Primjene RF filtera u satelitima na niskom Zemljinoj orbiti

Sateliti na niskom Zemljinoj orbiti mijenjaju način na koji se pružaju usluge širokopojasnog pristupa, pozicioniranja, daljinskog zaznavanja i IoT-a. U usporedbi s tradicionalnim geostacionarnim satelitima, LEO letjelice lete mnogo bliže Zemlji, što može smanjiti udaljenost povezivanja i učiniti velike satelitske sazvežđa praktičnim za globalnu pokrivenost. Ali ova arhitektura također stvara zahtjevno RF okruženje. Satelit LEO brzo se kreće po nebu, upravlja promjenom podataka od zraka do zraka, radi u blizini drugih svemirskih letjelica i zemaljskih mreža i mora kontrolirati svaki gram, vat i kubni centimetar. U ovom okruženju, RF filter nije mali podupirni dio. To je jedan od osnovnih uređaja koji štiti kvalitetu signala od antene do modema.

RF filter bira korisni frekvencijski opseg i odbacuje neželjenu energiju izvan tog opsega. U satelitskoj komunikacijskoj vezi, antena prima više signala nego što je željeno. Također može uhvatiti emisije susjednih kanala, harmonike iz ugrađene elektronike, curenje iz putanja prijenosa, 5G i Wi-Fi smetnje u blizini zemaljskih terminala i buku iz energetskih sustava. Bez pravilnog filtriranja, ovi neželjeni signali mogu smanjiti osjetljivost prijemnika, stvoriti intermodulaciju. proizvodi , ili čak preopterećivanje nizak hrup pojačalo stupnjeva. Za LEO mreže, gdje pokrivenost, propusnost i pouzdanost prijenosa sve ovise o stabilnim RF performansama, filter izravno utječe na kvalitetu usluge.

Zašto su LEO satelitski RF front-endi potrebni za bolju filtraciju

Sateliti LEO i njihovi terminali obično rade s ograničenim proračunima za povezivanje. Svaki decibel gubitka ugradnje prije prvog pojačala s niskom buku može smanjiti djelotvornu osjetljivost prijemnika. Istodobno, nedovoljno odbacivanje izvan pojasa može dopustiti snažnim neželjenim signalima da uđu u lanc prijema. Cilj dizajna je stoga pažljiva ravnoteža: mali gubitak ulaska u propusni pojas, strmo odbacivanje izvan propusnog pojasa, stabilna središnja frekvencija, kompaktna veličina i ponavljajuća učinkovitost nad temperaturom.

Ovdje su mikrotalasni dielektrični keramički filteri, LC filteri, kavitetski filteri i duplekseri vrlo važni. Jiaxing Ruishang Electronic Technology Co., Ltd. usredotočen je na mikrotalasne keramičke komponente, uključujući keramičke filtere, dupleksere, LC filtere, kavitetske filtere, keramičke antene i GNSS antene za pozicioniranje. Njegova proizvodna frekvencija doseže DC30 GHz, a tvrtka pruža prilagođene dizajne za RF krugove, UAV-ove, radar, elektroničke protumerke, navigaciju, pojačavače signala, istraživanje i srodne RF aplikacije. Ova se sposobnost poklapa s zahtjevima na razini komponenti koji se nalaze u satelitskim komunikacijskim terminalima, kopnenih postaja, navigacijskim prijemnicima i RF sustavima za podršku korisnog tereta.

S druge strane, za proizvodnju električnih goriva za snimanje, upotrebu ili upotrebu u proizvodnji električnih goriva za snimanje, upotrebu ili upotrebu u proizvodnji električnih goriva za snimanje, upotrebu ili upotrebu u proizvodnji električnih goriva za snimanje, upotrebu ili upotrebu u proizvodnji električnih goriva za snimanje

Mikrovalovni dielektrični keramički filteri koriste visoko dielektrične konstante, keramičke materijale s niskim gubitkom i stabilnim temperaturama kao rezonatore. Njihova glavna prednost je minijaturizacija: visoka dielektrična konstanta skraćuje elektromagnetnu valnu dužinu unutar materijala, omogućavajući manje rezonančne strukture od mnogih tradicionalnih dizajna zračne šupljine. Za satelite LEO, gdje je prostor i masa korisnog tereta ograničeni, ta je kompaktnost vrijedna. Manji filter može podržati gustoću integraciju RF front-end-a, više kanala u korisnom opterećenju ili kompaktniji korisnički terminal.

RSWave serija mikrotalasnih dielektričnih keramičkih filtera naglašava manju veličinu, lakšu težinu, odličnu stabilnost temperature, opseg frekvencije od 400 MHz do 7000 MHz, prilagodbu i podršku dizajniranja zasnovanog na simulaciji. U tablici proizvoda također su navedene referencije za GPS/BDS, LTE, 5G, širokopojasnu i satelitsku komunikaciju, uključujući primjer SAT-COMM-a u uskom pojasu 7200 MHz. U LEO aplikacijama, ti filteri mogu se razmatrati za S-povezanost, C-povezanost, navigacijske prigušnice i prilagođene kanale ispod 7 GHz ili blizu 7 GHz, ovisno o potpunoj specifikaciji sustava.

Temperaturna stabilnost je posebno važna. Satelit LEO doživljava ponavljajuće toplinske cikluse dok se kreće između sunčeve svjetlosti i pomračenja, dok se vanjski zemaljski terminali suočavaju s sezonskim i dnevnim temperaturnim promjenama. Ako se rezonančna frekvencija filtera odmakne predaleko, propusni pojas može se udaljiti od dodijeljenog kanala, uzrokujući gubitak željenog signala ili slabije odbacivanje susjedne energije. Temperaturno stabilni keramički materijali pomažu u održavanju predvidljivog RF ponašanja u ovim uvjetima rada.

U skladu s člankom 6. stavkom 1.

Različiti LEO sustavi trebaju različite strukture filtera. RF LC filteri, izgrađeni od induktorima i kondenzatorima, često se koriste gdje su kompaktne veličine, troškovna učinkovitost i fleksibilnost integracije važni. S druge strane, u slučaju da se ne primjenjuje, to znači da se ne primjenjuje niti se ne primjenjuje. U terminalu ili mrežnom radiofonnom displeju, LC filteri mogu ukloniti harmonike nakon konverzije frekvencije, potisnuti lažne emisije ili osigurati odabir kanala srednje frekvencije.

Filteri s šupljinom imaju još jednu ulogu. Budući da koriste metalne rezonančne šupljine i rezonanse visokog Q, mogu pružiti snažno odbacivanje izvan benda, nizak gubitak ulaska i dobro upravljanje energijom. To ih čini pogodnim za kapije, visoko-moćne RF terminale, radarske veze i zemaljsku infrastrukturu gdje je učinkovitost važnija od najmanjeg mogućeg otiska. RSWaves RF LC filtar & Cavity Filter proizvodna linija pokriva DC do 30 GHz, podržava kompaktne oblike kao što su mogućnosti postavljanja na površini i kroz rupe, a opisana je za satelitske komunikacijske terminale, vojne komunikacijske terminale, radarsku opremu i zračne radiofonične module.

U praktičnim LEO mrežama, zemaljski segment je jednako važan kao i svemirska letjelica. Vrata moraju nositi visoku gustoću prometa, pratiti brzo se krećuće satelite i održavati čiste kanale za uzlazna i spuštenja. Dobro dizajnirani lanac filtera može smanjiti smetnje susjednih kanala, poboljšati spektralnu čistoću odašiljača i zaštititi putanje prijemnika od visoko-nivonih obližnjih odašiljača.

S druge strane, uređaji za upravljanje sjemeničnim zrakom

Duplekser omogućuje da odašiljač i prijemnik dijele jednu antenu, dok se prenos i prijemni bendovi drže izolirani. To je kritično u dupleksnim sustavima s frekvencijskom podjelom, gdje se prijenos i prijem događaju istovremeno na različitim frekvencijama. U LEO terminalu, duplekser može pomoći u smanjenju broja antena i pojednostaviti raspored RF. U kompaktnom na brodu ili mobilnom sustavu, manje antena i kraći radiofrekvencijski putevi također mogu smanjiti težinu i složenost integracije.

RSWave-ovi mikrotalasni dielektrični keramički duplekseri koriste visoko-Q, keramičke rezonatore s niskim gubitkom za integraciju kanala za prijenos i prijem filtera. Kompanija ističe nizak gubitak, manju veličinu i lakšu težinu, stabilnost u temperaturama, pogodnost za postavljanje na površinu, frekvencijski raspon od 400 MHz do 6000 MHz i prilagodbu. U opisu proizvoda navodi se da se keramički duplekseri koriste u IoT terminalu, industrijskoj komunikaciji, opremi bazne stanice, prenosnim uređajima, automobilskoj elektronici te satelitskoj navigaciji i komunikaciji.

Za LEO dizajn, duplekseri moraju učiniti više od razdvajanja dva kanala. Oni moraju zaštititi prijemnik s niskom buku od curenja odašiljača, održavati izolaciju tijekom brzih promjena signala i održavati gubitak ulaska dovoljno nizak da se sačuva margina veze. Visoka izolacija je također važna jer prijemnik često pokušava otkriti slabe signale za spuštanje dok odašiljač može raditi na mnogo većoj razini snage.

Ključna razmatranja za inženjere

Prilikom izbora RF filtera za sustav povezan s LEO satelitom, inženjeri bi trebali početi s planom frekvencije. Srednja frekvencija, propusnost, razmak kanala, zaštitni pojas i regulatorna maska definiraju odgovor filtera. Sljedeći je gubitak ulaska. Filter s niskim gubitkom poboljšava broj primljene buke i smanjuje gubitak energije prijenosnika. U skladu s člankom 3. stavkom 1. točkom (a) Uredbe (EU) br. 528/2012 Komisija je odlučila da se odbacivanje odobrava za potrebe utvrđivanja razine odbijanja. VSWR utječe na uskladjivanje impedance i ukupnu učinkovitost RF lanca, dok valovanje utječe na ravnost signala preko širokopojasnih kanala.

Također se moraju uzeti u obzir mehanički i ekološki zahtjevi. Za opremu na zrakoplovu, tolerancija na zračenje, vibracije, udari, odvod plinova, performanse u toplinskom vakuumu i provjera na razini misije moraju se potvrditi odvojeno. Za zemaljske terminale i vrata, dizajneri mogu dati prednost otpornosti na vremenske uvjete, vrsti spoja, ponovljivosti proizvodnje i dugoročnoj stabilnosti temperature. U oba slučaja, dizajn prilagođenog filtera može biti bitan jer LEO sustavi često koriste nestandardne propusne širine ili čvrsto pakirane frekvencijske planove.

Vrijednost prilagođenog RF filtra

Satelitna komunikacija LEO nije tržište za sve. U slučaju da je korisnik na brzom internetu, radi se o korisniku koji je u stanju koristiti internet za brzu mrežu. RSWave naglasak na prilagođene specifikacije i podršku simulacijskom dizajnu je stoga važan. Umjesto da prisiljavaju RF lanac oko generičke komponente, inženjeri mogu podešavati filter oko ciljeva na razini sustava kao što su ravnost propusnog pojasa, dubina odbacivanja, otisak, raspored spojeva i cijena.

Kako se LEO konstelacije šire, RF komponente front-end-a nastavit će određivati koliko se pouzdano konekcijuju terminali, kako čisti korisni tereti prenose i kako se učinkovito koristi spektar. Keramički filteri, LC filteri, šupljinski filteri i duplekseri svaki nude različitu ravnotežu veličine, gubitka, odbacivanja, upravljanja snagom i integracije. Ako se pravilno koriste, pomažu LEO satelitskim sustavima da pruže stabilne veze u gušćenom RF okruženju.

Za tvrtke koje razvijaju satelitne komunikacijske terminale, zemaljske stanice, navigacijske module, radiofrekvencijske sustave povezane s radarom ili prilagođene mikrovalne prednje krajeve, radiofrekvencijsko filtriranje treba tretirati kao ranu odluku o dizajnu, a ne konačni detalj na razini ploče Pravilna arhitektura filtera može poboljšati maržu veze, smanjiti smetnje, pojednostaviti integraciju i podržati pouzdan rad od laboratorija do polja.