Duplexer
En duplexer är en elektronisk enhet som tillåter dubbelriktad ( duplex ) kommunikation över en enda väg. I radar- och radiokommunikationssystem isolerar den mottagaren från sändaren samtidigt som den tillåter dem att dela en gemensam antenn . De flesta radiorepeatersystem inkluderar en duplexer. Duplexer kan baseras på frekvens (ofta ett vågledarfilter ), polarisation (som en ortomodgivare ) eller timing (som är typiskt i radar).
Typer
Omkopplare för sändning och mottagning
I radar kopplar en sändnings/mottagaromkopplare (TR) omväxlande sändaren och mottagaren till en delad antenn. I det enklaste arrangemanget består omkopplaren av ett gasurladdningsrör över mottagarens ingångar. När sändaren är aktiv får den resulterande höga spänningen att röret leder, vilket kortsluter mottagarterminalerna för att skydda det, medan dess komplementära, anti-sändnings/mottagaromkopplaren (ATR) är ett liknande urladdningsrör som kopplar bort sändaren från antennen när den inte är i drift, för att förhindra att den slösar mottagen energi.
Cirkulator
Hybrid
En hybrid , såsom en magisk T , kan användas som en duplexer genom att avsluta den fjärde porten i en matchad belastning . Detta arrangemang lider av nackdelen att hälften av sändareffekten går förlorad i den anpassade belastningen, medan termiskt brus i belastningen levereras till mottagaren.
Ortomodgivare
Frekvensdomän
I radiokommunikation (i motsats till radar) kan de sända och mottagna signalerna uppta olika frekvensband och kan därför separeras av frekvensselektiva filter. Dessa är i praktiken en version med högre prestanda av en diplexer , vanligtvis med en smal delning mellan de två frekvenserna i fråga (vanligtvis runt 2%-5% för ett kommersiellt tvåvägsradiosystem).
Med en duplexer färdas hög- och lågfrekventa signaler i motsatta riktningar vid duplexenhetens delade port .
Moderna duplexer använder ofta närliggande frekvensband, så frekvensseparationen mellan de två portarna är också mycket mindre. Till exempel kan övergången mellan upplänks- och nedlänksbanden i GSM-frekvensbanden vara ungefär en procent (915 MHz till 925 MHz). Betydande dämpning (isolering) behövs för att förhindra att sändarens utgång överbelasta mottagarens ingång, så sådana duplexer använder flerpoliga filter. Duplexer är vanligtvis gjorda för användning på 30-50 MHz ("lågband"), 136-174 MHz ("högband"), 380-520 MHz ("UHF"), plus 790-862 MHz ("800" 896-960 MHz ("900") och 1215-1300 MHz ("1200") band.
Det finns två dominerande typer av duplexer som används - "notch duplexers", som uppvisar skarpa skåror vid de "oönskade" frekvenserna och bara passerar genom ett smalt band av önskade frekvenser och "bandpass duplexers", som har breda frekvensområden och höga dämpning utanför bandet.
På platser med delad antenn är varianten av bandpass-duplexer mycket föredragen eftersom detta praktiskt taget eliminerar störningar mellan sändare och mottagare genom att ta bort sändningsemissioner utanför bandet och avsevärt förbättra mottagarnas selektivitet. De flesta professionellt utvecklade webbplatser förbjuder användningen av notch-duplexer och insisterar på bandpass-duplexer av denna anledning.
Anmärkning 1: En duplexenhet måste vara konstruerad för drift i det frekvensband som används av mottagaren och sändaren och måste kunna hantera sändarens uteffekt .
Anmärkning 2: En duplexenhet måste ge adekvat avvisning av sändarbrus som uppstår vid mottagningsfrekvensen och måste vara konstruerad för att fungera vid, eller mindre än, frekvensseparationen mellan sändaren och mottagaren.
Anmärkning 3: En duplexenhet måste ge tillräcklig isolering för att förhindra mottagarens desensibilisering.
Källa: från Federal Standard 1037C
Historia
De första duplexenheterna uppfanns för användning på den elektriska telegrafen och var kända som duplex snarare än duplexer . De var en tidig form av hybridspolen . Telegrafföretagen var angelägna om att ha en sådan anordning eftersom möjligheten att ha samtidig trafik i båda riktningarna hade potentialen att spara kostnaden för tusentals mil telegraftråd. Den första av dessa enheter designades 1853 av Julius Wilhelm Gintl från den österrikiska statstelegrafen. Gintls design var inte särskilt framgångsrik. Ytterligare försök gjordes av Carl Frischen från Hannover med en konstgjord linje för att balansera den verkliga linjen samt av Siemens & Halske , som köpte och modifierade Frischens design. Den första riktigt framgångsrika duplexen designades av Joseph Barker Stearns från Boston 1872. Detta utvecklades vidare till den fyrsidiga telegrafen av Thomas Edison . Enheten beräknas ha sparat Western Union 500 000 dollar per år i byggandet av nya telegraflinjer.