Filter von MFC

PRODUCT REPORT
Hochfrequenzfilter
Filter von
MFC
• bietet HF-Filter für alle Anwendungen an
• besonders erfolgreich im Bereich C-Band Filter
• hochspezielle Filter im Angebot, z.B. gegen WiMAX-Störungen
• Hoch- und Tiefpassfilter lassen sich kombinieren und können
Frequenzweichen ersetzen
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PRODUCT REPORT
Hochfrequenzfilter
Die vielen Vorteile von HF-Filtern
Normale Endanwender,
die sich eine einfache
Ku-Band Satellitenanlage
aufbauen,
brauchen außer der Antenne,
dem LNB, einem
Receiver und dem LNB-
Kabel kein weiteres Zubehör.
Möchte man aber
tiefer in den Satellitenempfang
einsteigen
und eine Kabelkopfstation
betreiben oder gar
eine Satelliten Uplinkstation,
dann braucht
man oftmals ganz besonderes
Zubehör wie
Hochfrequenzfilter. Es
gibt weltweit nur sehr
wenige Hersteller, die
solche Spezialprodukte
anbieten.
Einer davon ist ist MFC
(Microwave Filter Co.,
Inc.), die sich auf Filter
und Zubehör im Hochfrequenz-Band
spezialisiert
hat, genauer gesagt
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für den Frequenzbereich
von 5 Hz bis 50 GHz. Die
Produktpalette von MFC
umfasst Wellenleiter, dielektrische
Resonatoren,
Frequenzweichen, Filter,
Lastwiderstände (gewöhnlich
als Dummy Loads bezeichnet),
Adapter und
weiteres Zubehör. Besonder
nachgefragt sind Filter
für das C-Band, denn hier
treten sehr häufig Störungen
auf, die man mit einem
solchen Filter beseitigen
kann.
Filter für HF-Anwendungen
dienen hauptsächlich
dazu, ungewünschte Signale
zu eliminieren. Diese
Störsignale machen sich
meist nicht nur auf einer
einzigen Frequenz bemerkbar,
sie beeinflussen
oftmals auch benachbarte
Frequenzen negativ und
können aktive Elemente
im System, zum Beispiel
1. A sample spectrum: the signal level is high over a great
frequency range, no filter is used.
2. Using a high pass filter: only frequencies above the cutoff
frequency pass the filter, low frequencies are attenuated
substantially.
3. Using a low pass filter: only frequencies under the cut-off
frequency pass the filter, high frequencies are attenuated
substantially.
4. Band-Pass filter: combining both a high pass filter with a
lower cut-off frequency and a low pass filter with a higher cut-off
frequency. The result is that the centre band will pass the filter with
minimal attenuation.
5. Band-Rejection filter: in this case a low pass filter with a low
cut-off frequency is combined with a high pass filter with a high
cut-off frequency are combined. The result is that the centre band
is attenuated substantially.
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Example with a UHF filter of a pay TV operator: The left picture shows the whole CATV
spectrum without any filter. The right picture shows the result of using a low pass filter
with a cut-off frequency of 296 MHz.
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The new catalogue by MFC gives an extensive overview of all available filters made by MFC. The
catalogue can also be downloaded diretly off their website: www.microwavefilter.com
Verstärker, zur Fehlfunktion
verleiten. Deshalb
filtert man am besten
die nicht benötigten Frequenzbereiche,
in denen
sich die störenden Signale
befinden, heraus.
Ein vorhandenes Signal
kann unterschiedlich gefiltert
werden. Zum einen
kann man einfach nur Signale
unter oder über einer
gegebenen Frequenz filtern.
Dazu setzt man Tiefpassfilter
und Hochpassfilter
ein. Ein Tiefpassfilter
läßt die Frequenzen unter
der Grenzfrequenz durch,
während die Frequenzen
über der Grenzfrequenz
stark gedämpft werden.
Bei Hochpassfilter ist es
entsprechend umgekehrt:
unter der Grenzfrequenz
wird das Signal gedämpft
und darüber kommt das
Signal fast ungedämpft
durch.
Kombiniert man einen
Hochpassfilter mit niedriger
Grenzfrequenz mit
einem Tiefpassfilter mit
hoher Grenzfrequenz kann
man sogar ganz gezielt
nur einen Frequenzbereich
durchlassen. In diesem
Fall spricht man von einem
Bandpassfilter.
Benutzt man hingegen
einen Tiefpassfilter mit
einem Hochpassfilter, der
eine höhere Grenzfrequenz
aufweist, dann wird
der mittige Frequenzraum
gefiltert, das Ergebnis ist
ein so genannter Sperrfilter,
auch Rejection-Filter
genannt.
Wofür sind solche Filter
gut? Zum einen können
so verschiedene Receiver
mit individuellen Frequenzbändern
versorgt
werden, ohne dass sich
die Receiver ein Frequenzband
teilen müssen. Dies
geschieht zum Beispiel in
der SCR-Verteilung (Single
Cable Routing), in welcher
bis zu 8 Receiver in Serie
an einem Kabel individuell
die Satellitenprogramme
wählen können.. Jedem
Receiver wird ein eigenes
Frequenzband zugewiesen
und der Router moduliert
in dieses Frequenzband
den gewünschten Transponder.
Netzwerkbetreiber nutzen
Filter auch in analogenCATV
Netzwerken, um
Kunden mit „kleinen“ Abos
davon abzuhalten, alle Kanäle
zu empfangen. Die
Premium-Kanäle werden
einfach auf höheren Frequenzen
abgelegt und ein
oftmals verplombter Tiefpassfilter
am Hauseingang
verhindert den Empfang
dieser Kanäle.
Ein weitaus wichtigerer
Grund Filter einzusetzen
ergibt sich jedoch aus dem
Umstand, dass sich benachbarte
Signale oftmals
gegenseitig stören. Leider
drängen sich immer mehr
verschiedene Applikationen
in das eingeschränkte
Frequenzspektrum und
selbst die strengsten Vorschriften
und Frequenztabellen
können nichts
gegen diese Störungen
bewirken. Ein bekanntes
Praxis-Beispiel sind
zum Beispiel Störungen
im DVB-T/T2 Bereich, die
durch das LTE-Signal hervorgerufen
werden. Laut
Normen sollten alle Anwendungen
im Frequenzspektrum
ungestört nebeneinander
in den jeweils
zugeteilten Frequenzen
funktionieren. Die Realität
ist aber zu oft ander.
Allgemein wird Interferenz
in der Hochfrequenz
durch verschiedene Phänomen
hervorgerufen. In
den Receivern:
- Störungen durch benachbarten
Frequenzen
- Störungen im Frequenzbereich
der ZF (ZF
= Zwischenfrequenz)
- Störungen im Frequenzbereich
der LO-
Frequenz (LO = Lokaler
Oszillator)
Aber auch im Sender
treten Störungen auf:
- Neben der Emissionsfrequenz
treten auf
naheliegenden Frequenzen
oftmals ungewollte
Ausstrahlungen auf, die
durch den Modulator erzeugt
werden
- Oberwellenemissionen
- Störemissionen die
durch Intermodulation
entstehen
Um einen passenden Filter
auswählen zu können,
sollte man die vom Hersteller
angegebenen Parameter
verstehen. Hier
die Erklärung einiger der
wichtigsten Parameter:
- Dämpfung
(Attenuation)
Die Dämpfung gibt in
Dezibel an, um wie viel
das Eingangssignal abgeschwächt
wurde. Dazu
wird der Signalpegel am
Eingang und am Ausgang
gemessen, weshalb die
Dämpfung in Dezibel (dB)
angegeben wird.
- Bandbreite
(Bandwidth)
Dieser Parameter gibt
die Bandbreite eines
Bandpassfilters an, also
der Frequenzbereich, der
mit einer relativen Durchgangsdämpfung
von maximal
3 dB den Filter durchquert.
- Grenzfrequenz
(Cut-Off Frequency)
Hier handelt es sich um
die Frequenz, ab welcher
Hochpassfilter und Tiefpassfilter
anspringen.
- Dezibel (Decibel)
Dieser Wert gibt das
Verhältnis zweier Signale
(P1 und P2) anhand der
folgenden Gleichung an:
dB = 10 Log 10 (P1/P2)
Neue Hochfrequenz Filter von MFC
für das C-Band
Model 18253 - C-Band (INSAT) Transmit Reject Filter
• This TRF provides deep rejection of the transmit band with minimal effect on the
receive band.
• Ideal for INSAT and other Region-Specific Receive Applications
• Alternate Flange Configurations are Available Upon Request
Pass band
4.5 - 4.8 GHz (C-INSAT Downlink)
Insertion Loss
0.50 dB Max
VSWR
1.30:1 Max
Reject Band
6.725 - 7.025 GHz (C-INSAT Uplink)
Rejection
80 dB Min
Operating Temperature Range -10°C to +60°C
Flanges
CPR229G
Dimensions
3.95” x 3.88” x 2.75” (100mm x 98mm x 70mm)
Finish
Gloss White Lacquer
Model 18323 - C-Band (INSAT) Receive Reject Filter
• Same as before but rejection of the receive (Downlink) band
Passband
6.725 - 7.025 GHz
Insertion Loss
0.10 dB Approx.
VSWR
1.22:1 Max
Reject Band
4.5 - 4.8 GHz
Rejection
80 dB Typ
Flanges
CPR137/CPR137G
Dimensions
5.00“ x 2.69“ x 1.94“ (127mm x 68mm x 49mm)
Finish
White Lacquer
Model 18506 - Multi-Purpose C-Band Transmit Filter
• This Uplink filter not only rejects the entire receive band (below 4.2 GHz), but
it also rejects transmissions from other potential sources of interference etc., that
RRFs do not.
• Ideal for use in high-density transmit paths, like:
Wireless Services (Point-Multipoint) 4.55 - 4.9 GHz
Maritime & Aeronautical Radio Navigation 4.2 - 5.6 GHz
Broadcast Auxiliary Services
6.95 -7.15 GHz
• Ideal for all “standard band” C-Band Uplink Applications
• Easy bolt-on installation and no power supply required
Passband
5.925 - 6.425 GHz
Passband Loss
0.3 dB Max
Passband Return Loss
17.7 dB Min
Rejection
50 dB Min @ 5.625 GHz
40 dB Min @ 6.725 GHz
Power Rating
400 Watts
Flanges
CPR137F
Dimensions
9.50” x 2.69” x 1.94” (241mm x 68mm x 49mm)
Finish
Gloss White Lacquer
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- Durchgangsdämpung
(Insertion Loss)
Wie bei jedem anderen
aktiven oder passiven Element,
das zwischen der
Antenne und dem Receiver/Sender
geschaltet
wird, verursacht auch der
Einsatz eines Filters eine
Dämpfung des gesamten
Signals. Dieser Parameter
gibt diese Dämpfung an,
die möglichst klein (unter
3 dB) sein sollte.
- Phasenverschiebung
(Phase Shift)
Dieser Parameter gibt
die Laufzeitverschiebung
des Signals an, das durch
den Filter verursacht
wird. Gewöhnlich macht
sich diese Laufzeitverschiebung
mit steigender
Frequenz umso mehr bemerkbar
und kann besonders
in digitalen Signalen
Probleme verursachen.
Probleme
im C-Band
Das C-Band wird besonders
durch WiMAX und
Radar-Applikationen, konkret
von Wetter-Radar
Anwendungen,gestört. Um
den C-Band Empfang ungestört
nutzen zu können
empfiehlt es sich deshalb,
Bandpassfilter einzusetzen,
die nur genau den benötigten
Frequenzbereich
durchlassen.
Im C-Band wird das
Standard C-Band und das
erweiterte C-Band unterschieden.
In einigen Regionen
ist der Frequenzbereich
des C-Bandes
obendrein etwas unterschiedlich,
zum Beispiel in
Russland.
Je nach Frequenzband
muss man daher passende
Filter benutzen. In den
letzten Jahren hat sich
besondersWiMAX („Worldwide
Interoperatibility for
Microwave Access“) zum
Kummerkandidaten entwickelt.
Dieser Internet-Zugang
über Funk spielt sich
in den Frequenzbändern
von 2300MHz, 2500MHz
und 3500MHz ab und hat
deshalb das Potential,
die C-Band Ausstrahlung
nachhaltig zu stören.
Die normale Maßnahme
besteht darin, einen hoch
selektiven Bandpassfilter
einzusetzen, dessen Frequenzbereich
dem regionalen
Footprint entspricht
(zum Beispiel 3700-4200
MHz, 3400-4200 MHz,
usw.). Seit nicht allzu langer
Zeit, wurde WiMAX
aber auch weltweit im Frequenzband
von 3400-3800
MHz in Betrieb genommen.
Die daraus resultierenden
Inband-Interferenzen im
C-Band können diesmal
aber nicht einfach mit den
gängigen Bandpassfiltern
eliminiert werden, denn
wenn zum Beispiel ein Wi-
MAXSender auf 3700 MHz
den C-Band Empfang von
3700-4200 MHz stört, wird
ein gewöhnlicher Bandpassfilter
alle Frequenzen
von 3700-4200 MHz ungefiltert
durchlassen, also
auch das störende WiMAX
Signal. In diesem Fall ist
deshalb ein besonderer
Filter notwendig, der das
Signal zum Beispiel erst
ab 3750 MHz durchlässt.
Filter in diesem HF-Bereich
sind jedoch komplex
aufgebaut und entsprechend
ist für die Entwicklung
viel Erfahrung notwendig.
Außerdem bedarf
es spezieller Fertigungsprozesse,
denn hier sind
nicht einfach nur elektronische
Schaltungen im
C-Band TX(MHz) RX (MHz)
Standard 5850–6425 3625–4200
Extended 6425–6725 3400–3625
Neue Hochfrequenz Filter von MFC
für das C-Band
Model 13961W-I - International (Extended)
C-Band Interference Elimination Filter
• No other filter in the industry provides as much rejection of undesired signals in
such a compact size.
• Eliminates WiMAX, RADAR and virtually all other sources of out-of-band interference
• Lightweight - Aluminium Construction
• Ready to install between LNB & feed horn
Pass band
3.6 - 4.2 GHz
Pass band Loss
0.5 dB Typ @ centre band
0.5 dB Typ roll-off @ band edges
Pass band VSWR
1.5:1 Typ
Group Delay Variation
8 ns Max
Rejection
45 dB Typ @ 3.55 GHz / 4.25 GHz
55 dB Typ @ 3.45 GHz / 4.35 GHz
70 dB Typ @ 3.40 GHz / 4.40 GHz
Flanges
CPR229G (Input), CPR229F (Output)
Length
5.49“ (13.9 cm)
Weight
1.125 lbs. (0.51 Kg)
Finish
Gloss White Lacquer
Einsatz – die hochfrequenten
Signale verbreiten sich
auch ohne elektrischen
Leiter, weshalb die Filter in
diesem Fall hauptsächlich
aus Hohleitern bestehen.
Überhaupt: schaut man
sich als Laie einen dieser
Filter an fragt man sich zuerst,
wie und wo man dieses
überhaupt anschließen
muss. Die Antwort ist ganz
einfach: direkt an der Antenne
zwischen dem Feed
und dem LNB/LNA.
Der Fertigungsprozess
von dieser Art von Filtern
besteht daher zum großen
Teil aus Fräsen mit
Hilfe einer computergesteuerten
Maschine, die
Fräsbahnen werden mit
spezieller CAM Software
berechnet. Für das C-
Band ist MFC weltweit der
führende Anbieter von Filtern
zur Eliminierung von
Interferenzen. Kein anderes
Unternehmen bietet
eine derart große Palette
von Filtern an, sei es um
Radar, WiMAX oder jedes
andere interferierende Signal
zu filtern.
Einen Einblick in das umfangreiche
Filtersortiment
bietet die Auflistung neuer
Filter, die MFC kürzlich
in seine Produktion aufgenommen
hat. Die wichtigsten
davon stellen wir
den TELE-audiovisions Lesern
hier vor.
Es führt kein Weg um
MFC vorbei, wenn im C-
Band Filter eingesetzt
werden müssen. Dieses
Unternehmen hat sich auf
die Entwicklung und Fertigung
dieser Filter spezialisiert
und bietet mit seinen
Produkten erstklassige
Charakteristiken an.
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