双工器的设计及组成的介绍

多工器是双工器、三工器和四工器都这一类设备的统称。多工器有单一输入端口和多个输出端口。多工器是一组非叠加的滤波器，这些滤波器在组合方式上确保不相互加载，并且输出之间高度隔离。双工器由两个（收发）滤波器合并组成，共用一个公共节点（天线），允许设备同时发射（Tx）和接收（Rx）。双工器通常用于频分双工（FDD）无线电应用，其中一个滤波器是发射滤波器，另一个是接收滤波器。双工器的设计能够确保每个滤波器的通带不会加载另一个滤波器。另外，接收滤波器输出中出现的发射信号需要显著衰减，这一点也很重要。之所以需要这种高等级的隔离，是为了确保信号不会导致接收前端发生过驱。这种隔离往往被称为发射频率下的收发隔离，常见数值在55dB以上。另外，接收频率下也需要高等级收发隔离。这是为了防止发射信号产生的宽偏移噪声（接收频率）在接收器输入中出现，从而降低灵敏度。以上两种隔离要求构成“带内隔离要求”——收发滤波器对应同一频带。注意：不要搞混双工器和同向双工器！同向双工器可让两台不同设备共用同一条信道。同向双工器可以作为普通双工器使用，但普通双工器不能作为同向双工器使用。三工器三工器由三台滤波器（或端口）组成，共用一个节点（或端口）。三工器的通带加载和隔离目标与双工器相同。三工器有12/13频带三工器和1/4频带三工器。在频分双工系统中，常见的三工器应用是将通常需要两个双工器的地方合并成一个三工器，以此节省电路板空间。在上方，Band 12和13被合并到一个三工器，这是因为两个频带的接收频带或下行链路频带相互邻近。因此，利用一个宽带更宽的滤波器合并两个滤波器，从而形成三滤波器结构。在下方，Band 1和4被合并到一个三工器，这是因为Band 4的下行链路是Band 1下行链路的一个子集。四工器四工器将四个滤波器合并，共用一个节点。四工器的通带加载和隔离目标与双工器相同。四工器有Band 25/4和Band 1/3四工器。四工器允许两个频带同时连接到天线，这对于载波聚合等应用非常有用（在载波聚合中，一部手机可能需要同时接收两个频带）。四工器的复杂程度高于双工器和三工器，这是因为四个滤波器必须共同设计，并且满足严格的交叉隔离规范。“交叉隔离”是指频带之间的隔离。回想一下，双工器要求发射信号在相应的接收频率输出端大幅衰减。对于四工器而言，发射信号需要在两个接收输出端大幅衰减。与此相似，为控制接收频带的噪声，需要对接收频率下的发射信号进行隔离，现在四工器有两个接收输出端。当您考虑所有情况时，会发现四工器有八个重要隔离，而双工器只有两个！

应根据电台发射接收频率定制双工器。400兆收发频率差10MHz双工器的工作带宽在正负250kHz可保证隔离度90db左右，单频点工作隔离度可达120db。当使用频率超过双工器额定带宽时，收发隔离度将急剧下降发射驻波增大，接收电路因受发射部分影响灵敏度下降不能正常工作。业余无线中转台U段一般收发差5兆Hz ，使用的双工器采用窄带设计，可保证隔离度不下降但工作带宽变窄，为正负100KHz。实践证明使用双工器比用两颗天线收发效果要好。

该机芯型号为CBD－20B，工作频率在26.965MHz～37.405MHz业余频段，占用0.44MHz带宽，通讯信道为40个，第一信道占10kHz频宽，属国际FCC窄带通信工具。该机具有石英晶振二次变 频高灵敏度接收、压控振荡以及PLL频率检测锁相环技术，其收/发频点准确稳定，海面有效通信距离可达8km，陆地直视开阔地有效距离为4～6km。若将语音改为编解码数字信号，则可传送600多路数据遥控了，因此，它不仅适合车船作移动通讯对讲，也适合工矿企业作调度联络以及数百路数据遥控使用。

性能指标及电原理：

该机芯全铁壳屏蔽结构，外部连接有�15同轴螺口天线座、�16四线开关咪头座 及20线矩形信道编码座三个接口。内部5只集成电路、13只三极管、13只中频变压器，电路主要由射频发射、接收、音频放大调制和频率检测控制四部分组成。收、发部分所需的射频载波信号，均由压控振荡器产生和分频处理，其频率误差和各信道频点的设置则由PLL集成电路自动检测跟踪和相位锁定，PLL电路外部P0至P6上拉高电平的多种组成编码，可以得到40个收发信道的点频载波振荡信号。其原理结构见图1，典型联接应用电路见图2。

当按下咪头开关发话时，控制电路接通载频放大前级，同时关闭接收通道，仅允许话音信号经功率放大后，对27MHz射频电路进行幅度调制，经准双工器匹配后送至室外天线发射出去。当松开咪头开关时，关断射频前级供电，切断话音输入并接通接收解调电路，此时电路仅作调幅接收，在{19}脚输出为600Ω高阻电压信号，根据实际需要可直接与数字解码电路接口，作无线电编解码遥控设备，也可通过增加LM386、傻瓜1006等音频功放电路驱动喇叭发声，完成对讲功能。该机不论咪头开关状态如何，压控振荡和和PLL锁相环电路始终加电工作，收发频率精度被控制在±500Hz以内，有效地克服了普通对讲机采用倍频本振易造成频偏和频道单一的弊病。七位拨码开关对40个频道的对应编码方式见表所示。读者也可采用图3所示的数字显示频道选择取代拨码开关，这样，操作便一目了然。

注意事项:

1.机芯宜用12V/4Ah以上蓄电池或容量大于2A的直流稳压器供电。2.当咪头采用600Ω动圈话筒时，接口1、7脚间4.7kΩ偏压电阻取消不用。3.室外收、发天线共用一根，可用75－5电视同轴电缆按图4尺寸自制。4.尽管本机芯为业余频段，使用时也应征得当地无管委的同意后使用。�广东 蔡凡弟

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该基站的双工器似乎是虹膜耦合腔滤波器，与一些腔间耦合。输入和输出的耦合是T，是谐振器上的一个连接部分，而不是耦合回路。频率由电容帽调节。滤波器是宽信号的带通。

如果能看到该过滤器的响应速度，那就更好了。

中央处理单元

网络通信由飞思卡尔MPC8321 PowerQUICC2 CPU处理，CPU运行在200 MHz，拥有2x 256 MB Hynix DDR2 RAM。它使用一个PMC QuadPHY 10gb控制器用于两个光学输入/输出。

ADC和DAC单比特流的解码和编码由3 Altera Cyclone III FPGA和定制的华为SD6151RBI控制器处理。

该华为基站采用德州仪器TMS320系列DSP处理器对单比特流进行处理。TMS320C6410是一个只计算整数的定点DSP, TMS320CT16482 1 GHz DSP CPU计算浮点数。

信号接收部分

输入信号来自两条失相线，首先由Skyworks SKY73021-11 1.7 - 2.2 GHz下变频混频器处理，得到2.2 GHz到550 MHz的频率。

下变频混频器的本振为模拟器件ADF4110B。

一个SIPAT锯过滤器用于隔离。

根据信号来源或类型的不同，假设在信号线分成3G ADC线或4G ADC线之前使用的是模拟设备AD8376可变增益放大器。

3G线路模拟到数字转换由模拟设备AD6655-10处理，这是一个14位150 MSPS芯片，专门针对3G基站。

4G线有一些组件如有双向HSWA + 1110领域射频开关，为双通道MAX2039E / dowoconversion混合器和通过一个额外的恢复期HSWA + 1110领域射频开关是由模拟装置ad9230 - 11 - 200 ADC芯片数200个。

所有的定时都是由模拟设备AD9516-3处理，这是一个14输出时钟发生器与内置在2 GHz本地振荡器。

信号传输部分

Altera Cyclone III FPGA的单比特数据流由2个模拟设备TxDAC AD9788处理，TxDAC AD9788指定用于16位800 MSPS。

为了使信号的频率上升到广播载波频率，使用了2个模拟装置ADL5375-05上变频调制器。它们的范围从400mhz到6ghz。

然后信号通过5级陶瓷谐振器带通滤波器发送。

信号相位可以从晶体管和EMC技术的设置和佛罗里达RF实验室HPJ2F混合耦合器切换。

信号发送到功放前的前置放大器为飞思卡尔MMG3004NT1高线性放大器，可在400mhz ~ 2.2 GHz范围内放大17 dB。

为了控制信号强度，MCL 31R5数字步进衰减器位于输出连接器前。这是一个31.5 dB衰减器，可以在0.5 dB的步骤从一个6位串行控制接口。

功率放大器

功率放大器采用两个阶段，第一个阶段是英飞凌PTMA180402FL 40瓦射频LDMOS，通过Xinger II XC1900A-03S混合耦合器，将两个90度非相位信号馈送给输出级晶体管NXP BLF6G20LS-140 140瓦射频LDMOS。

输出在Xinger II XC1900A-03S混合耦合器中重新组合，然后通过循环器进入双工器。