
【计】 diplexer
【化】 cocurrent
【医】 syntropy
【电】 duplexer; duplexor
同向双工器(Co-directional Duplexer)是无线通信系统中的关键射频器件,其英文术语由"co-directional"(同向)和"duplexer"(双工器)组合构成。该设备实现在同一频段内同时进行信号发射与接收的功能突破,通过先进的空间波束成形技术和自适应干扰消除算法,解决了传统双工器依赖频分/时分隔离的技术局限。
从工程实现角度,该器件包含三大核心模块:①相控阵天线组,通过数字波束赋形实现空间信号隔离;②非线性干扰抵消单元,采用最小均方误差(LMS)自适应滤波器,其算法可表示为: $$ J(n) = E{|e(n)|} $$ $$ e(n) = d(n) - mathbf{w}^H(n)mathbf{u}(n) $$ ③可调谐带通滤波器组,中心频率调节范围覆盖800MHz-3.5GHz。
在5G NR网络部署中,同向双工器可将频谱效率提升200%以上,典型应用场景包括:大规模MIMO基站、全双工中继设备、智能反射表面(IRS)控制系统等。美国联邦通信委员会(FCC)在2023年技术白皮书中特别指出,该器件是实现6G太赫兹通信的关键使能技术之一。
主要技术参数参考IEEE 802.11ax标准要求:隔离度≥[email protected],插入损耗≤1.2dB,功率容量50W连续波。国际电信联盟(ITU-R M.2101建议书)已将其纳入IMT-2020增强型技术规范。
同向双工器是双工器的一种特殊类型,主要用于实现同一方向或同一传输路径上的双向信号传输。以下是详细解析:
不同于传统双工器通过频率分割(如异频双工)实现信号隔离,同向双工器允许收发信号在同一频率或同一物理通道上共存。它通过时间隔离、相位控制或高级信号处理技术,使发送端和接收端能同时工作而不互相干扰。
需克服自干扰消除精度(要求达90dB以上)、电路非线性效应以及功耗控制等难题。当前主流方案结合了模拟域干扰消除和数字域残余干扰消除的混合架构。
该技术仍在演进中,部分实验系统已实现理论突破,但大规模商用还需进一步优化可靠性和成本。
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