Для якісної роботи ретранслятора необхідно забезпечити достатній рівень розв’язки між приймальним та передавальним радіотрактами. У більшості випадків ретранслятори використовують спеціалізований пристрій – дуплексний фільтр або «дуплексер», який дозволяє підключати приймальний і передавальний тракти до однієї антени, забезпечуючи необхідний рівень розв’язки (ізоляції) між ними.
Однак у деяких випадках, коли немає можливості використовувати дуплексний фільтр, застосовують дві окремі антени для передавального і приймального трактів. Для забезпечення розв’язки між трактами антени розносять у просторі.
Нижче представлена методика, що дозволяє оцінити необхідний рівень розв’язки для ретранслятора залежно від рознесення частот передавального і приймального трактів, а також необхідне для цього просторове рознесення антен. Крім того, наведені практичні рекомендації щодо встановлення ретрансляторів без використання дуплексних фільтрів.
Ця методика також може бути корисною в ситуаціях, коли потрібно оперативно змінювати приймальні та передавальні частоти в широкому діапазоні (≥1 МГц). Це веде до зміни рознесення між частотами приймача (Rx) і передавача (Tx) на понад ±1,5 МГц від номінального значення, що, своєю чергою, може вимагати підвищення рівня розв’язки.
Рівень рекомендованої розв’язки між приймальним та передавальним радіотрактами наведений нижче.
На горизонтальній шкалі наведено рознесення частот Tx/Rx в МГц, а на вертикальній – необхідний рівень розв’язки (ізоляції) в дБ. У таблиці представлені коригувальні поправки для різних рівнів потужності передавача (Tx). Цей рівень розв’язки необхідно забезпечити просторовим рознесенням приймальної та передавальної антен.
Нижче наведені номограми залежності розв’язки (ізоляції) який забезпечується при вертикальному та горизонтальному просторовому рознесенні двох антен. Вертикальна шкала відображає розв’язку (ізоляцію) в дБ, а горизонтальна – рознесення в футах (в дужках вказано в метрах). Один фут дорівнює 0,3048 метра.
Залежність ізоляції між антенами при вертикальному рознесенні
Залежність ізоляції між антенами при горизонтальному рознесенні
Розглянемо використання графіків на прикладі побудови тракту ретранслятора в діапазоні VHF (136 – 174 МГц) з рознесенням частот приймача (Rx) та передавача (Tx) на 4,5 мГц і потужностю передавача (TX) 25 Вт:
- На першому графіку визначаємо необхідний рівень розв’язки (ізоляції), який становить приблизно 50 дБ (з урахуванням потужності передавача).
- Тепер оцінимо необхідну відстань для просторового рознесення антен. З графіка горизонтального рознесення видно, що для забезпечення розв’язки на рівні 50 дБ, навіть без урахування рівня підсилення антен, відстань має становити близько 50 метрів. При вертикальному рознесенні ця відстань становить 6 метрів. Вертикальне рознесення – це саме розміщення на одній осі по вертикалі. Якщо додатково змістити антени по горизонталі, то вони потрапляють в зону більшої напруженості електромагнітних полей одна одної, і рівень впливу передавача (Tx) на приймач (Rx) зростає.
Часто необхідно досягти високого рівня розв’язки, який важко забезпечити лише просторовим рознесенням антен. Тому рекомендується встановлювати у приймальному тракті смуговий фільтр (PF) з такою смугою пропускання, яка дозволяє працювати в межах смуги при необхідності зміни частоти прийому. Додаткову розв’язку можна досягти шляхом використання смугово-режекторного фільтра (PRF), налаштованого на придушення («режекцію») сигналу на частоті передавача. Вибір моделі фільтра залежить від рознесення частот Rx/Tx і необхідного рівня придушення сигналу передавача.
Зниження потужності передавача ретранслятора з метою зменшення шумів у приймальному тракті в схемі з двома антенами не є достатньо ефективним для забезпечення максимальної дальності радіозв’язку. Наприклад, зменшення потужності вдвічі призводить до послаблення сигналу (збільшення розв’язки) лише на 3 дБ, проте це, ймовірно, негативно вплине на якість прийому сигналу ретранслятора абонентськими радіостанціями.
Практичні рекомендації щодо вибору та розміщення антен для роботи ретранслятора без використання дуплексера
Якщо дві антени мають різний коефіцієнт підсилення, антена з більшим підсиленням використовується для прийому. Якщо одна з антен є вузькосмуговою, наприклад, штирьовою колінеарною, а інша – широкосмуговою (петльовий вібратор), то за однакового підсилення вузькосмугову слід використовувати для прийому, за умови, що резонансна частота відповідає частоті прийому. Таким чином, вона в певній мірі додатково знижує рівень шумів від інших передавачів.
Оптимальним варіантом антен є штирьова (колінеарна) приймальна антена, розміщена на верхівці щогли, та дипольна (петльовий вібратор) під нею для передачі. Якщо є можливість збільшити рознесення частот Rx/Tx, то, наприклад, при збільшенні рознесення до 10 МГц відстань вертикального рознесення скорочується до 3 метрів.