Söker råd om praktisk utformning av bandpassfilter för antennmätningar

[sm6eik]

Hej,
Jag har byggt en triaxiell fältstyrkemätare för att mäta upp antenner och den fungerar väl ganska OK men av och till drabbas jag av ganska starka störningar när den flyger (mätutrustningen sitter på en drönare). Eftersom mätsonden plockar upp rubbet mellan DC och 500MHz så misstänker/hoppas jag att ett bandpassfilter 1-30MHz skulle kunna vara en god del av lösningen. Eftersom jag ändå designar om PCB:t för en annan processor så tänkte jag passa på att göra något åt störningarna.

Designen, rent teoretiskt, av ett femte ordningens elliptiskt filter är inget problem men däremot är jag inte säker på hur jag skall utforma filtret rent praktiskt. Mina problem är:
1. Utrymmet är begränsat => spolar riskerar att koppla till varandra. Hur tänker man beträffande den fysiska layouten?
2. Jag vill så långt som möjligt undvika järnkärnor (toroider) för att designen skall vara så lätt som möjligt men å andra sidan innebär små toroider mindre läckfält och mindre koppar... Lätt instrument => längre flygtid/mättid.

Det är alltså generella tips på den praktiska utformningen av filtret jag i första hand är ute efter. Skickar med en bild på ena kanalen av instrumentet (v0.1) för referens

Tacksam om någon med kunskaper kunde peka mig i rätt riktning.
73's de SM6EIK /Brus-Per

 

[SM0GLD]

Jag vill så långt som möjligt undvika järnkärnor (toroider) för att designen skall vara så lätt som möjligt

Men dom blir ju så små.
Jag skulle använda smd induktorer. Inge roligt att linda dom små rackarna.

 

[sm6eik]

Klokt tänkt... Jag antar att man ändå bör försöka vinkla dom 90 grader i förhållande till varandra?

 

[SM0GLD]

Jag antar att man ändå bör försöka vinkla dom 90 grader i förhållande till varandra?

Jo om det går. Man vill ju oftast placera dom rakt i signalflödet för att få en bra layout.
Vissa smd induktorer ser ut som små stående trådrullar.
Den typen jag avser ser ut som på bilden.

Allt beror ju på vilken induktans du behöver men du bör nog inte gå under 1206 storlek för då blir Q så dåligt.

 

[sm6eik]

De ser ju perfekta ut men jag kan utan vidare gå över 1206or jag får bara kolla induktanserna. Utrymmet är i sig inte något stort problem - varje gram kostar flygtid

 

[SM0GLD]

mätutrustningen sitter på en drönare)

I like!

 

[SM6MUY]

Gör ett enkelt lågpassfilter 3-5 pol med brytfrekvens 30 MHz. Det blir inte stort om du kör SMT...

 

[sm6eik]

Gör ett enkelt lågpassfilter 3-5 pol med brytfrekvens 30 MHz. Det blir inte stort om du kör SMT...

Det skulle kanske räcka, i alla fall om majoriteten av störenergin ligger över 30MHz. Jag är inte säker på att det är så men visst, all rundradio och liknande ligger ju högt.
En kompromiss skulle ju kunna vara att designa PCB:n för ett BPF men initialt bara bestycka det för ett LPF. Jag är inte så sugen på att behöva göra ett nytt PCB om det skulle visa sig att ett LPF inte är tillräckligt.

 

[SM6POP]

Är det bara mottagning så kan du bygga ett bandpassfilter väldigt litet med komponenter i storlek 1206 utan att linda själv. Sedan får vi se om störningarna du har undertrycks med ett sådant vilket jag är lite tveksam till men jag kan förstås ha fel där. Du får väl testa och se hur det fungerar. Det är ju inte så många komponenter du behöver så det kan inte väga så mycket och kostar inte mer än några riksdaler så testa och se.

 

[SM6MUY]

Det skulle kanske räcka, i alla fall om majoriteten av störenergin ligger över 30MHz. Jag är inte säker på att det är så men visst, all rundradio och liknande ligger ju högt.
En kompromiss skulle ju kunna vara att designa PCB:n för ett BPF men initialt bara bestycka det för ett LPF. Jag är inte så sugen på att behöva göra ett nytt PCB om det skulle visa sig att ett LPF inte är tillräckligt.

Din loop, är den bredbandig ? Det är inte lätt att göra ett BP filter som funkar mellan 1-30 MHz. Hur bra verkningsgrad har antennen vid 1 MHz ? Jag tror knappast signaler under 1 MHz ställer till det. Jag har en 200 m Beverage och där kan man snacka om signaler på långvågen. Polsk radio kan nog tända en glödlampa här.. Skämt åsido jag håller själv på att designa lämpliga filter för min SDR. Jag tycker det funkar bäst att göra en HP och en LP struktur i kaskad när man har lite större bandbredder. Att tänka på är att ytmonterade (Höga induktanser) induktorer har dåligt Q-värde så skall du göra en HP struktur vid 1 MHz så blir det svårt. Antingen high Q spolar (stora) eller så får du acceptera höga förluster. Så gör ett LP filter. Mitt "favorit" topologi är detta (elliptiska) filter. Så skall du göra ett HP så byt C mot L och vice versa.

 

[sm6eik]

Ja, loopen är bredbandig, troligen mycket bredbandig. Om du tittar på fotot jag bifogade första inlägget så är själva loopen tillverkad av styv koax. jag mäter bara på centrumledaren (den passerar igenom toroiden du ser i boxen) och loopens skärm är avbruten i toppen på loopen. Min idé med detta är att göra instrumentet så okänsligt som möjligt för E-fält vilket jag tror funkat ganska bra.
Toroiden i sig utgör ju en bandbreddspåverkan men jag tror att pick-up-delen (loop-toroid-ingångskrets till log-förstärkaren) täcker 1-30MHz med bred marginal. Jag kommer inte ihåg på rak arm men jag tror att det var T31 eller T43 i toroiden.
Jag har inte mätt på/räknat på loopens verkningsgrad men den är troligen inget underverk på låga frekvenser. Tillägas bör kanske att jag försöker ha en större loop när jag vill mäta/flyga upp emot 4-5 lambda, detta i tron att det skall ge ett bättre s/n. Problemet är att med en stor loop blir landningarna lite "äventyrliga" men det funkar med en bra pilot - vilket jag inte är
Själva mätningarna funkar så att jag har ett litet program (GOlang såklart...) som styr min Xiegu G90 och i princip nycklar sändaren i femsekunders av/på vilket gör att jag mycket lättare samplar in differensen ute på drönaren; jag blir oberoende av absoluta nivåer.
Ditt resonemang kring filterkonstruktionen tar jag till mig, tack!