Применение дуплексеров, фильтров, преселекторов
Также это может привести к появлению в приемнике помех — продуктов интермодуляции, наведенных другими близкорасположенными передатчиками.
Более практичное объединение приемника и передатчика на одну антенну изображено на Рис.4.
Здесь в цепи приемника включен режекторный фильтр на объемном резонаторе, настроенный на частоту несущей передатчика. Этот фильтр изменяет кривую селективности приемника как показано на дисплее нашего анализатора. Благодаря ему селективность приемного устройства в целом поднимается на 30 dB, что полностью устраняет влияние помехи I от несущей передатчика. Приемный сигнал с частотой 465 МГц не претерпевает ослабления благодаря узкополосным свойствам фильтра и свободно достигает антенного входа приемника.
Выходной сигнал типичного передатчика изображен на рис.5 (разумеется, передатчики нельзя подключать к реальным спектроанализаторам).
Наш идеальный анализатор указывает, что спектр состоит отнюдь не только из одной несущей. Помимо нее присутствуют также шумы выходного каскада и продукты девиации частоты, всегда сопровождающие частотную модуляцию.
Помимо этого спектр сигнала содержит всплески гармоник несущей задающего генератора, помноженные в несколько раз и находящиеся в районе основной частоты. Также в спектре сигнала могут присутствовать продукты интермодуляции, наведенные на нелинейных участках передатчика сигналами непосредственно из эфира. Все эти вредные явления составляют шумовой порог передатчика.
В правилах FCC сказано, что уровень помех должен быть подавлен на значение равное (dB) 43 + 10 lg Pвых в полосе +/- 250% от заявленной рабочей полосы. Соответственно этому требованию шумы от нашего 100 ваттного передатчика должны быть подавлены не менее, чем на 63 dB относительно выходного уровня 100 Вт (см. рис. 5).
Разумеется, уровень шума — 13 dB значительно (на 124 dB превышает уровень нормальной чувствительности приемника (0,3 мкВ или — 13 dBm) и срывает его работу. При таких условиях не может быть и речи о дуплексной работе ретранслятора. Как же быть в этом случае?
В этом случае можно использовать тот же режекторный фильтр, установленный в антенной цепи передатчика и настроенный на частоту приемника (см. рис. 6).
Здесь для достижения более высокой режекции 65-70 dB, требуемой для устранения шумов передатчика мы установили последовательно сразу 2х баночный фильтр. Результат его работы виден на дисплее анализатора. Шумы передатчика вырезаны после фильтров вокруг приемной частоты и не попадают в приемное окно.
С приемником, защищенным от несущей передатчика, и передатчиком, чьи шумы ослаблены режекторными фильтрами вполне удачно реализуется дуплексная работа ретранслятора.
Получившийся дуплексер относится к типу несимметричных режекторных дуплексеров с неодинаковым числом банок в приемном и передающем трактах. Такие типы дуплексеров получили широкое распространение и много лет применяются в дуплексных системах подвижной связи.
Тем не менее, режекторные фильтры часто оказываются не в состоянии справиться с помехами, даже если приемники выполнены по последнему слову техники и имеют высокие характеристики. На рис. 7 изображена совместная работа передатчика и приемника среднего качества на одну антенну с 4-баночным режекторным дуплексером.
На дисплее нашего идеального спектроанализатора видно, что в принципе дуплексер почти справляется со своей задачей. Несущая передатчика полностью вырезана, в районе частоты приемника шумы передатчика полностью вырезаны. Однако, некоторое присутствие шумов за границей уровня блокировки все же наблюдается с превышением на 20 dB. Происходит это по причине недостаточной ширины полосы режекции обычного режекторного фильтра. Это, конечно, не приведет к полному срыву работы дуплексной системы, однако реализовать максимальную чувствительность ретранслятора уже не удастся. Уровень чувствительности будет зависеть от присутствующих шумов передатчика, а также селективности приемника и перегрузки его входного усилителя.
Для устранения подобной проблемы разработаны и удачно применяются дуплексеры другого типа — полосно-режекторные. В отличие от предыдущего режекторного дуплексера, его характеристика имеет более широкую полосу и глубину режекции, что способствует более качественному подавлению шумов передатчика. В полосе пропускания кривая АЧХ сродни полосовому фильтру, но с несколько меньшей крутизной скатов. Такой дуплексер дает значительно лучшие результаты.
На рис. 8 показаны те же приемник и передатчик, что и на рис. 7, но уже подключенные к антенне посредством полосно-режекторного дуплексера. Результат широкополосного подавления шумов передатчика хорошо виден по более крутым скатам фронта шумового спектра. Такому ретранслятору однозначно обеспечена отличная дуплексная работа на уровне шумов, лежащих ниже уровня десенситизации. Данная радиосистема будет иметь больший радиус действия, чем изображенная на рис. 7.
Информация, представленная на этой странице не является официальной офертой.
Для уточнения актуальных параметров свяжитесь с отделом продаж перед оформлением заказа.
Дуплексер
Дуплексер (дуплексный фильтр, от слова дуплекс, частотно-разделительный фильтр) — устройство, предназначенное для организации дуплексной радиосвязи с использованием одной общей антенны как для приема, так и для передачи. Имеет три порта: для подключения антенны, радиоприемного тракта (радиоприемника) и радиопередающего тракта (передатчика). Широко используется для построения дуплексных ретрансляторов.
Работа дуплексера основана на принципе пропускания сигнала одной частоты, и запирания другой частоты. Таким образом, в приёмном плече из антенны свободно проходит принятый полезный сигнал до приёмника. В то же время этот фильтр не пускает сигналы несущей передатчика. В противоположном плече сигнал от передатчика свободно достигает антенны, а его шумы в области приёмных частот запираются.
Термин дуплексер обычно обозначает фильтр для частотного разделения сигналов на одном диапазоне (с относительно близкими частотами), в то время как термины диплексер (объединение двух портов в один) и триплексер (объединение трех портов в один) обозначают фильтр, предназначенный для объединения (разделения) сигналов различных диапазонов частот.
См. также
- Диплексер
- Частотно-разделительный фильтр
- Фильтрация
- Электрические фильтры
Wikimedia Foundation . 2010 .
Полезное
Смотреть что такое «Дуплексер» в других словарях:
дуплексер — Антенный разделительный фильтр, допускающий одновременное применение одной и той же антенны для передачи и приема информации. [Л.М. Невдяев. Телекоммуникационные технологии. Англо русский толковый словарь справочник. Под редакцией Ю.М.… … Справочник технического переводчика
антенный переключатель — дуплексер — [http://www.iks media.ru/glossary/index.html?glossid=2400324] антенный переключатель [Лугинский Я. Н. и др. Англо русский словарь по электротехнике и электроэнергетике. 2 е издание М.: РУССО, 1995 616 с.] Тематики электросвязь,… … Справочник технического переводчика
Дуплекс — Дуплекс: Дуплекс (также полудуплекс) режимы работы приёмопередающих устройств. Дуплекс задача в шахматной композиции, разновидность близнецов. Дуплекс (Duplex) название аустенитно ферритных нержавеющих сталей. Дуплекс … … Википедия
Сплиттер — «Сплиттер» (от англ. split разделять) сленговое название комбинированного электрического фильтра для частотного разделения каналов. Применяется в сетях телекоммуникаций при использовании общей физической среды (абонентской линии) различными… … Википедия
Антенно-фидерные устройства — (АФУ) предназначаются для передачи сигналов в системах радиосвязи, радиовещания, телевидения, а также других радиотехнических системах, использующих для передачи информации свободное распространение радиоволн. Функции антенн в указанных системах… … Википедия
ADSL фильтр — У этого термина существуют и другие значения, см. Сплиттер. ADSL фильтр (жарг. Сплиттер от англ. split разделять) комбинированный электрический фильтр для частотного разделения каналов. Применяется в сетях телекоммуникаций при… … Википедия
Дуплексер
- Дуплексер (дуплексный фильтр, от слова дуплекс, частотно-разделительный фильтр) — устройство, предназначенное для организации дуплексной радиосвязи с использованием одной общей антенны как для приёма, так и для передачи. Имеет три порта: для подключения антенны, радиоприёмного тракта (радиоприёмника) и радиопередающего тракта (передатчика). Широко используется для построения дуплексных ретрансляторов.
Дуплексер содержит два фильтра с непересекающимися окнами прозрачности амплитудно-частотных характеристик: окно прозрачности АЧХ одного фильтра соответствует полосе частот тракта приёма, другого — полосе частот тракта передачи. Используется пара полосно-пропускающих фильтров, реже — пара из ФНЧ и ФВЧ. «Антенные» порты фильтров соединяются параллельно, образуя антенный порт дуплексера. Фильтры проектируются и настраиваются совместно, поскольку простое соединение работоспособных фильтров приведет к расстройке каждого из них.
Принцип действия дуплексера состоит в следующем. Сигнал радиопередатчика проходит с минимальными потерями через фильтр тракта передачи и поступает в антенну. Этот сигнал задерживается фильтром тракта приёма, не выводит из строя радиоприёмник и не препятствует его нормальной работе. Одновременно сигнал в полосе частот тракта приёма, регистрируемый антенной, проходит с минимальными потерями через фильтр тракта приёма и поступает в радиоприёмник. Поскольку соединенный с этим фильтром параллельно фильтр тракта передачи в полосе частот приёма имеет малый коэффициент передачи, то мощность принятого сигнала практически не рассеивается (то есть не теряется) в тракте радиопередачи. Таким образом, принцип действия дуплексера основан на частотной селекции сигналов различных частот и отличается от принципа действия циркулятора и направленного ответвителя, которые разделяют сигналы по направлению распространения электромагнитных волн.
Электрические параметры дуплексера:
* качество согласования — частотные зависимости КСВ по каждому из портов и их максимальные значения в соответствующих полосах частот (при измерении неиспользуемые порты нагружаются на поглощающие нагрузки)
* развязка — частотные зависимости переходного затухания между каждой парой портов (неиспользуемый порт нагружается на поглощающую нагрузку), а также минимальные значения переходных затуханий в соответствующих полосах частот
* потери — частотные зависимости коэффициентов передачи из порта в порт в соответствующих полосах частот
Радиосвязь: «Зоопарк» пассивных устройств. Часть 1
Дуплексеры и диплексеры: одна буква разницы, но…
Многие и не подозревают, что, ничего не зная о предмете нашего рассмотрения, ежедневно пользуются названными устройствами.
Достаточно сказать, что в каждом сотовом телефоне есть дуплексер, а объединяя на единственный входной разъем телевизора сигналы от, скажем, двух эфирных телеантенн диапазонов МВ и ДМВ, мы используем так называемые «сумматоры», являющиеся широкополосными диплексерами.
Но это – отнюдь не все возможные использования и тех, и других.
Стоит сразу добавить, что и дуплексеры, и диплексеры – это частотно-избирательные узлы, то есть – построенные на фильтрах.
Мало того, что рассматриваемые нами устройства, отличаясь всего одной буквой в названии, еще и не отличаются по схематике (если речь идет о неширокополосных диплексерах).
Так в чем тогда разница?
А разница – в выполняемой функции.
Начнем с дуплексеров.
Рассматривая схему, видим, что задача устройства – пропускать по каждой из его ветвей только одну частоту, задерживая вторую, откуда бы она ни исходила: от антенны или от второй ветви. Полосы пропускания каждой ветви задаются двумя идентичными контурами. Последовательный (со стороны точки соединения ветвей) исключает как пропускание, так и шунтирование «не своей» частоты», а параллельный отвечает исключительно за избирательность ветви в целом.
Дуплексеры незаменимы тогда, когда требуется создать ретранслятор (репитер) внутри одного частотного диапазона и чтобы он работал в реальном времени (в отличие от «попугая» с цифровым повторителем). Для этого требуются две разнесенные частоты: приема и передачи. И желательно — всего одна приемо-передающая антенна. Ведь если в пользовательской симплексной радиостанции с единственным входом/выходом мы при нажатии PTT сами активируем частоту передачи (рация должна быть настроена на так называемый «репитерный сдвиг», если она его физически имеет), отключая этим от антенны вход приемника, а при отжатии активируем частоту приема, отключая от антенны выход передатчика, то в репитере процесс приема и передачи происходит одновременно, так как он осуществляет немедленный перенос модулированного сигнала, принятого им на своей частоте приема, на частоту своей передачи. Стоит заметить, что при работе через репитер, частота его приема соответствует частоте передачи рации, а частота передачи репитера соответствует частоте приема рации; и в таком режиме связи прямая передача «рация-рация», минуя репитер – невозможна.
Среди дуплексеров выделяют два класса: полосовые и канальные .
(см.диаграммы на рис.ниже)
Полосовые дуплексеры своими двумя ветвями разделяют диапазонна два поддиапазона частот: приема и передачи, в каждый из которых входит множество (десятки) каналов. Так что на один полосовой дуплексер и одну-единственную диапазонную антенну возможна одновременная работа нескольких канальных ретрансляторов (как их объединять, если их частоты находятся хоть в соседних каналах, а количество – от двух и более, расскажу во 2-й части «Зоопарка…»). Такая организация радиотракта позволяет независимую работу как множества отдельных канальных групп, так и связь между ними. Из минусов полосовых дуплексеров, пропускающих мощности в десятки ватт, самым существенным является их довольно значительный габарит даже на UHF -диапазоне, так как сложение мощности с выходов множества канальных передатчиков требует большой поверхности проводников для компенсации влияния скин-эффекта и связанной с ним потери добротности; да и широкую частотную полосу может обеспечить лишь множество связанных и взаимно расстроенных параллельных контуров вместо одного, изображенного на самом первом рисунке. Каждый контур обычно представлен объемным резонатором (или на профессиональном жаргоне – «банкой»)
Канальные же дуплексеры – узкополосны, и выделяют именно какой-то канал (часто «прихватывая» соседние к нему при недостаточной добротности). При попытке синхроннго перехода раций на соседний канал и работе через ретранслятор с канальным дуплексером, связь вполне возможна, но при перестройке на 2…3 канала в сторону – ее уже точно не будет. Это – минус канальных дуплексеров. Но зато они своей узкополосностью повышают помехозащиту в рабочем канале, маломощные (до десятка ватт) — весьма компактны даже на VHF . А на UHF — встречаются не только объемно-резонаторного типа, но и на полосковых линиях. Для повышения добротности, в схеме часто применяется два связанных параллельных контура, настроенных практически без сдвига частоты.
Ко всему прочему, канальные дуплексеры позволяют сложить выходные сигналы двух передатчиков, но – внимание! — работающих на разных, достаточно отнесенных друг от друга частотах. Такой дуплексер имеет «отдельное» имя: резонаторный комбайнер (или по-импортному — cavity ). Суммарный сигнал можно подать либо на отдельную передающую антенну, либо на полосовой дуплексер, чтобы получить репитер, обслуживающий одновременно две независимые группы на двух разных частотных каналах и использующий всего одну антенну и для приема, и для передачи.
Теперь – о диплексерах.
Задача этих устройств – разделять и объединять полосы частот не внутри одного, а – между разными диапазонами.
Диплексеры тоже можно разделить на два класса: полосовые и широкополосные.
Полосовые диплексеры по своей сути – те же полосовые дуплексеры, но только выделяемые полосы находятся не в одном, а – как уже было указано — в разных частотных диапазонах, перекрывая только их, что позволяет отстраиваться от внеполосных излучений.
Понятно, что требования по частотной селективности сигнала здесь в разы ниже, и эти устройства могут быть куда более компактными. Насколько – можно проиллюстрировать тем примером, что в «серьезных» двухбендовых (2м/70см) носимых рациях режим кроссбендовой ретрансляции (скажем, со 144 на 430 МГц и в обратную сторону) осуществляется как раз через такой встроенный диплексер 🙂
Только следует помнить, что в случае применения диплексера потребуется и применение двухдиапазонной антенны.
Широкополосные же диплексеры – это простейшее решение по суммированию/разделению на две части частотного спектра. Представляют они собой объединенные в одной точке фильтр нижних и фильтр верхних частот.
Из рисунка становится понятно, что о какой-либо серьезной защите от внеполосных излучений речи быть не может. Но зато – это простейшее решение для объединения двух антенн разных частотных диапазонов, позволяющее исключить их физическую взаимозависимость по цепям фидерных снижений, так как каждая ветвь диплексера не пропускает и не шунтирует частотную составляющую другой ветви.
Так что если у вас нет хорошей внешней двухбендовой антенны для работы, например, с VHF / UHF -рацией, возьмите по одной диапазонной антенне, объедините их широкополосным диплексером близ места установки (ведь температурный уход частоты в таком диплексере легко учесть даже на бесподстроечных элементах) и спустите один фидер, который останется подключить к антенному разъему двухдиапазонной радиостанции.