Тестирование и проверка производительности полосовых фильтров в лабораторных условиях включает несколько ключевых измерений, чтобы убедиться, что они соответствуют таким характеристикам, как вносимые потери, обратные потери, полоса пропускания, центральная частота, подавление и мощность. Ниже приведено пошаговое руководство:

1. Необходимое оборудование

Векторный анализатор цепей (VNA) – для измерений параметров (S11, S21).

Генератор сигналов и анализатор спектра — альтернатива, если векторный анализатор цепей недоступен.

Измеритель мощности – для проверки вносимых потерь.

Усилитель мощности и эквивалент нагрузки — для тестирования высокой мощности (если применимо).

Калибровочные наборы (SOLT/TRL) – для калибровки VNA.

Кабели и адаптеры – высококачественные фазостабильные ВЧ-кабели.

Температурная камера (при необходимости) — для испытаний на термостойкость.

2. Подготовка

Откалибруйте векторный анализатор цепей до требуемого диапазона частот (например, 1–10 ГГц) с помощью калибровки SOLT (ShortOpenLoadThru).

Правильно подключите фильтр (обеспечьте надежное соединение с минимальным перемещением кабеля).

Дайте фильтру время на прогрев (особенно для полостей с высоким качеством, поскольку температура влияет на производительность).

3. Ключевые измерения

а) Частотная характеристика (S21 – Вносимые потери и полоса пропускания)

Измерьте S21 (передачу) во всем диапазоне частот.

Идентифицировать:

Центральная частота (f₀) – где вносимые потери самые низкие.

Полоса пропускания 3 дБ – диапазон частот, в котором потери составляют ≤3 дБ от пика.

Вносимые потери (IL) – минимальные потери при f₀ (должны быть как можно ниже, например, <0,5 дБ).

Коэффициент формы – отношение 60 дБ BW к 3 дБ BW (указывает на крутизну юбок).

б) Возвратные потери/КСВН (S11 – Входное согласование)

Измерьте S11 (отражение), чтобы проверить соответствие импеданса.

Обратные потери должны быть >15 дБ (КСВН <1,5) в полосе пропускания.

Низкие обратные потери указывают на несоответствия (например, неправильное соединение).

в) Подавление внеполосных помех

Измерение затухания в полосе задерживания на заданных частотах.

Проверьте наличие ложных ответов (неожиданных полос пропускания).

Убедитесь, что подавление соответствует спецификациям (например, >60 дБ при ±500 МГц от f₀).

г) Групповая задержка (фазовая линейность)

Используйте измерение групповой задержки VNA (производную фазы).

Должен быть ровным в полосе пропускания для минимального искажения сигнала.

д) Управление мощностью (если применимо)

Подайте мощный сигнал (непрерывный или импульсный) вблизи f₀.

Контролируйте S21 до/после на предмет ухудшения характеристик (обнаружения искрения или нагрева).

Измерьте повышение температуры (для фильтров высокой мощности).

е) Термическая стабильность (для критических применений)

Поместите фильтр в температурную камеру.

Измерение дрейфа частоты и изменения IL в зависимости от температуры (например, от 40°C до +85°C).

4. Проверка на соответствие спецификациям

Сравните результаты с техническими данными или целями проекта:

Неравномерность полосы пропускания (должна быть минимальной, например, <0,2 дБ).

Ширина полосы пропускания (должна соответствовать требуемой полосе пропускания 3 дБ или 1 дБ).

Подавление (должно соответствовать требуемому затуханию в полосах задерживания).

Мощность управления (без ухудшения характеристик при номинальной мощности).

5. Устранение распространенных неполадок

Высокие вносимые потери? → Проверьте наличие плохого соединения или потерь в проводнике.

Низкие возвратные потери? → Проверьте правильность согласования импеданса (возможно, потребуется регулировка настроечных винтов).

Асимметричный ответ? → Возможные производственные дефекты (несовпадающие резонаторы).

Дрейф частоты? → Проверьте эффекты теплового расширения (свойства материалов).

6. Расширенные тесты (необязательно)

Интермодуляционные искажения (ИМД) → Для фильтров высокой мощности.

Вклад фазового шума → При использовании в петлях осциллятора.

Испытание на вибрацию/удар → Для военных/аэрокосмических применений.

Заключение

Систематически измеряя параметры S, мощность и термическую стабильность, вы можете полностью проверить производительность полосового фильтра. Всегда документируйте результаты и сравнивайте их с техническими характеристиками проекта, чтобы обеспечить соответствие.

Компания Yun Micro, как профессиональный производитель пассивных радиочастотных компонентов, может предложить резонаторные фильтры с частотой до 40 ГГц, в том числе полосовой фильтр, фильтр нижних частот, фильтр верхних частот, полосовой заграждающий фильтр.

Добро пожаловать, свяжитесь с нами: liyong@blmicrowave.com