La prueba y validación del rendimiento de los filtros paso banda de cavidad en un laboratorio implica varias mediciones clave para garantizar que cumplan con las especificaciones, como pérdida de inserción, pérdida de retorno, ancho de banda, frecuencia central, rechazo y gestión de potencia. A continuación, se presenta una guía paso a paso:

1. Equipo necesario

Analizador de red vectorial (VNA): para mediciones de parámetros (S11, S21).

Generador de señales y analizador de espectro: alternativa si el VNA no está disponible.

Medidor de potencia: para verificación de pérdida de inserción.

Amplificador de potencia y carga ficticia: para pruebas de alta potencia (si corresponde).

Kits de calibración (SOLT/TRL) – Para calibración de VNA.

Cables y adaptadores: cables RF de alta calidad y con estabilidad de fase.

Cámara de temperatura (si es necesario) – Para pruebas de estabilidad térmica.

2. Preparación

Calibre el VNA hasta el rango de frecuencia deseado (por ejemplo, 1–10 GHz) utilizando la calibración SOLT (ShortOpenLoadThru).

Conecte el filtro correctamente (asegúrese de que el acoplamiento sea correcto con un movimiento mínimo del cable).

Deje que el filtro se caliente (especialmente para cavidades de alto Q, ya que la temperatura afecta el rendimiento).

3. Medidas clave

a) Respuesta de frecuencia (S21 – Pérdida de inserción y ancho de banda)

Mida S21 (transmisión) en todo el rango de frecuencia.

Identificar:

Frecuencia central (f₀): donde la pérdida de inserción es menor.

Ancho de banda de 3 dB: rango de frecuencia donde la pérdida es ≤3 dB desde el pico.

Pérdida de inserción (IL): pérdida mínima en f₀ (debe ser lo más baja posible, por ejemplo, <0,5 dB).

Factor de forma: relación de 60 dB BW a 3 dB BW (indica la inclinación de los faldones).

b) Pérdida de retorno / VSWR (S11 – Coincidencia de entrada)

Mida S11 (reflexión) para comprobar la coincidencia de impedancia.

La pérdida de retorno debe ser >15 dB (VSWR <1,5) en la banda de paso.

Una pérdida de retorno baja indica desajustes (por ejemplo, acoplamiento inadecuado).

do) Rechazo fuera de banda

Mida la atenuación de la banda de supresión en frecuencias específicas.

Compruebe si hay respuestas espurias (bandas de paso inesperadas).

Verifique que el rechazo cumpla con las especificaciones (por ejemplo, >60 dB a ±500 MHz desde f₀).

d) Retardo de grupo (linealidad de fase)

Utilice la medición de retardo de grupo del VNA (derivada de fase).

Debe ser plano en la banda de paso para una distorsión mínima de la señal.

mi) Manejo de potencia (si corresponde)

Aplicar señal de alta potencia (CW o pulsada) cerca de f₀.

Monitor S21 antes/después para detectar degradación (indicando arco eléctrico o calentamiento).

Medir el aumento de temperatura (para filtros de alta potencia).

F) Estabilidad térmica (para aplicaciones críticas)

Coloque el filtro en una cámara de temperatura.

Mida la deriva de frecuencia y la variación de IL con la temperatura (por ejemplo, 40 °C a +85 °C).

4. Validación según las especificaciones

Compare los resultados con la hoja de datos o los objetivos de diseño:

Ondulación de banda de paso (debe ser mínima, por ejemplo, <0,2 dB).

Ancho de banda (debe cumplir con los 3 dB requeridos o 1 dB BW).

Rechazo (debe cumplir con la atenuación requerida en las bandas de rechazo).

Manejo de potencia (sin degradación a potencia nominal).

5. Solución de problemas comunes

¿Alta pérdida de inserción? → Compruebe si hay acoplamiento deficiente o pérdidas de conductores.

¿Pérdida de retorno pobre? → Verifique que la impedancia coincida correctamente (es posible que sea necesario ajustar los tornillos de ajuste).

¿Respuesta asimétrica? → Posibles defectos de fabricación (resonadores desalineados).

¿Deriva de frecuencia? → Comprobar los efectos de la expansión térmica (propiedades del material).

6. Pruebas avanzadas (opcional)

Distorsión de intermodulación (IMD) → Para filtros de alta potencia.

Contribución del ruido de fase → Si se utiliza en bucles de oscilador.

Prueba de vibración/choque → Para aplicaciones militares/aeroespaciales.

Conclusión

Al medir sistemáticamente los parámetros S, la gestión de potencia y la estabilidad térmica, se puede validar completamente el rendimiento de un filtro paso banda de cavidad. Documente siempre los resultados y compárelos con las especificaciones de diseño para garantizar el cumplimiento.

Yun Micro, como fabricante profesional de componentes pasivos de RF, puede ofrecer filtros de cavidad de hasta 40 GHz, que incluyen filtro de paso de banda, filtro de paso bajo, filtro de paso alto y filtro de parada de banda.

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