Диплексер — это пассивное устройство , реализующее мультиплексирование в частотной области . Два порта (например, L и H) мультиплексируются в третий порт (например, S). Сигналы на портах L и H занимают непересекающиеся полосы частот. Следовательно, сигналы на L и H могут сосуществовать на порту S, не мешая друг другу.
Обычно сигнал на порту L занимает одну полосу низких частот, а сигнал на порту H занимает полосу более высоких 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 нижней полосы на порту L передается на порт S и наоборот. Вся мощность сигнала диапазона высоких частот на порту H передается на порт S и наоборот. В идеале разделение сигналов полное. Ни один сигнал нижней полосы не передается из порта L в порт H. В реальном мире часть мощности будет потеряна, а некоторая мощность сигнала попадет не в тот порт.
Диплексер, будучи пассивным устройством, обычно является взаимным: само устройство не имеет понятия входа или выхода. Однако плохо спроектированные диплексеры могут иметь разный импеданс на разных портах, поэтому не следует просто предполагать, что любое такое устройство является полностью взаимным, если это не указано или не измерены обратные потери.
Диплексер — это устройство, отличное от пассивного сумматора или разветвителя . Порты диплексора являются частотно-избирательными; порты комбайнера - нет. Существует также разница в «потерях» мощности — сумматор забирает всю мощность, подаваемую на порт S, и поровну делит ее между портами A и B. Диплексер этого не делает.
Частотный диплексер мультиплексирует два порта в один порт, но можно мультиплексировать более двух портов. Мультиплексор «три порта в один порт» называется триплексером , а мультиплексор «четыре порта в один порт» — квадруплексером или квадруплексером .
Типичный диплексор может иметь изоляцию между портами L и H около 30 дБ. Эта изоляция достаточна для многих приложений, но недостаточна для одновременного приема и передачи на одну антенну. Если передатчик излучает мощность 1 кВт, то на приемнике появится 1 Вт этого сигнала; что мощности 1 Вт может быть достаточно, чтобы перегрузить приемник. Диплексеры, предназначенные для одновременного приема и передачи, предъявляют более строгие требования к изоляции и известны как дуплексеры .
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 работают на разных частотах. Этот план является экономичным, если диплексеры стоят меньше, чем прокладка второго кабеля.
Диплексеры обычно используются с радиоприемниками или передатчиками в разных, широко разнесенных диапазонах частот. Одна городская радиовышка может иметь антенну полицейского управления на частоте 460 МГц и антенну пожарной охраны на частоте 156 МГц. Диплексер наверху объединяет сигналы двух антенн в единую коаксиальную линию передачи, а второй идентичный диплексер внутри здания разделяет сигналы линии связи на две диспетчерские радиостанции. Некоторые диплексеры поддерживают до четырех антенн или радиомодулей, работающих в разных радиодиапазонах.
Диплексеры также широко используются там, где на вышке используется многодиапазонная антенна с общей фидерной линией. Диплексер разделит два диапазона внутри здания (например, системы ОВЧ и УВЧ, объединенные диплексером на общую антенну).
Диплексирование используется для предотвращения интермодуляции и поддержания минимальной отраженной мощности ( КСВН ) для каждого входного передатчика и частоты . Хотя диплексеры могут сочетать в себе относительно широкую полосу пропускания , основное ограничение связано с самой антенной, которая должна быть достаточно широкополосной , чтобы принимать все проходящие через нее сигналы и эффективно передавать их в эфир .
Обычно в многодиапазонной антенне используемые частоты будут иметь нечетное гармоническое соотношение друг с другом, чтобы использовать преимущества естественных гармонических резонансов (например, 145/435 МГц), что обеспечивает высокоэффективную многодиапазонную антенну. В других случаях будут использоваться настроенные ловушки, что менее эффективно и обычно не используется в диапазонах ОВЧ/УВЧ.
Многие другие крупные передатчики УВЧ/ОВЧ используют диплексеры. Количество передатчиков, которые могут использовать одну антенну, ограничено расстоянием между их частотными диапазонами. Передатчики, частоты которых расположены слишком близко друг к другу, не могут быть успешно объединены диплексером.
Диплексеры также используются на станциях средневолнового вещания. Однако их использование не так распространено в этом диапазоне частот, поскольку соответствующая длина волны варьируется гораздо сильнее в диапазоне средних волн, чем в диапазоне FM, и поэтому более практично использовать отдельную антенну для каждой частоты: станции передачи на средних волнах обычно вещают только на одной-четырех частотах, тогда как сайты FM-вещания зачастую используют четыре и более частот.
Диплексеры могут использоваться в качестве резервного устройства. Примером могут служить работы по техническому обслуживанию одной антенны на участке передачи средних волн, где есть две антенны, передающие на двух частотах. Тогда другую антенну можно будет использовать для трансляции обоих каналов. Если из-за нехватки места построить вторую антенну для второго передатчика невозможно, то диплексер используется постоянно.
На станциях длинноволнового вещания диплексеры обычно не используются, поскольку эти станции обычно вещают только на одной частоте. Реализация диплексеров для станций длинноволнового вещания может быть затруднена, поскольку отношение ширины полосы (9 кГц) к частоте передачи велико.
Диплексеры не используются в ОНЧ-передатчиках. В этом диапазоне частот их реализация очень затруднена из-за очень высоких напряжений, возникающих в огромных настроенных нагрузочных катушках, используемых в фидере антенны.
Диплексеры также используются для невещательных приложений , таких как любительское радио .
Диплексеры также используются дома, чтобы позволить антенне спутникового телевидения прямого вещания и антенне наземного телевидения (местные вещательные каналы) использовать один коаксиальный кабель . Параболическая антенна занимает высокие частоты (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 диапазон частот постоянного тока в низкочастотный для питания блочного преобразователя антенны и выбора поляризации антенны (например, сигнализация по напряжению или DiSEqC ). Диплексер полезен в домах, которые уже подключены одним кабелем, поскольку устраняет необходимость прокладки второго кабеля. Чтобы диплексер работал, существующий кабель должен пропускать спутниковые частоты с небольшими потерями. В старых телевизионных установках может использоваться кабель RG-59 с твердым диэлектриком , и этот кабель может оказаться неподходящим. [1] Кабель RG-6 обычно используется для спутниковых линий связи.
В этом случае на крыше будет располагаться диплексер, который соединяет спутниковую антенну и телевизионную антенну в один коаксиальный кабель. Затем этот кабель будет проходить с крыши в дом. В удобный момент второй диплексер разделит два сигнала на части; один сигнал пойдет на телевизор, а другой на IRD приставки DBS . Обычно они имеют антенный вход и диплексер, так что сигнал антенны также распространяется вместе со спутником.
Более современные установки сталкиваются с несколькими проблемами. Часто имеется несколько спутниковых антенн, которые необходимо обслуживать несколько приемников или даже многоканальных приемников. См., например, распределение по одному кабелю .
Диплексеры также использовались для объединения телевизионных сигналов УВЧ, ОВЧ и FM в один нисходящий канал, который затем при необходимости можно было снова разделить на составные части.