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双工器是什么意思?双工器的工作原理及作用

有个客户公司的采购需要向我公司采购双工器,但是采购本身也不知道什么是双工器,品慧工程师就为客户朋友们简单介绍一下双工器及其工作原理与作用。

双工器

一、什么是双工器?

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。双工器主要应用在异频双工电台与中继台中,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。双工器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。

二、双工器的作用

双工器是双工电台收发信号同时出入的必经途径,它既能将微弱的接受信号藕合进来,又能将较大的发射功率馈送到天线上去,且两者各自完成其功能而不相互影响。在双工电台中起到收发共用天线的作用。

三、双工器的主要性能指标

1、工作频率 双工器的工作频率范围应当不窄于电台本身的工作频率范围。

2、工作带宽 是指电台配上双工器后接收机的输入带宽和发射机的输出带宽。

3、收发间隔 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电台,VHF的收发频差为5.7MHz、UHF为10MHz。

4、特性阻抗 无线对讲机的天线输入阻抗和发射机的输出阻抗均为50Ω,因而要求双工器的阻抗也应为50Ω。

5、功率容量最大输入功率是一个双工器所能承受的最大的输入功率,是双工器的一个使用安全性指标,无线对讲双工电台双工器的功率容量一般为50W。

6、电压驻波比 为保证整机的安全性和通信效果,通常双工器的驻波比在1.5以下。

7、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。

好达滤波器介绍:好达SAW滤波器与双工器等进展

品慧电子讯:好达电子主要从事声表面波射频芯片的研发、设计、生产和销售,采用IDM模式组织生产,目前已具备0.25μm微线条芯片的生产能力。公司主要产品包括滤波器、双工器和谐振器,广泛应用于手机、通信基站、物联网等射频通讯相关领域。

众所周知,射频前端芯片一直是国内半导体产业亟待突破的领域,而滤波器作为射频前端芯片中价值量最高的细分领域,目前已经有包括天津诺思、灿勤科技、卓胜微、三安集成、德清华莹、麦捷科技、信维通信等数十家企业展开布局。

不过,由于国内滤波器产业起步较晚,而该市场已经被村田、高通(RF360)、太阳诱电、思佳讯和威讯等国际大厂牢牢占据,形成了强而有力的竞争壁垒。

好达滤波器表示,目前声表面波滤波器国产化整体进程仍处于初步阶段,国内行业整体技术水平与国外领先厂商相比仍存在较大差距,国内声表面波滤波器产业的发展尚无法满足国内需求,大量手机滤波器仍依赖进口。

据IDC数据显示,好达电子2018至2020年度声表面波滤波器全球市场占比分别为0.35%、0.46%以及0.92%,尚不足1%。

值得庆幸的是,近年来国际贸易摩擦频发,下游厂商愈发注重芯片供应的自主可控,国产芯片企业也迎来了绝佳的发展机遇。

在此背景下,华为、小米等厂商纷纷成立产业基金,入股国内芯片企业助力其发展。好达电子作为国内老牌的滤波器厂商,率先进入了华为、小米、华勤等下游厂商的视野。2018年,小米基金和摩勤智能及宽联投资均通过增资持有了好达电子股权,华为旗下哈勃投资也在2020年初通过增资入股的好达电子。

深圳市品慧电子有限公司专业于移动通讯领域,代理与销售各大知名品牌滤波器生产厂家系列产品,在线客户一直在为你提供全天的服务。

国产高性能 TF-SAW Band 25+66 四工器、n41 EN-DC TRx滤波器、Band 20+28 滤波器

品慧电子讯:2023年12月20日,浙江星曜半导体有限公司正式发布基于TF-SAW工艺的高性能Band 25+66四工器、n41 TRx、Band 20+28 Dual-Rx滤波器芯片,采用了星曜公司全新一代的增强版TF-SAW技术,在产品性能和稳定性上又迈上一个新台阶,三款产品总体性能全面达到国际一流水准,展现了星曜半导体在TF-SAW自主工艺上的全面产品布局。星曜半导体坚持走高端产品自主研发路线,不断增强核心领域技术水平,在TF-SAW高性能滤波器研发及其产业化技术方面具备持续领先的水平,目前已经可以全面、稳定、大量地提供性能国际一流的全套滤波产品,囊括了四工器、双工器、TRx滤波器、Dual-Rx滤波器等各类芯片。

Part 1. 新一代 TF-SAW 高性能 Band 25+66 四工器
本次星曜半导体正式推出基于新一代TF-SAW工艺的Band 25+66四工器,将原有版本全面迭代升级。该款四工器的面世,将为无线通信领域带来新的技术突破和创新。这不仅仅是技术上的革新,更是提升用户体验的重要一环。它的高性能和可靠性,将为客户提供更好的用户体验和更高的性能水平。本次同时发布了两种通用封装尺寸:标准化尺寸2.5mm x 2.0mm和小型化尺寸2.0mm x 1.6mm,这也将为各类无线通信系统的应用需求提供更佳解决方案。

Fig.1. 星曜半导体Band 25+66四工器产品实拍图(上:2520尺寸,下:2016尺寸)

本次发布的Band 25+66四工器芯片采用了星曜半导体自主研发的新一代增强版TF-SAW技术,依托自身强大的研发设计团队,完成Band 25+66四工器小型化突破,并实现了低插损、高隔离度、高带外抑制、高功率耐受的器件性能目标,能兼容常用的多种下行载波聚合的需求。Band 25 Tx插损小于2.0dBint、Rx插损小于2.4dBint,Band 66 Tx插损小于1.7dBint,Rx插损小于1.7dBint,Band 25、Band 66各自的发射/接收间隔离度均超过55dBint,Band 25与Band 66的交叉隔离也均超过55dBint。各项指标均能够达到国际一流的设计水准,器件大小更达到目前世界最小的尺寸2.0mm x 1.6mm的领先水准。同时,优异的温漂系数(~-10ppm/℃)使得该器件在高低温下的表现非常稳定,更能契合大客户的复杂使用环境。

Fig.2. 星曜半导体TF-SAW Band25+66四工器测试性能

(a)Band 25 Tx Insertion Loss;(b)Band 25 Rx Insertion Loss;(c) Band 66 Tx Insertion Loss; (d) Band 66 Rx Insertion Loss; (e) Band 25 Tx Attenuation, wideband; (f) Band 25 Rx Attenuation, wideband; (g) Band 66 Tx Attenuation, wideband; (h) Band 66 Rx Attenuation, wideband; (i) Band 25 TRx Isolation; (i) Band 66 TRx Isolation; (k) Band 25 Tx to Band 66 Rx Isolation; (l) Band 66 Tx to Band 25 Rx Isolation

Part 2. 新一代 TF-SAW 高性能 n41 EN-DC TRx 滤波器
星曜半导体本次发布的n41滤波器芯片,延续了上一代尺寸小、带外抑制高等优点。封装尺寸为1.1mm x 0.9mm,工作频率为2496 ~ 2690MHz。产品采用TF-SAW技术路线和星曜公司自研的EDA开发软件平台及众多特有的专利技术,本次发布的新一代芯片产品可达到PC2功率等级,支持HPUE,支持5G手机NSA应用,抗静电能力及防潮等级也达到国际一流。

Fig.3. 星曜半导体TF-SAW n41 TRx滤波器实拍图

本次发布的n41 TRx滤波器具有优秀的频带选择性,带内插损、带外抑制表现优异。全频段通带典型插损可达到2.2dB,在国内Band 41(2515 ~ 2675MHz) 通带典型插损可达到1.5dB,对近端Wi-Fi高信道的抑制大于20dBint,对1710~2170MHz频段的抑制大于32dB,可支持Band 3、Band 25与n41的EN-DC功能。

Fig.4. 星曜半导体TF-SAW n41滤波器测试性能

(a)TRx Passband;(b)VSWR;(b)TRx Narrowband Attenuation;(c) TRx Wideband Attenuation

Part 3. TF-SAW高性能Band 20+28F Dual-Rx滤波器
星曜半导体本次发布的Band 20+28F Dual-Rx滤波器芯片,封装尺寸为1.4mm x 1.1mm,采用了星曜半导体自主研发的新一代增强版TF-SAW技术,可应用于Band 20接收工作频率(791 ~ 821MHz),及Band 28F接收工作频率(758 ~ 803MHz)。

Fig.5. 星曜半导体TF-SAW Band 20+28F Dual-Rx滤波器实拍图

高Q值的TF-SAW滤波器能够满足带外陡降的高要求。与此同时,高Q值也带来了更好的无源性能,带内插损、带外抑制表现优异,Band 20 Rx通带插损典型值小于1.9dB, Band 28F Rx通带插损典型值小于1.7dB,对Band 20 Tx频段抑制大于41dB,对Band 28F Tx频段抑制大于42dB,综合性能已经达到国际一流水准,超越美日顶尖滤波器或射频公司同款产品性能。

Fig.6. 星曜半导体TF-SAW Band 20+28F Dual-Rx滤波器测试性能

(a)Insertion Loss;(b)VSWR;(c) Narrowband Attenuation; (d) Wideband Attenuation

TF-SAW滤波器这类高阶射频器件作为星曜企业的“杀手级”产品,经过3年的产品密集开发,星曜公司已自主研发完成TF-SAW全频段系列滤波器,一系列的重点频段双工器、滤波器已完成大批量量产的高质量交付,TF-SAW产品总体出货量已经达到国内最高。星曜针对TF-SAW特色工艺,已和衬底厂商签署长期供货协议并达成深度合作,定制化开发各类衬底材料,产品应用覆盖范围从600MHz到2.7GHz, 能够全面适应通信频段的全方位要求,未来将继续推出更多不同频段、不同应用场景的TF-SAW滤波器产品。本次发布的多款产品不仅仅是技术上的创新,也是星曜对客户需求的回应,体现了星曜半导体在射频前端滤波领域的技术储备和创新能力。同时,星曜半导体也将继续持续专注于技术创新和升级,为客户提供更好的服务和更先进的产品,与产业上下游伙伴共同推动无线通信技术的进步和发展。

Fig.7. 星曜半导体TF-SAW量产产品列表