高性能双通带 + 陷波腔滤波器

高性能双通带 + 陷波腔滤波器

设计一个 双通带 + 陷波腔滤波器 结合了两个宽通带和一个窄通带, 其间的深抑制陷波是射频工程中最严峻的挑战之一. 客户的规格定义了对带宽的严格要求, 衰减, 和环境耐久性——所有这些都在紧凑的机械占地面积内. 本文阐述了技术要求, 设计考虑, 以及实现这种高性能射频滤波的实施策略.

这是买家的需求.

它是一个L通带 + 陷波组合滤波器.
功率处理: 少于 30 dBm的.
连接器类型: SMA 母头用于输入和输出.
中心频率: (960+1230)/2: 1095 兆赫
通带频率 1: 960 〜 1015 兆赫
通带频率 2: 1045〜1230兆赫
插入损耗 < 1 D b
波纹 : +- 0.5 D b
阻带 1: 70 对于低于以下频率的频率，相对于通带纹波中点实现的 dB 衰减 690 兆赫
阻带 2: 70 对于高于以下频率的频率，相对于通带纹波中点实现的 dB 衰减 1390 兆赫
抑制: 30 相对于频率的通带纹波中点实现的分贝衰减 1028.5 至 1031.5 兆赫
驻波比: 比 1.6
尺寸: 尽可能小
温度: -40 〜70摄氏度
环境: 通过盐雾测试
调音: 拧紧
材料: 黄铜或铝
涂层: 是

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1. 技术要求概述

目标产品是一个 具有集成陷波器的双通带腔体滤波器, 由以下关键参数定义:

• 通带 1: 960–1015 MHz
• 通带 2: 1045–1230 MHz
• 缺口带: 1028.5–1031.5 MHz, ≥30 dB 衰减
• 停止胶带 1: 以下 690 兆赫, ≥70 dB 衰减
• 停止胶带 2: 以上 1390 兆赫, ≥70 dB 衰减
• 插入损耗: <1 D b, 波纹: ±0.5 分贝
• 驻波比: <1.6
• 功率处理: <30 dBm的
• 连接器: SMA 母头输入/输出
• 工作温度: –40°C 至 +70°C
• 环境的: 通过盐雾测试
• 调音: 机械螺丝调整
• 材料: 带保护涂层的黄铜或铝
• 尺寸: 尽可能紧凑

这些参数需要精密设计的腔体结构，能够提供高选择性和低损耗.

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2. 主要设计挑战

1. 极窄的缺口 (3 兆赫)
   拒绝级 (1028.5–1031.5 MHz) 只是 0.3% 中心频率的, 需要极高 Q 值的空腔谐振器和精确的耦合控制，以确保 ≥30 dB 衰减而不降低通带性能.
2. 70 dB 阻带抑制
   实现 70 dB 抑制低于 690 MHz及以上 1390 MHz 是高阶滤波要求，通常需要多腔耦合或复杂的双模结构.
3. 宽通带上的低插入损耗
   具有宽通带 (960–1015 和 1045–1230 MHz), 维持 <1 dB 插入损耗很难. 高 Q 腔体, 低损耗电镀, 和精密加工是必不可少的.
4. 小型化与. 电气性能
   客户对最小尺寸的要求与 Q 因子和衰减目标直接冲突. 必须在紧凑性和射频性能之间进行工程权衡.

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3. 推荐的实施方法

一种. 机加工多腔过滤器 (首选解决方案)

• 优点: 出色的品质因数, 热性能稳定, 以及对陷波频率的精确控制.
• 设计: 具有专用陷波腔和机械螺杆调谐的多腔谐振器.
• 材料: 黄铜或铝, 镀镍/银，耐腐蚀.
• 缺点: 尺寸较大，制造成本较高.

乙. 混合介质-腔体滤波器

• 优点: 尺寸较小, 集成了凹口陶瓷谐振器.
• 缺点: 温度漂移和限制 70 dB 阻带抑制.

C. 紧凑型微带滤波器

• 优点: 体积小、成本低.
• 缺点: 有限的深度抑制和较高的插入损耗.

适用于军事或无人机视频传输应用, 这 机加工腔体结构 仍然是实现所需双通带的最可靠方法 + 性能表现.

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4. 材料与涂层

确保耐腐蚀并符合盐雾测试:

• 黄铜: 镀镍 (可选触点镀金)
• 铝: 硬质阳极氧化和密封表面
• SMA 连接器和外壳接头周围的正确密封可确保长期可靠性.

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5. 调谐和温度稳定性

这 机械螺丝调整 允许对通带和陷波进行微调. 确保振动和温度变化下的稳定性, 建议使用锁紧螺母或粘合密封剂.
通过选择低膨胀材料和严格的机械公差最大限度地减少热漂移.

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6. 测试和质量验证

发货或批量生产前, 每个 双通带 + 陷波腔滤波器 应该接受全面的测试:

• S参数 (S11/S21) 测量值来自 300 MHz–2 GHz
• 驻波比 <1.6 跨通带
• 阻带衰减 确认 (690 兆赫兹和 1390 兆赫)
• 盐雾和温度循环测试
• 功率处理 取决于 30 dBm的
• 老化和振动稳定性 验证

每个原型和生产批次均应附有完整的射频测试报告.

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7. 制造和一致性

• 加工公差: 腔体尺寸 ±0.02–0.05 mm.
• 连接器接口: 确保低反射和牢固接地.
• 批量校准: 由于陷波带宽较窄，每个滤波器可能需要单独微调.

初始小批量原型制作 (3–5 单位) 强烈建议在量产前.

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8. 风险评估和客户沟通

因为这个 双通带 + 陷波腔滤波器 目标是高选择性和紧凑的尺寸, 澄清客户的首要任务很重要:

• 是 70 分贝抑制 强制的, 或者可以稍微减少一点吗?
• 是 尺寸紧凑 比更关键 <1 dB 插入损耗?
• 可以吗 陷波带宽 稍微加宽以提高可制造性?

尽早确认这些因素有助于平衡设计复杂性和生产成本.

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9. 概括

这 双通带 + 陷波腔滤波器 技术上可行，但需要精密机械和射频工程.
一种 多腔设计 仍然是实现低插入损耗的最佳方法, 窄深切迹排斥, 和较强的环境耐久性.
客户和射频设计团队之间的密切合作可确保成功的原型设计和优化生产.

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常见问题

根据买方的规格, 我们的工程团队已经完成了模拟 组合过滤器 并准备了以下建议参数供您审核和确认:

模拟技术规格 (供参考):

• 通带 1: 960–1015 MHz
• 通带 2: 1045–1230 MHz
• 插入损耗: ≤1.5分贝 (中心频率处≤1.0 dB)
• 通带纹波: ≤±0.5分贝
• 驻波比: ≤1.36
• 带外抑制: ≥70分贝@ 690 MHz-直流; ≥70 dB @ 1390–3000 MHz
• 通带之间的抑制: ≥30分贝@ 1028.5 兆赫; ≥30分贝@ 1031.5 兆赫
• 阻抗: 50 哦
• 连接器类型: SMA-女
• 工作温度: –40°C 至 +65°C
• 盐雾防护: 外壳表面三防涂层
• 模拟尺寸 (供参考): 112 × 54 × 36 毫米 (待定)

一个 射频梳状滤波器 是一种 无线电频率 (射频) 筛选 其频率响应看起来像梳子的齿——它有 一系列等间隔的通带或阻带 整个频谱.

这是一个故障:

• 功能:
  它允许 (或拒绝) 特定信号, 规则间隔的频率.
• 工作原理:
  梳状图案是通过以下方式实现的 信号延迟和干扰 (在数字或模拟领域) 或通过 共振结构 (在微波/射频硬件中).
• 类型:
  • 带通梳状滤波器: 定期通过多个窄带.
  • 带阻 (缺口) 梳状滤波器: 定期拒绝多个窄带.
• 应用:
  • 用于信道选择或干扰抑制的射频和微波系统
  • 频率合成器和频谱分析仪
  • 光学和声学信号处理
  • 多载波通信系统

例子:

一种 1 GHz RF 梳状滤波器可以通过以下频率的信号： 1 千兆赫, 2 千兆赫, 3 千兆赫, 等等。, 同时削弱其间的其他因素.