射頻經(jīng)典知識之雙工器（Duplexer）

雙工器是一使我們能夠?qū)?TX路徑和 RX路徑連接到一個共用天線，而不會相互干擾。當發(fā)射機和接收機的頻率不同時，可以是兩個濾波器組合在一起。一個濾波器用于接收，另一個用于發(fā)射，如下圖所示。

當發(fā)射機和接收機的頻率相同時，濾波方法不起作用。在這種情況下，我們使用回環(huán)器（circultor），可以通過信號只有一個方向，如下所示。

為什么需要雙工器？

這個問題的簡單答案可能來自于考慮這樣一種情況，你沒有雙工器，無線接收機和發(fā)射機都直接連接到公共(單)天線。我們先想想發(fā)射信號會怎么樣。根據(jù)設計，大部分信號會經(jīng)過天線，但是一小部分信號會溢出到接收通道。溢出的信號量非常小，但是對接收路徑的干擾可能相當嚴重，因為接收路徑的設計是為了響應非常低的信號強度。在大多數(shù)無線通信中，到達接收端的信號通常很低（比如手機，是uv級）。所以接收器的路徑應該設計成處理這樣一個微弱的信號。由于接收路徑的這種特性，即使是從發(fā)射機溢出的小信號也可能是非常嚴重的干擾，在最壞的情況下甚至會損壞接收機里的LNA。

然而，雙工器的作用如下所示。從發(fā)射機溢出的信號不能進入接收機通道，因為它只能通過接收機頻率的信號，而發(fā)射頻率的信號完全阻擋住（通常用于WCDMA和LTE的雙工器隔離度超過55dB）。

雙工器TX RX隔離度

類似的邏輯也適用于接收信號。如果沒有雙工器，接收信號的一小部分可能溢出到發(fā)射器通路中。由于接收到的信號總量非常微弱，它不會損壞發(fā)射器路徑上的任何東西，而發(fā)射器路徑上的任何東西通常是設計來處理非常強的信號的，但它仍然可能是一個嚴重的干擾。如果溢出的信號被放大器放大，這種干擾會變得更加嚴重。

如果你有一個雙工器在適當?shù)奈恢?，從接收器路徑溢出的能量不能進入發(fā)射器路徑，因為它會被濾波器過濾掉，只通過發(fā)射信號的頻率。

雙工器的類型

就像濾波器一樣，你會看到各種各樣的雙工器。小尺寸的雙工器，比如(a) ，(b) ，(c) ，通常是SAW，BAW，F(xiàn)BAR，如果你打開手機，通常處理的功率不是很大。如果你看一個比移動設備大的系統(tǒng)，處理的功率相對較高，你會看到像(d) ，(e) ，(f)這樣的雙工器，它們是直接基于 pcb 或基于腔濾波器設計的。

雙工器實物

理想的雙工器VS實際的雙工器

就結構而言，雙工器只是兩個濾波器的復合體。因此，雙工器的特性是基于濾波器的特性。在大多數(shù)移動通信中，傳輸頻率和接收頻率之間的差距并不大。所以雙工器的關鍵要求之一，就是如何將接收器的頻率和發(fā)射器的頻率分開。理想的雙工器要求是有非常尖銳的頻率特性，沒有任何重疊，但在現(xiàn)實中，你不能避免一定程度的重疊。

理想雙工器和實際雙工器的頻率特性對比

審核編輯：湯梓紅