Диплексер - Diplexer
Диплексер является пассивным устройством , который реализует мультиплексирование в частотной области . Два порта (например, L и H) мультиплексируются на третий порт (например, S). Сигналы на портах L и H занимают непересекающиеся полосы частот. Следовательно, сигналы на L и H могут сосуществовать на порте S, не мешая друг другу.
Обычно сигнал на порте L будет занимать одну низкочастотную полосу, а сигнал на порту H будет занимать более высокую полосу частот. В этой ситуации диплексер состоит из фильтра нижних частот, соединяющего порты L и S, и фильтра верхних частот, соединяющего порты H и S. В идеале, вся мощность сигнала нижнего диапазона на порте L передается на порт S и наоборот. Вся мощность сигнала диапазона высоких частот через порт H передается на порт S и наоборот. В идеале разделение сигналов полное. Ни один сигнал диапазона низких частот не передается из порта L в порт H. В реальном мире часть мощности будет потеряна, а часть мощности сигнала попадет в неправильный порт.
Диплексер, будучи пассивным устройством, обычно является взаимным: само устройство не имеет понятия ввода или вывода. Однако плохо спроектированные диплексеры могут иметь разный импеданс на разных портах, поэтому не следует просто предполагать, что любое такое устройство является полностью обратным, если это не указано или не измерены возвратные потери.
Диплексор отличается от пассивного сумматора или сплиттера . Порты диплексера частотно-избирательные; портов объединителя нет. Существует также разница в «потерях» мощности - объединитель принимает всю мощность, подаваемую на порт S, и поровну делит ее между портами A и B. Диплексер - нет.
Частотный диплексор мультиплексирует два порта на один порт, но может быть мультиплексировано более двух портов. Мультиплексор с тремя портами на один порт известен как триплексор , а мультиплексор с четырьмя портами на один порт - это квадроплексор или квадруплексор .
Типичный диплексер может иметь изоляцию между портами L и H примерно 30 дБ. Эта изоляция достаточна для многих приложений, но недостаточна для одновременного приема и передачи на одной антенне. Если передатчик излучает 1 кВт, то 1 Вт этого сигнала появится на приемнике; что мощности 1 Вт может хватить, чтобы перегрузить приемник. Диплексеры, предназначенные для одновременного приема и передачи, имеют более строгие требования к изоляции и известны как дуплексеры .
Общее использование
Диплексер позволяет двум различным устройствам использовать общий канал связи. Обычно канал представляет собой длинный коаксиальный кабель, и на обоих концах коаксиального кабеля часто используется диплексер. План осуществим, если два устройства будут работать на разных частотах. План является экономичным, если диплексеры стоят меньше, чем прокладка второго кабеля.
Диплексеры обычно используются с радиоприемниками или передатчиками в разных, широко разделенных полосах частот. Единственная городская радиовышка может иметь антенну полицейского управления на частоте 460 МГц и антенну пожарной части на частоте 156 МГц. Диплексер наверху объединяет сигналы двух антенн в одну коаксиальную фидерную линию, а второй идентичный диплексер внутри здания разделяет фидерные сигналы к двум диспетчерским радиостанциям. Некоторые диплексеры поддерживают до четырех антенн или радиоприемников, работающих в разных радиодиапазонах.
Диплексеры также обычно используются там, где на вышке используется многодиапазонная антенна с общим фидером. Диплексер разделит два диапазона внутри здания (например, системы VHF и UHF, объединенные с диплексером на общую антенну).
Промышленное применение
Диплексирование используется для предотвращения интермодуляции и минимизации отраженной мощности ( КСВН ) для каждого входного передатчика и частоты . В то время как диплексеры можно комбинировать относительно широкую полосу пропускания , главное ограничение поставляется с самой антенны, которая должна быть достаточно широкополосным , чтобы принять все сигналы пропускают через него, и передать их в воздух эффективно .
Как правило, с многодиапазонной антенной используемые частоты будут иметь нечетные гармонические отношения друг с другом, чтобы использовать преимущества естественных гармонических резонансов (например, 145/435 МГц), что делает многодиапазонную антенну высокоэффективной. В других случаях будут использоваться настроенные ловушки, что менее эффективно и, как правило, не используется в диапазонах VHF / UHF.
Многие другие крупные передатчики UHF- / VHF используют диплексеры. Количество передатчиков, которые могут совместно использовать антенну, ограничено разнесением их полос частот. Передатчики, частоты которых слишком близки друг к другу, не могут быть успешно объединены диплексером.
Диплексеры также используются на станциях средневолнового вещания. Однако их использование не так распространено в этом частотном диапазоне, потому что соответствующая длина волны варьируется в гораздо большей степени в диапазоне средних волн, чем в диапазоне FM, и поэтому более практично использовать отдельную антенну для каждой частоты: узлы передачи средних волн обычно транслируют только на одной-четырех частотах, тогда как сайты FM-вещания часто используют четыре и более частот.
Диплексеры могут использоваться как резервное устройство. Примером могут служить работы по техническому обслуживанию одной антенны на участке передачи средних волн, который имеет две антенны, передающие на двух частотах. Тогда другая антенна может использоваться для трансляции обоих каналов. Если построить вторую антенну для второго передатчика невозможно из-за нехватки места, диплексер используется постоянно.
На сайтах длинноволнового вещания диплексеры обычно не используются, поскольку эти станции обычно вещают только на одной частоте. Реализация диплексеров для длинноволновых радиовещательных станций может быть затруднена из-за высокого отношения полосы пропускания (9 кГц) к частоте передачи.
Диплексеры не используются в передатчиках VLF. В этом частотном диапазоне их реализация очень трудна из-за очень высоких напряжений, которые возникают в огромных настроенных нагрузочных катушках, которые используются в питании антенны.
Диплексеры также используются для приложений, не связанных с вещанием, таких как любительское радио .
Жилой
Диплексеры также используются в домашних условиях, чтобы позволить антенне прямого вещания спутникового телевидения и антенне наземного телевидения (местные каналы вещания) использовать один коаксиальный кабель . Тарелочная антенна работает на высоких частотах (обычно от 950 до 1450 МГц), а телевизионная антенна использует более низкие частоты телевизионных каналов (обычно от 50 до 870 МГц). Кроме того, спутник также получает постоянный ток в низкочастотный диапазон для питания блочного преобразователя тарелки и выбора поляризации тарелочной антенны (например, сигнализация напряжения или DiSEqC ). Диплексер полезен в домах, которые уже подключены одним кабелем, поскольку он устраняет необходимость в установке второго кабеля. Чтобы диплексер работал, существующий кабель должен передавать спутниковые частоты с небольшими потерями. В старых телевизионных установках может использоваться кабель RG-59 с твердым диэлектриком , и этого кабеля может быть недостаточно. Кабель RG-6 обычно используется для спутниковых линий питания.
В этом приложении на крыше будет диплексер, который соединяет подводящую антенну спутниковой антенны и телевизионную антенну в один коаксиальный кабель. Затем этот кабель будет проходить с крыши в дом. В удобном месте второй диплексер разделил бы два сигнала на части; один сигнал пойдет на телевизор, а другой - на IRD телеприставки DBS . Обычно они имеют антенный вход и диплексер, так что антенный сигнал также распределяется вместе со спутником.
Более современные установки сталкиваются с несколькими проблемами. Часто бывает несколько спутниковых антенн, которые необходимо питать несколько приемников или даже многоканальных приемников. См., Например, разводку по одному кабелю .
Диплексеры также использовались для объединения сигналов UHF TV, VHF TV и FM в один нисходящий кабель, который затем можно разделить обратно на составные части по мере необходимости.