Filtro de paso de banda con capacidad TX de banda ancha para VHF y Airband

Aldoir

2020-01-13 22:47:20 UTC

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Quiero compartir la misma antena para VHF (TX / RX 144-148 MHz) y solo para Airband RX (116-136 MHz).

Vivo en una zona muy congestionada donde se filtra es imprescindible, por lo que estoy buscando la mejor solución para mis necesidades:

Amplio ancho de banda (~ 30 MHz)
Capacidad de transmisión (> 20W de potencia con bajo pérdida de retorno / ROE)

Actualmente utilizo un filtro helicoidal de bricolaje para TX y un filtro LC de baja potencia para banda aérea, pero cambiarlos cada vez es muy complicado. Me gusta el alto "Q" del filtro helicoidal, pero su ancho de banda es muy limitado (~ 5 MHz) y creo que no se pueden estirar para cubrir ese ancho de banda.

Mi principal fuente de interferencia son las frecuencias FM fuertes estaciones en los alrededores, por lo que necesito un filtro de alta Q, nítido y con un buen grado de atenuación entre 108 y 116 MHz.

¿Algún consejo sobre el mejor diseño de filtro? Mis simulaciones muestran que un filtro de paso de banda LC (Butterworth / Chebyshev) cumpliría con mis requisitos de "nitidez", pero también tienden a tener una alta pérdida de retorno (SWR), lo que podría comprometer mis requisitos de TX.

Tengo algunas habilidades de soldadura y un NanoVNA, sintonizar el filtro helicoidal no fue un gran problema.

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Finalmente tuve tiempo para construir un LC filter, parece que sigue siendo la mejor opción.

El primer intento fue construir un filtro de paso de banda, pero resultó difícil de ajustar. Luego pasé por una elíptica de quinto orden de paso alto + paso bajo según lo calculado por https://rf-tools.com/lc-filter/. para permitir ajustes individuales.

Los resultados se pueden ver en esta publicación de imgur: https://imgur.com/a/og9AsII

Los resultados generales son:

-11dB en 110Mhz (muy importante para atenuar una estación de FM fuerte en 107Mhz)
-40dB en la banda de FM
Inserción de 1,5dB pérdida entre 117-150Mhz
SWR < 1: 1,5 entre 130-150Mhz

Como no tenía capacitores variables de alto voltaje en la mano, tuve que encontrar los valores correctos de los capacitores usando los de bajo voltaje, luego reemplazándolos por un capacitor cerámico de valor fijo de 1KV. Como puede imaginar, fue un ejercicio que llevó mucho tiempo. Lo bueno es que no hay partes móviles en el filtro.

La nitidez en el extremo inferior es buena. En la parte superior, no presioné demasiado la nitidez, ya que parece que hay una compensación entre la nitidez y la pérdida de retorno. Quería una buena ROE y la banda superior no es una gran fuente de interferencia, así que la dejé un poco suave.

Los resultados son muy buenos. Ruido idéntico en comparación con un filtro de banda de aire comercial que tenía en la mano, pero extendido a 150Mhz. Espectro de banda aérea completamente en blanco, sin señales de espuelas de estaciones de FM.

No publicaré valores esquemáticos o de componentes porque este es un proceso de prueba y error. Si desea construir algo como esto, debe tener un VNA. Tome los valores calculados por rf-tools.com como punto de partida y luego ajústelos para adaptarlos a sus necesidades.

Hm, ¿cómo haces tu conmutación RX / TX? técnicamente, su filtro de parada de banda no tiene que formar parte de su cadena de señal TX.

El filtro de parada de banda usa componentes SMD de bajo voltaje, se quemará si lo uso para la transmisión.

exactamente, así que manténgalo fuera de su cadena TX.

El punto es: mi filtro helicoidal es excelente para TX / RX en 140-150Mhz, pero atenúa profundamente la banda aérea, por lo que tengo que cambiar a esta parada de banda para escuchar la banda aérea. Un filtro helicoidal de banda ancha resolvería mi pregunta, pero no es posible, creo.

sí, se entiende :) Pero el punto es: para TX no necesitas una parada de banda; su transmisor no debería tener armónicos significativos en la región de parada de banda, sin importar en qué banda transmita. Por lo tanto, TX nunca necesita la parada de banda. En la dirección de RX, la parada de banda no duele tanto. Entonces, mi sugerencia fue tener solo la parada de banda en la dirección RX (y eso permanentemente) y un paso bajo simple solo en TX

Pero, ¿cómo podría hacer esta cadena usando el mismo equipo para ambas bandas? Me gustaría evitar cualquier tipo de conmutador de antena / filtro. El objetivo es hacer un solo filtro que se pueda usar sin preocupaciones.

¡Ah! Entonces, de alguna manera, está cambiando su amplificador de potencia TX dentro y fuera de su cadena de señal, ¿verdad? ¡Estaba asumiendo que podrías llevar todo esto a cuestas! (Sí, veo de dónde vienes; filtrar y olvidar sería bueno, pero ya estás cambiando a algún lado ...)

Por cierto, en realidad me interesaría el diseño de su filtro helicoidal; ¡solo los conozco para> 600 MHz! ¡Una foto en algún lugar (imgur.com?) Sería muy apreciada.

No es algo de lo que esté orgulloso, pero funciona :) https://imgur.com/a/0YKwsqN

Lo considero bonito :) Además, ¡es genial que puedas hacer que funcione tan bien sin el divisor interno clásico! Por lo que recuerdo, los filtros helicoidales comerciales logran un mayor ancho de banda al ensanchar la cavidad y tener una tercera bobina en el medio.

¿Ha pensado en probar un filtro diplex? Se utilizan en amplificadores CATV para separar la ruta de ida (50-1000 MHz) de la ruta de retorno (5-42 MHz). Tu transición tendría que ser más estricta, por lo que tal vez no sea práctica.