双工器收缩，以满足复杂的多频带无线需求

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之间，允许多个发送功率放大器和接收器前端，以支持不同的频带但共享一个公共天线路径。

在接收器侧，双工器需要两个信号从天线(通常称为高和低带信号)，并将其引导到适当的接收机前端;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。该技术与现代双工器相关的实施密切相关的SAW滤波器等单片，固态过滤器。

基本的双工器的图像

图1：一个基本双工器包括共同封装的高，低带通滤波器，分裂/组合两个相邻频带，这样他们可以共享单个天线。

一些双工器结构是基于一个低通滤波器和一个高通滤波器来分离感兴趣的两个波段的一个简单的配对。这些实现通常需要额外的带通滤波，以进一步抑制感兴趣(图2)的信号的频谱之外的信号。而合并的低通加带通滤波器方法具有多个功能块比一个带通仅拓扑中，此配对可以缓解满足的总体要求，因此可以是与提供更好的性能，这取决于成本更低设计滤波器的挑战的情况细节。

低和高通滤波器与带通滤波器一起使用图像

图2：一些双工器使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，但实际上可能简化设计并提高性能。

双工器是一个三端口无源器件，以及同一设备可以插入用于任一接收器或发射器的路径。重要的是，该双工器呈现定义的输入或输出阻抗的前端，功率放大器，和天线以达到合适级间匹配。

还要注意的是术语双工器和分离器有时可以互换使用在不经意的谈话，但他们往往不同。一个真正的分离器采用单个信号并将其划分同样沿着两个路径(电源到每个腿一半比较原始信号强度)，所以源极可以喂多个接收器;一个例子是一个电缆进料将两个独立的电视。

然而，一些分离器确实充当双工器，如那些采取单个广播电视天线信号，并将其分割成VHF和UHF频带。补体是真，以及：一个组合器需要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，例如那些采取输出从VHF和UHF天线和将它们结合起来去到一个单根电缆。因此，当谈到双工器，功分器，和组合，这是明确的条款是一个好主意。

尽管这两个频带的双工器是最常用的合成/分割构造，也有三波段三工甚至四波段quadplexers;而这些往往具有降低的性能规格和成本比双工器高得多，它们可能是最具有成本效益的，节省空间的方法。

双工器与双工器

注意，一个双工器是不一样的双工器。像一个双工器，双工器被放置在系统的天线及其电子设备(的接收路径输入放大器，和所述发送路径功率放大器)之间。然而，双工器的功能是分离发射和接收信号，这占据相同频带，从对方;全双工甚至半双工操作过程中需要这种分离。通过控制输入和输出能量流，从而在相对高功率输出未达到，过载，并且甚至可能会损坏灵敏的接收器侧输入，双工器耦合在发射机和接收机与天线而发射机和接收机之间提供隔离。

尽管看起来简单只是到发射机和接收机功能分离成频谱的独立的部分，这通常是不可能的。例如，一个雷达系统发射一个相对高功率信号，然后转移到接收器模式捕捉微弱的反射回波;两个信号都在相同的频率(除了多普勒偏移，如果有的话)。如果接收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收机前端并把它打入饱和，从而禁用其发挥作用，直到前端复苏的能力。根据不同的功率电平，发射信号的功率可能会永久损坏接收器的敏感前端。与此相反的双工器，双工器是一个多频带单元，旨在用于其中发送和接收功能占据光谱的不同部分，因此可以通过带通滤波来分离。

双工器的设计及参数

用于在较低的频率，根据大约500兆赫的低功率双工器，使用在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，通常构建为使用性能更高的RF组件模块或混合设备。然而，对于1 GHz以上，如Wi-Fi无线，智能手机和GPS接收器，其中的功率电平在几瓦，设计人员使用基于SAW(声表面波)和FBAR整体双工器的低功耗便携式设备的应用程序(电影体声波谐振器)的技术。

一个低成本的图像，标准双工器

图3：低成本，用于UHF和VHF广播电视信号结合到单一的电缆标准的双工器;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。

由于双工器是专门形式的过滤器，以往的滤波参数来表征它们。这些包括公知的过滤器因素如中心频率，带宽，插入损耗，衰减，功率处理，和温度稳定性。

双工器有一个额外的关键性能参数：低和高带之间的所得隔离。这个数目超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接近两个通带是彼此的功能。其结果是，它定义多少在一个频带的信号，将相对于其他频带衰减。一些厂商明确指定的隔离;对于这些情况下，他们不这样做，设计师可以通过重叠的带宽和插入损耗曲线的高频段和低频段确定它。

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隔离是更好大于30 dB(图4)。低频段插入损耗(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插入损耗(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。该设备是微小的，尺寸仅为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频段提供至少为30 dB低频带和高频带之间的隔离。

通带TDK成分低频段插损形象

图5：对于TDK成分，在通带低频带插入损耗约1dB，而高带内插入损耗是1dB以上(典型值)一点点。

衰减的通带外部的图像

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。

另一个有趣的部分是在2450DM40A1575家族约翰森技术，一个2.5×2.5×1.2毫米高的组成部分。此双工器被设计以分离标称2.4GHz的ISM(工业，科学和医疗)频带从标称1.5千兆赫的GPS信号中使用蓝牙，802.11(无线网络)，紫蜂，或专有的WLAN在该频段，因为将需要在组合的基于LAN的产品，其也必须大地定位采用独立GPS功能。

为了提高性能，该装置包括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，以超过40 dB的插入损耗的通带外(图8)。与此相反，在WLAN部分具有几百MHz的带宽更宽，以更加逐渐插入损耗的滚降(图9)和大约40 dB的最大介入损耗。

图2450DM40A1575E从约翰森技术

图7：约翰森技术的2450DM40A1575E分离GPS载波频率2.4 GHz无线局域网频带。

GPS频段的图形需要一个狭窄的通带急剧的滚降

图8：GPS频段需要一个狭窄的通带急剧的滚降，选择的GPS信号，而衰减附近的潜在干扰信号。

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。

这是许多单位之间只是两个例子，每种量身定做的频谱和应用配对不同的部分。在其他供应商提供双工器，可以在向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

都需要多频带操作的无线设备，诸如2.4 / 5GHz的智能电话，或无线局域网，包括一个辅助功能，如GPS接收双工器。通过经由带通滤波器的输入信号分离成二个(或更多)构成带或多个频带合并成一个单一的信号，一个天线可以服务的多个前端/功率放大器的需要。对于低功耗设备，双工器可以采用单片SAW或FBAR技术，它提供了在微小的，低成本的封装非常好的性能来制造。