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何ですかRFフィルター？

無線周波数フィルタは、無線技術の重要な構成要素です。無線受信機と組み合わせて使用​​され、不要な周波数帯域をフィルタリングし、必要な周波数のみを受信します。RFフィルタは、中間周波数から超高周波（メガヘルツ、ギガヘルツ）までの周波数範囲で容易に動作するよう設計されています。その動作特性から、ラジオ局、無線通信、テレビ、その他の機器で最も一般的に使用されています。

一般的に、ほとんどのRFフィルタは結合共振器で構成されており、その品質係数によってRFにおけるフィルタリングレベルが決まります。無線機器の用途やサイズに応じて、キャビティフィルタ、平面フィルタ、電気音響フィルタ、誘電体フィルタ、同軸フィルタ（同軸ケーブルに依存しないフィルタ）など、様々なフィルタタイプがあります。

無線周波数フィルタの基本的な種類

RFフィルタは、不要な信号を除去しながら正しい信号を通過させる特殊な回路です。フィルタのトポロジーの観点から見ると、ハイパスフィルタ、ローパスフィルタ、バンドパスフィルタ、バンドストップフィルタの4つの基本的なRFフィルタタイプがあります。

ローパスフィルター:

その名の通り、ローパスフィルタは低周波のみを通過させ、同時に他の周波数の信号を減衰させるフィルタです。信号がバンドパスを通過する際、その周波数減衰量はフィルタのトポロジ、レイアウト、部品の品質など、多くの要因によって決まります。さらに、フィルタのトポロジは、通過帯域から最終的な減衰量を得るまでのフィルタの遷移速度も決定します。

ローパスフィルタには様々な形態があります。フィルタの主な用途は、RFアンプの高調波を抑制することです。この機能は、異なる伝送帯域からの不要な干渉を防ぐのに役立つため重要です。ローパスフィルタは主にオーディオアプリケーションで使用され、外部回路からのノイズを除去します。高周波信号がフィルタリングされた後、得られる信号周波数はクリアな品質になります。

ハイパスフィルター:

ローパスフィルタとは対照的に、ハイパスフィルタは高周波信号のみを通過させます。実際、ハイパスフィルタとローパスフィルタは非常に相補的な関係にあり、両方のフィルタを組み合わせてバンドパスフィルタを構成できます。ハイパスフィルタの設計は直接的で、閾値以下の周波数を減衰させます。

一般的に、ハイパスフィルターはオーディオシステムで使用され、すべての低周波成分をフィルタリングします。また、小型スピーカーや低音域の除去にも使用されることが多く、これらのフィルターはスピーカー本体に内蔵されています。しかし、DIYプロジェクトであれば、ハイパスフィルターをシステムに簡単に接続できます。

バンドパスフィルター:

バンドパスフィルタは、2つの異なる周波数の信号を通過させ、許容範囲外の信号を減衰させる回路です。ほとんどのバンドパスフィルタは外部電源を必要とし、集積回路やトランジスタなどの能動部品を使用しています。このタイプのフィルタはアクティブバンドパスフィルタと呼ばれます。一方、外部電源を必要とせず、インダクタやコンデンサなどの受動部品を多用するバンドパスフィルタもあります。これらのフィルタはパッシブバンドパスフィルタと呼ばれます。

バンドパスフィルタは、無線受信機と送信機で広く使用されています。送信機における主な機能は、出力信号の帯域幅を最小限に抑え、必要なデータを必要な速度と形式で送信できるようにすることです。受信機側では、バンドパスフィルタは必要な周波数のみをデコードまたは受信し、不要な周波数からの信号を遮断します。

つまり、バンドパス フィルタを設計すると、信号品質を最大化し、信号間の競合や干渉を最小限に抑えることが容易になります。

バンド拒否:

バンドストップフィルターは、バンドパスフィルターとも呼ばれ、ほとんどの周波数帯域をそのまま通過させるフィルターです。ただし、特定の範囲以下の周波数帯域は減衰させます。その機能はバンドパスフィルターとは全く逆です。基本的に、ゼロから最初のカットオフポイントまでの周波数帯域を通過させます。その間の2番目のカットオフポイントを超える周波数帯域は通過させます。ただし、この2つのポイントの間にある他の周波数帯域は、すべて拒否またはブロックします。

一言で言えば、フィルタとは通過帯域を利用して信号を通過させるものです。言い換えれば、フィルタにおける阻止帯域とは、ある周波数がフィルタによって阻止されるポイントです。ハイパス、ローパス、バンドパスのいずれであっても、理想的なフィルタは通過帯域で損失のないフィルタです。しかし、現実には理想的なフィルタは存在しません。バンドパスでは周波数損失が発生し、阻止帯域に達した時点で無限に抑圧することは不可能だからです。

無線周波数フィルターはなぜそれほど重要なのでしょうか?

RFフィルターは信号周波数を分類するために使用されますが、なぜそれほど重要なのでしょうか？簡単に言うと、RFフィルターは通信システムの品質や性能に影響を与える可能性のあるノイズを除去したり、外部信号からの干渉を低減したりすることができます。適切なRFフィルターがないと、信号周波数の伝送に損傷が生じ、最終的には通信プロセスに悪影響を与える可能性があります。

そのため、RFフィルタは無線通信システム（衛星、レーダー、移動無線システムなど）において重要な役割を果たします。無人航空機（UAS）の運用において、RFフィルタの重要性は明らかです。適切なフィルタリングシステムがないと、UASに以下のような様々な悪影響を及ぼします。

通信範囲は、外部環境要因による干渉によって狭まる可能性があります。さらに、大気中に多数のRF信号が存在する場合、UAVの通信システムに深刻な損害を与える可能性があります。他のプラットフォームからの悪意のある信号には、例えば、集中的なWi-Fi信号やUAS内で稼働している他の通信システムなどが含まれますが、これらに限定されません。

他の通信システムからの妨害により、UAS 通信チャネルが中断され、その結果、そのようなシステムの通信範囲が縮小または制限されます。

干渉はUASのGPS信号受信にも影響を与え、GPSトラッキングのエラー発生の可能性を高めます。最悪の場合、GPS信号受信が完全に失われる可能性があります。

適切なRFフィルタを使用することで、外部干渉や隣接する通信システムによって発生する信号干渉を容易に排除できます。これにより、必要な信号周波数の品質を維持しながら、不要な信号周波数を容易に除去できます。

さらに、RFフィルターは携帯電話環境において重要な役割を果たします。携帯電話が正常に動作するには、一定数の周波数帯域が必要です。適切なRFフィルターが不足すると、複数の周波数帯域が同時に共存できず、GNSS（全地球航法衛星システム）、公共安全、Wi-Fiなどの周波数帯域が遮断されてしまいます。ここで、RFフィルターはすべての周波数帯域を同時に共存させることで重要な役割を果たします。

一般的に、フィルタは軽量で、信号周波数の性能向上に役立ちます。RFフィルタが期待通りの性能を発揮しない場合は、様々な選択肢を検討できます。その一つが、設計にアンプを追加することです。グリッドアンプから他のRFパワーアンプまで、低い信号周波数を高い信号周波数に変換することで、RF設計全体の性能を向上させることができます。

Si Chuan Keenlion Microwaveは、0.5GHzから50GHzまでの周波数範囲をカバーする、狭帯域および広帯域構成の幅広い製品ラインナップを提供しています。50Ω伝送システムにおいて、10Wから30Wの入力電力に対応するように設計されています。マイクロストリップまたはストリップライン設計を採用し、最高の性能を発揮するように最適化されています。

お客様のご要望に合わせてRFフィルターをカスタマイズすることも可能です。カスタマイズページにアクセスして、必要な仕様をご指定ください。

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四川キーンライオンマイクロ波テクノロジー株式会社

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