Você tem várias opções ...
Para passar as variáveis shell ao awk e usá-las na comparação de strings e deixar o shell criar o arquivo:
awk -v chr="$chr" '$1==chr' "$infile" > "exons_${chr}.bed"
Além disso, deixe o awk fazer a saída no arquivo:
awk -v chr="$chr" '$1==chr { print > "exons_" chr ".bed" }' "$infile"