Il test e la convalida delle prestazioni dei filtri passa-banda a cavità in laboratorio richiedono diverse misurazioni chiave per garantire che soddisfino specifiche come perdita di inserzione, perdita di ritorno, larghezza di banda, frequenza centrale, reiezione e gestione della potenza. Di seguito è riportata una guida passo passo:

1. Attrezzatura richiesta

Analizzatore di rete vettoriale (VNA) – Per misurazioni di parametri (S11, S21).

Generatore di segnale e analizzatore di spettro: alternativa se il VNA non è disponibile.

Misuratore di potenza: per la verifica della perdita di inserzione.

Amplificatore di potenza e carico fittizio: per test ad alta potenza (se applicabile).

Kit di calibrazione (SOLT/TRL) – Per la calibrazione VNA.

Cavi e adattatori: cavi RF di alta qualità e a fase stabile.

Camera termostatica (se necessaria) – Per test di stabilità termica.

2. Preparazione

Calibrare il VNA fino all'intervallo di frequenza desiderato (ad esempio, 1–10 GHz) utilizzando la calibrazione SOLT (ShortOpenLoadThru).

Collegare correttamente il filtro (assicurarsi che l'accoppiamento sia corretto e che il movimento del cavo sia minimo).

Attendere il tempo di riscaldamento del filtro (in particolare per le cavità ad alto Q, poiché la temperatura influisce sulle prestazioni).

3. Misurazioni chiave

UN) Risposta in frequenza (S21 – Perdita di inserzione e larghezza di banda)

Misurare S21 (trasmissione) su tutta la gamma di frequenza.

Identificare:

Frequenza centrale (f₀) – Dove la perdita di inserzione è più bassa.

Larghezza di banda di 3 dB: intervallo di frequenza in cui la perdita è ≤3 dB dal picco.

Perdita di inserzione (IL) – Perdita minima a f₀ (dovrebbe essere la più bassa possibile, ad esempio <0,5 dB).

Fattore di forma – Rapporto tra 60 dB BW e 3 dB BW (indica la pendenza delle gonne).

B) Perdita di ritorno / VSWR (S11 – Corrispondenza di ingresso)

Misurare S11 (riflessione) per verificare l'adattamento dell'impedenza.

La perdita di ritorno dovrebbe essere >15 dB (VSWR <1,5) nella banda passante.

Una scarsa perdita di ritorno indica delle discrepanze (ad esempio un accoppiamento non corretto).

C) Rifiuto fuori banda

Misurare l'attenuazione della banda di arresto a frequenze specificate.

Controllare le risposte spurie (bande passanti inaspettate).

Verificare che il rigetto soddisfi le specifiche (ad esempio, >60 dB a ±500 MHz da f₀).

D) Ritardo di gruppo (linearità di fase)

Utilizzare la misurazione del ritardo di gruppo del VNA (derivata della fase).

Dovrebbe essere piatto nella banda passante per ridurre al minimo la distorsione del segnale.

e) Gestione della potenza (se applicabile)

Applicare un segnale ad alta potenza (CW o pulsato) vicino a f₀.

Monitorare S21 prima/dopo per la degradazione (che indica arco elettrico o riscaldamento).

Misurare l'aumento della temperatura (per filtri ad alta potenza).

F) Stabilità termica (per applicazioni critiche)

Posizionare il filtro in una camera termica.

Misurare la deriva della frequenza e la variazione dell'IL in base alla temperatura (ad esempio, da 40°C a +85°C).

4. Validazione rispetto alle specifiche

Confronta i risultati con la scheda tecnica o gli obiettivi di progettazione:

Ondulazione della banda passante (dovrebbe essere minima, ad esempio <0,2 dB).

Larghezza di banda (deve soddisfare i requisiti di 3 dB o 1 dB BW).

Rifiuto (deve soddisfare l'attenuazione richiesta nelle bande di arresto).

Gestione della potenza (nessun degrado alla potenza nominale).

5. Risoluzione dei problemi comuni

Perdita di inserzione elevata? → Controllare eventuali accoppiamenti difettosi o perdite nei conduttori.

Perdita di ritorno scarsa? → Verificare il corretto adattamento dell'impedenza (potrebbe essere necessario regolare le viti di regolazione).

Risposta asimmetrica? → Possibili difetti di fabbricazione (risonatori disallineati).

Deriva di frequenza? → Controllare gli effetti della dilatazione termica (proprietà del materiale).

6. Test avanzati (facoltativi)

Distorsione di intermodulazione (IMD) → Per filtri ad alta potenza.

Contributo al rumore di fase → Se utilizzato nei loop dell'oscillatore.

Test di vibrazione/urto → Per applicazioni militari/aerospaziali.

Conclusione

Misurando sistematicamente i parametri, la gestione della potenza e la stabilità termica, è possibile convalidare completamente le prestazioni di un filtro passa-banda a cavità. Documentare sempre i risultati e confrontarli con le specifiche di progetto per garantirne la conformità.

Yun Micro, in qualità di produttore professionale di componenti passivi RF, è in grado di offrire filtri a cavità fino a 40 GHz, che includono filtri passa-banda, filtri passa-basso, filtri passa-alto e filtri elimina-banda.

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