Статья · Фильтры и объединение

Дуплексный фильтр (дуплексер): что это и как выбрать

Дуплексер позволяет передатчику и приёмнику работать одновременно через одну антенну: внутри два полосовых фильтра и изоляция между трактами в 90–105 дБ. Разбираем, чем он отличается от диплексера и полосового фильтра, почему дуплексер сотового диапазона не подходит ретранслятору рации, сколько нужно изоляции, что означают исполнения 2Т и 4Т и как проверить узел приборами.

Если коротко

Дуплексер — это два фильтра с общим антенным портом: один пропускает передачу, второй приём.

Главный параметр — изоляция: 90–105 дБ, иначе свой передатчик глушит свой приёмник.

Диапазон подобрать нельзя «примерно»: полосы настроены на конкретные частоты, серия ДУ работает от 703 МГц и не подходит узлам радиосвязи на 27, 64 и 108 МГц.

Исполнение 4Т обслуживает четыре тракта в одном корпусе и вносит меньше потерь, чем два двухтрактных.

Что такое дуплексный фильтр

Дуплексный фильтр, он же дуплексер, позволяет передатчику и приёмнику работать одновременно через одну антенну. Внутри два полосовых фильтра: один пропускает полосу передачи, второй — полосу приёма. Общий порт идёт в антенну, два других — к передатчику и приёмнику.

Задача, которую он решает, звучит просто, но без него не решается вовсе. Передатчик выдаёт десятки ватт, приёмник в это же время ловит сигналы в микровольтах. Если соединить их напрямую с одной антенной, своя же передача мгновенно оглушит приёмный тракт. Дуплексер разводит эти сигналы по частоте и обеспечивает между трактами изоляцию в 90–105 дБ.

Два полосовых фильтра в одном корпусе: приём и передача идут через общую антенну, а между трактами держится изоляция.

Отсюда и название: дуплекс — это одновременная работа в обе стороны. В сотовой сети так работает каждая базовая станция, в профессиональной радиосвязи — каждый ретранслятор.

Чем дуплексер отличается от соседних устройств

Слова «фильтр», «дуплексер», «диплексер» и «комбайнер» в разговоре часто путают, хотя задачи у них разные.

Устройство	Что делает	Когда нужно
Полосовой фильтр	Пропускает одну полосу, давит всё остальное	Защита приёмника от соседних систем
Дуплексный фильтр	Разделяет приём и передачу одной системы	Работа передатчика и приёмника через общую антенну
Диплексер, мультиплексер	Объединяет разные диапазоны в один фидер	Несколько систем связи по одному кабелю
Гибридный мост	Складывает два передатчика одной полосы	Полосы совпадают и фильтром их не разделить

Разница между дуплексером и диплексером тонкая, но принципиальная. Дуплексер делит внутри одной системы: приём и передача одного стандарта. Диплексер объединяет разные системы: например, 800 и 1800 МГц в общий фидер. Про объединение диапазонов есть отдельный материал: комбайнер или отдельные фильтры.

Какие бывают дуплексеры: не перепутайте диапазоны

Слово «дуплексный фильтр» одинаково употребляют в двух разных областях, и оборудование там не взаимозаменяемо.

Область	Типовые полосы	Где встречается
Профессиональная радиосвязь	27, 64, 108, 146–174 МГц, диапазон VHF	Ретрансляторы раций, служебная и диспетчерская связь
Сотовая связь и распределённые сети	703–2170 МГц	Базовые станции, repeater-системы, покрытие зданий

Наша серия ДУ рассчитана на сотовые диапазоны и начинается с 703 МГц. Для ретранслятора рации на 27, 64 или 108 МГц и для узлов VHF нужен дуплексер другого класса: там иные габариты резонаторов и другой разнос частот. Если задача именно такая, скажите об этом менеджеру сразу, чтобы не подбирать заведомо неподходящее изделие.

Почему нельзя взять «похожий» дуплексер. Полосы фильтра настроены на конкретные частоты и разнос между ними. Устройство на соседний диапазон не просто хуже работает — оно не пропускает рабочую полосу вовсе и вносит потери в десятки децибел.

Ключевые параметры

У дуплексера четыре числа определяют пригодность к задаче, остальное — условия эксплуатации.

Рабочие полосы приёма и передачи. Должны точно совпадать с полосами вашей системы: у сотовых стандартов они закреплены нормативно.
Изоляция между трактами. Главный параметр: 90–105 дБ. Именно она не даёт своему передатчику оглушить свой приёмник.
Вносимые потери. В передающем тракте это потерянная мощность, в приёмном — прямое ухудшение чувствительности. У серии 0,5–2,0 дБ.
Допустимая мощность. Указывается отдельно для передающего тракта: у моделей серии от 50 до 80 Вт при пиковой до 500 Вт.
Интермодуляция. В многооператорских трактах и на общих антеннах критична: у моделей серии от −105 до −153 дБн.

Как читаются эти строки в характеристиках любого узла тракта, разобрано в статье про характеристики ВЧ-компонента, а природа интермодуляции — в материале что такое PIM.

Изоляция: сколько нужно и почему

Посчитаем на пальцах. Передатчик выдаёт 40 Вт, это плюс 46 дБм. Приёмник работает с сигналами порядка минус 110 дБм. Разница между ними — 156 дБ. Дуплексер такой разницы не обеспечивает и не должен: свою часть работы делает частотный разнос полос, фильтр лишь добавляет к нему подавление.

Практическое требование: изоляция должна быть достаточной, чтобы просочившаяся часть передачи оказалась ниже уровня собственных шумов приёмника. Для сотовых полос с типовым разносом это 90–105 дБ, что и обеспечивают модели серии. В моделях КАДАММ ДУ-700-2Т, КАДАММ ДУ-800-2Т и КАДАММ ДУ-900-2Т изоляция нормирована раздельно по направлениям: не менее 95 дБ в одну сторону и не менее 105 дБ в другую.

Изоляция падает от плохого монтажа. Разболтанный разъём, влага в соединителе или общий незаземлённый корпус создают путь для сигнала в обход фильтра. Паспортные 100 дБ на объекте легко превращаются в 60, и приёмник начинает глохнуть при каждой передаче.

Двухтрактные и четырёхтрактные исполнения

В обозначениях серии встречаются суффиксы 2Т и 4Т. Это число трактов: сколько независимых пар приём-передача обслуживает один корпус. Двухтрактное исполнение рассчитано на одну антенну с двумя поляризациями или на два сектора, четырёхтрактное — на четыре.

Практическая разница в плотности монтажа. Один корпус КАДАММ ДУ-700-4Т заменяет два двухтрактных, экономит место в шкафу и число кабельных вводов, при этом вносимые потери у него даже ниже: от 0,5 дБ против 1,4 дБ у двухтрактной модели того же диапазона.

Отдельно стоит КАДАММ ДУ-700+2100-4Т: он обслуживает сразу два диапазона, B28 и B1, то есть совмещает функции дуплексера и объединителя полос в одном корпусе.

Настройка дуплексного фильтра

Заводские изделия сотовых диапазонов приходят настроенными и перестройки не требуют: полосы фиксированы стандартом. Настраивают обычно дуплексеры радиосвязи, где частоты ретранслятора выбирает владелец. Порядок при этом такой.

Подключите анализатор цепей к общему порту, остальные порты нагрузите на 50 Ом.
Проверьте полосу пропускания каждого тракта и потери в ней.
Измерьте изоляцию между портами приёма и передачи на рабочих частотах.
При необходимости подстройте резонаторы, поочерёдно контролируя обе полосы: подстройка одной смещает другую.
Зафиксируйте регулировочные элементы и повторите измерение.
После монтажа проверьте КСВН со стороны антенны: он покажет качество всей сборки.

Свободные и измерительные порты на время работ закрывают согласованной нагрузкой: открытый порт искажает результат измерения и сам портит согласование.

Дуплексные фильтры КАДАММ

В разделе дуплексных фильтров КАДАММ семь моделей на диапазоны 700, 800, 900, 1800 и 2100 МГц. Все они КАДАММ (KADAMM) собственной номенклатуры; уличные исполнения имеют защиту IP65 или IP67, модель для шкафа — внутреннее исполнение.

КАДАММ ДУ-700-2Т

703–803 МГц, два тракта, изоляция от 95 дБ, IP65

Открыть карточку

КАДАММ ДУ-800-2Т

791–862 МГц, два тракта, изоляция от 95 дБ, IP65

Открыть карточку

КАДАММ ДУ-900-2Т

880–960 МГц, два тракта, изоляция от 95 дБ, IP65

Открыть карточку

КАДАММ ДУ-700-4Т

703–803 МГц, четыре тракта, потери от 0,5 дБ, IP67

Открыть карточку

Модель	Полосы приёма и передачи	Вносимые потери	Изоляция	Исполнение
ДУ-700-2Т	703–748 / 758–803 МГц	1,4–2,0 дБ	95 и 105 дБ	IP65
ДУ-700-4Т	703–748 / 758–803 МГц	0,5–1,2 дБ	от 95 дБ	IP67
ДУ-800-2Т	832–862 / 791–821 МГц	1,4–1,9 дБ	95 и 105 дБ	IP65
ДУ-900-2Т	880–915 / 925–960 МГц	1,4–2,0 дБ	95 и 105 дБ	IP65
ДУ-1800	1710–1785 / 1805–1880 МГц	до 1,8 дБ	90–95 дБ	для шкафа
ДУ-2100	1920–1980 / 2110–2170 МГц	0,7–1,5 дБ	от 85 дБ	IP67
ДУ-700+2100-4Т	B28 и B1, четыре тракта	0,65–1,4 дБ	80–95 дБ	IP67

Где дуплексер стоит в тракте

Место установки определяется тем, что именно узел защищает. Общий порт всегда смотрит в антенну, а два других — в сторону оборудования. Дальше есть варианты.

Схема	Где ставят	Что учесть
Классическая, у оборудования	В шкафу рядом с приёмопередатчиком	Проще обслуживать, но по фидеру идут обе полосы сразу
У антенны, на опоре	В разрыв перед антенной	Нужно уличное исполнение IP65 или IP67 и крепление на трубу
В составе многодиапазонного узла	Вместе с сумматором полос	Экономит место, но растёт суммарное затухание тракта

Есть правило, которое экономит время на пусконаладке: чем ближе узел к антенне, тем меньше в него приходит наведённых помех, но тем сложнее до него добраться при отказе. На высоких опорах предпочитают ставить дуплексер внизу, если запас по потерям позволяет.

Учитывайте и суммарный расчёт линии. Вносимые потери дуплексера складываются с потерями кабеля, разъёмов и остальных узлов. В приёмном тракте эта сумма прямо вычитается из чувствительности, поэтому длинную трассу и дуплексер с потерями 2 дБ вместе закладывать не стоит: выберите четырёхтрактное исполнение с потерями от 0,5 дБ или сократите трассу.

Что брать под задачу

Задача	Модель	Почему
Приём и передача LTE 800 через одну антенну	КАДАММ ДУ-800-2Т	Полосы B20, два тракта, уличное исполнение
То же для GSM и LTE 900	КАДАММ ДУ-900-2Т	Полосы 880–960 МГц, изоляция до 105 дБ
Четыре тракта в одном корпусе на 700 МГц	КАДАММ ДУ-700-4Т	Меньше корпусов и вводов, потери от 0,5 дБ
Два диапазона и четыре тракта сразу	КАДАММ ДУ-700+2100-4Т	B28 и B1 в одном узле, экономия места на опоре
Тракт UMTS 2100	КАДАММ ДУ-2100	Полосы 1920–2170 МГц, интермодуляция до −150 дБн
Модуль в шкаф базовой станции	КАДАММ ДУ-1800	Внутреннее исполнение, порты SMA и RSMP
Нужно объединить разные диапазоны, а не разделить приём и передачу	Мультиплексеры серии МП	Задача другая: см. антенные сумматоры

Частые вопросы

Это два полосовых фильтра в одном корпусе с общим антенным портом. Один пропускает полосу передачи, другой полосу приёма, а между собой тракты изолированы на 90–105 дБ. Благодаря этому передатчик и приёмник работают одновременно через одну антенну.

Дуплексер разделяет приём и передачу внутри одной системы связи. Диплексер объединяет разные диапазоны в один фидер, например 800 и 1800 МГц. Слова похожи, задачи разные.

Нет. Серия ДУ рассчитана на сотовые диапазоны от 703 МГц. Для узлов радиосвязи в диапазонах 27, 64, 108 МГц и VHF нужны дуплексеры другого класса с иными резонаторами.

Такая, при которой просочившаяся часть передачи ниже уровня собственных шумов приёмника. Для сотовых полос это 90–105 дБ, что и обеспечивают модели серии.

Изделия сотовых диапазонов приходят настроенными: полосы закреплены стандартом. Настройка требуется дуплексерам радиосвязи, где частоты выбирает владелец.

Чаще всего дело не в фильтре, а в монтаже: разболтанный разъём, влага в соединителе или плохое заземление создают обход фильтра. Проверьте изоляцию прибором прямо на объекте.