Дуплексер
Дуплексер — это электронное устройство, которое обеспечивает двустороннюю ( дуплексную ) связь по одному пути. В радиолокационных системах и системах радиосвязи он изолирует приемник от передатчика , позволяя им использовать общую антенну . Большинство систем радиоретрансляторов включают в себя дуплексер. Дуплексеры могут быть основаны на частоте (часто волноводный фильтр ), поляризации (например, ортомодовый преобразователь ) или времени (как это типично для радаров). [1]
Типы
[ редактировать ]Переключатель приема-передачи
[ редактировать ]
В радаре переключатель передачи/приема (TR) поочередно подключает передатчик и приемник к общей антенне. В простейшей конструкции переключатель состоит из газоразрядной трубки, подключенной к входным клеммам приемника. Когда передатчик активен, возникающее в результате высокое напряжение заставляет трубку проводить ток, замыкая между собой клеммы приемника, чтобы защитить его, в то время как его дополняющий переключатель, запрещающий передачу/прием (ATR), представляет собой аналогичную разрядную трубку, которая отсоединяет передатчик от антенну, когда она не работает, чтобы она не тратила полученную энергию впустую.
Циркулятор
[ редактировать ]Гибридный
[ редактировать ]Гибрид , может использоваться в качестве дуплексера , , такой как Magic T завершая четвертый порт согласованной нагрузкой . [2] Эта схема имеет тот недостаток, что половина мощности передатчика теряется в согласованной нагрузке, а тепловой шум нагрузки передается приемнику.
Ортомодовый преобразователь
[ редактировать ]Частотная область
[ редактировать ]
В радиосвязи (в отличие от радиолокации) передаваемые и принимаемые сигналы могут занимать разные полосы частот и поэтому могут разделяться частотно-селективными фильтрами. По сути, это более высокопроизводительная версия диплексера , обычно с узким разделением между двумя рассматриваемыми частотами (обычно около 2–5% для коммерческой системы двусторонней радиосвязи).
В дуплексере высокочастотные и низкочастотные сигналы распространяются в противоположных направлениях через общий порт дуплексера.
Современные дуплексеры часто используют соседние диапазоны частот, поэтому разделение частот между двумя портами также намного меньше. Например, переход между полосами восходящей линии связи и нисходящей линии связи в полосах частот GSM может составлять около одного процента (от 915 МГц до 925 МГц). Значительное затухание (изоляция) необходимо для предотвращения перегрузки выхода передатчика на вход приемника, поэтому в таких дуплексерах используются многополюсные фильтры. Дуплексеры обычно предназначены для использования в диапазонах 30–50 МГц («низкий диапазон»), 136–174 МГц («верхний диапазон»), 380–520 МГц («УВЧ»), а также 790–862 МГц («800» МГц). ), диапазоны 896–960 МГц («900») и 1215–1300 МГц («1200»).
В настоящее время используются два преобладающих типа дуплексеров — «режекторные дуплексеры», которые демонстрируют резкие провалы на «нежелательных» частотах и проходят только через узкую полосу полезных частот, и «полосовые дуплексеры», которые имеют широкий диапазон частот и высокую производительность. внеполосное затухание.
На объектах с общей антенной вариант полосового дуплексера является весьма предпочтительным, поскольку он практически устраняет помехи между передатчиками и приемниками за счет устранения внеполосных излучений передачи и значительного улучшения избирательности приемников. Большинство профессионально спроектированных сайтов запрещают использование режекторных дуплексеров и по этой причине настаивают на полосовых дуплексерах.
Типичная изоляция >75 дБ
Вносимые потери типично < 1,0 дБ
Примечание 1. Дуплексер должен быть рассчитан на работу в частот полосе , используемой приемником и передатчиком, и должен быть способен выдерживать выходную мощность передатчика.
Примечание 2: Дуплексер должен обеспечивать адекватное подавление шума передатчика , возникающего на частоте приема, и должен быть спроектирован для работы на частотном разносе между передатчиком и приемником или меньше его.
Примечание 3. Дуплексер должен обеспечивать достаточную изоляцию, чтобы предотвратить снижение чувствительности приемника.
Источник: из Федерального стандарта 1037C.
История
[ редактировать ]Первые дуплексеры были изобретены для использования на электрическом телеграфе и были известны как дуплекс , а не дуплексер . Они были ранней формой гибридной катушки . Телеграфные компании стремились иметь такое устройство, поскольку возможность одновременного движения в обоих направлениях потенциально могла сэкономить тысячи миль телеграфного провода. Первое из этих устройств было разработано в 1853 году Юлиусом Вильгельмом Гинтлом из Австрийского государственного телеграфа. Замысел Гинтла оказался не очень удачным. Дальнейшие попытки были предприняты Карлом Фришеном из Ганновера с искусственной линией, чтобы сбалансировать реальную линию, а также компанией Siemens & Halske , которая купила и модифицировала конструкцию Фришена. Первый по-настоящему успешный дуплекс был разработан Джозефом Баркером Стернсом из Бостона в 1872 году. В дальнейшем он был развит в квадруплексный телеграф Томасом Эдисоном . По оценкам, это устройство сэкономило Western Union 500 000 долларов в год на строительстве новых телеграфных линий. [3] [4]
Первые дуплексеры для радаров, иногда называемые переключателями передачи/приема, были изобретены Робертом Моррисом Пейджем и Лео К. Янгом из Исследовательской лаборатории ВМС США в июле 1936 года. [5]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Райнхарт, Рональд Э. (1991). Радар для метеорологов . Университет Северной Дакоты. Инженеры радара добавили автоматикупереключатель (также называемый дуплексером) в ... Как только передатчик перестает отправлять сигнал,дуплексер переключается так, что приемник теперь подключен к антенне.
- ^ Сисодия; Гупта (2007). Микроволновые печи: введение в схемы, устройства и антенны . Нью-Дели: Нью Эйдж Интернэшнл. п. 4.40. ISBN 9788122413380 .
- ^ Том Стэндедж, Викторианский Интернет , гл. 11, Уокер и компания, 2007 г. ISBN 978-0-802-71879-2 .
- ^ Джордж Бартлетт Прескотт, Электричество и электрический телеграф , стр. 792-793, Нью-Йорк: Д. Эпплтон, 1877 г. ОСЛК 999414808
- ^ Пейдж, Роберт Моррис; Происхождение радара , Doubleday & Company, 1962, стр. 118–125.
 | Эта статья о радиосвязи незавершена . Вы можете помочь Википедии, расширив ее . |