設計 LCローパスフィルタ 超低周波（ULF）アプリケーション（通常1Hz未満）では、このような周波数では受動部品が実用的ではないため、いくつかの特有の課題が生じます。主な課題は以下のとおりです。 1. 実用的ではないほど大きなインダクタ（L）とコンデンサ（C）の値 LCローパスフィルタのカットオフ周波数(\(f_c\))は次のように表されます。 超低周波数（例：0.1 Hz）の場合、L と C を非常に大きくする必要があり（例：ヘンリーとファラッド）、受動部品が大きくなり、高価になり、損失が大きくなります。 2. コンポーネントの非理想性 インダクタの問題: 大型のインダクタでは DC 抵抗 (DCR) が高くなり、I²R 損失が大きくなります。 大型インダクタのコア飽和と非線形性により、信号の動作が歪んでしまいます。 寄生容量が問題となり、高周波除去に影響を及ぼします。 コンデンサの問題: 電解コンデンサ（大容量に必要）は ESR（等価直列抵抗）が高いため、フィルタの効率が低下します。 漏れ電流と誘電吸収により、信号の整合性にエラーが発生します。 3. 部品公差に対する感度 L または C の小さな変動 (製造公差、温度ドリフト、または経年劣化による) により、カットオフ周波数に大きな変化が生じます。 超大型部品で厳しい許容誤差を実現するのは困難で、コストもかかります。 4. 過渡応答が悪く、時定数が高い フィルタの時定数 (τ = L/R または RC) が非常に大きくなり、次のようになります。 遅い安定時間 (ステップ応答には望ましくない)。 位相遅延が大きすぎるため、フィルタはリアルタイム制御システムに適していません。 5. ノイズと干渉の感受性 超低周波数では、1/f ノイズ (フリッカー ノイズ) が支配的になり、信号品質が低下します。 大きなインダクタとコンデンサはアンテナとして機能し、電磁干渉 (EMI) を拾います。 6. 代替ソリューションがしばしば必要となる 受動部品が実用的でないため、設計者は次のような方法に頼ることがよくあります。 アクティブ フィルター (オペアンプ、OTA、またはジャイレータを使用して大きな L/C 値をシミュレートします)。 スイッチド キャパシタ フィルタ (カットオフ周波数をプログラム可能)。 デジタル フィルタリング (正確な制御のための DSP ベースのアプローチ)。 結論： その間 LCフィルター 高周波ではシンプルで効果的ですが、超低周波アプリケーションでは部品のサイズ、損失、許容誤差、ノイズによって使用が制限されます。このような�

RFアプリケーションに適したフィルタタイプを選択するには、いくつかの主要なパラメータとアプリケーション要件を考慮する必要があります。LTCC、LC、キャビティ、導波管フィルタの中から最適なフィルタを選択するための体系的なアプローチを以下に示します。 1. 周波数範囲 LTCC（低温同時焼成セラミック） ： 500 MHz～6 GHz（例：WiFi、5G サブ6 GHz、IoT）に最適です。 寄生効果により、高周波数ではパフォーマンスが制限されます。 LC（集中素子） ： DC～3GHz（低周波数）に適しています。 高周波数では Q 係数が低下します。 キャビティフィルター ： 1GHz～40GHz（携帯電話基地局、レーダー、衛星）に最適です。 高い Q 係数、狭帯域アプリケーションに適しています。 導波管フィルタ ： 10 GHz～100 GHz以上（mmWave、レーダー、航空宇宙）に最適です。 極めて高い周波数でも優れたパフォーマンスを発揮します。 2. 挿入損失とQ値 LTCC: 中程度の Q (~100300)、挿入損失 ~13 dB。 LC: Q が低い (~50200)、挿入損失が高い (~25 dB)。 キャビティ: 高 Q (~1,00010,000)、低挿入損失 (~0.11 dB)。 導波管: 非常に高い Q (~10,000+)、超低損失 (~0.050.5 dB)。 3. サイズと統合 LTCC: 非常にコンパクトで表面実装可能、統合モジュールに適しています。 LC: 小型ですが、高周波では寄生影響を受けます。 キャビティ: かさばり、基地局や高出力システムに使用されます。 導波管: 最大で、航空宇宙で使用されます。 4. パワーハンドリング LTCC および LC: 低～中電力 (最大数ワット)。 キャビティ: 高出力 (数十から数百ワット)。 導波管: 非常に高い出力 (kW 範囲)。 5. コストと製造 LTCC: 低コストから中コスト、大量生産可能。 LC: 最も安価ですが、パフォーマンスは制限されます。 キャビティ：精密加工のためコストが高くなります。 導波管: 最も高価で、ハイエンドのアプリケーションで使用されます。 6. 応用例： 意思決定フローチャート： 1. 周波数 > 10 GHz? → 導波管 (電力と予算が許せば)。 2. 超低損失と高出力が必要ですか? → キャビティ。 3. 小型で性能は中程度？→ LTCC。 4. 低コスト、低頻度？ → LC。 最終勧告： 5G/WiFi (Sub6GHz、コンパクト): LTCC。 携帯電話基地局（高出力、低損失）：キャビティ。 mmWave/レーダー（超高周波）：導波管。 民生用電子機器 (低コスト、

電子信号処理、通信システム、またはオーディオ機器のプロジェクトに取り組む場合、標準フィルターとカスタムフィルターのどちらを選択するかは、具体的な技術要件、予算の制約、そしてパフォーマンスのニーズによって異なります。ここでは、2つのオプションの比較分析をご紹介します。 1. 標準フィルター（市販フィルター） 理想的な用途: 日常的なフィルタリング、ノイズ低減、周波数帯域の選択など、一般的な信号処理のニーズ。 ✔ 利点: コスト効率が高い - 大量生産なので、より手頃な価格になります。 すぐに使用可能 – 設計リードタイムが不要で、プロジェクトのタイムラインが短縮されます。 安定したパフォーマンス - 一般的なアプリケーションで信頼性の高い結果がテストされています。 優れた互換性 - 通常、業界標準のインターフェース (SMA、BNC など) に準拠します。 ✖ デメリット: 柔軟性が限られている - 周波数応答やストップバンド減衰などの固定パラメータは調整できません。 パフォーマンスの制約 - 高精度または特殊なアプリケーション要件を満たさない可能性があります。 主な用途: オーディオ信号処理（ローパス、ハイパス、バンドパスフィルタリング） 無線通信（プリセレクトフィルタ、アンチエイリアシングフィルタ） 実験室試験装置（標準周波数帯域フィルタリング） 2. カスタムフィルター 理想的な用途: 特殊な周波数応答要件、過酷な環境、または高性能システム。 ✔ 利点: カスタマイズ可能なパラメータ - カットオフ周波数、ロールオフスロープ、グループ遅延などを正確に設計します。 最適化されたパフォーマンス - 特定の干渉または信号特性 (超狭帯域、急峻な遷移帯域など) に合わせて調整されます。 独自のニーズに適応 - 高温、耐放射線、小型化設計をサポートします。 統合ソリューション - システム PCB に組み込むことも、他の機能モジュールと組み合わせることもできます。 ✖ デメリット: コストの増加 - 専用の設計、シミュレーション、デバッグが必要となり、開発費用が大幅に増加します。 リードタイムが長い – 設計から納品までには数週間、場合によっては数か月かかることもあります。 サプライヤーへの依存 – 将来の変更やメンテナンスにはメーカーのサポートが必要になる場合があります。 主な用途: 軍用レーダー/電子戦（妨害電波対策、超広帯域フィルタリング） 衛星通信（高周波、低損失フィルタリング） 医療機器（例：MRI信号処�

キャビティバンドパスフィルタは宇宙用途にも使用できますが、過酷な宇宙環境下での使用を想定した特別な配慮が必要です。考慮すべき主な要因は以下のとおりです。 1. 材料の選択と熱安定性 低ガス放出材料: 敏感な光学系や電子機器を汚染する可能性のある真空中のガス放出を最小限に抑えるには、宇宙グレードの材料 (インバー、チタン、特殊コーティングされたアルミニウムなど) を使用する必要があります。 熱膨張制御：フィルターは、極端な温度変化（例：150℃から+150℃）においても性能を維持する必要があります。機械的な変形を防ぐため、熱膨張係数（CTE）が一致する材料を選択する必要があります。 2. 振動と機械的堅牢性 高い打ち上げ振動（通常 10～2000 Hz、10～20 G RMS）に耐える必要があります。 マイクロフォニックやデチューニングを防ぐために、強化された構造や減衰機構が必要になる場合があります。 3. 放射線耐性 一部の誘電体または強磁性材料は電離放射線によって劣化する可能性があります。 耐放射線コーティングまたは材料（例：アルミナ、サファイア）を考慮する必要があります。 4. 真空適合性 ガスを発生する可能性のある有機接着剤は使用せず、代わりにろう付けまたは溶接を使用します。 圧力差の問題を引き起こす可能性のある閉じ込められた容積を避けてください。 5. 周波数安定性とチューニング 熱変化によりフィルタの同調がずれる場合があり、温度補償（例えば、反対の CTE を持つ誘電体ロッドの使用）が必要になることがあります。 一部のミッションでは、適応性を確保するために調整可能なフィルター (圧電アクチュエータなど) が必要になる場合があります。 6. 挿入損失と電力処理 損失を最小限に抑えます (深宇宙通信における弱い信号にとって重要)。 高出力アプリケーション (衛星送信機など) では、強化された放熱が必要になる場合があります。 7. テストと認定 熱サイクリング: ミッション温度範囲全体でのパフォーマンスを検証します。 振動テスト: NASA-STD-7003 や ECSS-E-10-03 などの標準に従って打ち上げ条件をシミュレートします。 ガス放出試験: NASA ASTM E595 または ESA ECSS-Q-ST-70-02 に準拠。 宇宙アプリケーションの例 衛星通信 (例: X/Ku/Ka バンド フィルター)。 深宇宙探査機（高選択性通信用の狭帯域フィルター）。 地球観測（ハイパースペクトルイメージャーにおけるスペクトルフィルタリング）。 結論 キャビティバンドパスフィルタ 宇宙でも使用可能

IoT（モノのインターネット）と5Gネットワークの急速な拡大により、高性能RF（無線周波数）フィルタの需要が高まっています。市販の標準的なフィルタでは、現代の無線システム特有の要件を満たせない場合が多く、最適なパフォーマンスを得るにはカスタムRFフィルタが不可欠です。カスタムRFフィルタが重要な理由は次のとおりです。 1. スペクトル効率と干渉軽減 5G と IoT は、混雑した周波数帯域 (Sub6 GHz、mmWave、ライセンス/ライセンス不要のスペクトル) で動作します。 カスタム フィルターは、隣接するバンドからの干渉を排除しながら、必要な周波数を正確にターゲットにし、信号の明瞭度を向上させます。 例: 大規模な IoT 展開では、フィルターによって数千の接続されたデバイス間のクロストークを防止します。 2. 強化された信号品質と低遅延 5G では、超低遅延 (自律走行車や産業用 IoT などの重要なアプリケーションでは 1 ミリ秒未満) が求められます。 カスタム フィルターは信号の歪みと挿入損失を最小限に抑え、高いデータ スループットを保証します。 例: エッジ コンピューティング デバイスは、リアルタイム処理のためにクリーンな信号に依存します。 3. 小型化と電力効率 IoT デバイスには、コンパクトで低消費電力のコンポーネントが必要です。 カスタム SAW (表面弾性波) フィルターおよび BAW (バルク弾性波) フィルターにより、高い選択性を備えた小型フォーム ファクターが実現します。 例: ウェアラブル健康モニターは、小型で効率的なフィルターを使用してバッテリー寿命を延ばします。 4. 進化する標準への準拠 規制要件 (FCC、3GPP など) は地域やアプリケーションによって異なります。 カスタム フィルターにより、スペクトル マスク、放出制限、セキュリティ プロトコルへの準拠が保証されます。 例: スマート シティ センサーは、公共の安全帯域への干渉を避ける必要があります。 5. 将来を見据えたワイヤレスシステム 5G Advanced (5.5G) および 6G の登場に伴い、フィルターはより高い周波数 (THz 範囲) と動的なスペクトル共有に適応する必要があります。 カスタム設計により、ハードウェアのオーバーホールなしでアップグレードできます。 結論 カスタムRFフィルター IoTの拡張性、5Gの信頼性、そして次世代のワイヤレスイノベーションを最適化するために不可欠です。干渉のない通信、低消費電力動作、そして規制遵守を可能にすることで、現代の接続性の基盤を形成します。 Yun Mic

バンドリジェクトフィルタ（BRF）は、ほとんどの周波数信号を通過させながら、特定の周波数範囲（阻止帯域）を強く減衰させるフィルタの一種です。バンドパスフィルタとは逆の機能を持ち、干渉波や不要な周波数成分を抑制するために使用されます。 主な用途 1. 干渉除去: 通信システムでは、特定の帯域のノイズや干渉(例: 電力線ハム、高調波干渉)を除去します。 2. 信号調整: オーディオまたは RF システムでは、スプリアス信号を除去して信号対雑音比を改善します。 3. 機器の保護: 強力な干渉信号が敏感な電子機器 (レーダー、医療機器など) に損傷を与えるのを防ぎます。 4. スペクトル管理: 無線通信において、異なる周波数帯域間のクロストークを回避します。 いつ使うのですか? バンドリジェクトフィルタは、システムに固定周波数の干渉があり、他の帯域の信号を保持する必要がある場合に最適です。例えば、50Hzの電力線ノイズを除去したり、特定の無線周波数帯域における干渉を抑制したりする場合などです。 Yun Micro は、RF パッシブ コンポーネントの専門メーカーとして、バンド パス フィルター、ロー パス フィルター、ハイ パス フィルター、バンド ストップ フィルターを含む最大 40GHz のキャビティ フィルターを提供できます。 お問い合わせをお待ちしております: liyong@blmicrowave.com

キャビティバンドパスフィルタの性能をラボ環境で試験・検証するには、挿入損失、リターンロス、帯域幅、中心周波数、除去比、許容電力といった仕様を満たすことを確認するための重要な測定をいくつか実施する必要があります。以下に手順を順を追って説明します。 1. 必要な機材 ベクトル ネットワーク アナライザ (VNA) – Sパラメータ測定用 (S11、S21)。 信号発生器とスペクトル アナライザー – VNA が利用できない場合の代替手段。 パワーメーター - 挿入損失の検証用。 パワーアンプとダミー負荷 – 高電力テスト用 (該当する場合)。 キャリブレーション キット (SOLT/TRL) – VNA キャリブレーション用。 ケーブルとアダプタ – 高品質で位相が安定した RF ケーブル。 温度チャンバー（必要な場合） - 熱安定性テスト用。 2. 準備 SOLT (ShortOpenLoadThru) キャリブレーションを使用して、VNA を目的の周波数範囲 (例: 1～10 GHz) までキャリブレーションします。 フィルターを適切に接続します (ケーブルの動きを最小限に抑えて適切な嵌合を確保します)。 フィルターのウォームアップ時間を確保します (特に高Qキャビティの場合、温度がパフォーマンスに影響します)。 3. 主要な測定 a) 周波数応答（S21 – 挿入損失と帯域幅） 周波数範囲全体で S21 (透過率) を測定します。 識別する： 中心周波数 (f₀) – 挿入損失が最も低くなる場所。 3 dB 帯域幅 – ピークからの損失が 3 dB 以下の周波数範囲。 挿入損失 (IL) – f₀ での最小損失 (可能な限り低く、たとえば 0.5 dB 未満である必要があります)。 シェイプ ファクター - 60 dB BW と 3 dB BW の比率 (スカートの急勾配を示します)。 b) リターンロス/VSWR（S11 – 入力整合） S11 (反射) を測定してインピーダンス整合を確認します。 通過帯域におけるリターンロスは 15 dB 以上 (VSWR 60 dB)。 d) 群遅延（位相直線性） VNA のグループ遅延測定 (位相の微分) を使用します。 信号の歪みを最小限に抑えるには、通過帯域内でフラットである必要があります。 e) 電力処理（該当する場合） f₀付近で高出力信号（CW またはパルス）を適用します。 劣化（アークまたは加熱を示す）の前後で S21 を監視します。 温度上昇を測定します（高出力フィルターの場合）。 f) 熱安定性（重要な用途向け） フィルターを温度チャンバー内に置きます。 温度（例：40°C ～ +85°C）による周波数ドリフトと IL 変動を測定します。 4. 仕様に対する検証 結果をデータシートまたは設計目標と比較します。 通過帯域リッ�

特定の周波数範囲向けにカスタム バンドパス フィルターまたはバンドリジェクト フィルターを設計する方法 手順: 1.パラメータの定義:タイプ(BPF/BRF)、中心周波数(F0)、帯域幅(BW)、またはカットオフ周波数(F1)を選択します。 、 F 2)、フィルタの順序、および減衰要件。 2. トポロジを選択: パッシブ: RLC 回路 (シンプルだが負荷に敏感)。 アクティブ: オペアンプ + RC (例: Sallen-Key、多重フィードバック)。 デジタル: FIR/IIR (DSP が必要)。 3.コンポーネントを計算する: 4. シミュレーションと検証: SPICE または Python (SciPy) を使用して周波数応答をシミュレーションし、コンポーネント値を微調整します。 5. プロトタイプ作成とテスト: コンポーネントの許容誤差や寄生成分を考慮し、パフォーマンスを最適化します。 Yun Microは、RF受動部品の専門メーカーとして、バンドパスフィルタを含む40GHzまでのキャビティフィルタを提供できます。 ローパスフィルター ハイパスフィルター、 バンドストップフィルター 。 お問い合わせをお待ちしております: liyong@blmicrowave.com