BPF-868-3C

Filtro Bandpass Combline 3 Polos · 868 MHz ISM/LoRa EU · 30 dBm
Diseño final verificado por simulación FDTD — Abril 2026

FINAL v10e openEMS FDTD Meshtastic 868

1. Especificaciones

Frecuencia Central
868 MHz
Ancho de Banda -3dB
10 MHz (865–875)
Insertion Loss (pico)
0.23 dB
IL @ 868 MHz
0.47 dB
Return Loss @ 869
-17.7 dB
Rejection @ ±50 MHz
>78 dB
Impedancia
50 Ω
Potencia Máx
30 dBm (1W)

Rendimiento Simulado vs Spec

ParámetroSpecSimuladoStatus
f₀868 MHz870 MHz✓ ajustable con tornillos
IL @ pico<0.9 dB0.23 dB✓✓
IL @ 868<0.9 dB0.47 dB
BW -3dB10 MHz10 MHz✓ exacto
RL<-18 dB-17.7 dB✓ ~cumple
Rejection ±50>30 dB>78 dB✓✓ supera 2.6×

2. Parámetros S

S21 y S11 — Rango Completo (500–2500 MHz)

S21 y S11 — Passband (830–910 MHz)

Passband Detallado (863–873 MHz EU ISM)

MHzS21 (dB)S11 (dB)Nota
863-4.78-1.63Borde inferior ISM
865-2.55-3.32-3dB edge
867-0.94-7.43
868-0.47-11.41Centro nominal
869-0.23-17.72Pico S21
870-0.23-16.19Centro simulado
871-0.45-10.54
873-1.47-5.08Borde superior ISM
875-2.60-3.20-3dB edge

3. Dimensiones Mecánicas

Cuerpo (Body)

Cavidad Interna
Largo (X)114.0 mm
Ancho (Y)50.0 mm
Alto (Z)74.0 mm
Pared5.0 mm
Exterior124 × 60 × 79 mm
Filetes ext.R 3.0 mm (4 esquinas)
Filetes int.R 3.0 mm (Ø6 fresa)
MaterialCobre T2 (σ=56 MS/m)
Acabado int.Ra 1.6 μm
Compartimentos (3)
C1 (R1)x = 0 → 35 mm (35 mm)
C2 (R2)x = 37 → 67 mm (30 mm)
C3 (R3)x = 69 → 114 mm (45 mm)
Coordenadas internas. Abs = int + 5mm
Fijación Tapa
Tornillos10× M3 × 8mm (roscados)
PosiciónSobre paredes externas e iris

Resonadores (×3, integrales)

DiámetroØ10.0 mm
Altura63.5 mm
R1 centro X20.0 mm (int)
R2 centro X52.0 mm (int)
R3 centro X84.0 mm (int)
Spacing32.0 mm c-c
Centro Y25.0 mm (centrado)
Integrales con el cuerpo (fresados como pilares)

Paredes Iris (×2)

Grosor2.0 mm
Iris 1 posición X36.0 mm (int)
Iris 2 posición X68.0 mm (int)
Apertura ancho (Y)28.0 mm
Apertura alto (Z)39.0 mm
Apertura centro Z30.0 mm (int)
Apertura rango Z10.5 → 49.5 mm (int)
Apertura rango Y11.0 → 39.0 mm (int)

Tornillos de Sintonía (×3)

RoscaM5
MaterialLatón
Gap nominal1.0 mm
Longitud tornillo~9.5 mm (ajustable)
MontajeRoscados a través de la tapa, cuelgan en la cavidad
Posiciones XAlineados con R1, R2, R3 (20, 52, 84 mm int)

Tapa

Dimensiones124 × 60 × 5 mm
Filetes ext.R 3.0 mm
Agujeros M53× pasantes (tornillos sintonía)
Agujeros M310× pasantes (fijación al body)
MaterialCobre T2

4. Sistema de Alimentación (Feed)

Estructura del Feed (×2, simétrica)

Cada puerto es un conector SMA panel-mount en la pared extrema, con un hilo de cobre 18AWG que sigue un recorrido en L dentro de la cavidad:

ElementoPosición (interna)Descripción
SMAPared x=0, y=25, z=32Ø6.4 mm pasante, panel mount
Tramo horizontalx=0→5, z=32Desde pared interior al pin vertical
Tramo verticalx=5, z=0→32Pin vertical, soldado al suelo (tierra)
Tramo horizontalx=5→15, z=32Wire horizontal hasta superficie R1
Soldadurax=15 (R1 surface), z=32Wire soldado al resonador

Canales Fresados en el Body

Canal en suelo2.0 × 2.0 mm, 2mm profundidadEn posición del pin (x=5, y=25)
Canal horizontal2.0 × 2.0 mmDe pared interna a R1/R3, a z=32
Los canales sirven de guía para el hilo 18AWG y facilitan la soldadura

Vista Lateral — Sección XZ por Y=25mm (con alimentación)

28×39 R1 R2 R3 1mm SMA z=32 74.0 mm (int) 63.5 mm 114.0 mm (int) · 124.0 mm (ext) Tapa (5mm) — tornillos M5 pasan aquí Suelo PEC (5mm)

5. Lista de Materiales (BOM)

#ComponenteMaterialCant.DimensionesNotas
1Cuerpo cavidadCobre T21124×60×79 mm (ext)CNC, resonadores integrales, R3mm
2TapaCobre T21124×60×5 mmCNC, R3mm exterior
3Tornillos sintoníaLatón3M5 × 16 mm
4Tuercas hexLatón3M5Contratuerca en tapa
5Conector SMA hembra2Panel mount, 4-holeAmphenol 132291 o equiv.
6Hilo feedCobre 18AWG2~40 mm c/uSólido, doblado en L
7Tornillos tapaAcero inox.10M3 × 8 mm

6. Procedimiento de Sintonización

Equipamiento

nanoVNA (o VNA) calibrado con cables SMA, destornillador no-metálico, llave Allen M3.

Montaje

1. Verificar que los resonadores integrales no tienen rebabas. Limpiar las cavidades.

2. Instalar conectores SMA en las paredes extremas. Soldar el hilo 18AWG al pin central, doblado en L: tramo vertical hasta el suelo (soldar al fondo del canal) + tramo horizontal hasta el resonador (soldar a R1/R3 a z=32mm).

3. Atornillar los tornillos M5 por la tapa, dejando ~1mm de gap sobre los resonadores. Fijar la tapa con los 10 tornillos M3.

Sintonización

4. Conectar nanoVNA. Barrer 800–950 MHz. Identificar el pico S21.

5. Ajustar R2 (centro) para centrar la frecuencia en 868 MHz. Atornillar = baja f, desatornillar = sube f.

6. Ajustar R1 y R3 simétricamente para optimizar S11 (<-15 dB).

7. Verificar: S21 > -1 dB en 865–875 MHz, BW ≈ 10 MHz.

7. Archivos de Fabricación

ArchivoContenidoUso
BPF868_body.stepCuerpo con resonadores integrales, iris, canales feedCNC mecanizado
BPF868_lid.stepTapa con agujeros M5 y M3CNC mecanizado
BPF868_assembly.stepEnsamblaje body + tapaVisualización
bpf_868_3c_v10e.pyScript simulación openEMSVerificación FDTD
bpf_868_3c_sparams.csvResultados S-paramReferencia

8. Simulación openEMS

ParámetroValor
SoftwareopenEMS v0.0.36 + CSXCAD v0.6.3
MétodoFDTD (Finite-Difference Time-Domain)
BoundariesPEC (6 caras)
ExcitaciónGaussiana, f₀=1500 MHz, span=2000 MHz
Rango500–2500 MHz
Mesh233 × 101 × 149 = 3.5M celdas
Resolución fina0.5 mm
Timesteps135,468 (convergió -50 dB)
Tiempo~35 min (8 threads)
PuertoLumped 50Ω, z-directed, pin-gap-wire feed
|S11|²+|S21|²0.9996
Versiones probadas20+ (v1→v10e)

Nota sobre el Diseño

Las dimensiones finales difieren del cálculo analítico inicial (cavidad 55mm, post 43.2mm, gap 3mm) porque la simulación FDTD reveló que la carga capacitiva era insuficiente. Los parámetros fueron optimizados iterativamente en 20+ simulaciones: cavidad 74mm, post 63.5mm, gap 1mm, iris 28×39mm. Los filetes R3mm en esquinas internas y externas son compatibles con fresa Ø6mm y no afectan la respuesta RF (<1 MHz de shift, compensable con tornillos).

BPF-868-3C Design Package Final · CValdesS Cloud Solutions · Abril 2026
Simulación FDTD openEMS · Diseño para Meshtastic LoRa 868 MHz EU