ニュース

とはRFフィルター？

無線周波数フィルタは、無線技術において重要な部品です。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除去し、必要な周波数のみを受信します。RFフィルタは、中周波数から超高周波数（メガヘルツ帯およびギガヘルツ帯）までの周波数範囲で容易に動作するように設計されています。その動作特性から、ラジオ局、無線通信、テレビなどの機器で広く使用されています。

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もの）など、多くの種類のフィルタが存在します。

無線周波数フィルタの基本タイプ

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に関して言えば、RFフィルタにはハイパスフィルタ、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。信号がバンドパスフィルタを通過する際、その周波数減衰量は、フィルタのトポロジー、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ーは、通過帯域から最終的な抑制に至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種類があります。この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用途で使用され、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ると、得られる信号周波数はクリアな音質になります。

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作成することができます。ハイパスフィルタの設計は単純明快で、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、低周波成分をすべて除去します。また、多くの場合、小型スピーカーや低音を除去するためにも使用されます。これらのフィルターはスピーカーに内蔵されているのが一般的です。しかし、DIYプロジェクトの場合は、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とは、異なる2つの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ます。このようなフィルタは能動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に大きく依存するバンドパスフィルタもあります。このようなフィルタは受動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、無線受信機や送信機で一般的に使用されています。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制限し、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。受信機においては、バンドパスフィルタは必要な周波数のみを復号または受信できるようにし、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ことで、信号品質を容易に最大化し、信号間の競合や干渉を最小限に抑えることができる。

バンドの落選者：

バンドストップフィルタは、バンドストップフィルタとも呼ばれ、ほとんどの周波数をそのまま通過させるフィルタです。ただし、特定の周波数範囲以下の周波数は減衰させます。その機能はバンドパスフィルタとは全く逆です。基本的に、バンドストップフィルタは周波数をゼロから最初のカットオフポイントまで通過させます。その間の周波数は、2番目のカットオフポイントを超えるすべての周波数を通過させます。しかし、この2つのポイント間の他のすべての周波数は遮断します。

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、フィルタの阻止帯域とは、特定の周波数がフィルタによって遮断される点のことです。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、実際には理想的なフィルタは存在しません。バンドパスフィルタでも周波数損失は必ず発生し、阻止帯域に達したときに無限の抑制を実現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フィルタがないと、信号周波数の伝送が損なわれ、最終的には通信プロセス全体が損傷する可能性があります。

したがって、RFフィルタは無線通信システム（衛星、レーダー、モバイル無線システムなど）において重要な役割を果たします。無人航空機（UAS）の運用においては、RFフィルタの重要性は言うまでもありません。適切なフィルタリングシステムが欠如すると、UASは以下のような様々な影響を受けます。

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信号が存在すると、UAVの通信システムに深刻な損傷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、UAS内で動作する集中的なWi-Fi信号活動やその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は、UASの通信チャネルを妨害し、それによって当該システムの通信範囲を縮小または制限する。

電波干渉はUAS（無人航空機システム）のGPS信号受信にも影響を与え、GPS追跡におけるエラー発生の可能性を高めます。最悪の場合、GPS信号受信が完全に途絶える可能性もあります。

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除去できます。これにより、目的の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フィルタリングできます。

さらに、RFフィルタは携帯電話環境においても重要な役割を果たします。携帯電話は正常に動作するために一定数の周波数帯域を必要とします。適切なRFフィルタがないと、様々な周波数帯域が同時に共存できず、全地球航法衛星システム（GNSS）、公共安全、Wi-Fiなどの一部の周波数帯域が遮断されてしまいます。ここで、RFフィルタは全ての周波数帯域が同時に共存できるようにす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フィルタで期待通りの性能が得られない場合は、さまざまな代替手段を検討できます。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、低周波数の信号を高周波数の信号に変換することで、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社は、0.5GHzから50GHzまでの周波数帯域をカバーする、狭帯域および広帯域構成の幅広い製品を取り揃えています。これらの製品は、50Ω伝送システムにおいて10～30ワット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、最高の性能を発揮できるよう最適化されています。

お客様のご要望に応じて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、必要な仕様をご入力ください。

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

四川キーンライオンマイクロ波技術有限公司

Eメール:

sales@keenlion.com

tom@keenlion.com