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무엇이RF 필터?

무선 주파수 필터(RF 필터)는 무선 기술의 중요한 구성 요소입니다. 무선 수신기와 함께 사용되어 불필요한 주파수 대역을 걸러내고 올바른 주파수만 수신합니다. RF 필터는 중간 주파수부터 초고주파(메가헤르츠 및 기가헤르츠)에 이르는 넓은 주파수 범위에서 원활하게 작동하도록 설계되었습니다. 이러한 작동 특성 때문에 라디오 방송국, 무선 통신, 텔레비전 및 기타 장비에 널리 사용됩니다.

일반적으로 대부분의 RF 필터는 결합 공진기로 구성되며, 필터의 품질 계수는 RF 필터링 수준을 결정합니다. 무선 장비의 용도와 크기에 따라 캐비티 필터, 평면 필터, 전기음향 필터, 유전체 필터, 동축 필터(동축 케이블과 무관) 등 다양한 유형의 필터가 있습니다.

무선 주파수 필터의 기본 유형

RF 필터는 원치 않는 신호를 제거하고 올바른 신호만 통과시키는 특수 회로입니다. 필터 구조 측면에서 RF 필터는 크게 고역 통과 필터, 저역 통과 필터, 대역 통과 필터, 대역 저지 필터의 네 가지 유형으로 나눌 수 있습니다.

저역 통과 필터:

이름에서 알 수 있듯이, 저역 통과 필터는 낮은 주파수만 통과시키고 다른 주파수의 신호는 감쇠시키는 필터입니다. 신호가 대역 통과 필터를 통과할 때, 주파수 감소 정도는 필터 구조, 배치, 부품 품질 등 여러 요인에 의해 결정됩니다. 또한, 필터 구조는 통과 대역에서 최종 감쇠 대역으로의 전환 속도에도 영향을 미칩니다.

저역 통과 필터는 다양한 형태로 존재합니다. 필터의 주요 용도는 RF 증폭기의 고조파를 억제하는 것입니다. 이는 서로 다른 전송 대역에서 발생하는 불필요한 간섭을 방지하는 데 중요합니다. 특히 저역 통과 필터는 오디오 분야에서 외부 회로의 잡음을 제거하는 데 사용됩니다. 고주파 신호를 필터링한 후에는 깨끗하고 선명한 주파수 신호를 얻을 수 있습니다.

고역 통과 필터:

저역 통과 필터와 달리 고역 통과 필터는 고주파 신호만 통과시킵니다. 실제로 고역 통과 필터와 저역 통과 필터는 상호 보완적인 관계로, 두 필터를 함께 사용하여 대역 통과 필터를 만들 수 있습니다. 고역 통과 필터는 직접 통과 방식으로 설계되어 문턱 주파수 이하의 신호를 감쇠시킵니다.

일반적으로 고역 통과 필터는 오디오 시스템에서 모든 저주파를 걸러내는 데 사용됩니다. 또한, 많은 경우 소형 스피커나 저음역대를 제거하는 데에도 사용됩니다. 이러한 필터는 스피커 자체에 내장되어 있는 경우가 많습니다. 하지만 DIY 프로젝트의 경우, 고역 통과 필터를 시스템에 쉽게 연결할 수도 있습니다.

대역 통과 필터:

대역 통과 필터는 서로 다른 두 주파수의 신호는 통과시키고 허용 범위 밖의 신호는 감쇠시키는 회로입니다. 대부분의 대역 통과 필터는 외부 전원을 사용하며 집적 회로나 트랜지스터와 같은 능동 소자를 활용합니다. 이러한 필터를 능동 대역 통과 필터라고 합니다. 반면, 일부 대역 통과 필터는 외부 전원을 사용하지 않고 인덕터나 커패시터와 같은 수동 소자에 크게 의존합니다. 이러한 필터를 수동 대역 통과 필터라고 합니다.

대역통과 필터는 무선 수신기와 송신기에 흔히 사용됩니다. 송신기에서 대역통과 필터의 주요 기능은 출력 신호의 대역폭을 최소화하여 필요한 데이터만 필요한 속도와 형태로 전송할 수 있도록 하는 것입니다. 수신기에서는 대역통과 필터가 필요한 주파수 대역의 신호만 수신하고 원치 않는 주파수 대역의 신호는 차단합니다.

한마디로, 대역 통과 필터를 설계하면 신호 품질을 극대화하고 신호 간의 경쟁이나 간섭을 최소화할 수 있습니다.

밴드 거절:

대역 저지 필터라고도 불리는 대역 저지 필터는 대부분의 주파수는 변화 없이 통과시키지만, 특정 범위 이하의 주파수는 감쇠시키는 필터입니다. 이는 대역 통과 필터와 기능이 완전히 반대입니다. 기본적으로 대역 저지 필터는 0부터 첫 번째 차단 주파수까지의 주파수는 통과시키고, 두 번째 차단 주파수 이상의 주파수는 통과시킵니다. 하지만 이 두 주파수 사이의 나머지 주파수는 모두 차단합니다.

간단히 말해, 필터는 통과 대역을 통해 신호는 통과시키는 장치입니다. 다시 말해, 필터의 차단 대역은 필터가 특정 주파수를 차단하는 지점입니다. 고역 통과 필터, 저역 통과 필터, 대역 통과 필터 등 어떤 필터든 이상적인 필터는 통과 대역에서 손실이 없는 필터입니다. 하지만 현실적으로 완벽한 필터는 존재하지 않습니다. 대역 통과 필터는 필연적으로 주파수 손실을 발생시키며, 차단 대역에 도달했을 때 무한대의 주파수 차단을 달성하는 것은 불가능하기 때문입니다.

무선 주파수 필터가 왜 그렇게 중요할까요?

RF 필터는 신호 주파수를 분류하는 데 사용되는데, 왜 그렇게 중요할까요? 간단히 말해, RF 필터는 통신 시스템의 품질이나 성능에 영향을 줄 수 있는 잡음을 걸러내거나 외부 신호의 간섭을 줄일 수 있습니다. 적절한 RF 필터가 없으면 신호 주파수 전송이 손상될 수 있으며, 궁극적으로 통신 과정 자체에 악영향을 미칠 수 있습니다.

따라서 RF 필터는 무선 통신 시스템(예: 위성, 레이더, 모바일 무선 시스템 등)에서 중요한 역할을 합니다. 무인 항공기(UAS) 운용에 있어서 RF 필터의 중요성은 더욱 분명합니다. 적절한 필터링 시스템이 없으면 UAS에 다음과 같은 여러 가지 영향을 미칠 수 있습니다.

통신 범위는 외부 환경 요인으로 인한 간섭으로 인해 감소될 수 있습니다. 또한 대기 중에 존재하는 다수의 무선 주파수(RF) 신호는 무인 항공기(UAV) 통신 시스템에 심각한 손상을 초래할 수 있습니다. 다른 플랫폼에서 발생하는 악의적인 신호에는 집중적인 Wi-Fi 신호 활동 및 UAS 내에서 작동하는 기타 통신 시스템 등이 포함되지만 이에 국한되지는 않습니다.

다른 통신 시스템의 방해는 UAS 통신 채널을 차단하여 해당 시스템의 통신 범위를 감소시키거나 제한할 수 있습니다.

간섭은 무인 항공기의 GPS 신호 수신에도 영향을 미쳐 GPS 추적 오류 가능성을 높입니다. 최악의 경우, GPS 신호 수신이 완전히 두절될 수도 있습니다.

적절한 RF 필터를 사용하면 외부 간섭 및 인접 통신 시스템에서 발생하는 신호 간섭을 쉽게 제거할 수 있습니다. 이를 통해 원하는 신호 주파수의 품질을 유지하면서 원치 않는 모든 신호 주파수를 효과적으로 걸러낼 수 있습니다.

또한, RF 필터는 휴대폰 환경에서 매우 중요한 역할을 합니다. 휴대폰은 정상적인 작동을 위해 특정 주파수 대역이 필요합니다. 적절한 RF 필터가 없으면 다양한 주파수 대역이 동시에 공존하지 못하고, GNSS(위성항법시스템), 공공안전, Wi-Fi 등과 같은 일부 주파수 대역이 차단됩니다. RF 필터는 모든 주파수 대역이 동시에 공존할 수 있도록 함으로써 중요한 역할을 합니다.

일반적으로 필터는 무게가 가볍고 신호 주파수 성능을 향상시키는 데 도움이 됩니다. RF 필터가 원하는 성능을 제공하지 못하는 경우, 증폭기를 설계에 추가하는 등 다양한 다른 옵션을 고려할 수 있습니다. 그리드 증폭기부터 다른 RF 전력 증폭기에 이르기까지, 낮은 신호 주파수를 높은 신호 주파수로 변환하여 RF 설계의 전반적인 성능을 향상시킬 수 있습니다.

Si Chuan Keenlion Microwave는 0.5GHz에서 50GHz에 이르는 주파수 범위를 지원하는 다양한 협대역 및 광대역 구성의 마이크로파 증폭기를 제공합니다. 이 제품들은 50옴 전송 시스템에서 10~30와트의 입력 전력을 처리하도록 설계되었습니다. 마이크로스트립 또는 스트립라인 방식을 채택하여 최적의 성능을 구현합니다.

RF 필터는 고객님의 요구사항에 맞춰 맞춤 제작도 가능합니다. 맞춤 제작 페이지에서 필요한 사양을 입력해 주세요.

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쓰촨 킨라이언 마이크로웨이브 테크놀로지 유한회사

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