滤波器和双工器介绍 带通滤波器的作用( 二 )


(2)插入损耗小:现在不需要了 。每个人都希望插入损耗越小越好,但是提高插入损耗并不容易,尤其是当损耗是由滤波器(如SAW滤波器)的材料特性造成的时候 。
(3)相位线性:每个人都希望在虚线所示的通带内具有恒定的或者至少是线性的相位特性,但实际上大多数滤波器都会有波动的,有时甚至更复杂的相位特性 。不幸的是,优化相位特性极其困难 。

双工器是一种可以将发送路径和接收路径连接到单个或公共天线而不会相互干扰的设备 。当发射机和接收机的频率不同时(FDD),它可以与两个滤波器组合 。一个滤波器针对接收器进行调谐,另一个针对发射器进行调谐,如下所示 。

当发射机和接收机的频率相同(TDD)时,滤波方法将不起作用 。在这种情况下,我们使用循环器,它只能在一个方向传输信号,如下所示 。

双工器能给我们带来什么?为什么我们需要双工器?
首先,想想信号传输的时候会发生什么 。根据设计,大部分信号将通过天线,但一小部分信号将溢出到接收路径中 。溢出信号的量很小,但它可能对接收路径造成相当严重的干扰,因为接收路径被设计成响应非常低的信号强度 。在大多数无线通信中,到达接收路径的信号通常很弱 。因此,接收器路径的设计应该能够处理这种弱信号 。由于接收路径的这种特性,即使是从发射机溢出的小信号也可能是非常严重的干扰,在最坏的情况下甚至可能损坏接收路径 。

但是,如果您放置一个双工器,如下所示 。从发射机溢出的信号不能进入接收机路径,因为它被只允许接收机频率信号通过的滤波器阻挡 。

类似的逻辑适用于接收信号 。如果没有双工器,一小部分接收信号可能会溢出到发射机路径中 。因为接收到的信号总量非常弱,所以不太可能损坏发射机路径中的任何东西 。它通常设计用于处理非常强的信号,但它仍可能是一个严重的干扰源 。如果沿传输路径的放大器放大溢出的信号,干扰将变得更加严重 。

同样,如果使用双工器,从接收路径溢出的能量无法进入发射路径,因为它会被只允许发射信号频率通过的滤波器滤除 。

在实际使用中,双工器有很多种类型 。非常小的双工器,如(a)、(b)和(c),通常基于声表面波、BAW和FBAR 。如果你拆卸一个移动设备,比如你的手机,它通常没有那么大的功率 。如果您观察一个比移动设备更大且处理相对较高功率的系统,您会看到(D)、(E)和(F)等双工器,它们直接设计在PCB上或基于腔体滤波器 。
在一些处理极高功率或要求极低插入损耗的应用中,会出现(G)、(H)和(I)等双工器 。

在结构上,双工器只是两个滤波器的复合体 。因此,双工器的特性是以滤波器的特性为基础的 。在大多数移动通信中,发射频率和接收频率的差距并不大 。因此,双工器的关键要求之一是如何将相邻的接收频率与发射频率分开 。理想的要求是有非常明显的分隔,没有任何重叠,但现实中,你无法避免一定程度的重叠 。
【滤波器和双工器介绍 带通滤波器的作用】

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