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Filtre à cavité / Cavity filter 

Un filtre à cavité entre l'antenne et le récepteur permettant une réduction de la largeur de bande à l'entrée du récepteur, et une protection contre les surcharges électrostatiques peut être un avantage sous conditions suivantes:

1 Le filtre doit permettre une protection ESD efficace, c'est à dire qu'il doit présenter un court circuit en courant continu à l'entrée du récepteur.
2 L'atténuation à la fréquence de 1090MHz doit être minimum et inférieure à 1 dB
3 La largeur de bande doit permettre une atténuation sensible des fréquences éloignées de 1090 MHz.

A cavity filter placed between the antenna and the receiver, allowing a bandwidth reduction, as well an ESD protection could be an advantage, at the following conditions:

1 Cavity filter should present a DC short circuit,  resulting in an ESD protection
2 Insertion losses at the operating frequency of 1090 MHz  should be as loww as possible, and less than 1dB
3 The 3 dB bandwidth should allowed a noticable out of band frequencies attenuation.

filtreA
filtre B
Filtre C




Filtre SWR
Filtre RL

Cette réalisation s'appuie sur une description de F6DBU d'un filtre à cavité 1250MHz, correspondant à nos besoins en réception 1090 MHz, à savoir un filtre à installer entre l'antenne et le récepteur, et assurant une protection ESD efficace. Le filtre décrit présentant une résistance DC nulle, il est tout à fait adapté.

The present design is based on F6DBU work on a 1250 MHz cavity filter, complying with our needs in 1090 MHz reception. That means, having a filter between the antenna and the receiver, with an efficient ESD protection. The present filter having a nul DC resistance is well suited.

Les dimensions ont été modifiées pour la fréquence de 1090 MHz, et plusieurs essais de boitiers et dimensions ont été réalisés.

Dimensions have been resized for 1090 MHz, and several type of box shape have been tested,

Le dernier test réalisé avec une feuille de laiton argentée, enroulée et soudée pour un diamètre de 25mm donne de bon résultats, et permet d'envisager la construction avec un tube de plomberie en cuivre de 1 pouce, et de 68.5 mm de long (un quart d'onde). La ligne intérieure est constituée d'un tube en laiton de 7 mm de diamètre et 60mm de long .
L'impédance de la cavité avec un tube extérieur de 1 pouce et une ligne intérieure de 7mm de diamètre est ainsi de 77,25 Ohms. Cette valeur est très proche de la valeur théorique donnant le meilleur Q qui est 77 ohms.

The last model built from a silvered brass sheet, rolled and welded to a 25 mm diameter,
has shown good results, thus allowing to make the filter with a 1 inch plumber copper pipe, 68.5 mm long (a quarter wave). The center line being a 7mm diameter brass rod and 60 mm long. The cavity impedance in this condition is 77.25 ohms, very closed to the theorical value of 77 ohms for the best Q factor.

Les points de connexions entrée et sortie sont à 20 mm de la base, et une vis de 3mm permet le réglage de l'accord de la cavité ( réglage capacitif).

Connectings points are 20 mm from the base plate, and a 3mm screw allow tuning of the cavity to the 1090 MHz frequency.

Ainsi réalisée, la cavité présente une bonne protection ESD et une réduction de la bande passante à l'entrée du récepteur, sans introduire de pertes importantes - la perte d'insertion étant inférieure à 0.5 dB

Such a cavity shows a good ESD protection, and a reduced bandwidth of aroud 150 MHz, with an insertion loss below 0.5 dB

 


Filtre quart d'onde en court circuit
/Shorted quarter wave filter




Une autre solution très facile à mettre en oeuvre pour assurer une bonne protection contre les décharges électrostatiques, est l'utilisation d'une ligne quart d'onde en court circuit à l'entrée du récepteur.
Ce quart d'onde en court circuit présente une impédance très élevée à la fréquence de résonnance, et une résistance quasi nulle en courant continu, donc aux ESD. De plus ce quart d'onde se comporte comme un filtre, atténuant les fréquences de part et d'autre de la fréquence de résonnance, à l'exception des fréquences dont le quart d'onde correspond à des fractions impaires du quart d'onde 1090 MHz.


An other, and easy to implement, solution for ESD protection, is the use of a shorted quarter wave filter at the receiver input.
Such a shorted quarter wave shows a very high impedance at the resonnant frequency, while having a quasi null DC resistance, thus providing an efficient ESD protection. More this shorted quarter wave filter also attenuate frequencies above or below the resonnant frequency (1090 MHz), except for  frequencies whose quarter wave is an odd fraction of the 1090 MHz quarter wave.

Les essais effectués avec ce quart d'onde placé à l'entrée du récepteur (Beast ou Radarcape) ont montrés un accroissement significatif du nombre de messages par seconde, et une légère augmentation de la distance maximum. Ceci met en évidence la réduction de largeur de bande à l'entrée du récepteur.


Tests have shown an increase of the received message rates, and a slight max distance coverage increase. This demonstrate the bandwidth reduction at the receiver input

Plans du filtre / Filter drawing