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双工器缩短,以满意杂乱的多频带无线需求

作为多频带智能手机,它必须支持不同的频带,变得越来越普遍,双工器是一个日益重要的无源元件。本多频带带通滤波器被放置在天线和无线单元的电子器件

作为多频带智能手机,它有必要支撑不同的频带,变得越来越遍及,双工器是一个日益重要的无源元件。本多频带带通滤波器被放置在天线和无线单元的电子器材之间,答应多个发送功率放大器和接纳器前端,以支撑不同的频带但同享一个公共天线途径。

在接纳器侧,双工器需求两个信号从天线(一般称为高和低带信号),并将其引导到恰当的接纳机前端;在发送侧,它可将来自两个输出功率放大器中不同的频带的信号,他们转到天线(图1)之前。该技能与现代双工器相关的施行密切相关的SAW滤波器等单片,固态过滤器。

根本的双工器的图画

图1:一个根本双工器包含一同封装的高,低带通滤波器,割裂/组合两个相邻频带,这样他们能够同享单个天线。

一些双工器结构是依据一个低通滤波器和一个高通滤波器来别离感兴趣的两个波段的一个简略的配对。这些完成一般需求额定的带通滤波,以进一步按捺感兴趣(图2)的信号的频谱之外的信号。而兼并的低通加带通滤波器办法具有多个功用块比一个带通仅拓扑中,此配对能够缓解满意的全体要求,因而能够是与供给更好的功用,这取决于本钱更低规划滤波器的应战的状况细节。

低和高通滤波器与带通滤波器一同运用图画

图2:一些双工器运用低和高通滤波器中与带通滤波器,这增加了复杂性内部结合,但实际上或许简化规划并进步功用。

双工器是一个三端口无源器材,以及同一设备能够刺进用于任一接纳器或发射器的途径。重要的是,该双工器出现界说的输入或输出阻抗的前端,功率放大器,和天线以到达适宜级间匹配。

还要留意的是术语双工器和别离器有时能够交换运用在不经意的说话,但他们往往不同。一个真实的别离器选用单个信号并将其区分相同沿着两个途径(电源到每个腿一半比较原始信号强度),所以源极能够喂多个接纳器;一个比如是一个电缆进料将两个独立的电视。

但是,一些别离器的确充任双工器,如那些采纳单个播送电视天线信号,并将其切割成VHF和UHF频带。补体是真,以及:一个组合器需求两个信号在相同的频率,并将其馈送到一个公共的输出,但有些组合实际上双工器,例如那些采纳输出从VHF和UHF天线和将它们结合起来去到一个单根电缆。因而,当谈到双工器,功分器,和组合,这是清晰的条款是一个好主意。

虽然这两个频带的双工器是最常用的组成/切割结构,也有三波段三工乃至四波段quadplexers;而这些往往具有下降的功用规范和本钱比双工器高得多,它们或许是最具有本钱效益的,节约空间的办法。

双工器与双工器

留意,一个双工器是不一样的双工器。像一个双工器,双工器被放置在体系的天线及其电子设备(的接纳途径输入放大器,和所述发送途径功率放大器)之间。但是,双工器的功用是别离发射和接纳信号,这占有相同频带,从对方;全双工乃至半双工操作过程中需求这种别离。经过操控输入和输出能量流,然后在相对高功率输出未到达,过载,而且乃至或许会损坏活络的接纳器侧输入,双工器耦合在发射机和接纳机与天线而发射机和接纳机之间供给阻隔。

虽然看起来简略仅仅到发射机和接纳机功用别离成频谱的独立的部分,这一般是不或许的。例如,一个雷达体系发射一个相对高功率信号,然后转移到接纳器方式捕捉弱小的反射回波;两个信号都在相同的频率(除了多普勒偏移,假如有的话)。假如接纳器被留下连接到在发射阶段的天线,发射机信号会过载该接纳机前端并把它打入饱满,然后禁用其发挥作用,直到前端复苏的才能。依据不同的功率电平,发射信号的功率或许会永久损坏接纳器的灵敏前端。与此相反的双工器,双工器是一个多频带单元,旨在用于其间发送和接纳功用占有光谱的不同部分,因而能够经过带通滤波来别离。

双工器的规划及参数

用于在较低的频率,依据大约500兆赫的低功率双工器,运用在PC板离散组件(图3)构建。双工器用于更高的频率和更高的功率电平,为1 GHz / 10瓦以上的量级,一般构建为运用功用更高的RF组件模块或混合设备。但是,关于1 GHz以上,如Wi-Fi无线,智能手机和GPS接纳器,其间的功率电平在几瓦,规划人员运用依据SAW(声表面波)和FBAR全体双工器的低功耗便携式设备的使用程序(电影体声波谐振器)的技能。

一个低本钱的图画,规范双工器

图3:低本钱,用于UHF和VHF播送电视信号结合到单一的电缆规范的双工器;相同的单元用于在电缆的另一端在电视机输入到它们拆分单个调谐器。

由于双工器是专门方式的过滤器,以往的滤波参数来表征它们。这些包含公知的过滤器要素如中心频率,带宽,刺进损耗,衰减,功率处理,和温度稳定性。

双工器有一个额定的要害功用参数:低和高带之间的所得阻隔。这个数目逾越了通带外侧的滤波器滚降特性;相反,它是滚降那些低和高通带和多么挨近两个通带是互相的功用。其结果是,它界说多少在一个频带的信号,将相关于其他频带衰减。一些厂商清晰指定的阻隔;关于这些状况下,他们不这样做,规划师能够经过堆叠的带宽和刺进损耗曲线的高频段和低频段确认它。

代表双工器是TDK DPX165950DT-8126A1,多层芯片单元,2.4 GHz和5.0 GHz无线局域网(WLAN)频段。低频带和高频带之间的阻隔是更好大于30 dB(图4)。低频段刺进损耗(二四零零年至2496年兆赫)为0.6分贝(最大),以及相应的高频段的刺进损耗(4900至5950兆赫)为1.4分贝(最大);典型值是大约一半的数字。既低和高波段端口滤波器具有急剧滚降,如图5和图6中。该设备是细小的,尺度仅为1.6×0.8×0.6毫米高。

TDK公司DPX165950DT-8126A1双工器图

图4:TDK DPX165950DT-8126A1双工器为2.4 / 5.0 GHz频段供给至少为30 dB低频带和高频带之间的阻隔。

通带TDK成分低频段插损形象

图5:关于TDK成分,在通带低频带刺进损耗约1dB,而高带内刺进损耗是1dB以上(典型值)一点点。

衰减的通带外部的图画

图6:在通带的每个带通滤波器外的衰减至少为10至15分贝的TDK的双工器。

另一个风趣的部分是在2450DM40A1575宗族约翰森技能,一个2.5×2.5×1.2毫米高的组成部分。此双工器被规划以别离标称2.4GHz的ISM(工业,科学和医疗)频带从标称1.5千兆赫的GPS信号中运用蓝牙,802.11(无线网络),紫蜂,或专有的WLAN在该频段,由于将需求在组合的依据LAN的产品,其也有必要大地定位选用独立GPS功用。

为了进步功用,该设备包含除前期双工器块表面波和LC带通滤波器(图7)。 GPS的部分具有大约100MHz的带宽窄,以超越40 dB的刺进损耗的通带外(图8)。与此相反,在WLAN部分具有几百MHz的带宽更宽,以愈加逐步刺进损耗的滚降(图9)和大约40 dB的最大介入损耗。

图2450DM40A1575E从约翰森技能

图7:约翰森技能的2450DM40A1575E别离GPS载波频率2.4 GHz无线局域网频带。

GPS频段的图形需求一个狭隘的通带急剧的滚降

图8:GPS频段需求一个狭隘的通带急剧的滚降,挑选的GPS信号,而衰减邻近的潜在搅扰信号。

2450DM40A1575E通带图的是更广泛和滚降是渐进的

图9:对光谱的无线LAN部,所述2450DM40A1575E通带更宽,滚降是更渐进的。

这是许多单位之间仅仅两个比如,每种量身定做的频谱和使用配对不同的部分。在其他供货商供给双工器,能够在向Digi-Key的网站上找到是Avago Technologies,AVX,M / A COM中,太阳诱电,国巨和。

摘要

都需求多频带操作的无线设备,比如2.4 / 5GHz的智能电话,或无线局域网,包含一个辅佐功用,如GPS接纳双工器。经过经由带通滤波器的输入信号别离成二个(或更多)构成带或多个频带兼并成一个单一的信号,一个天线能够服务的多个前端/功率放大器的需求。关于低功耗设备,双工器能够选用单片SAW或FBAR技能,它供给了在细小的,低本钱的封装非常好的功用来制作。

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