濾波器與雙工器的設(shè)計與仿真

1、濾波器與雙工器的設(shè)計與仿真 雷 振 亞 西 安 電 子 科 技 大 學(xué) 濾波器的簡介 l原理： 對電磁波信號進(jìn)行過濾，讓需要的信號通過， 抑制不需要的信號。實(shí)際工作中常采用工作衰減 來描述濾波器的幅值特性，即 式中， 為輸出端接匹配負(fù)載時濾波器輸入功率 為輸出端接匹配負(fù)載時負(fù)載吸收功率 1 0 l g i n A L P L P in P L P 濾波器原理示意圖 濾 波 器 Z L P L f0 O f P in f O 濾波器的簡介 l技術(shù)指標(biāo)： 1. 工作頻帶: (1) 3dB帶寬，由通帶最小插入損耗點(diǎn)（通帶 傳輸特性的最高點(diǎn)）向下移3dB時所測的通帶寬度 （不考慮插入損耗）。 (2)

2、插損帶寬: 滿足插入損耗時所測的帶寬。 這個定義比較嚴(yán)謹(jǐn),在工程中常用。 濾波器的簡介 2.插入損耗: 由于濾波器的介入,在系統(tǒng)內(nèi)引入的損耗。濾 波器通帶內(nèi)的最大損耗包括構(gòu)成濾波器的所有元件 的電阻性損耗（如電感、 電容、 導(dǎo)體、 介質(zhì)的 不理想）和濾波器的回波損耗。 濾波器的簡介 3.帶內(nèi)紋波: 插入損耗的波動范圍，帶內(nèi)紋波越小越好,否 則會增加通過濾波器的不同頻率信號的功率起伏。 4.承受功率： 在大功率發(fā)射機(jī)末端使用的濾波器要按大功率 設(shè)計,元件體積要大,否則,會擊穿打火,發(fā)射功率急 劇下降。 濾波器的簡介 5.帶外滾降（截止率）： 規(guī)定濾波器通帶外每多少頻率下降多少分貝。 截止率越大，

3、則性能越接近理想濾波器。 此外，由于濾波器的寄生通帶通常都是難以避 免的，所以寄生通帶損耗越大越好,也就是諧振電 路的二次、 三次等高次諧振峰越低越好。 濾波器的簡介 l種類： 按功能分，有低通濾波器，高通濾波器，帶通 濾波器，帶阻濾波器，可調(diào)濾波器。 按用的元件分，有集總參數(shù)濾波器，分布參數(shù) 濾波器，無源濾波器，有源濾波器，晶體濾波器， 聲表面波濾波器，等等。 濾波器的簡介 按衰減表示的濾波器的響應(yīng) 濾波器的簡介 按傳輸函數(shù)表示的濾波器的響應(yīng) 濾波器的設(shè)計 l濾波器的設(shè)計方法 低通原型為設(shè)計微波濾波器的基礎(chǔ)，各種低通、 高通、帶通和帶阻濾波器的傳輸特性由此原型變 換而來。 低通原型綜合法，先

4、由衰減特性綜合出低通原 型，再進(jìn)行頻率變換，最后用微波結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)電路 元件。 濾波器的設(shè)計 l濾波器的設(shè)計過程 1.1 低通原型濾波器 集總元件低通原型濾波器是用現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò) 綜合法設(shè)計微波濾波器的基礎(chǔ)。 低通濾波器的理想化衰減-頻率特性如圖： 圖中： 縱坐標(biāo)表示衰減 橫坐標(biāo)為角頻率 0為截止頻率 1.1 低通原型濾波器 實(shí)際中常采用以下四種基本低通原型： 最平坦型低通原型 數(shù)學(xué)表示式為： 式中滿足關(guān)系式 n對應(yīng)于電路所需級數(shù)。 )(1lg10)( 2 1 n A L 10lg1 Ar L 1 參數(shù)指標(biāo)：通帶內(nèi)最大衰減 ，截止頻率 ，阻 帶最小衰減 以及阻帶邊頻 。 特點(diǎn)： 處(2n1)階的導(dǎo)數(shù)等于

5、零，在通帶內(nèi) 衰減變化緩慢，具有最平坦特性， 定義為衰減 3dB的頻帶邊緣點(diǎn)。 最平坦型用巴特沃斯（Butterworth）函數(shù)逼近，結(jié) 構(gòu)簡單，最小插入損耗，適用于窄帶場合。 1 0 As L s 1 Ar L 1.1 低通原型濾波器 切比雪夫低通原型 數(shù)學(xué)表示式為： 式中： 是n階第一類切比雪夫多項(xiàng)式， 即： )(1lg10)( 2 nA TL ) 1(),( ) 1(),cos(cos )( 12 12 2 nchch n Tn )( 2 n T 1 1.1 低通原型濾波器 在 之間為余弦函數(shù)， 故在 之間呈現(xiàn)等波紋變換， 在 時 ，衰減達(dá)到最大值 即： 于是： 其中， 就是波紋因數(shù) 1

6、) 1 ( n T Ar L )1lg(10 Ar L 110 10/ Ar L 1.1 低通原型濾波器 )( 2 n T 10 10 1 特點(diǎn)：帶內(nèi)衰減呈等波紋特性， 定義為等波紋頻 帶的邊緣頻率。 是波紋的幅度， 是波紋因數(shù)， 越小，波紋幅度越小。 切比雪夫型（Chebyshev）,結(jié)構(gòu)簡單，頻帶廣，邊 沿陡峭，應(yīng)用范圍廣。 Ar L 1 1.1 低通原型濾波器 橢圓函數(shù)低通原型 其逼近衰減函數(shù)為： 對于n為奇數(shù)的情況： )(1 )( 22 2 w F H w G n n 1 s Ar L As L )1).(1 ( ).( 1 )( 22222 1 2 2222 1 2/ 1 )( ww

7、kwwk wwww k k F p p n w n w ) 1( 2 1 np 1.1 低通原型濾波器 1.1 低通原型濾波器 對于n為偶數(shù)的情況： 參數(shù)指標(biāo)： 通帶最大衰減 ， 阻帶最小衰減， 通帶帶邊頻率 ，阻帶帶邊頻率 。 Ar L )1).(1 ( ).( )()( 22222 1 2 2222 1 1 2/ 1 wwkwwk wwww k k w F p p n n 2 n p 1 As L s 特點(diǎn)：通帶和阻帶都具有等波紋特性，通帶具有 若干個零點(diǎn)頻率，阻帶內(nèi)具有若干個極點(diǎn)頻率， 零點(diǎn)和極點(diǎn)的數(shù)目相同。 橢圓函數(shù)型（Elliptic）,結(jié)構(gòu)復(fù)雜，邊沿陡峭， 適用于特殊場合 1.1

8、低通原型濾波器 1.1 低通原型濾波器 1.1 低通原型濾波器 1.2 頻率變換 l低通到高通的頻率變換 1.2 頻率變換 頻率變換式： 式中： 是低通原型濾波器的頻率變量 是高通濾波器的頻率變量 是高通濾波器的截止頻率 1 1 1.2 頻率變換 l低通到帶通的頻率變換 1.2 頻率變換 頻率變換式： 式中：是低通原型濾波器的頻率變量 是帶通濾波器的頻率變量 是帶通濾波器的中心頻率 是帶通濾波器的相對帶寬 是帶通濾波器的上下邊頻 1 0 0 0 012 0 W 21 , 210 0 12 W 1.2 頻率變換 低通到帶阻的頻率變換 1.2 頻率變換 頻率變換式： 式中：是低通原型濾波器的頻率變

9、量 是帶通濾波器的頻率變量 是帶通濾波器的中心頻率 是帶通濾波器的相對帶寬 是帶通濾波器的上下邊頻 21 , 210 0 12 W 0 0 W 1.3 微波結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn) 同軸線 帶線 微帶線 槽線 平面波導(dǎo) 懸置微帶線 矩形波導(dǎo) 圓形波導(dǎo) 鰭線波導(dǎo) 介質(zhì)波導(dǎo) 光纖 常見微波傳輸線結(jié)構(gòu) 1.3 微波結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn) 在以上常見的微波結(jié)構(gòu)就是濾波器結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)， 其中微帶、同軸、波導(dǎo)在濾波器的設(shè)計中比較普遍的 使用，而由于微帶線體積小且便于集成，所以應(yīng)用最 為廣泛。以下主要介紹同軸濾波器和波導(dǎo)濾波器的設(shè) 計和仿真。 1.3 微波結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn) 微波濾波器從結(jié)構(gòu)性差異來說，分為： 1. 波導(dǎo)濾波器 波導(dǎo)濾波器，是通過在

10、波導(dǎo)內(nèi)加載膜片、銷釘或 是腔內(nèi)加載介質(zhì)等方法來模擬集總元件，從而實(shí) 現(xiàn)濾波功能的器件。 優(yōu)點(diǎn)：功率容量最大，Q值高，溫度穩(wěn)定性好 缺點(diǎn)：體積大，不便于集總，一般應(yīng)用于窄帶 1.3 微波結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn) 膜片和銷釘加載示意圖 1.3 微波結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn) 膜片加載腔體剖面圖 1.3 微波結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn) 腔體螺旋結(jié)構(gòu) 1.3 微波結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn) 銷釘加載 1.3 微波結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn) 銷釘加載腔體濾波器實(shí)物圖 1.3 微波結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn) 多腔介質(zhì)濾波器 1.3 微波結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn) 2. 同軸線濾波器 同軸線傳輸TEM模，一般在TEM模濾波器中通常采 用高阻抗線實(shí)現(xiàn)串聯(lián)電感，低阻抗線實(shí)現(xiàn)并聯(lián)電 容，有時也采用加介質(zhì)或是螺旋結(jié)構(gòu)等方法來實(shí) 現(xiàn)集總參

11、數(shù)。 優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)緊湊，適于寬帶、低損耗、大功率的 場合 缺點(diǎn)：調(diào)試難度大，對設(shè)計要求高 1.3 微波結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn) 高低阻抗線實(shí)現(xiàn) 螺旋線結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn) 1.3 微波結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn) 同軸濾波器實(shí)物圖 1.3 微波結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn) 3. 微帶線濾波器 微帶線傳輸準(zhǔn)TEM波（近似為TEM波），所以由微 帶線構(gòu)成的濾波器一般也是通過高低阻抗線來實(shí) 現(xiàn)集總元件。微帶線是一種半開放式的場結(jié)構(gòu)。 優(yōu)點(diǎn)：寬帶，尺寸小、重量輕、成本低、易加工 便于在微波平面電路甚至微波集成電路中得應(yīng)用 缺點(diǎn)：插入損耗大，功率容量小， 1.3 微波實(shí)現(xiàn) 高低阻抗線 低通濾波器 枝節(jié)線低 通濾波器 1.3 微波實(shí)現(xiàn) 半波長諧振 帶阻濾波器 L型帶阻濾波器

12、 1.3 微波實(shí)現(xiàn) 梳狀濾波器 發(fā)卡式帶 通濾波器 1.3 微波結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn) 實(shí)物圖 1.4 同軸線濾波器的設(shè)計 l同軸線結(jié)構(gòu)與集總參數(shù)電抗元件的等效關(guān)系： 1.4 同軸線濾波器的設(shè)計 1.4 同軸線濾波器的設(shè)計 l以糖葫蘆式同軸線低通濾波器為例 其設(shè)計步驟如下： （1）根據(jù)濾波器的通帶和阻帶的衰減指標(biāo)，選擇 適當(dāng)?shù)臍w一化低通原型，并計算得出濾波器 的元件數(shù)目和歸一化元件值。 （2）根據(jù)濾波器的截止頻率和終端電阻，計算出 濾波器的實(shí)際元件數(shù)值（反歸一）。 1.4 同軸線濾波器的設(shè)計 （3）選定濾波器的高、低阻抗值，設(shè)計出各高、 低阻抗線的徑向尺寸。 （4）計算各不連續(xù)階梯的邊緣電容。 （5）根據(jù)濾

13、波器的實(shí)際元件值和邊緣電容，計算 出各高、低阻抗線的長度。 （6）修正兩端阻抗線的長度，以補(bǔ)償它們與50歐 姆傳輸線間的邊緣電容。 1.4 同軸線濾波器的設(shè)計 l實(shí)例說明： 1.設(shè)計要求： 欲設(shè)計的微波低通濾波器的指標(biāo)是： （1）截止頻率： 千兆赫， 即通帶為 千兆赫 （2）通帶衰減：等于或小于0.1分貝 （3）阻帶衰減：在2.168千兆赫處至少有35分 貝的衰減 （4）端接條件：兩端與50歐姆標(biāo)準(zhǔn)同軸相接 971. 1 1 f 971.10 1.4 同軸線濾波器的設(shè)計 2.設(shè)計計算 （1）確定低通原型：由于要求通帶衰減等于或小 于0.1分貝，故可選0.1分貝波紋的切比雪夫 原型。根據(jù)在歸一頻

14、率 上阻帶衰減為35分貝，可計算得到元件數(shù) 目和元件值。 1 . 1 10971. 12 10168. 22 9 9 1 1.4 同軸線濾波器的設(shè)計 實(shí)際中可查工程手冊直接得到： 濾波器元件數(shù)目：n=15 元件數(shù)值： 6167. 1 124 gg 0000. 1 160 gg 1956. 1 151 gg 4425. 1 142 gg1345. 2 133 gg 0000. 1 11975 gggg 6167. 1 1086 ggg 1.4 同軸線濾波器的設(shè)計 （2）實(shí)際元件數(shù)值的計算： 設(shè)低通原型電路為電感輸入，則在n=115 的元件中，n為基數(shù)的是電感元件，n為偶數(shù)的是 電容元件。求元件的

15、實(shí)際數(shù)值時，除兩終端電阻都 是50歐姆外，對電感元件的歸一值要乘以 9 1 1 0 0 10971.12 50 R R 1.4 同軸線濾波器的設(shè)計 對于電容元件的歸一值要乘以 由此得出各元件的實(shí)際數(shù)值是 9 1 1 0 0 10971.1250 1 R R HLL 9 161 10826. 4 FCC 12 142 10329. 2 HLL 9 133 10616. 8 FCCCCC 12 1210864 10610. 2 HLLLL 9 11975 10920. 8 1.4 同軸線濾波器的設(shè)計 （3）選定高、低阻抗： 由于同軸線的等效集總元件數(shù)值與其長度L和 特性阻抗Z都有關(guān)系，因而可固定其

16、一，調(diào)整另一 個來得到所需的集總元件數(shù)值。先選定濾波器的高 阻抗線為150歐姆，低阻抗為10歐姆。這樣選定后， 則高阻抗長度約為1.971千兆赫的1/8波長。然后 根據(jù)高低阻抗來計算同軸線的徑向尺寸。計算得， 同軸線外導(dǎo)體內(nèi)徑為0.897英寸，高阻抗線內(nèi)導(dǎo)體 直徑0.073英寸，低阻抗線內(nèi)導(dǎo)體直徑為0.688英 寸。 1.4 同軸線濾波器的設(shè)計 （4）邊緣電容的計算： 這里的邊緣電容，是指第一個高阻抗線與50 歐姆線接頭的邊緣電容Cf0和10歐姆低阻抗線與 150歐姆高阻抗線接頭上的的邊緣電容Cf。 計算得到 FCf 12 0 10113. 0 FC f 12 10465. 0 1.4 同軸線

17、濾波器的設(shè)計 （5）各線段長度的計算： 也就是15個集總元件所對應(yīng)的同軸線的長度 的計算。有高低阻抗線與集總元件的對應(yīng) 關(guān)系可計算得 151,., l l inlllll118. 0 1210864 inll092. 0 142 inll723. 0 133 inll385. 0 151 inllll747. 0 11975 1.4 同軸線濾波器的設(shè)計 （6）兩端不連續(xù)性的補(bǔ)償： 由于兩端不連續(xù)電容Cf0的影響，必須對 進(jìn)行補(bǔ)償 。用來模擬50歐姆線的串聯(lián)電感和并 聯(lián)電容，其數(shù)值由下式來確定 解得 于是得出 151 , ll 0 l hhf hh lYC lZ Z 2/* /*串聯(lián)聯(lián)電 10

18、0 0 并聯(lián)電容 inlCZ Z Z l hfh h 043. 0)*2( 2 10 2 2 0 0 inll428. 0043. 0385. 0 151 1.4 同軸線濾波器的設(shè)計 3. 濾波器結(jié)構(gòu)尺寸 1.5 腔體濾波器的設(shè)計 l波導(dǎo)結(jié)構(gòu)與集總參數(shù)電抗原件的對應(yīng)關(guān)系： 在波導(dǎo)結(jié)構(gòu)中，可以通過膜片加載、銷釘或是介 質(zhì)填充等方法來實(shí)現(xiàn)集總電抗元件，以下各圖分別 是：矩形波導(dǎo)的電容膜片，電感膜片（五種情況）， 銷釘加載（兩種情況），圓波導(dǎo)的電容膜片和電感 膜片加載。 1.5 腔體濾波器的設(shè)計 1.5 腔體濾波器的設(shè)計 1.5 腔體濾波器的設(shè)計 1.5 腔體濾波器的設(shè)計 1.5 腔體濾波器的設(shè)計

19、1.5 腔體濾波器的設(shè)計 1.5 腔體濾波器的設(shè)計 1.5 腔體濾波器的設(shè)計 1.5 腔體濾波器的設(shè)計 1.5 腔體濾波器的設(shè)計 1.5 腔體濾波器的設(shè)計 1.5 腔體濾波器的設(shè)計 l以電感膜片耦合波導(dǎo)濾波器的設(shè)計為例 1. 設(shè)計要求 在f1=3.047千兆赫到f2=3.157千兆赫的通帶 內(nèi)有0.5分貝的切比雪夫波紋，在頻率fa=2.786千 兆赫和fb=3.326千兆赫上至少有30分貝衰減的波 導(dǎo)帶通濾波器。設(shè)計時選用BJ-32矩形波導(dǎo)，即 ab=7.2143.41厘米2。 1.5 腔體濾波器的設(shè)計 2. 設(shè)計計算 （1）選定低通原型 因?yàn)?0698. 0 04.13 58.1249.13

20、 0 21 g gg W 70.6 2 0 0 1 g gag a W 26.3 2 0 0 1 g gbg b W 1.5 腔體濾波器的設(shè)計 故查表可得 兩個衰減皆大于30分貝，故選n=3。并查表可得 dBLn AS a 2570. 63 1 dBLn AS b 5 . 2326. 33 1 0000. 1 40 gg5963. 1 31 gg 0967. 1 2 g 1 1 1.5 腔體濾波器的設(shè)計 （2）計算各K變換器的歸一阻抗 （采用只有一種電抗元件的低通原型） 根據(jù)相對帶寬W=0.0645,所以可得出： 262. 0 2 10 10 34 0 01 gg W Z K Z K 0829

21、. 0 1 2 21 10 23 0 12 gg W Z K Z K 1.5 腔體濾波器的設(shè)計 （3）設(shè)計各并聯(lián)感抗 281. 0 1 2 001 001 0 34 0 01 ZK ZK Z X Z X 0834. 0 1 2 012 012 0 23 0 12 ZK ZK Z X Z X 1.5 腔體濾波器的設(shè)計 （4）計算兩電感膜片間的距離 cm Z X arctg Z X arctgl gg 154.6 22 42 0 23 0 12 00 2 cm Z X arctg Z X arctgll gg 79. 5 22 42 0 12 0 01 00 31 1.5 腔體濾波器的設(shè)計 64.

22、 6 04.130774. 0 214. 7 012 0 00 12 gg X aZ Y aB （5）設(shè)計各膜片尺寸 假設(shè)膜片很薄，可用工程手冊中的曲線來求膜片的 窗孔寬度，為此先計算出： 97. 1 04.13296. 0 214. 7 001 0 00 01 gg X aZ Y aB 746. 0671. 9/214. 7 0 a 1.5 腔體濾波器的設(shè)計 根據(jù)上述數(shù)據(jù)，有手冊查得 由a=7.214厘米得知 358.0 3401 aa 225.0 2312 aa cm58. 2 3401 cm62. 1 2312 1.5 腔體濾波器的設(shè)計 所以該波導(dǎo)帶通濾波器的尺寸為： 2.1 雙工器簡介

23、 l雙工器，又稱天線共用器，是一個比較特殊的雙向 三端濾波器。其作用是將發(fā)射和接收訊號相隔離， 保證接收和發(fā)射都能同時正常工作.它是由兩組不 同頻率的阻帶濾波器組成，避免本機(jī)發(fā)射信號傳輸 到接收機(jī)。一般雙工器由兩個阻帶濾波器（陷波器） 組成 ，各諧振于發(fā)射和接收頻率。接收端濾波器 諧振于發(fā)射頻率，并防指發(fā)射功率串入接收機(jī)，發(fā) 射端濾波器諧振于接收頻率。 2.1 雙工器簡介 l雙工器既要將微弱的接受信號藕合進(jìn)來，又要將較 大的發(fā)射功率饋送到天線上去，且要求兩者各自完 成其功能而不相互影響一般的雙工器由螺旋諧振腔 體構(gòu)成，由于其工作頻率高，分布參數(shù)影響較大故 常做成一個密封套體?，F(xiàn)在最常用的雙工器

24、有空氣 腔和介質(zhì)雙工器，它是利用介質(zhì)的不同體積的共振 特性，對收和發(fā)頻點(diǎn)都是帶通，要求收發(fā)不同頻。 2.1 雙工器簡介 l雙工器的各端口之間的傳輸函數(shù)圖形如下： 2.1 雙工器簡介 l最簡單的雙工器是只采用一只理想的環(huán)形器，或稱 為理想的定向藕合器 2.1 雙工器簡介 帶 阻 A 帶 阻 B 混 合 A混 合 B TX a1A b1A 匹 配 負(fù) 載 1 4 2 3 RX a2B b2B a1B b1B 1 4 2 3 天 線 混 合 電 路濾 波 器接 頭 2.1 雙工器簡介 2.1 雙工器簡介 l雙工器的性能指標(biāo) （1）工作頻率及帶寬 通常我們所說的帶寬，是指雙工器所連接的電 路中的接收機(jī)

25、的輸入帶寬和發(fā)射機(jī)的輸出帶寬。對 于雙工器來講，即是兩個等效帶阻濾波器的阻帶帶 寬，而不是取決于通帶帶寬。從其頻率響應(yīng)曲線上 看，即是兩個阻帶在一定衰減量時的頻率范圍。 2.1 雙工器簡介 （2）插入損耗 雙工器的插入損耗是指對應(yīng)于通道中，通帶頻 點(diǎn)對有用信號的損耗。不言而喻，對于雙工器來講， 插入損耗越小越好，特別是對發(fā)射通道而言，插入 損耗小，有利于整機(jī)的輸出功率的提高，效率提高， 減少整機(jī)射頻功放的發(fā)熱量。國內(nèi)雙工器指標(biāo)為 以下，某些進(jìn)口的產(chǎn)品中雙工器的實(shí)際 插入損耗在左右。 2.1 雙工器簡介 舉例來說，對于一臺要求輸出射頻功率的中 轉(zhuǎn)臺來說，假如所選用的雙工器的插入損耗為 ，則要求整

26、機(jī)射頻功放輸出 的功率就可以了；但假如所選用的雙工器的插入損 耗為，則要求整機(jī)射頻功放輸出 的功率。兩者相差十多瓦。因而，插入損耗，特別 是輸入通道的插入損耗，也是一項(xiàng)非常重要的指標(biāo)。 2.1 雙工器簡介 （3）頻率穩(wěn)定度 雙工器的頻率穩(wěn)定度應(yīng)包括兩個含義：一是本 身結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，也就是其分布參數(shù)具有一定的穩(wěn) 定度；二是其溫度穩(wěn)定性。 （4）隔離度 雙工器的隔離度是指兩個等效帶阻濾波器的阻 帶衰減量，除一些特定的場合外，一般雙工器的接 收通道和發(fā)射通道中的阻帶的衰減量， 2.1 雙工器簡介 也即雙工器的接收端和發(fā)射端至天線端的隔離度是 相當(dāng)?shù)?。對于發(fā)射端衰減量的考慮，是使得在強(qiáng)接 收信號的情形

27、下，接收頻率信號對發(fā)射機(jī)不產(chǎn)生互 調(diào)干擾，一般隔離度在以上時即可滿足要 求。對于接收端衰減量的考慮，是要足以阻止發(fā)射 機(jī)輸出的射頻功率到接收機(jī)的輸入端來干擾接收機(jī) 的正常工作。 2.1 雙工器簡介 （5）其它指標(biāo) 雙工器除以上討論的指標(biāo)外，還有特性阻抗， 最大輸入功率，駐波比等。最大輸入功率是一個 雙工器所能承受的最大的輸入功率，是雙工器的 一個使用安全性指標(biāo)。無線電話機(jī)的天線輸入阻 抗和發(fā)射機(jī)的輸出阻抗均為，因而要求雙 工器的阻抗也應(yīng)為，為保證整機(jī)的安全性 和通信效果，通常雙工器的駐波比在以下。 2.2 雙工器的設(shè)計 l同軸結(jié)構(gòu)的雙工器（兩個同軸帶通濾波器組成） 圖中所示是一個獨(dú)塊介質(zhì)雙工器

28、，是采用微波介 質(zhì)陶瓷材料做成的7孔不規(guī)則長方體結(jié)構(gòu)，他是由 兩個接受和發(fā)送的 電容耦合1/4 波長 同軸微波介質(zhì)帶通 濾波器通過一個階 梯諧振塊連接在一 起構(gòu)成的。 2.2 雙工器的設(shè)計 l結(jié)構(gòu)設(shè)計 （1）確定腔體的高度 TX 和RX 濾波器的高度可以根據(jù)微波傳輸線理 論確定。諧振腔沿電磁波傳播方向的高度H 與諧振 頻率f0 和r 之間有如下關(guān)系（其中c 為光速） （2）確定濾波器的級數(shù) 2.2 雙工器的設(shè)計 由于TX和RX 相互干擾很大，為了減小干擾采用 了窄帶切比雪夫?yàn)V波器,然后根據(jù)具體要求選定濾 波器階數(shù)。（實(shí)例中為3階） （3）確定單個同軸諧振器的尺寸 有介質(zhì)填充的同軸線的特性阻抗可以表示為： 式中：a 為濾波器中的諧振孔半徑（內(nèi)導(dǎo)體） b 為方形諧振器邊長的一半（外導(dǎo)體） 2.2 雙工器的設(shè)計 a/b的選取原則： 最大功率容量條件： b/a =1.65 最小衰減條件： b/a3.592 （實(shí)例中選定 a=0.5 mm，b/a=2.4， 則b=1.2