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

當(dāng)發(fā)射機(jī)和接收機(jī)的頻率相同時(shí)，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(hào)只有一個(gè)方向，如下所示。

為什么需要雙工器？

這個(gè)問題的簡(jiǎn)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(jī)和發(fā)射機(jī)都直接連接到公共(單)天線。我們先想想發(fā)射信號(hào)會(huì)怎么樣。根據(jù)設(shè)計(jì)，大部分信號(hào)會(huì)經(jīng)過天線，但是一小部分信號(hào)會(huì)溢出到接收通道。溢出的信號(hào)量非常小，但是對(duì)接收路徑的干擾可能相當(dāng)嚴(yán)重，因?yàn)榻邮章窂降脑O(shè)計(jì)是為了響應(yīng)非常低的信號(hào)強(qiáng)度。在大多數(shù)無線通信中，到達(dá)接收端的信號(hào)通常很低（比如手機(jī)，是uv級(jí)）。所以接收器的路徑應(yīng)該設(shè)計(jì)成處理這樣一個(gè)微弱的信號(hào)。由于接收路徑的這種特性，即使是從發(fā)射機(jī)溢出的小信號(hào)也可能是非常嚴(yán)重的干擾，在最壞的情況下甚至?xí)p壞接收機(jī)里的LNA。

然而，雙工器的作用如下所示。從發(fā)射機(jī)溢出的信號(hào)不能進(jìn)入接收機(jī)通道，因?yàn)樗荒芡ㄟ^接收機(jī)頻率的信號(hào)，而發(fā)射頻率的信號(hào)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(hào)。如果沒有雙工器，接收信號(hào)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(hào)總量非常微弱，它不會(huì)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(shè)計(jì)來處理非常強(qiáng)的信號(hào)的，但它仍然可能是一個(gè)嚴(yán)重的干擾。如果溢出的信號(hào)被放大器放大，這種干擾會(huì)變得更加嚴(yán)重。

如果你有一個(gè)雙工器在適當(dāng)?shù)奈恢茫瑥慕邮掌髀窂揭绯龅哪芰坎荒苓M(jìn)入發(fā)射器路徑，因?yàn)樗鼤?huì)被濾波器過濾掉，只通過發(fā)射信號(hào)的頻率。

雙工器的類型

就像濾波器一樣，你會(huì)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(jī)，通常處理的功率不是很大。如果你看一個(gè)比移動(dòng)設(shè)備大的系統(tǒng)，處理的功率相對(duì)較高，你會(huì)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(shè)計(jì)的。

雙工器實(shí)物

理想的雙工器VS實(shí)際的雙工器

就結(jié)構(gòu)而言，雙工器只是兩個(gè)濾波器的復(fù)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(dòng)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(guān)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(shí)中，你不能避免一定程度的重疊。

理想雙工器和實(shí)際雙工器的頻率特性對(duì)比

審核編輯：湯梓紅