Duplexor

Un duplexor es un dispositivo electrónico que permite la comunicación bidireccional (dúplex) a través de una sola ruta. En los sistemas de comunicaciones por radar y radio, aísla el receptor del transmisor y les permite compartir una antena común. La mayoría de los sistemas repetidores de radio incluyen un duplexor. Los duplexores pueden basarse en la frecuencia (a menudo un filtro de guía de ondas), la polarización (como un transductor ortomodo) o la sincronización (como es típico en el radar).

Tipos

Interruptor de transmisión-recepción

Cambio de dúplex TR

En el radar, un interruptor de transmisión/recepción (TR) conecta alternativamente el transmisor y el receptor a una antena compartida. En el arreglo más simple, el interruptor consta de un tubo de descarga de gas a través de las terminales de entrada del receptor. Cuando el transmisor está activo, el alto voltaje resultante hace que el tubo conduzca, cortocircuitando los terminales del receptor para protegerlo, mientras que su complementario, el interruptor antitransmisión/recepción (ATR), es un tubo de descarga similar que desacopla el transmisor de la antena mientras no está funcionando, para evitar que desperdicie la energía recibida.

Circulador

Híbrida

Un híbrido, como una T mágica, se puede usar como duplexor terminando el cuarto puerto en una carga coincidente. Esta disposición tiene la desventaja de que la mitad de la potencia del transmisor se pierde en la carga adaptada, mientras que el ruido térmico de la carga se envía al receptor.

Transductor ortomodo

Dominio de frecuencia

En las comunicaciones por radio (a diferencia del radar), las señales transmitidas y recibidas pueden ocupar diferentes bandas de frecuencia y, por lo tanto, pueden estar separadas por filtros selectivos de frecuencia. Estos son efectivamente una versión de mayor rendimiento de un diplexor, normalmente con una división estrecha entre las dos frecuencias en cuestión (normalmente alrededor del 2%-5% para un sistema de radio comercial de dos vías).

Con un duplexor, las señales de alta y baja frecuencia viajan en direcciones opuestas en el puerto compartido del duplexor.

Los duplexores modernos a menudo usan bandas de frecuencia cercanas, por lo que la separación de frecuencia entre los dos puertos también es mucho menor. Por ejemplo, la transición entre las bandas de enlace ascendente y descendente en las bandas de frecuencia GSM puede ser de alrededor del uno por ciento (915 MHz a 925 MHz). Se necesita una atenuación significativa (aislamiento) para evitar que la salida del transmisor sobrecargue la entrada del receptor, por lo que estos duplexores emplean filtros multipolares. Los duplexores se fabrican comúnmente para su uso en 30-50 MHz ("banda baja"), 136-174 MHz ("banda alta"), 380-520 MHz ("UHF& #34;), más 790–862 MHz ("800"), 896-960 MHz ("900") y 1215-1300 MHz ("1200") bandas.

Hay dos tipos predominantes de duplexores en uso: "duplexores de muesca", que muestran muescas afiladas en los puntos "no deseados" frecuencias y solo pasan a través de una banda estrecha de frecuencias deseadas y 'duplexores de paso de banda', que tienen rangos de frecuencia de paso amplio y una alta atenuación fuera de banda.

En sitios de antenas compartidas, se prefiere mucho la variedad de duplexor de paso de banda porque elimina prácticamente la interferencia entre transmisores y receptores al eliminar las emisiones de transmisión fuera de banda y mejorar considerablemente la selectividad de los receptores. La mayoría de los sitios diseñados profesionalmente prohíben el uso de duplexores de muesca e insisten en los duplexores de paso de banda por este motivo.

Filtro de antena de montaje de 19"
Isolación típica √75 dB
Pérdida de inserción típica

Nota 1: Un duplexor debe estar diseñado para operar en la banda de frecuencia utilizada por el receptor y el transmisor, y debe ser capaz de manejar la potencia de salida del transmisor.

Nota 2: Un duplexor debe proporcionar un rechazo adecuado del ruido del transmisor que ocurre en la frecuencia de recepción, y debe estar diseñado para operar en, o menos, la separación de frecuencia entre el transmisor y el receptor.

Nota 3: Un duplexor debe proporcionar suficiente aislamiento para evitar la desensibilización del receptor.

Fuente: de la norma federal 1037C

Historia

Los primeros dúplex se inventaron para su uso en el telégrafo eléctrico y se conocían como dúplex en lugar de dúplex. Eran una forma temprana de la bobina híbrida. Las compañías de telégrafos estaban ansiosas por tener un dispositivo de este tipo ya que la capacidad de tener tráfico simultáneo en ambas direcciones tenía el potencial de ahorrar el costo de miles de millas de cable telegráfico. El primero de estos dispositivos fue diseñado en 1853 por Julius Wilhelm Gintl del Telégrafo Estatal de Austria. El diseño de Gintl no tuvo mucho éxito. Carl Frischen de Hannover hizo más intentos con una línea artificial para equilibrar la línea real, así como Siemens & Halske, quien compró y modificó el diseño de Frischen. El primer dúplex realmente exitoso fue diseñado por Joseph Barker Stearns de Boston en 1872. Thomas Edison lo desarrolló aún más en el telégrafo cuádruplex. Se estima que el dispositivo le ha ahorrado a Western Union $500,000 por año en la construcción de nuevas líneas de telégrafo.