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diplexer与duplexer

news 2025/10/15 8:50:34

共享天线(shared antenna)与天线双工器(Diplexer)的用法详解

1、在无线通信系统中，无论是蜂窝系统，还是WIFI系统，随着技术的迭代，升级，可用的射频频谱资源越来越宽，射频链路的空间流也越来越多，这样就面临着使用更多的天线，同时对产品设计带来了成本，结构空间，外观等各方面的挑战，为了节省天线数量，现代射频系统中基本上采用收发共享天线和异频共享天线，此时就需要使用双工器，它们的主要目的是减少天线数量、节省空间并提高系统效率

双工器的分类：

1.1、Diplexer

Diplexer是将两个不同频段的信号分离或合并,使得同一天线或传输线可对两条信号路径进行使用，从而实现同一天线对两种不同频率信号的接收和发送。比如WIFI 2.4 频段，WIFI 5G频段，6G频段，使用Diplexer后，达到共用一只2.4g&5G或2.4g&6G双频WiFi 天线，Diplexer通常由两个滤波器组成，一个用于高频信号，另一个用于低频信号。滤波器的作用是确保只有特定频段的信号可以通过，从而实现频段的分离或合并

1.2、Duplexer

Duplexer是一种用于同一频段上进行双向通信的射频器件，主要应用于FDD （频分双工）制式的通路，其作用是将发射和接收信号相隔离，允许发射机和接收机共用一根天线，但不会相互干扰。一般在手机蜂窝系统中使用较多，Duplexer通常由两个滤波器和一个隔离器组成。隔离器确保发射信号不会干扰接收信号，并且发射信号和接收信号可以同时通过同一根天线

LTE系统中Duplexer应用框图如下所示：

2：Nordic nRF7002是需要连接到主MCU或Linux处理器的无线wifi6配套设备，它通过QSPI（6线）或SPI（4线）连接到主机，用于数据和包含蓝牙LE/IEEE 802.15.4 radio的主机的3线或4线共存控制接口。另外，HOST_IRQ和BUCKEN是必需的，用户应用程序在主机MCU上执行，下图显示了使用nRF7002和通用主机MCU的系统

下图展示了nRF7002与nRF5340一起实现Ble和Wi-Fi结合的解决方案，nRF5340作为无线系统的主机和公共接口，使用单独的天线配置可以同时实现2.4 GHz/Wi-Fi和蓝牙/IEEE 802.15.4操作

单天线配置也是可以的，但需要一个天线开关(antenna switch)，可以通过无线电共存算法进行控制，下图为nRF7002的单天线配置(与使用双天线相比，在信号路径中引入开关可能会造成灵敏度损失（通常<1dBm）)

灵活的天线配置：
1：共享天线(shared antenna)用于低成本和尺寸受限的设备
2：独立的天线配置(separate antennae)实现效率最大化,"per radio"最大限度地提高并发性"per band”简化天线设计、调谐和效率
“per band” 天线是指为特定频段（Band）专门设计的天线，而不是使用单一宽带天线覆盖多个频段。这种设计方式在无线通信（如5G、Wi-Fi、卫星通信等）中广泛应用，以提高信号效率、简化调谐并减少干扰。