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一种双工器的设计摘要：双工器是现在电子系统中的常用器件。
本文设计了毫米波的波导双工器，它由H面T结与两个不同频段的波导滤波器构成。
波导膜片滤波器的设计采用常规的设计方法完成。
这种结构的特点是频段高、体积小、插损小，加工工艺要求高，信道之间的干扰小，重复性很高。
关键词：波导双工器、H面T结、波导膜片滤波器、1 引言双工器就是用来将一个覆盖较大频率范围的信号分开成两个频率范围的信号或者把两个频率范围的信号合成为一个信号频谱的器件随着科技的发展，各种通信系统的出现，导致了频率覆盖得越来越密集，频率资源越来越稀少。
为了更好更高效地利用频率资源，提高信号选择性，各信道之间的频率间隔需要越来越小，且各信道之间隔离要求要越来越大。
本文中设计的波导双工器是在毫米波段的设计指标满足以上需求。
2 工程设计要求2.1 设计原理依据波导滤波器采用侧边波导横向（H面）插入膜片形式，两膜片间有一定间距，实现相邻腔体之间的耦合。
腔体和腔体中心间距接近1/4个波导波长。
为了获得合适的尺寸频率响应，滤波器的逼近函数为切比雪夫函数。
本文中电感膜片的厚度t=1.5mm，这样的厚度可以大大缩减滤波器的长度方向上的尺寸。
利用现代微波网络综合设计法，滤波器各级K变换器可由滤波器阻抗变换公式得出：其中，Wλ是相对带宽，g n为原型滤波器的组件值，n是滤波器的节数。
Z0是特性阻抗，电感膜片等效电抗用X01，X12，……，X n,n+1表示。
膜片的电抗与K的关系为：各谐振器的实际点长度应是由以上（1）~（5）式确定H面膜片波导滤波器的各参数。
H面T结的特点在于输出端口的相位相同，且纵向尺寸较小。
T结是一个简单的三端口网络，不能同时在全部端口实现匹配，即：S11=S22≠S33。
所以在T结处加载小的矩形脊，等效为电抗性的调谐元件，抵消由于器件不连续带来的不匹配现象。
然后通过调节波导T结两臂各自的长度，找到对应滤波器的等效短路面，实现通道之间很好的隔离。
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H IGH ,如某双工器L OW=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。
滤波器和双工器介绍滤波器是一个有选择地传递“它喜欢什么”和阻止“它不喜欢什么”的组件。
当我们讨论滤波器的特性时，通常用频域来描述。
在大多数情况下，一个滤波器属于下面所示的四种可能的理想类型之一（滤波器可能有一些其他变体，例如，具有多个通频带的滤波器等，但您可以看到的99%以上的滤波器将是以下类型之一）。
低通滤波器（Low Pass）是通过低频信号并阻塞高频信号的滤波器。
频率应该有多低取决于滤波器的规格。
高通滤波器（High Pass）是一种通过高频信号并阻塞低频信号的滤波器。
频率应该有多高取决于滤波器的规格。
带通滤波器（Band Pass）是一种通过一定频率范围的滤波器，它能屏蔽比特定范围低和高的区域。
通过滤波器的频率范围由规范决定。
带阻滤波器（Band Reject）是一种除频率范围很窄外，通过大部分频率的滤波器。
其他类型滤波器的目的是通过具有一定范围的信号，但是带阻滤波器的目的是阻止信号的选定频率。
理想滤波器是如上所示的滤波器。
它通过一个特定的信号范围，并开始阻塞该范围旁边的信号。
但正实际情况是没有一种设备能像理想的概念那样工作。
滤波器也一样。
以带通滤波器为例。
每个人都想要的理想滤波器是左边显示的那个，但是你永远不会得到这种滤波器。
即使在滤波器的理论设计中，您也会看到中间列所示的几种类型，但即使是这种理论滤波器也不如理想滤波器。
第一种理论类型在通带区域有一些波动（涟漪），并且相对陡峭地落入阻塞区域（阻带），并且在阻带中没有波动。
第二种理论类型既没有通带也没有阻带中的波纹。
没有波纹是很好的。
但在这种情况下，它会慢慢落入阻塞区。
第三种理论类型在通带和阻带都有波纹，这是不好的，但它落入阻带非常陡，这是好的。
右栏给出了一些实滤波器的例子，这显然比理论性质差。
这些只是几个真正的过滤器。
在现实世界中，你会有很多不同类型和特点的过滤器。
实现滤波器的方法有很多种，很难列出所有可能的天线实现方法。
这里只列出几种我认为在许多领域最常用的实现方法。
1.滤波器原理1.1 概述滤波器是通信工程中常用的重要器件，它对信号具有频率选择性，在通信系统中通过或阻断，分开或合成某些频率的信号。
在微波系统中通常需要把信号频谱中有用的几个频率信号分离出来而滤除无用的其他频率信号，完成这一功能的设备称为滤波器。
滤波器在无线通信设备中相当重要，在射频有源电路中输入输出的各级之间普遍存在。
它是一种选频装置，允许输入信号中的特定频率成分通过,同时抑制或极大地衰减其它频率成分(又称此频带为阻带)。
考虑一双端口网络（如图1.1所示）。
设从一个端口输入一具有均匀功率谱的信号，信号通过网络后，在另一端口的负载上吸收的功率谱不再是均匀的，这就是说，网络的输出具有频率选择性，这便是一个滤波器。
图1.1 滤波器框图通常采用工作衰减来描述滤波器的幅值特性，即10lg inALPLP(1.1)式中，inP和L P分别为输出端接匹配负载时滤波器输入功率和负载吸收功率。
根据衰减特性不同，滤波器通常分为低通，高通，带通和带阻滤波器，图3与图4给出了各种滤波器的集中电抗梯形电路及其相应的衰减特性，从衰减特性便可判别出滤波器的类型。
骤然看来，这四种电路结构是很不相同的，似乎各自应有各自的设计方法。
其实不然，通过一些数学方法，人们可以把这四种滤波器电路结构完全统一起来，这里用到的数学方法叫作“频率变换”。
应用频率变换法，其它三种滤波器都可以看作低通滤波器；在设计时，先从它对应的低通滤波器着手（因为这样简单得多），在获得低通滤波器的设计数据以后，再用频率变换法，求得所要设计的滤波器的数据。
因为这个关系，满足设计技术要求的低通滤波器称为“母型滤波器”或“原型滤波器”（prototype)。
1.2 归一化低通原型滤波器集总元件低通原型滤波器（简称低通原型）是用现代网络综合法设计微波滤波器的基础，各种低通，高通，带通和带阻微波滤波器的传输特性基本上都是根据此原型特性变换而来。
正因如此，才使滤波器的设计得以简化，精度得以提高。
双⼯器，环形器，功分器，合路器，耦合器功分器作⽤是是将⼀路信号平均分为两路，理论上功率均为原来⼀半多⽤于通信信号的分布；双⼯器是将上下⾏通路整合在⼀个模块中，下⾏信号可通过此模块发出，上⾏信号也可通过此模块输⼊，多⽤于和天线连接。
耦合器：是在正常通路中耦合出⼀部分能量，供其它⽤途，它只是使主通路上的能量稍微减少⼀部分，⼀般不影响系统⼯作合路器：类似于功分器，⽬的是把⼏个信号合成以后通过⼀个端⼝输出，合成的信号可以是相同频率的，也可以是不同频率的，但输⼊信号的频率要在合路器要求的范围之内环形器：⼀般⽤在TDD的系统中做收发隔离⽤，逆时针⽅向逐⼀直通，有磁介质。
按照定义，环形器应该即可实现同频双⼯，⼜可实现收发不同频的双⼯。
双⼯器：⼀般⽤在FDD的系统中作收发隔离⽤，⾥⾯有两个滤波器、不同频段，⼀个发射⼀个接收定向耦合器：有耦合端（c）、隔离端（i）之分，具有⽅向性（i-c）双⼯器的隔离度⼀般来说⽐较好铁氧体环形器TX信号发送⾄天线接⼝，因为环形器和天线匹配问题也势必有⼀部分信号反射⾄RX端⼝影响接收电路，⽽双⼯器即使在接收端接收到反射信号也通过RX滤波器把⽆⽤信号滤除掉，所以综合考虑双⼯器的性能肯定更好，否则还那么费劲设计滤波器双⼯器⼲什么直接都⽤铁氧体多⽅便同频双⼯:TX和RX同时⼯作于同⼀⼯作频带内，只能通过类似环⾏器这样的铁氧体器件的单向传输特性来实现TX/RX的隔离，实现天线共⽤。
这⼀类天线共⽤器称为环⾏器型天线共⽤器双频双⼯:TX和RX分别⼯作于具有⼀定频率分隔的频带内，采⽤两个滤波器分别调谐在相应的频带内，采⽤Y结形式共⽤天线。
这⼀类称为滤波器型天线共⽤器，在实际使⽤中，通常也称为双⼯器(同频半双⼯:TX和RX⼯作于同⼀频带，两者之间的隔离通过开关切换来实现，通常都是SPDT的开关)。
