概述

射頻微波是指頻率范圍為300kHz到超過100GHz的電磁波。射頻（RF）與微波的頻率界限比較模糊，并且隨著器件技術(shù)和設(shè)計方法的進步還有所變化，比較通行的一種說法是射頻頻率范圍的低端為300kHz，高端為300MHz~1GHz；微波的頻率范圍的低端為300MHz~1GHz，高端至少為100GHz。

射頻微波技術(shù)是無線通信系統(tǒng)的核心技術(shù)之一。任何一種無線通信系統(tǒng)不論基站也好，移動終端也好都包含一個射頻子系統(tǒng)，其組成如圖1所示：

圖1 RF射頻子系統(tǒng)組成框圖
 

由圖可見，一個射頻子系統(tǒng)通常包含天線、收發(fā)天線共用、低噪聲放大器（LNA）、收信機（RX）、發(fā)信機（TX）、功率放大器（PA）和頻率合成器（PLL）共七個部分。對于FDD系統(tǒng)利用雙工器來完成收發(fā)天線共用，對于TDD系統(tǒng)則是利用RF收發(fā)開關(guān)來完成收發(fā)天線共用。

收發(fā)天線共用器選型

概述
在現(xiàn)代無線通信系統(tǒng)中, 由于技術(shù)、成本、場地條件等多個因素的限制，為減少天線的數(shù)量，減小架設(shè)難度，基站一般都是采用收發(fā)天線共用，這就需要由收發(fā)天線共用器來實現(xiàn)。

基本原理：

1．1 天線共用器分類：
按照收發(fā)信機的頻率規(guī)劃，以及雙工方式的區(qū)別，天線共用器可以分為以下幾種類型：
- 同頻雙工收發(fā)天線共用器選型

概述
在現(xiàn)代無線通信系統(tǒng)中, 由于技術(shù)、成本、場地條件等多個因素的限制，為減少天線的數(shù)量，減小架設(shè)難度，基站一般都是采用收發(fā)天線共用，這就需要由收發(fā)天線共用器來實現(xiàn)。

基本原理：
1．1 天線共用器分類：
按照收發(fā)信機的頻率規(guī)劃，以及雙工方式的區(qū)別，天線共用器可以分為以下幾種類型：
- 同頻雙工

在這種情形下，TX和RX同時工作于同一工作頻帶內(nèi)，只能通過類似環(huán)行器這樣的鐵氧體器件的單向傳輸特性來實現(xiàn)TX/RX的隔離，實現(xiàn)天線共用。這一類天線共用器稱為環(huán)行器型天線共用器。
- 雙頻雙工

在這種情形下，TX和RX分別工作于具有一定頻率分隔的頻帶內(nèi)，采用兩個濾波器分別調(diào)諧在相應(yīng)的頻帶內(nèi)，采用Y結(jié)形式共用天線。這一類稱為濾波器型天線共用器，在實際使用中，通常也稱為雙工器。
-同頻半雙工

在這種情形中，TX和RX工作于同一頻帶，兩者之間的隔離通過開關(guān)切換來實現(xiàn)，通常都是SPDT的開關(guān)。這一類稱為開關(guān)型天線共用器，通常簡稱為收發(fā)天線開關(guān)。

以下是幾類天線共用器的比較

通訊系統(tǒng)中，GSM，CDMA，以及WCDMA都是采用收發(fā)頻分復(fù)用，相應(yīng)地適用濾波器型天線復(fù)用器，即雙工器；而PHS，TDS-CDMA以及WLAN都是采用了收發(fā)時分復(fù)用，相應(yīng)地適用開關(guān)型天線復(fù)用器，即收發(fā)天線開關(guān)。

1．2 雙工器基本原理
基站/移動臺雙工工作的時候，通過天線共用器，使同一副天線得以同時提供給收發(fā)信機使用，并且又互不影響。主要指的是發(fā)信對收信的影響，因為發(fā)信電平比收信電平高許多。影響主要體現(xiàn)在兩個方面：第一是發(fā)信電平不能通過雙工器泄入收信機。強大的發(fā)信功率可能使收信前端電路重者燒毀，輕者阻塞。因此，必須通過一系列抑制電路，將進入收信前端的電平抑制到阻塞電平以下。這可以通過設(shè)置高性能的收信

上圖為雙工器的原理示意圖。由于收發(fā)信濾波器在距公共天線1/4波長處，故能保證兩個濾波器互不影響，還能使發(fā)信信號只能輸入天線，而不能輸向收信機；收信信號只能由天線進入收信機，而無法進入發(fā)信機。由于收信濾波器工作在收信頻率上，收信頻率可由天線無衰減地進入收信機，但它對發(fā)信頻率起到短路作用。經(jīng)過λT/4傳輸線后，從天線向此傳輸線看入的阻抗為無窮大，所以由發(fā)信機來的信號不能進入終端短路的λT/4傳輸線，只能傳向天線。同理，由天線送入的收信信號無法進入終端短路的λR/4傳輸線，只能傳向收信機。

1.2.1 雙工器種類
根據(jù)構(gòu)成雙工器所使用的濾波器，可把雙工器分為以下幾類：
-帶通雙工器

如上圖的結(jié)構(gòu)，可以通過對諧振腔的個數(shù)以及諧振腔的尺寸進行調(diào)整來增減RX/TX之間的隔離。這樣的雙工器在使得發(fā)射信號通過帶通濾波器的同時，發(fā)射機的噪聲和雜散也被帶通濾波器大大衰減，這樣有助于對共址的其他接收機的干擾。帶通型雙工器最適合于中等以及較寬的收發(fā)頻率間隔。如果兩個頻率相隔很近，需要外加陷波濾波器或者天線分離。
-帶阻雙工器

發(fā)射機信號直接通過濾波器發(fā)射到天線，但是發(fā)射機的載波和噪聲僅在接收支路的濾波器上得到衰減。這樣對于共址接收機來講，干擾的衰減是很有限的。帶阻型雙工器最適合于收發(fā)間隔非常接近的系統(tǒng)。

- 帶通/帶阻雙工器

這種雙工器結(jié)合了上述兩種雙工器的特點。

1.2.2 基站/移動臺雙工器的比較

基站以及配套用的直放站等設(shè)備，通常采用腔體濾波器構(gòu)成的雙工器。同軸腔體濾波器采用耦合同軸腔結(jié)構(gòu)，準橢圓函數(shù)方式實現(xiàn)，Q值高，具有較為理想的通帶特性和阻帶特性，過渡帶陡峭，寄生通帶遠，它能提供小的插損和高的濾波性能，功率容量大。機加工則采用數(shù)控銑床精密加工，表面處理采用鋁板鍍銀工藝。同時由于是同軸腔形式，性能指標和電磁兼容性是統(tǒng)一的。腔體密封好，電磁輻射也小，這是通過機加工精度和合適的螺釘數(shù)量來保證的。由于腔體基本上為一個整體，溫度特性亦較好。同時由于是微波無源部件，可靠性很高，MTBF應(yīng)該大于200，000小時。

移動臺普遍采用了純粹收發(fā)信窄帶濾波器構(gòu)成的雙工器，其采用了多級諧振器作為選頻器件，Q值較高，選頻特性較好。很多情況下都不采用原理圖示的λT/4，λR/4傳輸線，也能獲得高達60dB的隔離度，同時減少了傳輸損耗，對提高靈敏度有好處。高性能濾波器往往由介質(zhì)諧振器，LC濾波器，SAW濾波器等構(gòu)成。也構(gòu)成了對應(yīng)的介質(zhì)雙工器，LC雙工器，SAW雙工器，以及由Agilent公司專利持有的薄膜體聲諧振器FBAR（利用壓電材料薄膜中激勵的體聲波(而不是表面聲波)做成的諧振器。它具有頻率高、體積小、效率高等優(yōu)點，并且與半導(dǎo)體工藝兼容，容易與其它元器件集成）制作的雙工器等。