1. 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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2. 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 LNBKabel 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
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
2
3
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.
4
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3. ■ 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.
■ 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
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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
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
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 Log10 (P1/P2)
• 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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4. - 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 WiMAXSender 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 CBand ist MFC weltweit der
führende Anbieter von Fil-
176 TELE-audiovision International — The World‘s Largest Digital TV Trade Magazine — 1
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tern 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 CBand
Filter
eingesetzt
werden müssen. Dieses
Unternehmen hat sich auf
die Entwicklung und Fertigung dieser Filter spezialisiert und bietet mit seinen
Produkten
erstklassige
Charakteristiken an.