Os multiplexadores de RF são componentes seletivos em termos de frequência que combinam ou separam múltiplos sinais de RF em diferentes bandas de frequência, permitindo a partilha de antenas e percursos de sinal em drones, UAVs e sistemas não tripulados. As configurações disponíveis incluem diplexadores, triplexadores, quadplexadores e multiplexadores multicanal de RF, que utilizam tecnologias de filtragem de cavidade, cerâmica, dielétrica ou planar.
Esta categoria apresenta fornecedores de multiplexadores de RF que suportam comunicações multibanda, telemetria, navegação GNSS, radar e aplicações de deteção por RF, reduzindo simultaneamente os requisitos em termos de antenas e cablagem.
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Os multiplexadores de radiofrequência (RF) combinam ou separam sinais em diferentes bandas de frequência, permitindo que vários canais de RF partilhem uma antena, uma linha de transmissão ou um percurso de sinal comuns. Em drones, veículos aéreos não tripulados (UAV) e outros sistemas não tripulados, estes componentes suportam comunicações multibanda, telemetria, navegação, radar e deteção, reduzindo simultaneamente a necessidade de ligações de RF separadas.
Diplexador de RF, diplexadores de cavidade FD1001 e FD1002, da Asartech.
A multiplexação de RF é normalmente conseguida através de redes de filtros seletivos de frequência, incluindo diplexadores, triplexadores, quadplexadores de RF e dispositivos com um número superior de canais. Estas redes utilizam ramos de filtro separados ligados a uma porta comum, permitindo a passagem de bandas de frequência designadas, ao mesmo tempo que atenuam os sinais fora dos canais pretendidos. Os multiplexadores podem utilizar tecnologias de cavidade, cerâmica, dielétricas ou planas, sendo que a sua construção influencia a perda de inserção, o isolamento entre canais, a capacidade de potência, o tamanho e os requisitos de integração.
Os multiplexadores de RF estão disponíveis em diferentes configurações de canais e arquiteturas de filtro. O número de canais determina quantas bandas de frequência podem ser combinadas ou separadas através do caminho de RF partilhado, enquanto a tecnologia de filtro subjacente influencia o desempenho elétrico, as dimensões físicas e os requisitos de integração.
| Tipo de Multiplexador | Arquitetura e Princípio de Funcionamento | Aplicações típicas em sistemas não tripulados |
| Diplexadores de RF | Dois ramos de filtros seletivos de frequência combinam ou separam duas bandas de frequência distintas através de uma porta comum. | Antenas de banda dupla, integração com o Sistema Global de Navegação por Satélite (GNSS) e comunicações de UAV. |
| Triplexadores de RF | Três ramos de filtros seletivos de frequência combinam ou separam três bandas distintas através de uma ligação de RF partilhada. | Ligações de dados multibanda e sistemas de rádio com antena partilhada. |
| Quadplexadores de RF | Quatro percursos de filtros seletivos de frequência combinam ou separam quatro bandas de frequência distintas através de uma porta comum. | Front-ends de RF multifrequência e cargas úteis de comunicações integradas. |
| Multiplexadores de RF multicanal | Cinco ou mais ramos de filtro coordenados combinam ou separam múltiplas bandas de frequência designadas através de uma porta partilhada. | Plataformas multirádio, estações terrestres e sistemas de antenas complexos. |
| Multiplexadores de RF baseados em cavidades | Cavidades metálicas ressonantes proporcionam filtragem seletiva em frequência em vários canais, oferecendo frequentemente elevada seletividade, baixa perda de inserção e capacidade substancial de gestão de potência. | Estações de controlo em terra, ligações de RF de alta potência e plataformas não tripuladas de maiores dimensões. |
| Multiplexadores de RF cerâmicos e dielétricos | Os ressonadores dielétricos e as estruturas de filtro cerâmicas proporcionam a separação seletiva de sinais por frequência em configurações relativamente compactas. | Rádios compactos para UAV, recetores de navegação e módulos de RF multibanda. |
| Multiplexadores de RF planares e de microfita | Linhas de transmissão impressas e estruturas ressonantes em substratos dielétricos criam percursos seletivos em termos de frequência no seio de redes integradas em placas de circuito impresso (PCB). | Front-ends de RF integrados em PCB, ligações de dados para UAV e cargas úteis de comunicações leves. |
Os multiplexadores de antena de RF permitem que sinais que operam em diferentes bandas de frequência partilhem uma alimentação de antena comum, desde que a antena suporte as frequências necessárias. Ramos de filtro separados transmitem as suas bandas designadas de ou para a porta comum, ao mesmo tempo que atenuam a energia fora da banda, reduzindo o número de antenas e ligações coaxiais necessárias numa plataforma não tripulada. Isto pode simplificar a instalação, ao mesmo tempo que reduz potencialmente o peso, o arrasto aerodinâmico, o cablagem e os requisitos de montagem.
A multiplexação de RF seletiva em frequência permite que diferentes canais de comunicação partilhem a infraestrutura de RF, mantendo simultaneamente percursos de frequência separados. Os sistemas de UAV podem utilizar estas redes para integrar ligações compatíveis de comando, telemetria, dados de carga útil e vídeo através de antenas ou linhas de transmissão comuns. Ao contrário de um multiplexador analógico de RF comutado, um multiplexador de frequência passivo pode transportar sinais em várias bandas suportadas simultaneamente, sem selecionar ativamente percursos de sinal individuais.
Os multiplexadores de RF proporcionam isolamento seletivo em frequência entre transmissores e recetores ligados, ajudando a reduzir o acoplamento indesejado de sinais e a desensibilização do recetor. Os projetos de elevado isolamento são particularmente úteis quando vários sistemas de RF operam em estreita proximidade num UAV, veículo terrestre ou estação de controlo. A rejeição do filtro, o espaçamento entre canais, a potência do transmissor e as emissões fora de banda devem continuar a ser tidas em conta, uma vez que os multiplexadores não conseguem eliminar a interferência que se situa em bandas passantes sobrepostas ou insuficientemente separadas.
Os multiplexadores de RF permitem a integração de recetores de navegação multifrequência compatíveis, subsistemas de radar e equipamento de deteção por RF. As redes seletivas em frequência podem, por exemplo, combinar ou separar bandas GNSS designadas ou encaminhar diferentes canais de frequência de radar através de hardware de RF partilhado. Características adequadas de perda de inserção, rejeição e banda passante são particularmente importantes nos casos em que é necessário preservar sinais fracos de navegação ou de deteção.
Diplexador de RF da Asartech, o FD1005.
Os multiplexadores de RF estão intimamente relacionados com vários outros componentes de RF utilizados para a distribuição, seleção e gestão de frequências de sinais, mas os seus princípios de funcionamento diferem consoante a forma como os sinais são combinados, separados ou encaminhados através do sistema.
A seleção dos componentes depende, portanto, do facto de o sistema requerer operação multibanda simultânea, encaminhamento de sinal reconfigurável, separação de transmissão e receção ou distribuição convencional de sinal.
Os desenvolvimentos na filtragem de RF, na tecnologia de ressonadores e no encapsulamento estão a permitir redes de multiplexação mais pequenas, mais seletivas e cada vez mais integradas para sistemas avançados de comunicações e deteção.
Estes desenvolvimentos apoiam projetos de multiplexadores de RF com maior densidade de integração, melhor isolamento de canais e formatos cada vez mais compactos, particularmente para equipamentos de comunicações de UAV, sistemas de rádio multibanda e cargas úteis de deteção avançadas.
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