I multiplexer RF sono componenti selettivi in frequenza che combinano o separano più segnali RF su diverse bande di frequenza, consentendo l’utilizzo di antenne e percorsi di segnale condivisi in droni, UAV e sistemi senza pilota. Le configurazioni disponibili comprendono diplexer RF, triplexer, quadplexer e multiplexer multicanale, che utilizzano tecnologie di filtraggio a cavità, ceramiche, dielettriche o planari.
Questa categoria comprende fornitori di multiplexer RF che supportano comunicazioni multibanda, telemetria, navigazione GNSS, radar e applicazioni di rilevamento RF, riducendo al contempo i requisiti relativi alle antenne e al cablaggio.
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I multiplexer a radiofrequenza (RF) combinano o separano i segnali su diverse bande di frequenza, consentendo a più canali RF di condividere un’antenna, una linea di trasmissione o un percorso di segnale comuni. Nei droni, nei veicoli aerei senza pilota (UAV) e in altri sistemi senza pilota, questi componenti supportano le comunicazioni multibanda, la telemetria, la navigazione, i sistemi radar e i sistemi di rilevamento, riducendo al contempo la necessità di connessioni RF separate.
Diplexer RF, diplexer a cavità FD1001 e FD1002, prodotti da Asartech.
Il multiplexing RF viene comunemente realizzato utilizzando reti di filtri selettivi in frequenza, tra cui diplexer RF, triplexer, quadplexer e dispositivi con un numero di canali ancora maggiore. Queste reti utilizzano rami di filtro separati collegati a una porta comune, consentendo il passaggio di bande di frequenza designate e attenuando al contempo i segnali al di fuori dei canali previsti. I multiplexer possono avvalersi di tecnologie a cavità, ceramiche, dielettriche o planari; la loro struttura influisce sulla perdita di inserzione, sull’isolamento dei canali, sulla potenza gestibile, sulle dimensioni e sui requisiti di integrazione.
I multiplexer RF sono disponibili in diverse configurazioni di canali e architetture di filtraggio. Il numero di canali determina quante bande di frequenza possono essere combinate o separate attraverso il percorso RF condiviso, mentre la tecnologia di filtraggio sottostante influenza le prestazioni elettriche, le dimensioni fisiche e i requisiti di integrazione.
| Tipo di multiplexer | Architettura e principio di funzionamento | Applicazioni tipiche nei sistemi senza pilota |
| Diplexer RF | Due rami di filtri selettivi in frequenza combinano o separano due bande di frequenza distinte attraverso una porta comune. | Antenne a doppia banda, integrazione con il Sistema Globale di Navigazione via Satellite (GNSS) e comunicazioni UAV. |
| Triplexer RF | Tre rami di filtri selettivi in frequenza combinano o separano tre bande distinte tramite una connessione RF condivisa. | Collegamenti dati multibanda e sistemi radio con antenna condivisa. |
| Quadplexer RF | Quattro percorsi di filtri selettivi in frequenza combinano o separano quattro bande di frequenza distinte tramite una porta comune. | Front-end RF multifrequenza e carichi utili di comunicazione integrati. |
| Multiplexer RF multicanale | Cinque o più rami di filtro coordinati combinano o separano più bande di frequenza designate attraverso una porta condivisa. | Piattaforme multiradio, stazioni di terra e sistemi di antenne complessi. |
| Multiplexer RF basati su cavità | Le cavità metalliche risonanti garantiscono un filtraggio selettivo in frequenza su più canali, offrendo spesso elevata selettività, bassa perdita di inserzione e una notevole capacità di gestione della potenza. | Stazioni di controllo a terra, collegamenti RF ad alta potenza e piattaforme senza equipaggio di grandi dimensioni. |
| Multiplexer RF ceramici e dielettrici | I risonatori dielettrici e le strutture di filtraggio in ceramica garantiscono la separazione selettiva dei segnali in base alla frequenza in configurazioni relativamente compatte. | Radio compatte per UAV, ricevitori di navigazione e moduli RF multibanda. |
| Multiplexer RF planari e a microstriscia | Le linee di trasmissione stampate e le strutture risonanti su substrati dielettrici creano percorsi selettivi in frequenza all’interno di reti integrate nei circuiti stampati (PCB). | Front-end RF integrati nei PCB, collegamenti dati per UAV e carichi utili di comunicazione leggeri. |
I multiplexer RF per antenne consentono ai segnali operanti in bande di frequenza diverse di condividere un’alimentazione comune dell’antenna, a condizione che l’antenna supporti le frequenze richieste. Rami di filtro separati trasmettono le bande loro assegnate verso o dalla porta comune, attenuando al contempo l’energia fuori banda, riducendo così il numero di antenne e di connessioni coassiali necessarie su una piattaforma senza pilota. Ciò può semplificare l’installazione, riducendo potenzialmente il peso, la resistenza aerodinamica, il cablaggio e i requisiti di montaggio.
Il multiplexing RF selettivo in frequenza consente a diversi canali di comunicazione di condividere l’infrastruttura RF mantenendo percorsi di frequenza separati. I sistemi UAV possono utilizzare queste reti per integrare collegamenti compatibili di comando, telemetria, dati del carico utile e video tramite antenne o linee di trasmissione comuni. A differenza di un multiplexer RF analogico commutato, un multiplexer di frequenza passivo è in grado di trasportare segnali in diverse bande supportate contemporaneamente senza selezionare attivamente i singoli percorsi di segnale.
I multiplexer RF garantiscono un isolamento selettivo in frequenza tra trasmettitori e ricevitori collegati, contribuendo a ridurre l’accoppiamento indesiderato dei segnali e la desensibilizzazione del ricevitore. I progetti ad alto isolamento sono particolarmente utili quando diversi sistemi RF operano in stretta vicinanza su un UAV, un veicolo terrestre o una stazione di controllo. È comunque necessario tenere in considerazione la reiezione del filtro, la spaziatura dei canali, la potenza del trasmettitore e le emissioni fuori banda, poiché i multiplexer non possono eliminare le interferenze che ricadono all’interno di bande passanti sovrapposte o insufficientemente separate.
I multiplexer RF supportano l’integrazione di ricevitori di navigazione multifrequenza compatibili, sottosistemi radar e apparecchiature di rilevamento RF. Le reti selettive in frequenza possono, ad esempio, combinare o separare bande GNSS designate oppure instradare diversi canali di frequenza radar attraverso hardware RF condiviso. Caratteristiche adeguate di perdita di inserzione, reiezione e banda passante sono particolarmente importanti laddove sia necessario preservare segnali di navigazione o di rilevamento deboli.
Diplexer RF di Asartech, il modello FD1005.
I multiplexer RF sono strettamente correlati a numerosi altri componenti RF utilizzati per la distribuzione, la selezione e la gestione delle frequenze dei segnali, ma i loro principi di funzionamento differiscono a seconda del modo in cui i segnali vengono combinati, separati o instradati attraverso il sistema.
La scelta dei componenti dipende quindi dal fatto che il sistema richieda un funzionamento multibanda simultaneo, un instradamento del segnale riconfigurabile, la separazione tra trasmissione e ricezione o una distribuzione convenzionale del segnale.
Gli sviluppi nel campo del filtraggio RF, della tecnologia dei risonatori e del packaging stanno favorendo la realizzazione di reti di multiplexing più piccole, più selettive e sempre più integrate per sistemi avanzati di comunicazione e rilevamento.
Questi sviluppi supportano la progettazione di multiplexer RF con una maggiore densità di integrazione, un migliore isolamento dei canali e fattori di forma sempre più compatti, in particolare per le apparecchiature di comunicazione per UAV, i sistemi radio multibanda e i carichi utili di rilevamento avanzati.
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