双工器是异频双工电台,中继台的主要配件,其作用是将发射和接收讯号相隔离,保证接收和发射都能同时正常工作。它是由两组不同频率的带阻滤波器组成,避免本机发射信号传输到接收机。 一般双工器 [1] 由六个带阻滤波器(陷波器)组成 ,各谐振于发射和接收频率。接收端滤波器谐振于发射频率,并防止发射功率串入接收机,发射端滤波器谐振于接收频率。有些双工器不标发射和接收端而只标LOW和HIGH,如某双工器LOW=450, HIGH=460,表示LOW端可联接450兆接收机HIGH端联接460兆发射机,也可将LOW端联接450兆发射机,HIGH端联接460兆接收机,收发频率可颠倒使用,但是不能将发射频率460的机器接置双工器450兆一端以免损坏电台和双工器。 应根据电台发射接收频率定制双工器。400兆收发频率差10MHz双工器的工作带宽在正负250kHz可保证隔离度90db左右,单频点工作隔离度可达120db。当使用频率超过双工器额定带宽时,收发隔离度将急剧下降发射驻波增大,接收电路因受发射部分影响灵敏度下降不能正常工作。业余无线中转台U段一般收发差5兆Hz ,使用的双工器采用窄带设计,可保证隔离度不下降但工作带宽变窄,为正负100KHz。实践证明使用双工器比用两颗天线收发效果要好。
双工器,是一个比较特殊的双向三端滤波器。双工器既要将微弱的接受信号耦合进来,又要将较大的发射功率馈送到天线上去,且要求两者各自完成其功能而不相互影响。一般的双工器由螺旋振腔体构成,由于其工作频率高,分布参数影响较大常做成一个密封套体,各信号馈线均用屏蔽效果较好的同轴电缆腔体形材也要求一定的光洁度,为利于散热,外观常为黑色,三个信号端一般采用标准高频接插件Q9或L16型高频插座无线通讯对双工器的要求。 双工器用于移动通信和在野外作为无人值守的中转台工作,其本身就决定了它的使用环境和工作条件。
首先,我们希望双工器的体积小巧、重量轻。目前由于双工器的体积和其它一些技术问题,用于手持无线电话机的双工器还未见报道。但对于车载无线电话机,汽车等所能提供的空间是有限的,且还有无线电话机的布线和散热问题要考虑,因而在满足其它技术指标的前提下,双工器的小型化非常有必要。
其次,双工器必须便于安装,尤其是对某些双工器与无线电话机分别安装时更是如此。且应当结构牢固、可靠、紧凑,应能承受一定的冲击和振动,特别是用于一些地理环境比较差的地方的无线电话机。我们知道,目前的双工器大多是分布参数决定其工作频率等指标要求的,如双工器的结构不可调整,则有可能导致无线电话机的整机指标恶化,甚至烧坏接收机,这一点尤为重要。再者,作为中转台有时使用环境比较恶劣,这就要求双工器也能在相应的
工作温度范围以内能保证通讯质量。一般来讲,双工器应有明确的工作温度范围,并有温度变化的稳定性指标,以满足整机的使用要求。
双工器的工作频率范围应当不窄于无线电话机本身的工作频率范围。通常我们所说的带宽,是指无线电话机配上双工器后接收机的输入带宽和发射机的输出带宽。对于双工器来讲,即是两个等效带阻滤波器的阻带带宽,而不是取决于通带带宽。从其频率响应曲线上看,即是两个阻带在一定衰减量时的频率范围,正如大家所知,现今的VHF、UHF无线电话机的本身,接收机的高频输入带宽一般都可在5MHz以上,发射机的高频输出带宽在10MHz以上。也就是说,无线电话机本身的高频输入、输出带宽都是比较宽的,因此要求双工器的带宽也应有一定的宽度,以克服用户在申报频率时因为带宽问题而造成的麻烦。然而,根据我国及国际上各国
无线电频率管理部门的规定,用作双频双工组网的
双工无线电话机,150MHz的收发频差为5.7MHz、450MHz时为10MHz。因而理想的双工器也只能是以上相应频段的无线电话机所规定的收发频差的一半,即150MHz为2.85MHz,450MHz时为5MHz。
双工器的频率稳定度应包括两个含义:一是本身结构的稳定性,使其分布参数具有一定的稳定度;二是其温度稳定性。
如前所述,双工器是一个分布参数的腔体滤波器,其频率响应曲线决定于腔体的分布参数。我们要求移动通信中使用的双工器应在-25℃-55℃的温度范围内具有相当的频率稳定度,不至于影响无线电话机的通讯效果,也就是说双工器的频率响应曲线应在相应的温度范围内保持其要求的频谱位置和曲线形状,通常的双工器在工作温度范围内应具有优于+55ppm的稳定度,才能满足无线
电话机的使用要求。.
双工器在整机联调前应确认双工器的工作频率与无线电话机的工作频率是否一致,如相差较大时,应重新调整再联调,以避免烧坏输入
高放回路。
双工器的初调一般在双工器的生产厂家进行,调整完了后,注明工作频率再出厂。但双工器在使用前,如确有必要可以按实际工作频率进行重调,调试方法连接仪器,并应接上50Ω终端假负载,反复调整并将假负载和频谱分析仪对换过来,并锁紧各调整螺钉。
整机调试阶段,收发电路板调整好以后,还要对双工器进行仔细微调,以使发射功率最大,且发射接收灵敏度劣化最小。联调时一定要注意少量的、慢慢的调整,以防止烧坏卫星电视。因为双工器的工作频率较高,又是一个分布参数决定其特性的组件,调整时非常敏感;并防止调整完后,在锁紧的过程中,原调整的最佳点跑了。有些双工器采用自锁螺钉,不必另外再用螺母锁紧,使调试大为方便,又节省了工时成本。
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