基于ADS的双工器设计洪江民，吕旌阳**（北京邮电大学信息与通信工程学院，北京100876）510152025303540摘要：双工器是无线通信中重要的器件，利用ADS、pspice等EDA工具可以为双工器的设计提供直观的性能参数以及快速的仿真结果，加速双工器的设计。本文利用ADS软件仿真设计工作在13.56MHz的双工器，简单介绍了滤波器、双工器设计的过程及所用方法，先进行总体的仿真再进行设计，并对其匹配情况、隔离度、损耗等进行了仿真，对其进行了调整优化。关键词：双工器；ADS；滤波器中图分类号：TN929.5ADS-BasedDesignOfDuplexerHongJiangmin1,LvJingyang2(1.InformationandCommunicationEngineeringSchool,BeijingUniversityofPostandTelecommunications,Beijing100876;2.InformationandCommunicationEngineeringSchool,BeijingUniversityofPostandTelecommunications,Beijing100876)Abstract:Duplexerisanimportantwirelesscommunicationdevice.EDAtoolsuchasADS,pspicecanprovidequickvisualperformanceparametersandsimulationresultsinthedesignofduplexerandacceleratingtheduplexerdesign.Inthispaper,ADSisusedtodesignduplexerwhichoperatesat13.56MHz.Andthispaperintroducehowtodesignfiltersanddiplexers,andsimulateditsmatchingcase,isolation,loss,andothersimulation,carriedoutadjustandoptimize.Keywords:Duplexer;ADS;Filter0引言通信系统中，无线电信号的接收和发射都需要通过天线，如果给接收机和发射机分别配置一个天线，不但增加了成本和体积，而且天线传递信号之间还会互相干扰。所以希望收发公用一副天线，这就需要双工技术的研究。[1]可以说，双工器就是为了使收发通道同用一套天线而又使其不产生相互影响的而引入的器件[2]。双工器主要有时分双工(TDD)以及频分双工(FDD)两种类型。时分双工(TDD)，无论发送还是接收都采用同一个信道，是通过不同时操作发送以及接收的方式使其不产生干扰。频分双工(FDD)，需要两个频段当作独立的信道，一个频段用来发送，另一个用来接收[3]，两个频段之间存在一个保护频段,用来防止发送频段与接收频段之间产生相互干扰[4]。本文所要设计的是频分双工器，其主要的性能指标是隔离度以及插入损耗[5]。结合ADS仿真软件，本文采用至上而下的方法来进行设计：由所要设计的双工器的参数计算出滤波器的参数，再设计滤波器电路，最后在进行整体的仿真设计。1双工器设计目标所要设计的双工器工作的中心频率为13.56MHz，频率范围为13.553–13.567MHz，发送以及接收的所用频段分别为13.553-13.557MHz以及13.563-13.567MHz。所要实现的隔离度为20dB以上，插入损耗为1.5dB以内，都是匹配在50欧姆。据此，可以得到双工器的设计目标表格，作为下一步设计滤波器的依据。作者简介：洪江民，（1990-），男，硕士研究生，射频电路设计通信联系人：吕旌阳，（1969-），男，副教授，射频电路设计.Lvjingyang@gmail.com-1-表1双工器设计目标参数Tab.2DesignParametersofDuplexer阻带通带频率（MHz）插入损耗（dB）频率（MHz）插入损耗（dB）信道1信道213.550-13.55413.566-13.570202013.566-13.57013.550-13.5541.51.5注：通带内的阻抗为50欧姆。452滤波器的设计目标2.1计算滤波器的参数指标如图一所示，带通滤波器1以及带通滤波器2共同组成双工器，其中端口1（Term1）表示共用的天线，而端口2（Term2）、端口3（Term3）分别表示发送端以及接收端，均为5050欧姆匹配，两个带通滤波器（BPF1及BPF2）将这两个信道隔离开。BPF_ButterworthBPF1Fcenter=13.552MHzBWpass=6kHzTermTerm2Num=2Z=50OhmTermTerm1Num=1Apass=0.5dBBWstop=28kHzAstop=20dBZ=50OhmTermBPF_ButterworthBPF2Fcenter=13.568MHzBWpass=6kHzApass=0.5dBBWstop=28kHzAstop=20dB图1双工器的顶层结构图Fig.1Top-levelblockdiagramofaduplexerTerm3Num=3Z=50Ohm5560根据双工器的设计参数，我们可以估算滤波器所需要达到的性能参数：因为双工器通带宽度为4kHz，滤波器的通带宽度应略大于4kHz，故先取为6kHz；两滤波器的通带中心频率分别为两信道的中心频率13.568MHz以及13.552MHz；为使插入损耗...