雙工器

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。雙工器既要將微弱的接受信號耦合進來，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振腔體構成，由于其工作頻率高，分布參數影響較大?常做成一個密封套體，各信號饋線均用屏蔽效果較好的同軸電纜?腔體形材也要求一定的光潔度，為利于散熱，外觀常為黑色，三個信號端一般采用標準高頻接插件Q9或L16型高頻插座無線通訊對雙工器的要求

雙工器用于移動通信和在野外作為無人值守的中轉臺工作，其本身就決定了它的使用環(huán)境和工作條件。

首先，我們希望雙工器的體積小巧、重量輕。目前由于雙工器的體積和其它一些技術問題，用于手持無線電話機的雙工器還未見報道。但對于車載無線電話機，汽車等所能提供的空間是有限的，且還有無線電話機的布線和散熱問題要考慮，因而在滿足其它技術指標的前提下，雙工器的小型化非常有必要。

其次，雙工器必須便于安裝，尤其是對某些雙工器與無線電話機分別安裝時更是如此。且應當結構牢固、可靠、緊湊，應能承受一定的沖擊和振動，特別是用于一些地理環(huán)境比較差的地方的無線電話機。我們知道，目前的雙工器大多是分布參數決定其工作頻率等指標要求的，如雙工器的結構不可*，則有可能導致無線電話機的整機指標惡化，甚至燒壞接收機，這一點尤為重要。再者，作為中轉臺有時使用環(huán)境比較惡劣，這就要求雙工器也能在相應的工作溫度范圍以內能保證通訊質量。一般來講，雙工器應有明確的工作溫度范圍，并有溫度變化的穩(wěn)定性指標，以滿足整機的使用要求。

雙工器的工作頻率范圍應當不窄于無線電話機本身的工作頻率范圍。通常我們所說的帶寬，是指無線電話機配上雙工器后接收機的輸入帶寬和發(fā)射機的輸出帶寬。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。從其頻率響應曲線上看，即是兩個阻帶在一定衰減量時的頻率范圍，正如大家所知，現今的VHF、UHF無線電話機的本身，接收機的高頻輸入帶寬一般都可在5MHz以上，發(fā)射機的高頻輸出帶寬在10MHz以上。也就是說，無線電話機本身的高頻輸入、輸出帶寬都是比較寬的，因此要求雙工器的帶寬也應有一定的寬度，以克服用戶在申報頻率時因為帶寬問題而造成的麻煩。然而，根據我國及國際上各國無線電頻率管理部門的規(guī)定，用作雙頻雙工組網的雙工無線電話機，150MHz的收發(fā)頻差為5.7MHz、450MHz時為10MHz?因而理想的雙工器也只能是以上相應頻段的無線電話機所規(guī)定的收發(fā)頻差的一半，即150MHz為2.85MHz，450MHz時為5MHz。

應根據電臺發(fā)射接收頻率定制雙工器。400兆收發(fā)頻率差10MHZ雙工器的工作帶寬在±250kHZ可保證隔離度90db左右，單頻點工作隔離度可達120db..當使用頻率超過雙工器額定帶寬時，收發(fā)隔離度將急劇下降發(fā)射駐波增大，接收電路因受發(fā)射部分影響靈敏度下降不能正常工作。　業(yè)余無線中轉臺U段一般收發(fā)差5兆HZ 使用的雙工器采用窄帶設計，可保證隔離度不下降但工作帶寬變窄 為±100KHZ. 實踐證明使用雙工器比用兩顆天線收發(fā)效果要好。

一般雙工器由六個帶阻濾波器（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，并防止發(fā)射功率串入接收機，發(fā)射端濾波器諧振于接收頻率。有些雙工器不標發(fā)射和接收端而只標LOW和HIGH ,如某雙工器LOW=450, HIGH=460, 表示LOW端可連接450兆接收機HIGH端連接460兆發(fā)射機，也可將LOW端連接450兆發(fā)射機,HIGH端連接460兆接收機，收發(fā)頻率可顛倒使用，但是不能將發(fā)射頻率460的機器接置雙工器450兆一端以免損壞電臺和雙工器。

雙工器的插入損耗是指對應于通道中，通帶頻點對有用信號的損耗?？捎霉剑?0LgPi/PO或20lgUi/Uo來表示。其中Pi、Ui表示進入雙工器的信號功率或電平；Po、Uo表示從雙工器出來的信號功率或電平。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，有利于整機的輸出功率的提高，效率提高，減少整機射頻功放的發(fā)熱量。國內雙工器指標為1.2db以下，某些進口的產品中雙工器的實際插入損耗在0.5db左右。如對于一臺要求輸出射頻功率25W的中轉臺來說，假如所選用的雙工器的插入損耗為0.5db，則要求整機射頻功放輸出28.1W的功率就可以了；但假如所選用的雙工器的插入損耗為2db，則要求整機射頻功放輸出39.6W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，也是一項非常重要的指標。

雙工器在整機聯調前應確認雙工器的工作頻率與無線電話機的工作頻率是否一致，如相差較大時，應重新調整再聯調，以避免燒壞輸入高放回路。

雙工器的初調一般在雙工器的生產廠家進行，調整完了后，注明工作頻率再出廠。但雙工器在使用前，如確有必要可以按實際工作頻率進行重調，調試方法連接儀器，并應接上50Ω終端假負載，反復調整并將假負載和頻譜分析儀對換過來，并鎖緊各調整螺釘。

整機調試階段，收發(fā)電路板調整好以后，還要對雙工器進行仔細微調，以使發(fā)射功率最大，且發(fā)射接收靈敏度劣化最小。聯調時一定要注意少量的、慢慢的調整，以防止燒壞衛(wèi)星電視。因為雙工器的工作頻率較高，又是一個分布參數決定其特性的組件，調整時非常敏感；并防止調整完后，在鎖緊的過程中，原調整的最佳點跑了。有些雙工器采用自鎖螺釘，不必另外再用螺母鎖緊，使調試大為方便，又節(jié)省了工時成本。

雙工器的頻率穩(wěn)定度應包括兩個含義：一是本身結構的穩(wěn)定性，使其分布參數具有一定的穩(wěn)定度；二是其溫度穩(wěn)定性。

如前所述，雙工器是一個分布參數的腔體濾波器，其頻率響應曲線決定于腔體的分布參數。我們要求移動通信中使用的雙工器應在-25℃－55℃的溫度范圍內具有相當的頻率穩(wěn)定度，不至于影響無線電話機的通訊效果，也就是說雙工器的頻率響應曲線應在相應的溫度范圍內保持其要求的頻譜位置和曲線形狀，通常的雙工器在工作溫度范圍內應具有優(yōu)于+55ppm的穩(wěn)定度，才能滿足無線電話機的使用要求。

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，也即雙工器的接收端和發(fā)射端至天線端的隔離度相當的。這一點使得雙工器的生產廠家在生產管理上較為方便。因為我們所說的接收端和發(fā)射端，無非是工作頻率高和低的區(qū)別，如雙工器的工作頻率不合適，甚至是在10MHz的另一端，則只需調整和改接一下即可，而不會影響使用效果。

通常，發(fā)射端的衰減量的考慮，是使得在強接收信號的情形下，接收頻率信號對發(fā)射機不產生互調干擾，一般隔離度在60db以上時即可滿足要求。接收端的衰減度的考慮，是要足以阻止發(fā)射機到天線輸出的射頻功率到接收機的輸入端來干擾接收機的正常工作，因而雙工器的接收通道是一對應于整機發(fā)射頻率的帶阻濾波器。我們知道，中轉臺的發(fā)射功率都在25W以上，而接收靈敏度都在0.35UV左右。以此作為一個例子，也就是說，在雙工器的發(fā)射通道和接收通道中，兩者的電平相差約145db對于功率大一點，接收靈敏度較高一點的中轉臺則相差更大。為了不至于因發(fā)射功率而影響接收機的正常工作，要對發(fā)射功率在接收機的輸入端進行一定量的衰減。一般來講，除幾個特殊的頻點外，接收機的寄生抗擾性都在80db以上，當然，各種型號的中轉臺可能不一樣，因而在考慮選用雙工器之前應對無線電話機的寄生抗擾性這一指標，尤其是對于發(fā)射頻率的頻點上的寄生抗擾性進行測試并詳細了解，以作為雙工器指標確定的依據。從上面的例子則要求雙工器的接收通道中對應于發(fā)射頻率的頻點上至少應具有145-80=65db的衰減量，才能基本滿足要求，對于射頻功率大，靈敏度高的中轉臺則要求更大一些，一般要在80db以上。

雙工器除以上討論的指標外，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。無線電話機的天線輸入阻抗和發(fā)射機的輸出阻抗均為50Ω，因而要求雙工器的阻抗也應為50Ω，為保證整機的安全性和通信效果，通常雙工器的駐波比在1.4以下。

值得指出的是雙工器的阻抗也隨其分布參數而改變，因此，阻抗匹配是調試的目的之一。阻抗不匹配所造成的不良影響甚至要大于某些其它因素所造成的不良影響。

總之，雙工器的指標有多項都值得考慮，但這些指標從雙工器本身來講，并不是[非法字]的，而是相互聯系的。選用時應當綜合全面考慮。