Beginnen Sie mit den Ports und Frequenzbändern
Ein typischer RF-Filter mit zwei Ports steuert einen Übertragungsweg. Ein Diplexer hat einen gemeinsamen Port und zwei frequenzselektive Zweige, sodass verschiedene Bänder eine Antenne oder ein Kabel gemeinsam nutzen können. Er kann die Bänder über dasselbe passive Netzwerk trennen oder zusammenführen.
Zeichnen Sie Quelle, Last, Nutzbänder, Störsignale und Leistungsbedingungen ein. Ein einzelner Signalweg kann einen Filter mit zwei Ports erfordern. Zwei nicht überlappende Frequenzpfade, die sich einen Port teilen, können einen Diplexer erfordern; vergleichen Sie die benötigten Übertragungscharakteristiken der Zweige und die Isolation.
Vergleichen Sie die Topologie, nicht die Bezeichnungen
| Fragestellung | RF-Filter | Diplexer |
|---|---|---|
| Port-Anordnung | definierter Eingangs- und Ausgangspfad | gemeinsamer Port und getrennte Zweige |
| Zentrale Entscheidung | eine Übertragungscharakteristik gestalten | zwei Pfade zusammenführen oder trennen |
| Wechselwirkung | angeschlossene Quelle und Last | Wechselwirkung zwischen den Zweigen und Verhalten am gemeinsamen Port |
| Nachweise | Durchlassband, Sperrband, Verlust, Anpassung | Übertragungscharakteristiken der Zweige, Isolation, Verhalten am gemeinsamen Port |
Die Begriffe treffen keine Aussage über die Aufbautechnologie. Ein Diplexer enthält frequenzselektive Netzwerke, zu seinen Systemrisiken gehört jedoch auch, wie diese Netzwerke über den gemeinsamen Port miteinander wechselwirken.
Definieren Sie die Beziehungen zwischen den Durchlassbändern und die Isolation
Dokumentieren Sie für jeden Zweig das Durchlassband, den Übergangsbereich, das Sperrband und die Abstände dazwischen. Klären Sie, was am Rand eines Zweigs geschieht, während der andere Zweig aktiv ist. Isolation ist eine Systemanforderung und nicht lediglich eine Beschriftung in einem Diagramm. Sie kann durch Abschluss, Fehlanpassung, Messaufnahme, Kabel und die Umgebung des gemeinsamen Ports beeinflusst werden.
Bei einem einfachen Filter kann die Dämpfung eines Störsignals die entscheidende Frage sein. Fragen Sie bei einem Diplexer zusätzlich, wie Energie aus einem Zweig im anderen Zweig auftritt und welche Verhältnisse sich am gemeinsamen Port über beide Bänder ergeben. Halten Sie die Grenzwerte für Sperrdämpfung und Isolation getrennt, damit eine gute Charakteristik eines einzelnen Zweigs eine schwache Trennung zwischen den Pfaden nicht verdeckt.
Berücksichtigen Sie Abschlüsse und Leistungsbedingungen
Legen Sie an jedem Port die Quell- und Lastimpedanz, den erwarteten Abschluss bei inaktivem Zweig und die Leistungs- oder Einschaltdauerbedingungen fest. Ein offener, fehlangepasster oder mit einem aktiven Sender verbundener Zweig kann eine andere Charakteristik aufweisen als derselbe Zweig bei einer Messung mit einem Laborabschluss.
Wenn der Diplexer mit einer gemeinsam genutzten Antenne oder einer Funkanlage im Duplexbetrieb verwendet wird, beziehen Sie Antenne, Schalter, Kabel und Steckverbinderübergänge in die Integrationsbetrachtung ein. Berücksichtigen Sie bei einem eigenständigen Filter das vor- und nachgeschaltete Netzwerk, das die tatsächlichen Referenzbedingungen bestimmt.
Erstellen Sie einen zum Netzwerk passenden Messplan
Bei einem Filter mit zwei Ports beschreiben S11 und S22 die Reflexionen an den Ports, während S21 und S12 die Übertragung beschreiben. Charakterisieren Sie einen Diplexer durch eine Messung mit drei Ports oder eine kontrollierte Folge von Messungen mit zwei Ports und verwenden Sie dabei die festgelegten Referenzimpedanzen sowie angepasste Abschlüsse an unbenutzten Ports. Bewerten Sie erwartete Fehlanpassungen im eingebauten Zustand separat. Dokumentieren Sie Kalibrierung, Referenzebenen, Frequenzsweep, Leistung und Temperatur.
Rohde & Schwarz beschreibt die Charakterisierung von Messaufnahmen und das De-Embedding als Verfahren, um die Einflüsse von Zu- und Abführungen aus DUT-Messungen zu entfernen. Nutzen Sie dieses Konzept, wenn Steckverbinder, Übergänge oder Messaufnahmen andernfalls das Ergebnis am gemeinsamen Port oder an einem Zweig verdecken würden. Bezeichnen Sie eine Messung nur dann als de-embedded, wenn Messaufbau und Daten dies belegen.
Unterstützen Sie die Kaufentscheidung
Stellen Sie für eine Prüfung mit MAC technologies Inc. das Port-Diagramm, den Bandplan, die Abschlüsse, die Grenzwerte für Verlust und Isolation, die Leistungsbedingungen und die mechanischen Schnittstellen bereit. Legen Sie fest, ob die Abnahme das Bauteil, ein Modul oder den vollständig installierten Signalweg umfasst.
Einblicke in die RF-Technologie bietet ergänzenden Kontext, während Ressourcen zu RF-Antennen und -Bauteilen und die Anwendungsübersicht die nächste Systemprüfung strukturieren.
Halten Sie die Nachweise für die Zweige getrennt
Die abschließende Dokumentation sollte die Charakteristik am gemeinsamen Port, die Charakteristik jedes Zweigs, die Isolation, die Abschlüsse, die Messaufnahme und die Behandlung von Abweichungen zeigen. Wenn sich die Systemtopologie ändert, überprüfen Sie die Entscheidung zwischen Filter und Diplexer erneut, statt die ursprüngliche Bauteilbezeichnung beizubehalten. Der richtige Vergleich folgt dem Signalfluss durch das vollständige Netzwerk.
Ergänzen Sie für eine Prüfung durch den Käufer einen Port-Plan und eine Tabelle der Testzustände. Zeigen Sie, welcher Zweig angeregt wird, welcher Zweig abgeschlossen ist, womit der gemeinsame Port verbunden ist und welches S-Parameter- oder Isolationsergebnis den jeweiligen Zustand abschließend bewertet. So wird verhindert, dass eine Zweigmessung mit zwei Ports als Nachweis des vollständigen Diplexerverhaltens dargestellt wird, und der Umfang einer späteren Integrationsänderung lässt sich leichter bestimmen.
Die Prüfung sollte außerdem zwischen einem Diplexer und einem Filter mit nachgeschaltetem externem Teiler oder Kombinierer unterscheiden. Zeichnen Sie den Signalfluss, geben Sie an, wo Anpassung und Isolation bewertet werden, und legen Sie fest, welche Verluste zur Filterbaugruppe und welche zum umgebenden Netzwerk gehören. Dadurch wird verhindert, dass die Topologieentscheidung allein anhand ähnlich aussehender Frequenzdiagramme getroffen wird.
Nehmen Sie bei einer gemeinsam genutzten Antenne die Antennenanpassung und den Kabelweg in die Integrationsgrenze auf. Ein Diplexer kann in einer Messaufnahme ausgewogen erscheinen, während am installierten gemeinsamen Port ein anderer Abschluss wirksam ist. Dokumentieren Sie diese Bedingung, bevor Sie Zweigdaten akzeptieren, und geben Sie an, ob die Abnahmeprüfung auf Bauteil-, Modul- oder Gesamtpfadebene erfolgt.
Verwenden Sie in der Zeichnung, im Messaufbaublatt und in den Messdateien dieselben Port-Bezeichnungen.
Referenzen
Messparameter — Hilfe zum Keysight-Netzwerkanalysator
Präzise Charakterisierung von Messaufnahmen und De-Embedding
https://helpfiles.keysight.com/csg/NA520xA/S1_Settings/Measurement_Parameters.htm
Kontext für Messungen mit drei Ports: Rohde & Schwarz, 3-Port-Messungen, https://cdn.rohde-schwarz.com/pws/dl_downloads/dl_application/application_notes/1ez26/1ez26_1e.pdf