Дуплексер для ретранслятора VHF и UHF: как выбрать по разносу частот, мощности и развязке

Зачем ретранслятору дуплексер

Ретранслятор (репитер) радиосвязи принимает сигнал абонента на одной частоте и одновременно передаёт его на другой. Если поставить две антенны, их приходится разносить по вертикали на мачте, чтобы передатчик не заглушил приёмник, и тянуть два фидера. Дуплексер позволяет работать через одну антенну: внутри два тракта из резонаторов, один пропускает частоту передачи и не пропускает частоту приёма, второй — наоборот.

Задача у дуплексера ретранслятора та же, что у дуплексера базовой станции сотовой связи, но условия другие: частоты выбирает владелец сети, а разнос между приёмом и передачей в УКВ-диапазоне в десятки раз меньше, чем в сотовых полосах. Поэтому дуплексеры радиосвязи устроены иначе и подбираются по-своему. Об общем принципе и сотовых дуплексерах — в статье о дуплексном фильтре.

Разнос частот — главный параметр

Разнос — разница между частотами передачи и приёма ретранслятора. Чем он меньше, тем труднее разделить сигналы: резонаторам нужна высокая добротность, а добротность растёт с размером резонатора. Отсюда прямая зависимость габаритов дуплексера от разноса. Хорошо видно на исполнениях серии КАДАММ ДУ-136/174:

Исполнение с разносом от 0,5 МГц весит почти в восемь раз больше компактных: при таком малом разносе работают только крупные резонаторы. Если частотный план сети позволяет, разнос выбирают побольше — дуплексер получается меньше, легче и с меньшими потерями. Развязка у всех исполнений серии — не менее 75 дБ, КСВН — не более 1,40.

Для более мощных ретрансляторов и неотапливаемых аппаратных есть серия КАДАММ ДУ-152/175 на 152–175 МГц: те же разносы 3,8–5, 5–6 и 6–15 МГц, развязка не менее 75 дБ, но до 150 Вт и рабочая температура −40…+70 °C при массе 1,5 кг.

Для расширенного диапазона до 180 МГц есть КАДАММ ДУ-136/180-2,5: 136–180 МГц, разнос от 2,5 МГц, полоса канала ±150 кГц, потери не более 1,0 дБ, развязка не менее 75 дБ, КСВН не более 1,30, до 100 Вт, 1,7 кг.

Дуплексеры UHF: 450–470 МГц

В диапазоне UHF работают DMR, TETRA и аналоговые сети. Серия КАДАММ ДУ-450/470 перекрывает 450–470 МГц тремя исполнениями по разносу:

На частотах UHF резонаторы короче, чем на VHF, поэтому при сопоставимом разносе дуплексер компактный: 225 × 190 × 40 мм и 1,5 кг. Для узлов с фиксированными частотами есть дуплексеры без перестройки:

• КАДАММ ДУ-450/465 — полосы 450–455 и 460–465 МГц, потери не более 1,0 дБ, развязка не менее 60 дБ, 50 Вт на порт, исполнение для помещений, −40…+85 °C;
• КАДАММ ДУ-460/483 — 460,35–463,175 и 483,1625–483,3 МГц, 25 Вт, возвратные потери не менее 20 дБ;
• КАДАММ ДУ-896/940 — 896–901 и 935–940 МГц, 50 Вт, разъёмы SMA.

Сколько нужно развязки

Оценим грубо. Передатчик ретранслятора 50 Вт — это +47 дБм. Чувствительность приёмника УКВ-радиостанции — около −120 дБм. Разница — 167 дБ, но дуплексеру не нужно закрывать её целиком. Он решает две задачи:

1. Не пустить несущую передатчика в приёмник с уровнем, при котором приёмник «блокируется» и теряет чувствительность. Для этого тракт приёма подавляет частоту передачи.
2. Не пустить шум передатчика на частоте приёма. Широкополосный шум передатчика лежит и на частоте приёма; тракт передачи должен подавить его до уровня ниже собственных шумов приёмника.

Для типовых ретрансляторов УКВ мощностью 25–50 Вт хватает 70–80 дБ развязки в каждую сторону; серии КАДАММ (KADAMM) нормированы на не менее 75 дБ. Для мощных передатчиков и малого разноса требования выше, и здесь нужен расчёт под конкретное оборудование.

Полоса канала и перестройка

Полоса канала — ширина, в которой тракт пропускает сигнал с паспортными потерями: ±100, ±200, ±400 или ±1000 кГц в зависимости от исполнения. Узкая полоса даёт лучшую избирательность, широкая — возможность работать на нескольких соседних каналах или перестраивать частоты без перенастройки дуплексера. При заказе указывают частоты передачи и приёма ретранслятора; настройку на частоты сети уточняйте у менеджера.

Если частоты меняются, дуплексер перестраивают по анализатору цепей: подстраивают резонаторы тракта передачи и тракта приёма поочерёдно, контролируя пропускание и режекцию на обеих частотах, затем проверяют развязку и КСВН со стороны антенны. Свободные порты на время измерения закрывают согласованной нагрузкой.

Потери, мощность и КСВН

• Вносимые потери 1,0–2,0 дБ вычитаются и из мощности передатчика, и из чувствительности приёмника. 1,5 дБ потерь при 50 Вт передатчика — около 15 Вт, ушедших в тепло.
• Мощность — средняя, которую выдерживает тракт передачи: 50 Вт у компактных исполнений, до 350 Вт у крупного ДУ-136/174-0,5.
• КСВН не более 1,30–1,40: ретранслятор видит согласованную нагрузку, если антенна и фидер тоже согласованы.

Контролировать КСВН и мощность на выходе дуплексера удобно двунаправленным ответвителем КАДАММ ОНД-136/174-N: отводы падающей и отражённой волны подключают к измерителю, не разрывая тракт. Об ответвителях подробно — в статье о направленном ответвителе.

Где ставят дуплексер и что ещё нужно на узле

Дуплексер ставят в аппаратной рядом с ретранслятором: исполнения для помещений не рассчитаны на улицу. Между дуплексером и антенной — фидер с минимальными потерями и грозозащита. О выборе антенны для ретранслятора — в статье об антеннах УКВ для TETRA, DMR и LTE-450.

Как выбрать дуплексер для ретранслятора

1. Определите диапазон: VHF 136–174 МГц или UHF 450–470 МГц.
2. Возьмите из частотного плана частоты передачи и приёма и посчитайте разнос.
3. Выберите исполнение, в диапазон разноса которого попадает ваш разнос с запасом.
4. Проверьте мощность: средняя мощность передатчика должна быть не выше допустимой.
5. Сверьте полосу канала с числом каналов, которые пойдут через дуплексер.
6. Учтите потери: 1–2 дБ вычтутся из энергетического запаса линии на приёме и передаче.

Дуплексеры радиосвязи КАДАММ (KADAMM)

КАДАММ ДУ-136/174

Серия VHF 136–174 МГц

Пять исполнений, разнос от 0,5 до 15 МГц, развязка от 75 дБ.

Открыть карточку

КАДАММ ДУ-152/175

Серия VHF 152–175 МГц

Три исполнения, разнос 3,8–15 МГц, до 150 Вт, −40…+70 °C.

Открыть карточку

КАДАММ ДУ-450/470

Серия UHF 450–470 МГц

Три исполнения, разнос 5–20 МГц, 50 Вт.

Открыть карточку

КАДАММ ДУ-450/465

450–455 / 460–465 МГц

Фиксированные полосы, потери до 1,0 дБ.

Открыть карточку

КАДАММ ДУ-460/483

460 / 483 МГц

Фиксированные полосы, 25 Вт.

Открыть карточку