Duplekser - Duplexer
Duplekser jest urządzenie elektroniczne, które umożliwia dwukierunkową ( dupleksu ) komunikacji w pojedynczej ścieżce. W systemach radarowych i radiokomunikacyjnych izoluje odbiornik od nadajnika, jednocześnie pozwalając im dzielić wspólną antenę . Większość systemów wzmacniaków radiowych zawiera duplekser. Dupleksery mogą być oparte na częstotliwości (często filtr falowodowy ), polaryzacji (np. przetwornik ortomodowy ) lub taktowaniu (co jest typowe w radarach).
Rodzaje
Przełącznik nadawczo-odbiorczy
W radarze przełącznik nadawania/odbioru (TR) naprzemiennie łączy nadajnik i odbiornik ze wspólną anteną. W najprostszym układzie przełącznik składa się z rurki wyładowczej w poprzek zacisków wejściowych odbiornika. Gdy nadajnik jest aktywny, powstałe wysokie napięcie powoduje, że rura przewodzi, zwierając zaciski odbiornika w celu jej ochrony, a jego komplementarny przełącznik antynadawczy/odbiorczy (ATR) jest podobną rurą wyładowczą, która odsprzęga nadajnik od antena, gdy nie działa, aby zapobiec marnowaniu odbieranej energii.
Szerzyciel
Hybrydowy
Hybryd , takich jak magia T , może być stosowany jako dupleksem przez zakończenie czwartego portu w dopasowanym obciążeniu . Ten układ ma tę wadę, że połowa mocy nadajnika jest tracona w dopasowanym obciążeniu, podczas gdy szum termiczny w obciążeniu jest dostarczany do odbiornika.
Przetwornik ortomodowy
Domena częstotliwości
W komunikacji radiowej (w przeciwieństwie do radaru) nadawane i odbierane sygnały mogą zajmować różne pasma częstotliwości, a więc mogą być oddzielone filtrami selektywnymi częstotliwościowo. Są to w rzeczywistości wydajniejsza wersja dipleksera , zwykle z wąskim podziałem między dwiema omawianymi częstotliwościami (zwykle około 2%-5% w przypadku komercyjnego dwukierunkowego systemu radiowego).
W przypadku dupleksera sygnały o wysokiej i niskiej częstotliwości rozchodzą się w przeciwnych kierunkach we wspólnym porcie dupleksera.
Nowoczesne dupleksery często wykorzystują pobliskie pasma częstotliwości, więc separacja częstotliwości między dwoma portami jest również znacznie mniejsza. Na przykład, przejście między pasmami uplink i downlink w pasmach częstotliwości GSM może wynosić około jeden procent (915 MHz do 925 MHz). Aby zapobiec przeciążeniu wyjścia nadajnika na wejściu odbiornika, konieczne jest znaczne tłumienie (izolacja), dlatego w takich dupleksach stosuje się filtry wielobiegunowe. Dupleksery są powszechnie stosowane w pasmach 30-50 MHz („niskie pasmo”), 136-174 MHz („wysokie pasmo”), 380-520 MHz („UHF”) oraz 790-862 MHz („800” ), pasma 896-960 MHz („900”) i 1215-1300 MHz („1200”).
Stosowane są dwa dominujące typy duplekserów – „dupleksery z wycięciem”, które wykazują ostre nacięcia na „niepożądanych” częstotliwościach i przechodzą tylko przez wąskie pasmo pożądanych częstotliwości oraz „dupleksery pasmowoprzepustowe”, które mają szerokie zakresy częstotliwości i wysokie tłumienie poza pasmem.
W lokalizacjach ze wspólną anteną, odmiana dupleksera pasmowoprzepustowego jest bardzo preferowana, ponieważ praktycznie eliminuje zakłócenia między nadajnikami i odbiornikami, usuwając emisje transmisji poza pasmem i znacznie poprawiając selektywność odbiorników. Większość profesjonalnie zaprojektowanych witryn zakazuje korzystania z dupleksów z wycięciem i nalega na dupleksery pasmowe z tego powodu.
Uwaga 1: antenowy musi być przystosowane do pracy w częstotliwości pasma wykorzystywanego przez nadajnik i odbiornik, i musi być w stanie obsługiwać wyjściową moc nadajnika.
Uwaga 2: Duplekser musi zapewniać odpowiednie tłumienie szumu nadajnika występującego na częstotliwości odbiorczej i musi być zaprojektowany do działania w zakresie separacji częstotliwości między nadajnikiem a odbiornikiem lub mniejszej.
Uwaga 3: Duplekser musi zapewniać wystarczającą izolację, aby zapobiec odczulaniu odbiornika.
Źródło: z Federalnej Normy 1037C
Historia
Pierwsze dupleksery zostały wynalezione do użytku w telegrafie elektrycznym i były znane raczej jako dupleks niż duplekser . Były one wczesną formą cewki hybrydowej . Firmy telegraficzne chciały mieć takie urządzenie, ponieważ możliwość jednoczesnego ruchu w obu kierunkach mogła potencjalnie obniżyć koszty tysięcy mil drutu telegraficznego. Pierwsze z tych urządzeń zaprojektował w 1853 roku Julius Wilhelm Gintl z Austriackiego Telegrafu Państwowego. Projekt Gintla nie był zbyt udany. Dalsze próby podjęli Carl Frischen z Hanoweru ze sztuczną linką w celu zrównoważenia rzeczywistej linii, a także Siemens & Halske , który kupił i zmodyfikował projekt Frischena. Pierwszy naprawdę udany dupleks został zaprojektowany przez Josepha Barkera Stearnsa z Bostonu w 1872 roku. Został on następnie rozwinięty w telegraf poczwórny przez Thomasa Edisona . Szacuje się, że urządzenie zaoszczędziło firmie Western Union 500 000 dolarów rocznie na budowie nowych linii telegraficznych.
Bibliografia
 |
Ten artykuł dotyczący komunikacji radiowej jest skrótem . Możesz pomóc Wikipedii, rozwijając ją . |