Un duplexor es un dispositivo electrónico que permite la comunicación bidireccional ( dúplex ) a través de una única ruta. En los sistemas de radar y radiocomunicaciones, aísla el receptor del transmisor y les permite compartir una antena común . La mayoría de los sistemas de 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). [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 consta de 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 complementario, el interruptor antitransmisión/recepción (ATR), es un tubo de descarga similar que desacopla el transmisor de la antena mientras 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 coincidente . [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 entrega 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. Se trata de 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 aproximadamente 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 dichos 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"), además de 790-862 MHz ("800" ), bandas 896-960 MHz ("900") y 1215-1300 MHz ("1200").
Se utilizan dos tipos predominantes de duplexores: "duplexores de muesca", que presentan muescas marcadas en las frecuencias "no deseadas" y sólo 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 alta atenuación fuera de banda.
En sitios de antena compartida, se prefiere mucho la variedad duplexor de paso de banda 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 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 ocurre en la frecuencia de recepción y debe estar diseñado para funcionar con la separación de frecuencia entre el transmisor y el receptor o menos.
Nota 3: Un duplexor debe proporcionar suficiente aislamiento para evitar la desensibilización del receptor.
Fuente: de la Norma Federal 1037C
Los primeros duplexores se inventaron para su uso en el telégrafo eléctrico y se los conocía como dúplex en lugar de duplexor . Eran una forma temprana de bobina híbrida . Las compañías de telégrafos estaban interesadas en 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 kilómetros 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 , que compraron y modificaron el diseño de Frischen. El primer dúplex verdaderamente exitoso fue diseñado por Joseph Barker Stearns de Boston en 1872. Thomas Edison lo desarrolló aún más hasta convertirlo en el telégrafo cuádruplex . Se estima que el dispositivo ha ahorrado a Western Union 500.000 dólares al año en la construcción de nuevas líneas telegráficas. [3] [4]
Los primeros duplexores para radar, a veces denominados interruptores 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]