Jeśli projektujesz, budujesz lub dostarczasz Multipleksery RF, Załóż profil, aby zaprezentować swoje możliwości i nawiązać kontakt z osobami, które aktywnie poszukują Twoich rozwiązań.
Producenci i dostawcy multiplekserów RF
Elementy radiowe i mikrofalowe do komunikacji i łączy danych w bezzałogowych statkach powietrznych (UAV)
Przegląd diplexerów, triplexerów i multiplekserów RF przeznaczonych dla platform bezzałogowych
Wprowadzenie do multiplekserów częstotliwości radiowych
Multipleksery częstotliwości radiowych (RF) łączą lub rozdzielają sygnały w różnych pasmach częstotliwości, umożliwiając współdzielenie wspólnej anteny, linii transmisyjnej lub ścieżki sygnałowej przez wiele kanałów RF. W dronach, bezzałogowych statkach powietrznych (UAV) oraz innych systemach bezzałogowych komponenty te umożliwiają komunikację wielopasmową, telemetrię, nawigację, działanie radarów i czujników, jednocześnie ograniczając potrzebę stosowania oddzielnych połączeń RF.
Multipleksowanie RF jest zazwyczaj realizowane za pomocą sieci filtrów selektywnych częstotliwościowo, w tym diplexerów RF, triplexerów, quadplexerów oraz urządzeń o większej liczbie kanałów. Sieci te wykorzystują oddzielne gałęzie filtrujące podłączone do wspólnego portu, co pozwala na przepuszczanie wyznaczonych pasm częstotliwości przy jednoczesnym tłumieniu sygnałów spoza zamierzonych kanałów. Multipleksery mogą wykorzystywać technologie wnękowe, ceramiczne, dielektryczne lub płaskie, a ich konstrukcja ma wpływ na straty wtrąceniowe, izolację kanałów, moc znamionową, rozmiar oraz wymagania integracyjne.
Główne typy multiplekserów RF
Multipleksery RF są dostępne w różnych konfiguracjach kanałów i architekturach filtrów. Liczba kanałów określa, ile pasm częstotliwości można połączyć lub rozdzielić za pośrednictwem wspólnej ścieżki RF, natomiast zastosowana technologia filtrów wpływa na parametry elektryczne, wymiary fizyczne oraz wymagania dotyczące integracji.
| Typ multipleksera | Architektura i zasada działania | Typowe zastosowania w systemach bezzałogowych |
| Diplexery RF | Dwie gałęzie filtrów selektywnych częstotliwościowo łączą lub rozdzielają dwa odrębne pasma częstotliwości poprzez wspólny port. | Anteny dwupasmowe, integracja z globalnym systemem nawigacji satelitarnej (GNSS) oraz komunikacja bezzałogowych statków powietrznych (UAV). |
| Triplexery RF | Trzy gałęzie filtrów selektywnych częstotliwościowo łączą lub rozdzielają trzy odrębne pasma za pośrednictwem wspólnego połączenia RF. | Wielopasmowe łącza danych oraz systemy radiowe z anteną wspólną. |
| Kwadrupleksery RF | Cztery ścieżki filtrów selektywnych częstotliwościowo łączą lub rozdzielają cztery odrębne pasma częstotliwości poprzez wspólny port. | Wieloczęstotliwościowe układy wejściowe RF oraz zintegrowane moduły komunikacyjne. |
| Wielokanałowe multipleksery RF | Pięć lub więcej skoordynowanych gałęzi filtrujących łączy lub rozdziela wiele wyznaczonych pasm częstotliwości poprzez wspólny port. | Platformy wieloradiowe, stacje naziemne oraz złożone systemy antenowe. |
| Multipleksery RF oparte na wnękach | Rezonansowe wnęki metalowe zapewniają filtrowanie selektywne pod względem częstotliwości w wielu kanałach, często charakteryzując się wysoką selektywnością, niskimi stratami wtrąceniowymi oraz znaczną wytrzymałością mocy. | Naziemne stacje kontroli, łącza RF dużej mocy oraz większe platformy bezzałogowe. |
| Ceramiczne i dielektryczne multipleksery RF | Rezonatory dielektryczne oraz ceramiczne struktury filtrujące zapewniają selektywne pod względem częstotliwości rozdzielenie sygnałów w stosunkowo kompaktowych konfiguracjach. | Kompaktowe radiostacje do bezzałogowych statków powietrznych (UAV), odbiorniki nawigacyjne oraz wielopasmowe moduły RF. |
| Płaskie i mikropaskowe multipleksery RF | Drukowane linie transmisyjne i struktury rezonansowe na podłożach dielektrycznych tworzą ścieżki selektywne częstotliwościowo w sieciach zintegrowanych z płytkami drukowanymi (PCB). | Zintegrowane z płytką PCB przednie końce RF, łącza danych dla bezzałogowych statków powietrznych (UAV) oraz lekkie ładunki komunikacyjne. |
Podstawowe funkcje multiplekserów RF w systemach bezzałogowych
Współdzielenie anten i konsolidacja apertury
Multipleksery antenowe RF umożliwiają współdzielenie wspólnego zasilania antenowego przez sygnały działające w różnych pasmach częstotliwości, pod warunkiem że antena obsługuje wymagane częstotliwości. Oddzielne gałęzie filtrów przepuszczają sygnały z wyznaczonych pasm do lub z wspólnego portu, tłumiąc jednocześnie energię spoza pasma, co pozwala zmniejszyć liczbę anten i połączeń koncentrycznych wymaganych na platformie bezzałogowej. Może to uprościć instalację, a jednocześnie potencjalnie zmniejszyć masę, opór aerodynamiczny, ilość okablowania oraz wymagania montażowe.
Komunikacja wielopasmowa i routing łącza danych
Selektywne częstotliwościowo multipleksowanie RF pozwala różnym kanałom komunikacyjnym na współdzielenie infrastruktury RF przy zachowaniu oddzielnych ścieżek częstotliwościowych. Systemy bezzałogowych statków powietrznych (UAV) mogą wykorzystywać te sieci do integracji kompatybilnych łączy sterujących, telemetrycznych, danych z ładunku oraz łączy wideo za pośrednictwem wspólnych anten lub linii transmisyjnych. W odróżnieniu od przełączanego analogowego multipleksera RF, pasywny multiplekser częstotliwościowy może przesyłać sygnały w kilku obsługiwanych pasmach jednocześnie, bez aktywnego wybierania poszczególnych ścieżek sygnałowych.
Izolacja nadajników-odbiorników i zarządzanie zakłóceniami w obrębie tej samej lokalizacji
Multipleksery RF zapewniają izolację selektywną pod względem częstotliwości między podłączonymi nadajnikami i odbiornikami, co pomaga ograniczyć niepożądane sprzężenie sygnałów oraz spadek czułości odbiornika. Konstrukcje o wysokim stopniu izolacji są szczególnie przydatne w sytuacjach, gdy kilka systemów RF działa w bliskim sąsiedztwie na bezzałogowym statku powietrznym (UAV), pojeździe naziemnym lub stacji kontroli. Należy jednak nadal uwzględniać tłumienie filtrów, odstępy między kanałami, moc nadajnika oraz emisje pozapasmowe, ponieważ multipleksery nie są w stanie wyeliminować zakłóceń występujących w nakładających się lub niewystarczająco oddzielonych pasmach przepustowych.
Integracja systemów nawigacyjnych, radarowych i czujników
Multipleksery RF umożliwiają integrację kompatybilnych wieloczęstotliwościowych odbiorników nawigacyjnych, podsystemów radarowych oraz sprzętu czujnikowego RF. Sieci selektywne częstotliwościowo mogą na przykład łączyć lub rozdzielać wyznaczone pasma GNSS lub kierować różne kanały częstotliwości radarowych przez wspólny sprzęt RF. Odpowiednie parametry tłumienności wtrąceniowej, tłumienia oraz charakterystyki pasma przepustowego mają szczególne znaczenie w sytuacjach, w których konieczne jest zachowanie słabych sygnałów nawigacyjnych lub pomiarowych.
Multipleksery RF w porównaniu z innymi komponentami RF
Multipleksery RF są ściśle powiązane z kilkoma innymi komponentami RF wykorzystywanymi do dystrybucji sygnałów, selekcji oraz zarządzania częstotliwościami, jednak ich zasady działania różnią się w zależności od sposobu łączenia, rozdzielania lub kierowania sygnałów w systemie.
- Macierze przełączników RF: Wybierają i łączą ścieżki sygnałowe za pomocą przełączników sterowanych elektronicznie lub elektromechanicznie. W odróżnieniu od pasywnych multiplekserów selektywnych częstotliwościowo, macierze przełączników mogą zmieniać konfigurację połączeń między portami. Analogowe multipleksery RF oraz multipleksery RF oparte na mikroelektromechanicznych układach (MEMS) mogą w podobny sposób wykorzystywać elementy przełączające do selektywnego kierowania sygnałów.
- Rozdzielacze i sumatory mocy: Rozdzielają moc RF między wiele wyjść lub łączą sygnały we wspólną ścieżkę, niekoniecznie zapewniając selektywne częstotliwościowo rozdzielenie kanałów, charakterystyczne dla multiplekserów RF opartych na filtrach.
- Duplexery: Umożliwiają współdzielenie jednej anteny przez ścieżki nadawcze i odbiorcze, wykorzystując filtrowanie selektywne częstotliwościowo w systemach z podziałem częstotliwościowym (FDD) lub przełączanie w niektórych architekturach z podziałem czasowym (TDD). Selektywny częstotliwościowo duplexer RF może zatem wykorzystywać sieć filtrów typu diplexera.
- Diplexery: Stanowią specyficzny typ multipleksera RF z dwoma kanałami częstotliwościowymi. Pełnią te same podstawowe funkcje łączenia i rozdzielania częstotliwości, co multipleksery o większej liczbie kanałów, ale obsługują jedynie dwa pasma.
- Zespoły filtrów RF: Zawierają wiele filtrów służących do kondycjonowania sygnału lub selekcji częstotliwości. Przełączane zespoły filtrów wybierają konkretną ścieżkę filtrującą, natomiast multipleksery RF selektywne częstotliwościowo łączą kilka gałęzi filtrujących ze wspólnym portem w celu zapewnienia jednoczesnej pracy wielopasmowej.
Wybór komponentów zależy zatem od tego, czy system wymaga jednoczesnej pracy wielopasmowej, rekonfigurowalnego routingu sygnału, separacji nadawania i odbioru, czy też konwencjonalnej dystrybucji sygnału.
Najnowsze osiągnięcia w technologii multiplekserów RF
Postępy w dziedzinie filtrowania RF, technologii rezonatorów oraz obudów umożliwiają tworzenie mniejszych, bardziej selektywnych i coraz bardziej zintegrowanych sieci multipleksujących przeznaczonych dla zaawansowanych systemów komunikacyjnych i czujnikowych.
- Miniaturyzacja dzięki zaawansowanym rezonatorom: technologie filmowych rezonatorów akustycznych (FBAR), fal akustycznych w objętości (BAW) oraz ceramiki o wysokiej przenikalności elektrycznej umożliwiają tworzenie kompaktowych urządzeń selektywnych częstotliwościowo. Podejścia te pozwalają zmniejszyć fizyczne rozmiary wielopasmowych przedwzmacniaczy RF w systemach bezzałogowych, w których obowiązują ograniczenia dotyczące rozmiarów, masy i mocy (SWaP).
- Skalowanie w zakresie fal milimetrowych i szerokopasmowym: Badania i rozwój w dziedzinie sieci filtrów wysokoczęstotliwościowych poszerzają separację kanałów na pasmo Ku, pasmo Ka oraz pojawiające się częstotliwości subterahercowe. Technologie te mają znaczenie dla komunikacji satelitarnej o wysokiej przepustowości oraz zaawansowanych ładunków sensorycznych RF, choć wraz ze wzrostem częstotliwości roboczej projektowanie, pakowanie i produkcja stają się coraz większym wyzwaniem.
- Wysoka izolacja międzyportowa i współistnienie: Zaawansowane układy sprzężenia filtrów oraz charakterystyka gwałtownego tłumienia poprawiają separację między sąsiednimi kanałami częstotliwości, pomagając ograniczyć przesłuchy i spadek czułości odbiornika w sytuacjach, gdy wiele urządzeń radiowych współdzieli infrastrukturę antenową.
- Zintegrowane architektury przedwzmacniaczy: Konstrukcje typu System-in-Package (SiP) oraz modułów przedwzmacniaczy RF (FEM) łączą multipleksery z komponentami, takimi jak wzmacniacze mocy, wzmacniacze o niskim poziomie szumów (LNA), filtry oraz przełączniki RF. Taka integracja pozwala skrócić długość połączeń, zmniejszyć złożoność montażu oraz zredukować zajmowaną przestrzeń przez sprzęt radiowy obsługujący wiele pasm.
Rozwiązania te wspierają projekty multiplekserów RF o większej gęstości integracji, lepszej izolacji kanałów oraz coraz bardziej kompaktowych rozmiarach, szczególnie w przypadku sprzętu komunikacyjnego dla bezzałogowych statków powietrznych (UAV), wielopasmowych systemów radiowych oraz zaawansowanych ładunków sensorycznych.






