Применение дуплексеров, фильтров, преселекторов

Для наиболее наглядной демонстрации и объяснения процессов, происходящих в работе дуплексного ретранслятора удобнее всего воспользоваться так называемым "идеальным" спектроанализатором. Этот прибор, к сожалению, вымышленный. От реально существующих он отличается своим динамическим диапазоном, то есть способностью регистрировать как очень сильные, так и совсем слабые сигналы одновременно и при этом иметь чрезвычайно низкий уровень собственных шумов.

Реальные спектроанализаторы имеют типичный шумовой порог около - 120 dbm и динамическим диапазоном 80 dB. Таким образом, теоретически идеализированный инструмент, тот что мы будем использовать будет нам очень кстати при демонстрации принципов фильтрации.

Экран нашего идеального анализатора калиброван в dBm (децибелах, относительно 1 милли ватта, 0 dbm = 1 mBт). Его верхняя граница составляет +60 dBm (1000 Вт), нижняя - 160dbm и соответствует шумовому порогу "прибора".

Таким образом, его динамический диапазон рассчитывается как разница между этими границами и составляет 220 dB. На экране мы видим два сигнала (рис.1)

Правый, около 0,3 мк В (-117 dbm) сигнал с частотой 465 МГц. Это типичный слабый, но бесшумный сигнал, принимаемый современным связным FM приемником UHF диапазона.

Левый сигнал - несущая передатчика ретранслятора с мощностью 100 Вт (+60dbm). В данный момент мы не будем рассматривать шумы передатчика, хотя они будут обязательно присутствовать. Но об этом - на следующих картинках.

Теперь давайте ознакомимся с динамическим диапазоном реальных приемников. (Рис.2).

Так как эта характеристика определяется в основном схемотехническими решениями, производителей радиоаппаратуры, а также теми элементами, на которых собраны усилители ВЧ и смеситель, то говорить о каком-то постоянном параметре не приходится.

Для каждого конкретного приемника, и тем более для каждой модели приемников динамический диапазон будет своим.

Для случая с дуплексным ретранслятором нам важен динамический диапазон по блокировке приемника, или точнее "уровень блокировки".

Рисунок 1

Рисунок 2

"Уровнем блокировки" называется тот минимальный уровень мешающего сигнала (помехи), при котором на 1 dB падает отношение сигнал/шум при 12 децибельной SINAD чувствительности.

"Уровень блокировки" зависит от частотного расстояния помехи до частоты принимаемого сигнала. Это можно продемонстрировать на Рис.2, где прерывистыми линиями проведены границы блокировки для приемников с разными динамическими диапазонами. Сигналы, попадающие в окна сверху границы, являются помехами и приводят к снижению чувствительности приемника.

Рисунок 3

Вернемся к нашему случаю с ретрансляторами (Рис.3)

Здесь мы имеем приемник на 465МГц и передатчик на 460 МГц, объединенные кабелями различной длины через коаксиальный тройник на общую антенну (не рекомендую повторять такой эксперимент!). К этой цепи подключен наш идеальный анализатор. Судя по Рис.3 можно сказать, что несущая передатчика здорово углубилась за границу блокировки приемника на значение I и является помехой, в следствии чего будет нарушена нормальная работа приемника и снижена его чувствительность.