Diplexor

Un diplexor es un dispositivo pasivo que implementa la multiplexación en el dominio de la frecuencia . Dos puertos (p. ej., L y H) se multiplexan en un tercer puerto (p. ej., S). Las señales en los puertos L y H ocupan bandas de frecuencia disjuntas. En consecuencia, las señales en L y H pueden coexistir en el puerto S sin interferir entre sí. ^{[ 1 ]}

Normalmente, la señal en el puerto L ocupará una única banda de baja frecuencia y la señal en el puerto H ocupará una banda de alta frecuencia. En esta situación, el diplexor consta de un filtro paso bajo que conecta los puertos L y S, y un filtro paso alto que conecta los puertos H y S. Idealmente, toda la potencia de la señal de banda baja en el puerto L se transfiere al puerto S y viceversa. Toda la potencia de la señal de banda alta en el puerto H se transfiere al puerto S y viceversa. Idealmente, la separación de las señales es completa. Ninguna parte de la señal de banda baja se transfiere del puerto L al puerto H. En la práctica, se perderá algo de potencia y parte de la potencia de la señal se filtrará al puerto incorrecto.

El diplexor, al ser un dispositivo pasivo, suele ser recíproco: no tiene entrada ni salida. Sin embargo, los diplexores mal diseñados pueden presentar impedancias diferentes en sus distintos puertos, por lo que no debe asumirse que un dispositivo de este tipo es totalmente recíproco a menos que se indique explícitamente o se mida la pérdida de retorno.

El diplexor es un dispositivo diferente a un combinador o divisor pasivo . Los puertos de un diplexor son selectivos en frecuencia; los de un combinador no lo son. También existe una diferencia en la "pérdida" de potencia: un combinador toma toda la potencia suministrada al puerto S y la divide equitativamente entre los puertos A y B. Un diplexor no hace esto.

Un diplexor multiplexa la frecuencia de dos puertos en uno solo, pero se pueden multiplexar más de dos puertos. Un multiplexor de tres puertos a uno se conoce como triplexor , y un multiplexor de cuatro puertos a uno se denomina cuádrupleplexor o cuadruplexor .

Un diplexor típico puede tener  un aislamiento de aproximadamente 30 dB entre sus puertos L y H. Este aislamiento es suficiente para muchas aplicaciones, pero no permite la recepción y transmisión simultáneas en una sola antena. Si el transmisor emite 1  kW, 1  W de esa señal llegaría al receptor; esa  potencia podría ser suficiente para sobrecargarlo. Los diplexores diseñados para la recepción y transmisión simultáneas tienen requisitos de aislamiento más estrictos y se conocen como duplexores .

Un diplexor permite que dos dispositivos diferentes compartan un canal de comunicación común. Normalmente, el canal es un cable coaxial largo, y se suele utilizar un diplexor en ambos extremos del cable. Este sistema es viable si los dos dispositivos operan en frecuencias diferentes. Además, resulta económico si el coste de los diplexores es menor que el de instalar un segundo cable.

Los diplexores se utilizan normalmente con receptores o transmisores de radio que operan en bandas de frecuencia distintas y muy separadas. Una misma torre de radio municipal podría tener una antena para la policía en 460  MHz y otra para los bomberos en 156  MHz. Un diplexor en la parte superior combina las señales de ambas antenas en una única línea coaxial, y un segundo diplexor idéntico dentro del edificio separa las señales de la línea de alimentación para las dos radios de despacho. Algunos diplexores admiten hasta cuatro antenas o radios que operan en diferentes bandas de frecuencia.

Los diplexores también se utilizan comúnmente en antenas multibanda instaladas en torres, con una línea de alimentación común. El diplexor divide las dos bandas dentro del edificio (por ejemplo, sistemas VHF y UHF combinados con un diplexor en una antena común).

El diplexor se utiliza para evitar la intermodulación y mantener la potencia reflejada ( VSWR ) al mínimo para cada transmisor y frecuencia de entrada . Si bien los diplexores pueden combinar un ancho de banda relativamente amplio , la principal limitación reside en la propia antena, que debe tener un ancho de banda suficientemente amplio para aceptar todas las señales que la atraviesan y transmitirlas al aire de manera eficiente .

Normalmente, en una antena multibanda, las frecuencias utilizadas presentan una relación armónica impar entre sí para aprovechar las resonancias armónicas naturales (como 145/435  MHz), lo que da como resultado una antena multibanda de alta eficiencia. En otras ocasiones, se utilizan trampas sintonizadas, una técnica menos eficiente que generalmente no se emplea en VHF/UHF.

Muchos otros transmisores UHF/VHF de gran tamaño utilizan diplexores. El número de transmisores que pueden compartir una antena está limitado por la separación de sus bandas de frecuencia. Los transmisores cuyas frecuencias están demasiado próximas no pueden combinarse correctamente mediante un diplexor.

Los diplexores también se utilizan en estaciones de radiodifusión de onda media. Sin embargo, su uso no es tan común en este rango de frecuencias porque la longitud de onda correspondiente varía mucho más en la banda de onda media que en la banda de FM, por lo que resulta más práctico usar una antena separada para cada frecuencia: las estaciones de transmisión de onda media suelen emitir solo en una a cuatro frecuencias, mientras que las estaciones de radiodifusión de FM suelen usar cuatro o más frecuencias.

Los diplexores pueden utilizarse como dispositivo de respaldo. Un ejemplo es el mantenimiento de una antena en una estación de transmisión de onda media que cuenta con dos antenas que transmiten en dos frecuencias. En ese caso, la otra antena puede utilizarse para transmitir ambos canales. Si no es posible construir una segunda antena para el segundo transmisor debido a limitaciones de espacio, entonces el diplexor se utiliza de forma permanente.

En las estaciones de radiodifusión de onda larga, normalmente no se utilizan diplexores, ya que estas estaciones suelen transmitir en una sola frecuencia. La implementación de diplexores para estaciones de radiodifusión de onda larga puede resultar difícil, dado que la relación entre el ancho de banda (9  kHz) y la frecuencia de transmisión es elevada.

Los diplexores no se utilizan en transmisores VLF. En este rango de frecuencias, su implementación es muy difícil debido a los altísimos voltajes que se generan en las enormes bobinas de carga sintonizadas que se utilizan en la alimentación de la antena.

Los diplexores también se utilizan para aplicaciones no relacionadas con la radiodifusión , como la radioafición .

Los diplexores también se utilizan en el hogar para permitir que una antena parabólica de televisión por satélite de transmisión directa y una antena de televisión terrestre (canales de transmisión local) compartan un solo cable coaxial . La antena parabólica ocupa las altas frecuencias (normalmente de 950 a 1450 MHz), y la antena de TV utiliza las frecuencias más bajas de los canales de televisión (normalmente de 50 a 870 MHz). Además, el satélite también obtiene una banda de CC a baja frecuencia para alimentar el convertidor de bloque de la antena parabólica y seleccionar la polarización de la antena parabólica (por ejemplo, señalización de voltaje o DiSEqC ). El diplexor es útil en hogares que ya están cableados con un solo cable, ya que elimina la necesidad de instalar un segundo cable. Para que el diplexor funcione, el cable existente debe poder transmitir las frecuencias del satélite con poca pérdida. Las instalaciones de TV más antiguas pueden usar un cable RG-59 dieléctrico sólido , y ese cable puede ser inadecuado. ^{[ 2 ]} El cable RG-6 se usa normalmente para las líneas de alimentación de satélite.  

En esta aplicación, se instalaría un diplexor en el tejado que combinaría la señal de la antena parabólica y la de la antena de TV en un único cable coaxial. Este cable iría desde el tejado hasta el interior de la casa. En un punto conveniente, un segundo diplexor separaría las dos señales: una iría al televisor y la otra al receptor de señal de radio ( IRD) del decodificador de televisión digital terrestre (DBS ). Estos decodificadores suelen tener una entrada de antena y un diplexor, de modo que la señal de la antena se distribuye junto con la del satélite.

Las instalaciones más modernas se enfrentan a varios problemas. A menudo hay varias antenas parabólicas que deben alimentar varios receptores o incluso receptores multicanal. Véase, por ejemplo, la distribución por cable único .

Los diplexores también se utilizaban para combinar señales de televisión UHF, televisión VHF y FM en un único cable de bajada, que luego podía dividirse de nuevo en sus componentes según fuera necesario.

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