Filtre vlnovodu hrajú kľúčovú úlohu v moderných komunikačných systémoch, radarových systémoch a satelitných aplikáciách. Používajú sa na reguláciu toku elektromagnetických vĺn tým, že umožňujú určité frekvencie prechádzať a pri odmietnutí ostatných. Ako vedúci dodávateľ vlnovodu filtre máme v hĺbkových znalostiach rôznych topológií filtra vlnovodu. V tomto blogu preskúmame spoločné topológie vlnovodných filtrov a ich charakteristiky.
1. Filtre vlnovodu založené na dutine
Filtre vlnovodu založené na dutine sú jedným z najpoužívanejších typov. Rezonátor dutiny je uzavretá kovová štruktúra, ktorá dokáže ukladať elektromagnetickú energiu pri špecifických rezonančných frekvenciách.
Filtre dutiny s jedným režimom
Filtre dutiny s jedným režimom používajú jednotlivé rezonátory dutiny, z ktorých každá je naladená na špecifickú frekvenciu. Tieto rezonátory sú spojené spolu, aby vytvorili filter. Spojenie sa dá dosiahnuť pomocou otvorov, dúhoviek alebo sond. Napríklad v obdĺžnikovom vlnovode sa dúhovka (malý otvor vo vlnovej stene) môže použiť na pár susedných rezonátorov dutiny. Veľkosť a tvar dúhovky určujú pevnosť spojky.
Filtre dutiny s jedným režimom ponúkajú vysokú selektivitu, čo znamená, že môžu účinne oddeliť úzko rozmiestnené frekvencie. Majú tiež nízku stratu vloženia, čo je dôležité na udržanie sily signálu. Tieto filtre sa bežne používajú v aplikáciách, v ktorých sa vyžaduje filtrovanie vysokého výkonu, napríklad v satelitných komunikačných systémoch. NášKA pásový filterČasto využíva topológie rezonátora dutiny s jedným režimom na zabezpečenie efektívneho prenosu vo frekvenčnom pásme KA.
Filtre dutiny viacerých režimov
Filtre dutiny viacerých režimov využívajú viacero rezonančných režimov v rámci jednej dutiny. Použitím dutiny viacerých režimov je možné znížiť počet fyzických dutín potrebných na dosiahnutie určitého výkonu filtrovania. To vedie k kompaktnejšiemu dizajnu filtra.
V dutine viacerých režimov môžu byť rôzne režimy navzájom nadšené a spojené. Spojenie medzi režimami je starostlivo navrhnuté na získanie požadovanej frekvenčnej odozvy. Filtre dutiny viacerých režimov sú obzvlášť užitočné v aplikáciách, kde veľkosť a hmotnosť sú kritickými faktormi, napríklad vo vzduchových a vesmírnych systémoch.
2. Filtre vlnovodov špirálového rezonátora
Ďalšou dôležitou topológiou sú filtre špirálového rezonátora vlnovodov. Špirálový rezonátor pozostáva z dirigenta v tvare špirály umiestneného vo vlnovode. Špirála pôsobí ako rezonančný prvok a jeho rezonančná frekvencia je určená jeho fyzikálnymi rozmermi, ako je ihrisko, priemer a dĺžka špirály.
Filtre špirálového rezonátora ponúkajú niekoľko výhod. Majú relatívne malú veľkosť v porovnaní s filtrami rezonátorov dutiny, vďaka čomu sú vhodné pre aplikácie s obmedzeným priestorom. Majú tiež široký rozsah ladenia, čo znamená, že môžu byť upravené tak, aby fungovali pri rôznych frekvenciách. Vďaka tomu sú užitočné v testovacích a meracích zariadeniach, ako aj v niektorých komunikačných systémoch, kde je potrebná frekvenčná obratnosť. NášX pásový filterMôže obsahovať technológiu špirálového rezonátora, ktorá poskytuje flexibilné filtrovacie riešenia vo frekvenčnom pásme X.
3. Dielektrické filtre vlnovodných rezonátorov
Filtre vlnovodu dielektrického rezonátora používajú ako rezonančné prvky dielektrické materiály. Dielektrické rezonátory sú vyrobené z dielektrických materiálov s vysokou permitivitou, ako je keramika. Tieto materiály môžu ukladať elektromagnetickú energiu pri špecifických frekvenciách, podobne ako v rezonátoroch dutiny.
Filtre dielektrického rezonátora majú niekoľko atraktívnych funkcií. Majú vysoký vyložený Q - faktor, čo znamená, že môžu poskytnúť ostré charakteristiky filtrovania s nízkou stratou vloženia. Sú tiež relatívne malé veľkosti a majú dobrú teplotnú stabilitu. Tieto filtre sa bežne používajú v bezdrôtových komunikačných základných staniciach, kde pomáhajú zlepšovať kvalitu signálu odfiltrovaním nežiaducich frekvencií. NášInterferenčný filter anti - 5GMôže využívať topológie dielektrického rezonátora na efektívne potlačenie interferencie v pásme C v kontexte 5G komunikácie.
4. Distribuované - filtre vlnovodu prvkov
Distribuované filtre vlnovodu prvkov sú založené na zásade distribuovaných prvkov, ako sú prenosové vedenia. V distribuovanom filtre prvku sa filtrovanie dosiahne interakciou elektromagnetických vĺn pozdĺž dĺžky prenosového vedenia.
Filtre mikroplátenia a striptín
Filtre mikrostrip a striptín sú dva bežné typy filtrov distribuovaných prvkov. Filtre mikrostrip sa vyrábajú na doske s tlačenými obvodmi (PCB), kde sa na dielektrickom substráte umiestni tenký vodivý prúžok. Na druhej strane filtre Stripline majú vodivý prúžok vložený medzi dvoma pozemnými lietadlami.
Tieto filtre sa dajú ľahko vyrobiť a integrovať sa s inými obvodmi na doske. Bežne sa používajú v mikrovlnných a milimetrových vlnových obvodoch, napríklad v mobilných telefónoch a zariadeniach WARLESS Local Area Network (WLAN). Všeobecne však majú v porovnaní s vlnovodnými filtrami založenými na dutine nižším výkonom.
Distribuované filtre založené na vlnovode
Distribuované filtre založené na vlnovode používajú samotný vlnovod ako distribuovaný prvok. Napríklad vlnovod sa môže načítať periodickými štruktúrami, ako sú kovové stĺpy alebo dielektrické dosky, na vytvorenie filtrovacieho efektu. Tieto filtre môžu ponúkať vysoké výkony - manipulácie a dobrý výkon pri vysokých frekvenciách.
5. Filtre vlnovodov Combline
Komblinové vlnovodové filtre sú typom filtra, ktorý pozostáva zo série paralelných rezonátorov. Tieto rezonátory sú zvyčajne krátke - obaľované na jednom konci a otvorené - obaľované na druhom konci. Spojenie medzi susednými rezonátormi sa dosahuje cez elektrické a magnetické polia medzi nimi.
Filtre Combline sú známe svojou kompaktnou veľkosťou a relatívne jednoduchým dizajnom. Môžu poskytnúť dobrú selektivitu a nízku stratu vloženia. Tieto filtre sa často používajú v aplikáciách, kde sa v obmedzenom priestore vyžaduje filter mierneho výkonu, napríklad v niektorých radarových systémoch a komunikačných zosilňovačoch.
Výber správnej topológie vlnovodného filtra
Pri výbere topológie filtra vlnovodu je potrebné zvážiť niekoľko faktorov. Patria sem požadovaný frekvenčný rozsah, úroveň selektivity, strata vloženia, kapacita manipulácie s výkonom, veľkosť a obmedzenia hmotnosti a náklady.
Pre aplikácie s vysokým výkonom s prísnymi požiadavkami na frekvenciu, ako je satelitná komunikácia, môže byť najlepšou voľbou filtre rezonátora dutiny s jedným režimom. Ak sú veľkosť a hmotnosť kritická, môžu byť vhodnejšie filtre pre dutiny viacerých režimov, filtre špirálovitých rezonátorov alebo filtre dielektrického rezonátora. Pre aplikácie, ktoré si vyžadujú ľahkú integráciu s inými obvodmi, môžu byť preferované distribuované filtre prvkov.
Ako dodávateľ vlnovodov filtre máme odborné znalosti a skúsenosti, ktoré našim zákazníkom pomôže vybrať najvhodnejšiu topológiu filtra pre ich konkrétne aplikácie. Môžeme tiež prispôsobiť filtre podľa jedinečných požiadaviek našich zákazníkov. Ak potrebujete vlnovodné filtre alebo máte akékoľvek otázky týkajúce sa výberu filtra, neváhajte nás kontaktovať a získajte podrobné konzultácie a rokovania o obstarávaní.
Odkazy
- Pozar, DM (2011). Mikrovlnné inžinierstvo (4. vydanie). Wiley.
- Collin, Re (1992). Základy pre mikrovlnné inžinierstvo (2. vydanie). McGraw - Hill.
- Matthaei, GL, Young, L. a Jones, Emt (1964). Mikrovlnné filtre, impedančné - zodpovedajúce siete a spojovacie štruktúry. McGraw - Hill.