Дуплексер - Duplexer

Дуплексер представляет собой электронное устройство , которое позволяет двунаправленной ( дуплексную ) связь по одному каналу. В системах радиолокации и радиосвязи он изолирует приемник от передатчика , позволяя им использовать общую антенну . Большинство систем ретранслятора радиосвязи включают дуплексер. Дуплексеры могут быть основаны на частоте (часто волноводный фильтр ), поляризации (например, датчик ортофотоплана ) или синхронизации (как это типично для радара).

Типы

Переключатель передачи-приема

Дуплексная коммутация TR

В радаре переключатель передачи / приема (TR) поочередно соединяет передатчик и приемник с общей антенной. В простейшем варианте переключатель состоит из газоразрядной трубки, проходящей через входные клеммы приемника. Когда передатчик активен, возникающее в результате высокое напряжение заставляет трубку проводить, закорачивая вместе клеммы приемника для защиты, в то время как его дополнительный переключатель, блокирующий передачу / прием (ATR), представляет собой аналогичную газоразрядную трубку, которая отделяет передатчик от антенна в нерабочем состоянии, чтобы не тратить полученную энергию впустую.

Циркулятор

Гибридный

Гибрид , такие как магии Т , может быть использован в качестве дуплексер пути прекращения четвертого порта в согласованной нагрузке . Эта компоновка страдает тем недостатком, что половина мощности передатчика теряется в согласованной нагрузке, в то время как тепловой шум в нагрузке передается приемнику.

Датчик орторежима

Частотный диапазон

Repeater duplexer.png

В радиосвязи (в отличие от радара) передаваемые и принимаемые сигналы могут занимать разные полосы частот и поэтому могут быть разделены частотно-избирательными фильтрами. По сути, это версия диплексора с более высокими характеристиками , обычно с узким разделением между двумя рассматриваемыми частотами (обычно около 2% -5% для коммерческой системы двусторонней радиосвязи).

В дуплексере высокочастотные и низкочастотные сигналы передаются в противоположных направлениях через общий порт дуплексера.

Современные дуплексеры часто используют соседние полосы частот, поэтому частотное разделение между двумя портами также намного меньше. Например, переход между полосами восходящей и нисходящей линии связи в полосах частот GSM может составлять около одного процента (от 915 МГц до 925 МГц). Значительное ослабление (изоляция) необходимо для предотвращения перегрузки выходного сигнала передатчика входного сигнала приемника, поэтому в таких дуплексерах используются многополюсные фильтры. Дуплексеры обычно предназначены для использования на частотах 30–50 МГц («нижний диапазон»), 136–174 МГц («верхний диапазон»), 380–520 МГц («УВЧ»), плюс 790–862 МГц («800». ), Диапазоны 896–960 МГц («900») и 1215–1300 МГц («1200»).

Существуют два преобладающих типа используемых дуплексоров: «режекторные дуплексеры», которые показывают резкие выемки на «нежелательных» частотах и ​​проходят только через узкую полосу полезных частот, и «полосовые дуплексеры», которые имеют широкополосные частотные диапазоны и высокие частоты. внеполосное затухание.

На объектах с общей антенной предпочтение отдается дуплексору с полосой пропускания, поскольку он практически устраняет помехи между передатчиками и приемниками, удаляя внеполосные излучения передачи и значительно улучшая избирательность приемников. Большинство профессионально разработанных сайтов запрещают использование режущих дуплексеров и по этой причине настаивают на полосовых дуплексах.

Стандартный антенный фильтр для установки в 19-дюймовую стойку
Типичная изоляция> 75 дБ
Типичная вносимая потеря <1,0 дБ

Примечание 1. Дуплексер должен быть разработан для работы в полосе частот, используемой приемником и передатчиком, и должен быть способен обрабатывать выходную мощность передатчика.

Примечание 2: дуплексер должен обеспечивать адекватное подавление шума передатчика, возникающего на частоте приема, и должен быть спроектирован так, чтобы работать на разнесении частот между передатчиком и приемником или меньше него.

Примечание 3: дуплексер должен обеспечивать достаточную изоляцию, чтобы предотвратить снижение чувствительности приемника.

Источник: из Федерального стандарта 1037С

История

Первые дуплексеры были изобретены для использования на электрический телеграф и были известны как дуплекс , а не антенный переключатель . Они были ранней формой гибридной катушки . Телеграфные компании очень хотели иметь такое устройство, поскольку возможность иметь одновременный трафик в обоих направлениях потенциально позволяла сэкономить тысячи миль телеграфного провода. Первое из этих устройств было разработано в 1853 году Юлиусом Вильгельмом Гинтлем из Австрийского государственного телеграфа. Дизайн Гинтля оказался не очень удачным. Дальнейшие попытки были предприняты Карлом Фришеном из Ганновера с искусственной линией, чтобы уравновесить реальную линию, а также компанией Siemens & Halske , купившей и модифицировавшей дизайн Фришена. Первый по-настоящему успешный дуплекс был разработан Джозефом Баркером Стернсом из Бостона в 1872 году. Томас Эдисон развил его в квадруплексный телеграф . По оценкам, устройство экономило Western Union 500 000 долларов в год на строительстве новых телеграфных линий.

использованная литература