ADS-B Bandpass Filter 1090MHzバンドパスフィルター

10分で作れるかもしれないバンドパスフィルターです。
何の目的も無く、作ってみたくなりました。基板(FR4、1.6mm)の切れ端を使って1/4λ共振型のバンドパスフィルターを作ってみました。
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用意する材料は:
共振エレメント FR4基板 幅5mm 長さ25から30mm(計算では、24mm位) 2本
トリマコンデンサ 共振用 3から6pF (計算では3pF以下)
トリマコンデンサ 結合用 3pF以下(計算では、0.1pF程度)
同軸コネクタ SMA 2個
ベース基板 FR4 35mm角

ベース基板に共振エレメントを3から5mm隙間を空けて片側の端面を、銅箔テープで半田する(GND側)。
反対側に、同調用トリマコンデンサを、半田でグランドに接続、結合用トリマコンデンサで、共振エレメント間を接続。最後に、SMAコネクタ芯線をGND側から7mmから10mmに半田で固定、GNDは、ベースプレーンに半田。

特性は、SWRを合わせていないので、反射が見えるが
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何も考えずに、手元にあるジャンクで作った、バンドパスフィルターです。
トリマコンデンサの調整で、450Mhzから1090MHz位まで使えます。簡易フィルターの候補になりそうです。

詳細な説明

400MHz以上の周波数では、フィルタを作成する為の、コイルを作るのが難しくなります。このような場合に、分布定数回路を使うと便利な事があります。グランドプレーンと強く結合した一定の幅を持った線路は、一定の特性インピーダンスを持ちます。このような線路は、マッチングした終端を行うと、無反射の負荷と看做せます。
ところが、1/2波長や1/4波長の長さの線路は特別な特徴があります。
特に、1/4波長の線路を、一定インピーダンスの線路の途中に接続すると、フィルタとして使えます。
このような使い方をスタブと呼びます。スタブが接続された線路と反対側がオープンの場合(オープンスタブ)は、接続された部分が、4倍の波長でGNDに接続されたように働きます。すなわち、オープンスタブは、ノッチフィルター(BEP)として動作します。逆に、ショートした場合、ショートスタブと呼ばれ、バンドパス特性を示します。
1/4λの線路は、インピーダンス反転回路とも呼ばれ、反対側に接続されたインピーダンスを、反転することができます。例えば、コンデンサを、インダクタとして使う事ができます。同調用のコンデンサと、1/4波長の線路に、可変容量ダイオードを接続してインダクタとして動作させると、高性能な同調回路を構成することができます。
今回の、フィルターでは、線路の長さを、希望する周波数の1/4波長より、70%位短くして、線路全体をコイル(インダクタ)として利用しています。共振させる為に、トリマコンデンサを接続しています。
アンテナや受信機のインピーダンスとマッチングさせる為に、線路の途中に接続しています。このタップ位置によって、インダクタンスの負荷Qを決めています。このタップ位置と、結合コンデンサによって、フィルタの帯域幅や減衰特性が決まります。
調整するためには、計測器(最低限、スペクトラムアナライザとトラッキング発振機が必要になってしまます。
このような装置が無い場合に、RTL2832UのSDR用ドングルとソフトウェア、広帯域ノイズ発生源で、調整できるような説明が、[RTL-SDR.COM]に出ていました。
まだ試してはいませんが、2000円のスペアナの可能性もありそうです。




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