Un duplexor es un dispositivo electrónico que permite la comunicación bidireccional ( dúplex ) a través de una única ruta. En los sistemas de comunicaciones por radar y radio, aísla al receptor del transmisor al tiempo que 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 habitual en el radar). [1]
En el radar, un interruptor de transmisión/recepción (TR) conecta alternativamente el transmisor y el receptor a una antena compartida. En la disposición más simple, el interruptor consiste en un tubo de descarga de gas a través de los 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 complemento, el interruptor antitransmisión/recepción (ATR), es un tubo de descarga similar que desacopla el transmisor de la antena cuando no está en funcionamiento, para evitar que desperdicie la energía recibida.
Se puede utilizar un híbrido , como un magic T , como duplexor terminando el cuarto puerto en una carga adaptada . [2] 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 en la carga se envía al receptor.
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, en efecto, 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 bidireccional comercial).
Con un duplexor, las señales de alta y baja frecuencia viajan en direcciones opuestas en el puerto compartido del duplexor.
Los duplexores modernos suelen utilizar 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 (aislamiento) significativa 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 las bandas de 30-50 MHz ("banda baja"), 136-174 MHz ("banda alta"), 380-520 MHz ("UHF"), además de las bandas de 790-862 MHz ("800"), 896-960 MHz ("900") y 1215-1300 MHz ("1200").
Hay dos tipos predominantes de duplexores en uso: los "duplexores de muesca", que presentan muescas pronunciadas en las frecuencias "no deseadas" y solo pasan a través de una banda estrecha de frecuencias deseadas, y los "duplexores de paso de banda", que tienen rangos de frecuencia de paso amplio y una alta atenuación fuera de banda.
En los sitios con antena compartida, la variedad de duplexor de paso de banda es la preferida porque prácticamente elimina 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 el uso de duplexores de paso de banda por este motivo.
Nota 1: Un duplexor debe estar diseñado para funcionar 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 se produce en la frecuencia de recepción, y debe estar diseñado para funcionar en la separación de frecuencia entre el transmisor y el receptor o a una frecuencia menor.
Nota 3: Un duplexor debe proporcionar suficiente aislamiento para evitar la desensibilización del receptor.
Fuente: Norma Federal 1037C
Los primeros duplexores se inventaron para su uso en el telégrafo eléctrico y se conocían como duplexores en lugar de duplexores . 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 Hanover realizó otros intentos con una línea artificial para equilibrar la línea real, así como Siemens & Halske , que compró y modificó el diseño de Frischen. El primer dúplex verdaderamente exitoso fue diseñado por Joseph Barker Stearns de Boston en 1872. Este fue desarrollado posteriormente hasta convertirse en el telégrafo cuádruplex por Thomas Edison . Se estima que el dispositivo le ahorró a Western Union 500.000 dólares por año en la construcción de nuevas líneas telegráficas. [3] [4]
Los primeros dúplex para radar, a veces denominados conmutadores de transmisión/recepción, fueron inventados por Robert Morris Page y Leo C. Young del Laboratorio de Investigación Naval de los Estados Unidos en julio de 1936. [5]