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무엇이다RF 필터?

무선 주파수 필터는 무선 기술의 중요한 부분입니다. 무선 수신기와 함께 사용되어 불필요한 주파수 대역을 걸러내고 필요한 주파수만 수신합니다. RF 필터는 중간 주파수부터 초고주파(예: 메가헤르츠 및 기가헤르츠)까지의 주파수 범위에서 쉽게 작동하도록 설계되었습니다. 이러한 작동 특성 덕분에 라디오 방송국, 무선 통신, 텔레비전 및 기타 장비에 가장 일반적으로 사용됩니다.

일반적으로 대부분의 RF 필터는 결합 공진기로 구성되며, 그 품질 계수는 RF 필터링 레벨을 결정할 수 있습니다. 무선 장비의 용도와 크기에 따라 캐비티 필터, 평면 필터, 전기음향 필터, 유전체 필터, 동축 케이블과 무관한 동축 필터 등 다양한 필터 유형이 있습니다.

무선 주파수 필터의 기본 유형

RF 필터는 불필요한 신호를 제거하면서 올바른 신호만 통과시키는 특수 회로입니다. 필터 토폴로지 측면에서는 고역 통과 필터, 저역 통과 필터, 대역 통과 필터, 대역 저지 필터의 네 가지 기본 RF 필터 유형이 있습니다.

저역 통과 필터:

이름에서 알 수 있듯이 저역 통과 필터는 저주파만 통과시키고 다른 신호 주파수는 동시에 감쇠시키는 필터입니다. 신호가 대역 통과 필터를 통과할 때 주파수 감소는 필터 토폴로지, 레이아웃, 부품 품질 등 여러 요인에 의해 결정됩니다. 또한, 필터 토폴로지는 최종적인 억제 효과를 얻기 위해 통과 대역에서 필터의 전이 속도도 결정합니다.

저역 통과 필터는 다양한 형태로 제공됩니다. 필터의 주요 용도는 RF 증폭기의 고조파를 억제하는 것입니다. 이 기능은 다양한 전송 대역에서 발생하는 불필요한 간섭을 방지하는 데 도움이 되므로 중요합니다. 저역 통과 필터는 주로 오디오 애플리케이션에 사용되며 외부 회로의 잡음을 걸러냅니다. 고주파 신호를 필터링하면 깨끗한 주파수의 신호 품질을 얻을 수 있습니다.

하이패스 필터:

저역 통과 필터와 달리, 고역 통과 필터는 고주파 신호만 통과시킵니다. 실제로 고역 통과 필터와 저역 통과 필터는 매우 상호 보완적입니다. 두 필터를 함께 사용하면 대역 통과 필터를 구성할 수 있기 때문입니다. 고역 통과 필터는 직접 설계되어 임계값 아래의 주파수를 감쇠시킵니다.

일반적으로 오디오 시스템에는 모든 저주파를 필터링하는 고역 통과 필터가 사용됩니다. 또한, 많은 경우 소형 스피커와 저음 제거에도 사용됩니다. 이러한 필터는 스피커에 내장되어 있습니다. 하지만 DIY 프로젝트를 진행하는 경우, 고역 통과 필터를 시스템에 쉽게 연결할 수 있습니다.

대역 통과 필터:

대역 통과 필터는 서로 다른 두 주파수의 신호를 통과시키고 허용 범위에 속하지 않는 신호를 감쇠시키는 회로입니다. 대부분의 대역 통과 필터는 외부 전원에 의존하며, 집적 회로와 트랜지스터와 같은 능동 소자를 사용합니다. 이러한 유형의 필터를 능동 대역 통과 필터라고 합니다. 반면, 일부 대역 통과 필터는 외부 전원을 사용하지 않고 인덕터와 커패시터와 같은 수동 소자에 크게 의존합니다. 이러한 필터를 수동 대역 통과 필터라고 합니다.

대역 통과 필터는 무선 수신기와 송신기에 일반적으로 사용됩니다. 송신기에서의 주요 기능은 출력 신호의 대역폭을 최소로 제한하여 필요한 데이터를 필요한 속도와 형식으로 전송하는 것입니다. 수신기가 관련될 경우, 대역 통과 필터는 필요한 주파수만 디코딩하거나 청취할 수 있도록 하고, 원치 않는 주파수의 다른 신호는 차단합니다.

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

밴드 거부:

대역 차단 필터라고도 불리는 대역 차단 필터는 대부분의 주파수를 변화 없이 통과시키는 필터입니다. 하지만 매우 특정 범위 이하의 주파수는 감쇠시킵니다. 이 필터의 기능은 대역 통과 필터와 완전히 반대입니다. 기본적으로 대역 차단 필터의 기능은 주파수 0부터 첫 번째 차단 지점까지의 주파수를 통과시키는 것입니다. 그 사이에서는 두 번째 차단 지점 이상의 모든 주파수를 통과시킵니다. 하지만 두 지점 사이의 다른 모든 주파수는 차단하거나 제거합니다.

간단히 말해, 필터는 통과 대역의 도움을 받아 신호를 통과시키는 것입니다. 다시 말해, 필터의 저지 대역은 필터에 의해 일부 주파수가 제거되는 지점입니다. 고역 통과, 저역 통과 또는 대역 통과 여부와 관계없이 이상적인 필터는 통과 대역에서 손실이 없는 필터입니다. 그러나 대역 통과 필터는 주파수 손실을 일부 발생시키고 저지 대역에 도달했을 때 무한한 억제를 달성하는 것은 불가능하기 때문에 이상적인 필터는 없습니다.

왜 무선 주파수 필터가 중요한가요?

RF 필터는 신호 주파수를 분류하는 데 사용되지만, 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 전송에 문제가 발생하여 궁극적으로 통신 과정에 손상을 줄 수 있습니다.

따라서 RF 필터는 무선 통신 시스템(예: 위성, 레이더, 이동 무선 시스템 등)에서 중요한 역할을 합니다. 무인 항공기(UAS) 작동에 있어서 RF 필터의 중요성은 자명합니다. 적절한 필터링 시스템의 부재는 UAS에 다음과 같은 여러 가지 영향을 미칩니다.

통신 범위는 외부 환경 요인으로 인한 간섭으로 인해 감소될 수 있습니다. 또한, 대기 중 대량의 RF 신호는 UAV 통신 시스템에 심각한 손상을 초래할 수 있습니다. 다른 플랫폼에서 발생하는 악성 신호에는 다음이 포함되지만 이에 국한되지는 않습니다. 과도한 Wi-Fi 신호 활동 및 UAS 내에서 작동하는 다른 통신 시스템.

다른 통신 시스템의 방해로 인해 UAS 통신 채널이 중단되고, 이로 인해 해당 시스템의 통신 범위가 줄어들거나 제한됩니다.

간섭은 UAS의 GPS 신호 수신에도 영향을 미칩니다. 이로 인해 GPS 추적 오류가 발생할 가능성이 높아집니다. 최악의 경우, GPS 신호 수신이 완전히 끊길 수 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 모든 원치 않는 신호 주파수를 쉽게 필터링할 수 있습니다.

또한, RF 필터는 휴대폰 환경에서 중요한 역할을 합니다. 휴대폰은 제대로 작동하기 위해 일정 수의 주파수 대역이 필요합니다. 적절한 RF 필터가 없으면 여러 주파수 대역이 동시에 공존할 수 없게 되어, GNSS(Global Navigation Satellite System), 공공 안전, Wi-Fi 등 일부 주파수 대역이 차단됩니다. RF 필터는 모든 대역이 동시에 공존할 수 있도록 하는 중요한 역할을 합니다.

일반적으로 필터는 무게가 가벼워 신호 주파수 성능을 향상시키는 데 도움이 됩니다. RF 필터가 원하는 성능을 제공하지 못하는 경우, 다양한 다른 옵션을 고려해 볼 수 있는데, 그중 하나는 설계에 증폭기를 추가하는 것입니다. 그리드 증폭기부터 다른 RF 전력 증폭기까지, 낮은 주파수 신호를 높은 주파수 신호로 변환하여 RF 설계의 전반적인 성능을 향상시킬 수 있습니다.

Si Chuan Keenlion Microwave는 0.5GHz부터 50GHz까지의 주파수를 지원하는 협대역 및 광대역 구성의 다양한 제품을 제공합니다. 50Ω 전송 시스템에서 10W에서 30W의 입력 전력을 처리하도록 설계되었습니다. 마이크로스트립 또는 스트립라인 설계를 활용하여 최상의 성능을 발휘하도록 최적화되었습니다.

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쓰촨 킨리온 마이크로파 기술 유한회사

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