Filtres et diplexeurs SatCom Knowles pour architectures RF Ku et Ka compactes

Les architectures SatCom compactes imposent une contrainte difficile à équilibrer : maintenir une forte sélectivité RF, limiter les pertes d’insertion, protéger les récepteurs sensibles contre les signaux hors bande et conserver une intégration mécanique compatible avec des cartes hyperfréquences denses. Pour répondre à ces contraintes, Knowles propose quatre composants CMS destinés aux bandes Ku et Ka : les filtres passe-bande B117NB5S et B140MB4S, ainsi que les diplexeurs ADP12055 et ADP12054.

Ces composants s’adressent aux chaînes RF de terminaux satellites, charges utiles, équipements de réception multibande, réseaux d’antennes compacts et systèmes Tx/Rx nécessitant une séparation fréquentielle robuste. Leur intérêt réside dans l’association de matériaux diélectriques stables en température, d’une technologie couches minces, d’un format montable en surface et d’un comportement RF documenté sur des plages de fréquences directement alignées avec les besoins SatCom.

En un coup d’œil

B117NB5S : filtre passe-bande 10,7 à 12,75 GHz pour la réception Ku

Le B117NB5S est un filtre passe-bande CMS centré sur la bande SatCom autour de 11,725 GHz. Sa plage utile de 10,7 à 12,75 GHz correspond à une bande descendante Ku typique. Il présente une perte d’insertion typique de 1,8 dB, avec une valeur maximale de 3,0 dB, et un retour d’onde typique de 20 dB.

Sa fonction principale est de préserver la chaîne de réception en rejetant les composantes hors bande. La réjection basse atteint 60 dB minimum jusqu’à 9,5 GHz, tandis que la réjection haute couvre plusieurs plages au-delà de la bande passante, notamment la zone 13,75 à 14,5 GHz où la réjection minimale annoncée est de 50 dB. Cette caractéristique est importante lorsqu’un récepteur Ku cohabite avec une voie d’émission proche.

B140MB4S : filtre passe-bande 13,75 à 14,5 GHz pour la voie montante Ku

Le B140MB4S est destiné à la bande 13,75 à 14,5 GHz. Il s’agit d’un filtre passe-bande CMS conçu pour une application SatCom autour de 14 GHz. Sa perte d’insertion typique est de 2,0 dB, avec une valeur maximale de 3,0 dB. Son retour d’onde typique de 21 dB constitue la meilleure valeur nominale des quatre produits analysés.

Ce composant se distingue par sa capacité à rejeter la bande basse, notamment la zone 10,7 à 12,75 GHz, avec une réjection minimale de 50 dB et une valeur typique de 60 dB. Dans une chaîne d’émission Ku, cette réjection contribue à limiter l’énergie indésirable dans la bande de réception et à réduire les risques de désensibilisation de l’étage Rx.

ADP12055 : diplexeur Ku pour architectures à antenne commune

L’ADP12055 regroupe deux fonctions de filtrage dans un diplexeur CMS 3 ports couvrant les bandes 10,7 à 12,75 GHz et 13,75 à 14,5 GHz. Il s’adresse aux architectures Ku dans lesquelles une seule antenne, un seul accès RF ou un chemin commun doit être partagé entre une voie basse et une voie haute.

La bande basse présente une perte d’insertion typique de 1,9 dB, tandis que la bande haute affiche une perte d’insertion typique de 1,7 dB. L’isolation minimale est de 45 dB sur la bande 10,7 à 12,75 GHz et de 38 dB sur la bande 13,75 à 14,5 GHz. Ce niveau d’intégration permet de simplifier le routage RF, de réduire le nombre d’interconnexions externes et de faciliter la conception d’un terminal Ku compact.

ADP12054 : diplexeur Ku/Ka pour architectures multibandes

L’ADP12054 se distingue des trois autres références par sa couverture multibande Ku/Ka. Il associe une bande basse de 10,7 à 12,75 GHz à une bande haute de 17,3 à 21,2 GHz. Il est donc particulièrement adapté lorsqu’une architecture doit combiner une réception Ku et une réception Ka dans un format CMS compact.

La bande basse présente une perte d’insertion typique de 1,5 dB. Côté bande haute, la perte d’insertion typique est de 1,7 dB de 17,3 à 20,2 GHz, puis de 2,6 dB de 20,2 à 21,2 GHz. L’isolation minimale annoncée est de 40 dB sur les deux bandes. Ce profil le rend pertinent pour les têtes RF multibandes, les systèmes de réception Ku/Ka ou les architectures où l’intégration prime sur la séparation par composants discrets.

Comparatif technique des quatre références

Filtre passe-bande ou diplexeur : quel choix d’architecture ?

Le choix entre filtres passe-bande discrets et diplexeur dépend d’abord de l’architecture RF. Une combinaison B117NB5S et B140MB4S est pertinente lorsque les voies d’émission et de réception sont séparées ou lorsque l’on recherche une maîtrise fine du filtrage sur chaque bande. Cette approche permet de placer chaque filtre au plus près de la fonction RF concernée : en amont d’un étage faible bruit pour la réception, ou en sortie d’une chaîne d’émission pour réduire les composantes hors bande.

À l’inverse, l’ADP12055 devient intéressant lorsque l’architecture impose un port commun en bande Ku. Le diplexeur remplit alors une fonction de séparation fréquentielle intégrée, avec un intérêt direct sur la réduction du nombre d’interconnexions et la simplification du routage hyperfréquence. L’ADP12054 répond à une problématique différente : combiner des bandes Ku et Ka dans une solution CMS compacte.

Conclusion : quatre composants, trois stratégies d’intégration SatCom

Les B117NB5S et B140MB4S constituent une solution cohérente pour les architectures Ku à voies séparées, avec un filtrage dédié à la réception et à l’émission. Le B117NB5S apporte une forte tenue en puissance en régime continu et une réjection élevée hors bande, tandis que le B140MB4S cible la voie montante Ku avec une très bonne adaptation nominale.

L’ADP12055 répond à un besoin différent : intégrer la séparation de bandes Ku dans un diplexeur CMS à port commun. Il est donc particulièrement intéressant pour les terminaux compacts à antenne unique. L’ADP12054, de son côté, apporte une réponse spécifique aux architectures multibandes Ku/Ka, avec une couverture 10,7 à 12,75 GHz et 17,3 à 21,2 GHz dans un boîtier CMS compact.

En pratique, le choix ne se limite pas à la meilleure valeur de perte d’insertion ou de réjection. Il dépend du plan de fréquences, du niveau de puissance, de la topologie antenne, de la marge thermique, de la densité d’intégration et des exigences de qualification. ES France accompagne les bureaux d’études dans l’analyse de ces paramètres afin d’orienter le choix vers la solution la plus adaptée à l’architecture RF visée.