双工器定义和工作原理

什么是双工器???

什么是双工器???双工器是异频双工电台，中继台的主要配件，其作用是将发射和接收讯号相隔离，保证接收和发射都能同时正常工作.它是由两组不同频率的阻带滤波器组成，避免本机发射信号传输到接收机。一般双工器由六个阻带滤波器（陷波器）组成，各谐振于发射和接收频率。接收端滤波器谐振于发射频率，并防指发射功率串入接收机，发射端滤波器谐振于接收频率。有些双工器不标发射和接收端而只标LOW和HIGH ,如某双工器LOW=450, HIGH=460, 表示LOW端可联接４５０兆接收机HIGH端联接４６０兆发射机，也可将LOW端联接４５０兆发射机,HIGH端联接４６０兆接收机，收发频率可颠倒使用，但是不能将发射频率４６０的机器接置双工器４５０兆一端以免损坏电台和双工器。

双工器选用：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＋－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＋－１００KHZ. 实践证明使用双工器比用两颗天线收发效果要好。

双工器的原理

双工器的结构

双工器，又称天线共用器，是一个比较特殊的双向三端滤波器。双工器既要将微弱的接受信号藕合进来，又要将较大的发射功率馈送到天线上去，且要求两者各自完成其功能而不相互影响一般的双工器由螺旋振腔体构成，由于其工作频率高，分布参数影响较大常做成一个密封套体，各信号馈线均用屏蔽效果较好的同轴电缆腔体形材也要求一定的光洁度，为利于散热，外观常为黑色，三个信号端一般采用标准高频接插件Ｑ９或Ｌ１６型高频插座无线通讯对双工器的要求

双工器用于移动通信和在野外作为无人值守的中转台工作，其本身就决定了它的使用环境和工作条件。

首先，我们希望双工器的体积小巧、重量轻。目前由于双工器的体积和其它一些技术问题，用于手持无线电话机的双工器还未见报道。但对于车载无线电话机，汽车等所能提供的空间是有限的，且还有无线电话机的布线和散热问题要考虑，因而在满足其它技术指标的前提下，双工器的小型化非常有必要。

其次，双工器必须便于安装，尤其是对某些双工器与无线电话机分别安装时更是如此。且应当结构牢固、可*、紧凑，应能承受一定的冲击和振动，特别是用于一些地理环境比较差的地方的无线电话机。我们知道，目前的双工器大多是分布参数决定其工作频率等指标要求的，如双工器的结构不可*，则有可能导致无线电话机的整机指标恶化，甚至烧坏接收机，这一点尤为重要。

再者，作为中转台有时使用环境比较恶劣，这就要求双工器也能在相应的工作温度范围以内能保证通讯质量。一般来讲，双工器应有明确的工作温度范围，并有温度变化的稳定性指标，以满足整机的使用要求。[

双工器的指标

１、工作频率及带宽

双工器的工作频率范围应当不窄于无线电话机本身的工作频率范围。

通常我们所说的带宽，是指无线电话机配上双工器后接收机的输入带宽和发射机的输出带宽。对于双工器来讲，即是两个等效带阻滤波器的阻带带宽，而不是取决于通带带宽。从其频率响应曲线上看，即是两个阻带在一定衰减量时的频率范围，正如大家所知，现今的ＶＨＦ、ＵＨＦ无线电话机的本身，接收机的高频输入带宽一般都可在５ＭＨｚ以上，发射机的高频输出带宽在１０ＭＨｚ以上。也就是

说，无线电话机本身的高频输入、输出带宽都是比较宽的，因此要求双工器的带宽也应有一定的宽度，以克服用户在申报频率时因为带宽问题而造成的麻烦。然而，根据我国及国际上各国无线电频率管理部门的规定，用作双频双工组网的双工无线电话机，１５０ＭＨｚ的收发频差为５．７ＭＨｚ、４５０ＭＨｚ时为１０ＭＨｚ因而理想的双工器也只能是以上相应频段的无线电话机所规定的收发频

差的一半，即１５０ＭＨｚ为２．８５ＭＨｚ４５０ＭＨｚ时为５ＭＨｚ。

２、隔离度

□双工器的隔离度是指两个等效带阻滤波器的阻带衰减量，除一些特定的场合外，一般双工器的接收通道和发射通道中的阻带的衰减量，也即双工器的接收端和发射端至天线端的隔离度相当的。这一点使得双工器的生产厂家在生产管理上较为方便。因为我们所说的接收端和发射端，无非是工作频率高和低的区别，如双工器的工作频率不合适，甚至是在１０ＭＨｚ的另一端，则只需调整和改接一下即可，而不会影响使用效果。

□通常，发射端的衰减量的考虑，是使得在强接收信号的情形下，接收频率信号对发射机不产生互调干扰，一般隔离度在６０ｄｂ以上时即可满足要求。

□接收端的衰减度的考虑，是要足以阻止发射机到天线输出的射频功率到接收机的输入端来干扰接收机的正常工作，因而双工器的接收通道是一对应于整机发射频率的带阻滤波器。

我们知道，中转台的发射功率都在２５Ｗ以上，而接收灵敏度都在０．３５ＵＶ左右。以此作为一个例子，也就是说，在双工器的发射通道和接收通道中，两者的电平相差约１４５ｄｂ对于功率大一点，接收灵敏度较高一点的中转台则相差更大。为了不至于因发射功率而影响接收机的正常工作，要对发射功率在接收机的输入端进行一定量的衰减。

一般来讲，除几个特殊的频点外，接收机的寄生抗扰性都在８０ｄｂ以上，当然，各种型号的中转台可能不一样，因而在考虑选用双工器之前应对无线电话机的寄生抗扰性这一指标，尤其是对于发射频率的频点上的寄生抗扰性进行测试并详细了解，以作为双工器指标确定的依据。

从上面的例子则要求双工器的接收通道中对应于发射频率的频点上至少应具有１４５－８０＝６５

ｄｂ的衰减量，才能基本满足要求，对于射频功率大，灵敏度高的中转台则要求更大一些，一般要在８０ｄｂ以上。

３、插入损耗

双工器的插入损耗是指对应于通道中，通带频点对有用信号的损耗。可用公式：１０ＬｇＰｉＰｏ或２０ＬｇＵｉＵｏ来表示。其中Ｐｉ、Ｕｉ表示进入双工器的信号功率或电平；Ｐｏ、Ｕｏ表示从双工器出来的信号功率或电平。不言而喻，对于双工器来讲，插入损耗越小越好，特别是对发射通道而言，插入损耗小，有利于整机的输出功率的提高，效率提高，减少整机射频功放的发热量。国内双工器指标为１．２ｄｂ以下，某些进口的产品中双工器的实际插入损耗在０．５ｄｂ左右。如对于一台要求输出射频功率２５ｗ的中转台来说，假如所选用的双工器的插入损耗为０．５ｄｂ，则要求整机射频功放输出２８．１ｗ的功率就可以了；但假如所选用的双工器的插入损耗为２ｄｂ，则要求整机射频功放输出３９．６ｗ的功率。两者相差十多瓦。因而，插入损耗，特别是输入通道的插入损耗，也是一项非常重要的指标。

４、频率稳定度

双工器的频率稳定度应包括两个含义：一是本身结构的稳定性，使其分布参数具有一定的稳定度；二是其温度稳定性。

如前所述，双工器是一个分布参数的腔体滤波器，其频率响应曲线决定于腔体的分布参数。我们要求移动通信中使用的双工器应在－２５ＯＣ－５５ＯＣ的温度范围内具有相当的频率稳定度，不至于影响无线电话机的通讯效果，也就是说双工器的频率响应曲线应在相应的温度范围内保持其要求的频谱位置和曲线形状，通常的双工器在工作温度范围内应具有优于＋５ｐｐｍ的稳定度，才能满足无线电话机的使用要求。

５、其它指标