảm, và độ bền với môi trường — tất cả đều nằm trong một dấu chân cơ khí nhỏ gọn. Bài viết này giải thích các yêu cầu kỹ thuật, cân nhắc thiết kế, và các chiến lược triển khai để đạt được khả năng lọc RF hiệu suất cao như vậy.

Đây là nhu cầu của người mua.

Đó là băng thông L + bộ lọc kết hợp notch.
xử lý điện: ít hơn 30 dBm.
loại đầu nối: SMA cái cho đầu vào và đầu ra.
tần số trung tâm: (960+1230)/2: 1095 MHz
tần số băng thông 1: 960 ~ 1015 MHz
tần số băng thông 2: 1045~1230 MHz
mất chèn < 1 dB
gợn sóng : +- 0.5 dB
dừng ban nhạc 1: 70 mức suy giảm dB đạt được so với điểm giữa gợn sóng của dải thông đối với các tần số thấp hơn 690 MHz
dừng ban nhạc 2: 70 mức suy giảm dB đạt được so với điểm giữa gợn sóng của dải thông đối với các tần số cao hơn 1390 MHz
đàn áp: 30 mức suy giảm db đạt được so với điểm giữa gợn băng thông cho tần số 1028.5 đến 1031.5 MHz
VSWR: tốt hơn 1.6
kích thước: nhỏ nhất có thể
nhiệt độ: -40 ~70 độ C
môi trường: vượt qua bài kiểm tra phun muối
điều chỉnh: vít
vật liệu: đồng thau hoặc nhôm
lớp phủ: Đúng

---

1. Tổng quan về yêu cầu kỹ thuật

Sản phẩm mục tiêu là một bộ lọc khoang băng thông kép với một notch tích hợp, được xác định bởi các tham số chính sau:

• Băng thông 1: 960–1015 MHz
• Băng thông 2: 1045–1230 MHz
• Ban nhạc đỉnh cao: 1028.5–1031,5 MHz, Suy giảm ≥30 dB
• Dừng băng 1: dưới 690 MHz, Suy giảm ≥70 dB
• Dừng băng 2: bên trên 1390 MHz, Suy giảm ≥70 dB
• Mất chèn: <1 dB, gợn sóng: ± 0,5 dB
• VSWR: <1.6
• Xử lý nguồn điện: <30 dBm
• Tư nối: Đầu vào/đầu ra SMA nữ
• Nhiệt độ hoạt động: –40°C đến +70°C
• Môi trường: Vượt qua bài kiểm tra phun muối
• điều chỉnh: Điều chỉnh vít cơ khí
• Vật chất: Đồng thau hoặc nhôm có lớp phủ bảo vệ
• Kích thước: Nhỏ gọn nhất có thể

Các thông số này yêu cầu cấu trúc khoang được thiết kế chính xác có khả năng mang lại cả độ chọn lọc cao và tổn thất thấp.

---

2. Những thách thức thiết kế lớn

1. Notch cực hẹp (3 MHz)
   Rãnh từ chối (1028.5–1031,5 MHz) chỉ là 0.3% tần số trung tâm, yêu cầu bộ cộng hưởng khoang Q đặc biệt cao và điều khiển khớp nối chính xác để đảm bảo độ suy giảm ≥30 dB mà không làm giảm băng thông.
2. 70 Từ chối dải dừng dB
   Đạt được 70 ức chế dB dưới đây 690 MHz trở lên 1390 MHz là yêu cầu lọc bậc cao thường yêu cầu khớp nối nhiều khoang hoặc cấu trúc chế độ kép phức tạp.
3. Mất chèn thấp trên băng thông rộng
   Với băng thông rộng (960–1015 và 1045–1230 MHz), duy trì <1 Mất chèn dB là khó khăn. Khoang Q cao, mạ tổn thất thấp, và gia công chính xác là cần thiết.
4. Thu nhỏ vs. Hiệu suất điện
   Yêu cầu của khách hàng về kích thước tối thiểu xung đột trực tiếp với hệ số Q và mục tiêu suy giảm. Sự cân bằng kỹ thuật phải được thực hiện giữa độ nhỏ gọn và hiệu suất RF.

---

3. Phương pháp thực hiện được đề xuất

Một. Bộ lọc đa khoang gia công (Giải pháp ưu tiên)

• Thuận lợi: Yếu tố Q xuất sắc, hiệu suất nhiệt ổn định, và kiểm soát chính xác tần số notch.
• Thiết kế: Bộ cộng hưởng nhiều khoang với khoang khía chuyên dụng và điều chỉnh vít cơ học.
• Nguyên vật liệu: Đồng thau hoặc nhôm, mạ niken/bạc để chống ăn mòn.
• Hạn chế: Kích thước lớn hơn và chi phí sản xuất cao hơn.

B. Bộ lọc khoang điện môi lai

• Thuận lợi: Kích thước nhỏ hơn, tích hợp bộ cộng hưởng gốm cho notch.
• Hạn chế: Nhiệt độ trôi dạt và hạn chế 70 từ chối dải chặn dB.

C. Bộ lọc vi dải nhỏ gọn

• Thuận lợi: Khối lượng tối thiểu và chi phí thấp.
• Hạn chế: Từ chối sâu hạn chế và mất chèn cao hơn.

Dành cho các ứng dụng truyền video quân sự hoặc UAV, các cấu trúc khoang gia công vẫn là cách đáng tin cậy nhất để đạt được băng thông kép cần thiết + hiệu suất đỉnh cao.

---

4. Vật liệu và lớp phủ

Để đảm bảo khả năng chống ăn mòn và tuân thủ thử nghiệm phun muối:

• Thau: Mạ niken (mạ vàng tùy chọn trên danh bạ)
• Nhôm: Bề mặt anodized cứng và kín
• Việc bịt kín thích hợp xung quanh các đầu nối SMA và các khớp nối vỏ đảm bảo độ tin cậy lâu dài.

---

5. Điều chỉnh và ổn định nhiệt độ

Các điều chỉnh vít cơ khí cho phép điều chỉnh tốt các dải thông và notch. Để ổn định dưới sự thay đổi rung động và nhiệt độ, nên dùng đai ốc khóa hoặc chất bịt kín dính.
Độ trôi nhiệt được giảm thiểu bằng cách chọn vật liệu có độ giãn nở thấp và dung sai cơ học chặt chẽ.

---

6. Kiểm tra và xác nhận chất lượng

Trước khi giao hàng hoặc sản xuất hàng loạt, mỗi Băng thông kép + Bộ lọc khoang notch phải trải qua thử nghiệm toàn diện:

• Thông số S (S11/S21) số đo từ 300 MHz–2 GHz
• VSWR <1.6 xuyên qua băng thông
• Suy giảm dải dừng xác minh (690 MHz và 1390 MHz)
• Thử nghiệm chu trình phun muối và nhiệt độ
• Xử lý điện năng lên đến 30 dBm
• Lão hóa và độ ổn định rung xác nhận

Một báo cáo thử nghiệm RF đầy đủ phải đi kèm với mỗi nguyên mẫu và lô sản xuất.

---

7. Sản xuất và nhất quán

• Dung sai gia công: ±0,02–0,05 mm đối với kích thước khoang.
• Giao diện kết nối: Đảm bảo độ phản xạ thấp và nối đất chắc chắn.
• Hiệu chuẩn hàng loạt: Mỗi bộ lọc có thể yêu cầu tinh chỉnh riêng do băng thông notch hẹp.

Tạo nguyên mẫu lô nhỏ ban đầu (3–5 đơn vị) được khuyến khích mạnh mẽ trước khi sản xuất hàng loạt.

---

8. Đánh giá rủi ro và truyền thông khách hàng

Bởi vì điều này Băng thông kép + Bộ lọc khoang notch nhắm mục tiêu chọn lọc cao và kích thước nhỏ gọn, điều quan trọng là phải làm rõ các ưu tiên hàng đầu của khách hàng:

• Là 70 từ chối dB bắt buộc, hoặc có thể giảm đi một chút?
• Là kích thước nhỏ gọn quan trọng hơn <1 mất chèn dB?
• Có thể băng thông notch được mở rộng một chút để cải thiện khả năng sản xuất?

Việc xác nhận sớm các yếu tố này giúp cân bằng độ phức tạp của thiết kế và chi phí sản xuất.

---

9. Bản tóm tắt

Các Băng thông kép + Bộ lọc khoang notch khả thi về mặt kỹ thuật nhưng đòi hỏi kỹ thuật cơ khí và RF chính xác.
Một thiết kế nhiều khoang vẫn là cách tiếp cận tốt nhất để đạt được tổn thất chèn thấp, từ chối notch sâu hẹp, và độ bền môi trường mạnh mẽ.
Sự hợp tác chặt chẽ giữa khách hàng và nhóm thiết kế RF đảm bảo tạo mẫu thành công và tối ưu hóa sản xuất.

---

Câu hỏi thường gặp

Dựa trên thông số kỹ thuật của người mua, đội ngũ kỹ thuật của chúng tôi đã hoàn thành việc mô phỏng Bộ lọc kết hợp và chuẩn bị các thông số đề xuất sau đây để bạn xem xét và xác nhận:

Thông số kỹ thuật mô phỏng (để tham khảo):

• Băng thông 1: 960–1015 MHz
• Băng thông 2: 1045–1230 MHz
• Mất chèn: .51,5 dB (1,0 dB ở tần số trung tâm)
• Ripple băng thông: ≤ ± 0,5 dB
• VSWR: 1,36
• Từ chối ngoài băng tần: ≥70 dB @ 690 MHz–DC; ≥70 dB @ 1390–3000 MHz
• Ức chế giữa các băng thông: ≥30 dB @ 1028.5 MHz; ≥30 dB @ 1031.5 MHz
• Trở kháng: 50 Ω
• loại trình kết nối: SMA-Nữ
• Nhiệt độ hoạt động: –40°C đến +65°C
• Bảo vệ phun muối: Lớp phủ ba lớp trên bề mặt vỏ
• Kích thước mô phỏng (để tham khảo): 112 × 54 × 36 mm (TBD)

MỘT Bộ lọc lược RF là một loại tần số vô tuyến (RF) lọc có đáp ứng tần số trông giống như răng của một chiếc lược - nó có một loạt các dải thông hoặc dải chặn cách đều nhau trên dải tần số.

Ở đây, một sự cố:

• Chức năng:
  Nó cho phép (hoặc từ chối) tín hiệu cụ thể, tần số cách đều nhau.
• Nguyên tắc làm việc:
  Mô hình giống như chiếc lược đạt được thông qua độ trễ và nhiễu tín hiệu (trong lĩnh vực kỹ thuật số hoặc analog) hoặc thông qua cấu trúc cộng hưởng (trong phần cứng vi sóng/RF).
• Các loại:
  • Bộ lọc lược thông dải: Vượt qua nhiều dải hẹp đều đặn.
  • Dừng nhạc (khía) bộ lọc lược: Từ chối nhiều dải hẹp đều đặn.
• Các ứng dụng:
  • Hệ thống RF và vi sóng để lựa chọn kênh hoặc loại bỏ nhiễu
  • Máy tổng hợp tần số và máy phân tích phổ
  • Xử lý tín hiệu quang học và âm thanh
  • Hệ thống thông tin liên lạc đa sóng mang

Ví dụ:

Một 1 Bộ lọc lược RF GHz có thể truyền tín hiệu ở tốc độ 1 GHz, 2 GHz, 3 GHz, vân vân., trong khi làm suy yếu những người khác ở giữa.