اخبار

چیست؟فیلتر RF?

فیلتر فرکانس رادیویی بخش مهمی از فناوری بی‌سیم است. این فیلتر به همراه گیرنده رادیویی برای فیلتر کردن سایر باندهای فرکانسی غیرضروری و دریافت فقط فرکانس صحیح استفاده می‌شود. فیلترهای RF به گونه‌ای طراحی شده‌اند که به راحتی در محدوده فرکانسی از فرکانس متوسط ​​تا فرکانس‌های بسیار بالا (یعنی مگا هرتز و گیگاهرتز) کار کنند. به دلیل ویژگی‌های کاری آن، بیشتر در ایستگاه‌های رادیویی، ارتباطات بی‌سیم، تلویزیون و سایر تجهیزات استفاده می‌شود.

به طور کلی، اکثر فیلترهای RF از تشدیدگرهای کوپل شده تشکیل شده‌اند و عوامل کیفی آنها می‌توانند سطح فیلترینگ را در RF تعیین کنند. با توجه به کاربرد و اندازه تجهیزات بی‌سیم، انواع فیلتر زیادی وجود دارد، یعنی فیلتر حفره‌ای، فیلتر صفحه‌ای، فیلتر الکتروآکوستیک، فیلتر دی‌الکتریک، فیلتر کواکسیال (مستقل از کابل کواکسیال) و غیره.

انواع اساسی فیلتر فرکانس رادیویی

فیلتر RF یک مدار ویژه است که به سیگنال‌های صحیح اجازه عبور می‌دهد و در عین حال سیگنال‌های ناخواسته را حذف می‌کند. از نظر توپولوژی فیلتر، چهار نوع فیلتر RF اساسی وجود دارد، یعنی فیلتر بالاگذر، فیلتر پایین‌گذر، فیلتر میان‌گذر و فیلتر میان‌گذر.

فیلتر پایین گذر:

همانطور که از نامش پیداست، فیلتر پایین‌گذر فیلتری است که فقط به فرکانس‌های پایین اجازه عبور می‌دهد و همزمان فرکانس‌های دیگر سیگنال را تضعیف می‌کند. هنگامی که یک سیگنال از یک میان‌گذر عبور می‌کند، کاهش فرکانس آن توسط عوامل زیادی مانند توپولوژی فیلتر، چیدمان و کیفیت اجزا تعیین می‌شود. علاوه بر این، توپولوژی فیلتر همچنین سرعت انتقال فیلتر از میان‌گذر را برای رسیدن به سرکوب نهایی آن تعیین می‌کند.

فیلترهای پایین گذر در اشکال مختلفی وجود دارند. کاربرد اصلی فیلتر، سرکوب هارمونیک تقویت‌کننده RF است. این ویژگی مهم است زیرا به جلوگیری از تداخل غیرضروری از باندهای انتقال مختلف کمک می‌کند. در درجه اول، فیلترهای پایین گذر برای کاربردهای صوتی استفاده می‌شوند و نویز را از هر مدار خارجی فیلتر می‌کنند. پس از فیلتر شدن سیگنال فرکانس بالا، فرکانس سیگنال به دست آمده کیفیت واضحی دارد.

فیلتر بالاگذر:

برخلاف فیلتر پایین‌گذر، فیلتر بالاگذر فقط به سیگنال‌های فرکانس بالا اجازه عبور می‌دهد. در واقع، فیلتر بالاگذر و فیلتر پایین‌گذر بسیار مکمل یکدیگر هستند، زیرا هر دو فیلتر را می‌توان با هم برای تولید یک فیلتر میان‌گذر استفاده کرد. طراحی فیلتر بالاگذر مستقیم است و فرکانس زیر نقطه آستانه را تضعیف می‌کند.

به طور کلی، فیلترهای بالاگذر در سیستم‌های صوتی استفاده می‌شوند که از طریق آنها تمام فرکانس‌های پایین فیلتر می‌شوند. علاوه بر این، در بسیاری از موارد برای حذف بلندگوهای کوچک و باس نیز استفاده می‌شود. این فیلترها به طور خاص در بلندگوها تعبیه شده‌اند. با این حال، اگر پروژه DIY در کار باشد، فیلتر بالاگذر را می‌توان به راحتی به سیستم متصل کرد.

فیلترهای میان‌گذر:

فیلتر میان‌گذر مداری است که به سیگنال‌های دو فرکانس مختلف اجازه عبور می‌دهد و سیگنال‌هایی را که در محدوده قابل قبول آن نیستند، تضعیف می‌کند. اکثر فیلترهای میان‌گذر به هر منبع تغذیه خارجی متکی هستند و از اجزای فعال، یعنی مدارهای مجتمع و ترانزیستورها استفاده می‌کنند. این نوع فیلتر، فیلتر میان‌گذر فعال نامیده می‌شود. از سوی دیگر، برخی از فیلترهای میان‌گذر از منبع تغذیه خارجی استفاده نمی‌کنند و به شدت به اجزای غیرفعال، یعنی سلف‌ها و خازن‌ها متکی هستند. این فیلترها، فیلترهای میان‌گذر غیرفعال نامیده می‌شوند.

فیلترهای میان‌گذر معمولاً در گیرنده‌ها و فرستنده‌های بی‌سیم استفاده می‌شوند. وظیفه اصلی آنها در فرستنده، محدود کردن پهنای باند سیگنال خروجی به حداقل است، به طوری که داده‌های مورد نیاز بتوانند با سرعت و شکل مورد نیاز منتقل شوند. هنگامی که گیرنده درگیر است، فیلتر میان‌گذر فقط امکان رمزگشایی یا شنیدن تعداد فرکانس‌های مورد نیاز را فراهم می‌کند، در حالی که سیگنال‌های دیگر را از فرکانس‌های ناخواسته جدا می‌کند.

در یک کلام، وقتی یک فیلتر میان‌گذر طراحی می‌شود، می‌تواند به راحتی کیفیت سیگنال را به حداکثر و رقابت یا تداخل بین سیگنال‌ها را به حداقل برساند.

رد باند:

فیلتر میان‌گذر که گاهی اوقات فیلتر میان‌گذر نیز نامیده می‌شود، فیلتری است که به اکثر فرکانس‌ها اجازه عبور بدون تغییر می‌دهد. با این حال، فرکانس‌های پایین‌تر از یک محدوده بسیار خاص را تضعیف می‌کند. عملکرد آن کاملاً برعکس فیلتر میان‌گذر است. اساساً، عملکرد آن عبور فرکانس از صفر تا نقطه قطع اول فرکانس است. در این بین، تمام فرکانس‌های بالاتر از نقطه قطع دوم فرکانس را عبور می‌دهد. با این حال، تمام فرکانس‌های دیگر بین این دو نقطه را رد یا مسدود می‌کند.

به طور خلاصه، فیلتر چیزی است که به کمک باند عبور، به سیگنال‌ها اجازه عبور می‌دهد. به عبارت دیگر، باند توقف در فیلتر نقطه‌ای است که برخی از فرکانس‌ها توسط هر فیلتری رد می‌شوند. چه بالاگذر، چه پایین‌گذر یا میان‌گذر، فیلتر ایده‌آل، فیلتری بدون افت فرکانس در باند عبور است. با این حال، در واقعیت، هیچ فیلتر ایده‌آلی وجود ندارد زیرا میان‌گذر مقداری افت فرکانس را تجربه خواهد کرد و دستیابی به سرکوب بی‌نهایت هنگام رسیدن به باند توقف غیرممکن است.

چرا فیلترهای فرکانس رادیویی بسیار مهم هستند؟

فیلترهای RF برای طبقه‌بندی فرکانس‌های سیگنال استفاده می‌شوند، اما چه چیزی آنها را تا این حد مهم می‌کند؟ به طور خلاصه، فیلترهای RF می‌توانند نویزهایی را که ممکن است بر کیفیت یا عملکرد هر سیستم ارتباطی تأثیر بگذارند، فیلتر کنند یا تداخل سیگنال‌های خارجی را کاهش دهند. عدم وجود فیلتر RF مناسب ممکن است به انتقال فرکانس سیگنال آسیب برساند و در نهایت ممکن است به فرآیند ارتباط آسیب برساند.

بنابراین، فیلترهای RF نقش مهمی در سیستم‌های ارتباطی بی‌سیم (یعنی ماهواره، رادار، سیستم‌های بی‌سیم سیار و غیره) ایفا می‌کنند. وقتی صحبت از عملکرد وسایل نقلیه هوایی بدون سرنشین (UAS) می‌شود، اهمیت فیلترهای RF آشکار می‌شود. عدم وجود سیستم فیلتراسیون مناسب، UAS را از بسیاری جهات تحت تأثیر قرار می‌دهد، مانند:

برد ارتباطی می‌تواند به دلیل تداخل ناشی از عوامل محیطی خارجی کاهش یابد. علاوه بر این، وجود تعداد زیادی سیگنال RF در جو ممکن است به سیستم ارتباطی پهپاد آسیب جدی وارد کند. سیگنال‌های مخرب از پلتفرم‌های دیگر شامل موارد زیر می‌شوند (اما محدود به آنها نیستند): فعالیت شدید سیگنال Wi-Fi و سایر سیستم‌های ارتباطی که در داخل پهپاد کار می‌کنند.

وقفه‌های ناشی از سایر سیستم‌های ارتباطی، کانال ارتباطی UAS را مختل کرده و در نتیجه برد ارتباطی چنین سیستم‌هایی را کاهش یا محدود می‌کند.

تداخل همچنین بر دریافت سیگنال GPS توسط پهپاد تأثیر می‌گذارد؛ این امر احتمال خطا در ردیابی GPS را افزایش می‌دهد. در بدترین حالت، این ممکن است منجر به از دست رفتن کامل دریافت سیگنال GPS شود.

با فیلتر RF مناسب، تداخل خارجی و تداخل سیگنال ایجاد شده توسط سیستم‌های ارتباطی مجاور را می‌توان به راحتی حذف کرد. این امر کیفیت فرکانس سیگنال مورد نظر را حفظ می‌کند و در عین حال به راحتی تمام فرکانس‌های سیگنال ناخواسته را فیلتر می‌کند.

علاوه بر این، فیلترهای RF نقش حیاتی در محیط تلفن همراه نیز ایفا می‌کنند. وقتی صحبت از تلفن‌های همراه می‌شود، آنها برای عملکرد صحیح به تعداد مشخصی از باندهای فرکانسی نیاز دارند. به دلیل عدم وجود فیلترهای RF مناسب، باندهای فرکانسی مختلف به طور همزمان وجود نخواهند داشت، به این معنی که برخی از باندهای فرکانسی، یعنی سیستم ماهواره‌ای ناوبری جهانی (GNSS)، امنیت عمومی، Wi-Fi و غیره، رد می‌شوند. در اینجا، فیلترهای RF با فراهم کردن امکان همزیستی همه باندها به طور همزمان، نقش مهمی ایفا می‌کنند.

به طور کلی، فیلترها سبک وزن هستند و به بهبود عملکرد فرکانس سیگنال کمک می‌کنند. اگر فیلتر RF عملکرد مطلوب را ارائه نمی‌دهد، می‌توانید گزینه‌های متنوع دیگری را بررسی کنید که یکی از آنها اضافه کردن تقویت‌کننده‌ها به طراحی شماست. از تقویت‌کننده شبکه گرفته تا هر تقویت‌کننده توان RF دیگر، می‌توانید فرکانس سیگنال پایین‌تر را به فرکانس سیگنال بالاتر تبدیل کنید؛ به طوری که عملکرد کلی طراحی RF را بهبود بخشد.

مایکروویو سی چوان کینلیون، طیف وسیعی از پیکربندی‌های باند باریک و باند پهن را ارائه می‌دهد که فرکانس‌های 0.5 تا 50 گیگاهرتز را پوشش می‌دهد. آن‌ها برای مدیریت توان ورودی 10 تا 30 وات در یک سیستم انتقال 50 اهم طراحی شده‌اند. از طرح‌های میکرواستریپ یا استریپ‌لاین استفاده شده و برای بهترین عملکرد بهینه شده‌اند.

ما همچنین می‌توانیم فیلتر RF را مطابق با نیازهای شما سفارشی کنیم. می‌توانید برای ارائه مشخصات مورد نیاز خود، وارد صفحه سفارشی‌سازی شوید.

https://www.keenlion.com/customization/

شرکت فناوری مایکروویو سیچوان کینلیون

ایمیل:

sales@keenlion.com

tom@keenlion.com