一种小型化射频收发前端的设计

2.2 双工器设计

由图1可见，天线接收发射的信号都要经过一个双工器，该双工器的主要功能是隔离GSM900频段与DCS1800频段信号。本文介绍的是一个GSM 手机前端，GSM 频段上下行频率范围为890-915MHz(TX)和935-960MHz(RX)，DCS频段上下行频率范围为1710-1785 MHz(Tx)和1805-l880MHz(Rx)。图2为双工器的电路结构。

图2 双工器电路图

如图2，在天线和GSM端口之间是一个低通滤波器，其截止频率在1000MHz左右，C1和L1组成并联谐振产生传输零点，我们设计其谐振点在1800MHz左右，用来抑制DCS频段信号，同时又可增加对GSM 频段二次谐波的抑制。

同时，在DCS端口天线之间是一个高通滤波器，C₅和L₂、L₃和C₆同时产生串联谐振，谐振频率在900MHz左右，用来抑制GSM频段信号。

按照同样方法可完成发射端口低通滤波器设计。最后利用ansof公司的电路仿真软件designer对收发前端模块进行整体电路仿真，优化参数，得到准确的电路模型。

3 三维结构实现

电路仿真优化设计完成之后，对合适的无源元件在电磁仿真软件Q3D中建模，优化其C、 L值，然后导入HFSS中整体仿真优化S参数。对于一些取值较大的元件如扼流线圈和限流电阻，由于模块基板尺寸和材料介电常数的限制，采用LTCC难以实 现，将其和非线性元件PIN二极管、声表面波滤波器(SAW)一起表贴在基板上。对于λ/4短截线，由于每层的平面空间有限，采用多层螺旋线来实现，既可以节约空间又可以利用其产生电容来等效缩短λ/4传输线的长度。

4 实验结果

将最终加工得到的模块实物焊接在测试夹具上进行测试，两个频段的接收插损均小于1.9dB(通带内波动小于0.5dB)，两个频段收发隔离均大于25dBc。

5 结语

本文介绍了一款小型化L波段射频收发前端模块的设计过程，从电路设计、三维建模、仿真优化、测试结果分析几个方面进行了较为详细的讲解。其中使用的单节λ/4短截线收发开关电路既有效地降低了接收损耗、改善了收发隔离，又缩小了电路尺寸，值得借鉴。