Радио ретранслятор - Radio repeater

Для использования в других целях см. Повторитель (значения).

А ретранслятор представляет собой комбинацию радиоприемника и радиопередатчика, который принимает сигнал и ретранслирует его, так что двустороннее радио сигналы могут преодолевать большие расстояния. Ретранслятор, расположенный на большой высоте, может пропускать две мобильные станции, в противном случае распространение по прямой видимости диапазон друг друга, чтобы общаться.[1] Ретрансляторы используются в профессиональных, коммерческих и государственных системах мобильной радиосвязи, а также в любительское радио.

В ретрансляционных системах используются две разные радиочастоты; мобильные телефоны передают на одной частоте, а ретранслятор принимает эту передачу и передает на второй частоте. Поскольку ретранслятор должен передавать одновременно с приемом сигнала и даже может использовать одну и ту же антенну как для передачи, так и для приема, требуются частотно-избирательные фильтры, чтобы предотвратить перегрузку приемника передаваемым сигналом. Некоторые репитеры используют две разные полосы частот, чтобы обеспечить изоляцию между входом и выходом или для удобства.

В спутник связи, а транспондер выполняет аналогичную функцию, но транспондер не обязательно демодулирует ретранслируемые сигналы.

Непрерывный, монтируемый в стойку iDEN репитер цифровой транковой системы на базовой станции.

Полнодуплексный режим

Motorola MOTOTRBO Repeater DR3000 с дуплексер установлен в кейсе, 100% рабочий цикл, выходная мощность до 40 Вт

Ретранслятор - это автоматическая радиорелейная станция, обычно расположенная на вершине горы, в высоком здании или на радиовышке. Он обеспечивает связь между двумя или более базами, мобильными или портативными станциями, которые не могут напрямую связываться друг с другом из-за расстояния или препятствий между ними.

Репитер принимает на одно радио частота («входная» частота), демодулирует сигнал и одновременно повторно передает информацию о его «выходной» частоте. Все станции, использующие ретранслятор, передают на входной частоте ретранслятора и принимают на его выходной частоте. Поскольку ретранслятор обычно находится на высоте выше, чем другие рации, использующие его, их диапазон значительно увеличивается.

Повторитель input.jpg

Поскольку передатчик и приемник включены одновременно, должна существовать изоляция, чтобы собственный передатчик ретранслятора не ухудшал работу приемника ретранслятора. Если передатчик и приемник ретранслятора плохо изолированы, собственный передатчик ретранслятора снижает чувствительность приемник репитера. Проблема похожа на то, что вы находитесь на рок-концерте и не можете услышать слабый сигнал разговора по сравнению с гораздо более сильным сигналом группы.

В общем, изоляция приемника от передатчика упрощается за счет максимального увеличения разделения между входными и выходными частотами.

При работе через ретранслятор мобильные станции должны передавать на другой частоте, чем выходная частота ретранслятора. Хотя ретранслятор должен иметь возможность одновременного приема и передачи (на двух разных частотах), мобильные станции могут работать в одном режиме за раз, чередуя прием и передачу; Таким образом, мобильные станции не нуждаются в громоздких и дорогостоящих фильтрах, необходимых для ретранслятора. Мобильные станции могут иметь возможность выбрать режим «разговора» для передачи и приема на одной и той же частоте; иногда это используется для локальной связи в пределах досягаемости мобильных устройств.

Частотное разделение: от входа к выходу

Не существует установленного правила относительно разнесения входных и выходных частот для всех ретрансляторов. Подойдет любое расстояние, на котором разработчик может обеспечить достаточную изоляцию между приемником и передатчиком.

В некоторых странах в рамках некоторых радиослужб существуют согласованные соглашения или разделения, которые требуются системной лицензией. В случае частот на входе и выходе в США, например:

  • Любительские репитеры в Диапазон 144–148 МГц обычно используют разнос 600 кГц (0,6 МГц) в 1,25-метровый диапазон используйте разнос 1,6 МГц, в Диапазон 420–450 МГц используйте разнос 5 МГц, а в Диапазон 902–928 МГц используйте разделение 25 МГц.
  • Системы в диапазоне 450–470 МГц используют разделение 5 МГц с входом на более высокой частоте. Пример: вход 456,900 МГц; выходная частота составляет 451,900 МГц.
  • Системы в диапазоне 806–869 МГц используют разделение 45 МГц с входом на более низкой частоте. Пример: вход 810,1875 МГц; выходная частота составляет 855,1875 МГц.
  • Военным системам предлагается использовать интервал не менее 10 МГц.[2]

Это всего лишь несколько примеров. В операционных системах существует множество других разделений или интервалов между входными и выходными частотами.

Частоты той же полосы

Повторители одного диапазона работают с входными и выходными частотами в одной полосе частот. Например, в США для двусторонней радиосвязи 30–50 МГц - это один диапазон, а 150–174 МГц - другой. Повторитель с входом 33,980 МГц и выходом 46,140 МГц является повторителем того же диапазона.

В ретрансляторах той же полосы центральная проблема проектирования заключается в том, чтобы собственный передатчик ретранслятора не создавал помех приемнику. Уменьшение связи между передатчиком и приемником входной частоты называется изоляция.

Дуплексная система

Repeater duplexer.png

В ретрансляторах того же диапазона изоляция между передатчиком и приемником может быть создана с помощью одной антенны и устройства, называемого дуплексер. Устройство представляет собой настроенный фильтр, подключенный к антенне. В этом примере рассмотрим тип устройства, называемый полосовой дуплексер. Он разрешает или пропускает полосу (или узкий диапазон) частот.

У дуплексного фильтра есть две ветви: одна настроена на пропускание входной частоты, а другая настроена на пропускание выходной частоты. Обе ветви фильтра подключены к антенне. Приемник ретранслятора подключен к принимающей ветви, а передатчик - к передающей ветви. Дуплексер предотвращает снижение чувствительности приемника передатчиком двумя способами. Во-первых, приемная ветвь сильно ослабляет несущую передатчика на входе приемника (обычно на 90–100 дБ), предотвращая перегрузку (блокировку) несущей на входе приемника. Во-вторых, передающая ветвь ослабляет широкополосный шум передатчика на частоте приемника, также обычно на 90–100 дБ. Поскольку передатчик и приемник работают на разных частотах, они могут работать одновременно на одной антенне.

Комбинированная система

Часто бывает недостаточно места на вышке для размещения отдельной антенны для каждого ретранслятора в местах скопления оборудования. В ретрансляторах того же диапазона на спроектированных площадках с общим оборудованием ретрансляторы могут быть подключены к совместно используемым антенным системам. Они распространены в транковые системы, где до 29 повторителей для одной транковой системы могут быть расположены в одном месте. (Некоторые архитектуры, такие как сайты iDEN, могут иметь более 29 повторителей.)

В совместно используемой системе приемная антенна обычно расположена наверху антенной башни. Размещение приемной антенны сверху помогает улавливать более слабые принимаемые сигналы, чем если бы приемная антенна была ниже из двух. Разделив полученный сигнал от антенны, многие приемники могут удовлетворительно работать с одной антенной. Устройства под названием приемные мультиэлементы разделите сигнал от антенны на множество приемников. Мультипара усиливает сигналы, достигающие антенны, затем подает их на несколько приемников, пытаясь компенсировать потери в делителях мощности (или разветвителях). Они работают так же, как разветвители кабельного телевидения, но должны быть построены в соответствии с более высокими стандартами качества, чтобы они работали в средах с сильными мешающими сигналами.

На стороне передатчика вторая передающая антенна установлена ​​где-то под приемной антенной. Существует электрическая связь, определяемая расстоянием между передающей и приемной антеннами. Желательный ноль существует, если передающая антенна расположена точно под приемной антенной за минимальным расстоянием. Практически такая же изоляция, как и у низкоуровневого дуплексера (около −60 децибел), может быть достигнута путем установки передающей антенны ниже и вдоль центральной линии приемной антенны. К одной антенне можно подключить несколько передатчиков с помощью фильтров, называемых комбайнеры. В передатчиках обычно устанавливаются направленные устройства вместе с фильтрами, которые блокируют любую отраженную мощность в случае неисправности антенны. Антенна должна иметь номинальную мощность, которая будет обрабатывать сумму энергии всех подключенных передатчиков одновременно.

Системы объединения передатчиков работают с потерями. Как показывает практика, каждая ветвь сумматора имеет потери мощности 50% (3 децибела). Если два передатчика подключены к одной антенне через сумматор, половина их мощности будет достигнута на выходе сумматора. (Это предполагает, что все работает правильно.) Если четыре передатчика подключены к одной антенне, четверть мощности каждого передатчика будет достигать выхода схемы объединения. Часть этих потерь может быть компенсирована увеличением усиления антенны. 50 Вт мощности передатчика, подаваемого на антенну, обеспечат мощность принимаемого сигнала на удаленной мобильной радиостанции, почти равную 100 Вт.

В транковых системах с множеством каналов конструкция площадки может включать несколько передающих антенн, чтобы уменьшить совокупные сетевые потери. Например, шестиканальная транковая система может иметь две передающие антенны с тремя передатчиками, подключенными к каждой из двух передающих антенн. Поскольку небольшие отклонения влияют на каждую антенну, каждая антенна будет иметь немного другую диаграмму направленности. Каждая антенна будет взаимодействовать с вышкой и другими ближайшими антеннами по-разному. Если бы нужно было измерить уровни принимаемого сигнала, это вызвало бы различия между каналами в одной транковой системе. Различия в уровне сигнала между каналами в одной транковой системе также могут быть вызваны:

  • вышедшие из строя детали в сумматоре,
  • характеристики дизайна,
  • незакрепленные разъемы,
  • плохие кабели,
  • неправильно настроенные фильтры, или;
  • неправильно установленные компоненты.

Современное

Кросс-группа ретрансляторы иногда являются частью государственных транкинговых радиосистем. Если одно сообщество находится в транковой системе, а соседнее сообщество находится в традиционной системе, для связи с другим сообществом может быть назначена переговорная группа или агент-флот-подфлот. В примере, где сообщество находится на 153,755 МГц, передача в разговорной группе транковой системы будет повторяться на 153,755 МГц. Сигналы, полученные базовой станцией на частоте 153,755 МГц, будут проходить по транковой системе в назначенной разговорной группе.

В обычных государственных системах ретрансляторы с перекрестным диапазоном частот иногда используются для соединения двух агентств, использующих радиосистемы на разных диапазонах. Например, пожарная часть в Колорадо работала на канале 46 МГц, а полицейское управление - на канале 154 МГц, они построили кросс-полосный ретранслятор, чтобы обеспечить связь между двумя агентствами.

Если одна из систем является симплексной, ретранслятор должен иметь логику, предотвращающую одновременное переключение передатчика в обоих направлениях. Голосование Компараторы с матрицей манипуляции передатчиками иногда используются для подключения несовместимых базовых станций.

Исторический

Изучая записи старых систем, можно найти примеры межполосных коммерческих систем в каждой радиослужбе США, где это разрешено правилами. В Калифорнии специальные системы, использующие ретрансляторы с перекрестным диапазоном, существуют по крайней мере с 1960-х годов. Исторические примеры межполосных систем включают:[3]

  • Округ Солано Пожарная (бывшая Пожарная радиослужба): 46,240 ввода; 154.340 выход. Эта система была демонтирована в 1980-х годах и теперь представляет собой ретранслятор того же диапазона.
  • Пожарный округ Мид-Вэлли, Фресно, (бывшая Служба пожарной радиосвязи): 46,140 ввод; 154.445 выход. Эта система была демонтирована в 1980-х годах и теперь представляет собой ретранслятор того же диапазона.
  • Округ Санта-Клара Департамент парков и отдыха (бывшая радиослужба охраны лесов): вход 44,840 МГц; Выход 151,445 МГц. Эта система была демонтирована в 1980-х годах и теперь представляет собой ретранслятор того же диапазона.
  • Штат Калифорния Управление по чрезвычайным ситуациям, пожарная служба губернатора (бывшая служба пожарной радиосвязи): вход 33,980 МГц; Выход 154,160 МГц.

В коммерческих системах производители прекратили производство кросс-диапазонного мобильного радиооборудования с приемлемыми спецификациями для систем общественной безопасности в начале 1980-х годов. В то время некоторые системы были демонтированы из-за отсутствия нового радиооборудования. Спорадические E ионосферные каналы могут сделать частоты 46 МГц и ниже неработоспособными летом.

Как ссылки

На протяжении десятилетий межполосные ретрансляторы использовались в качестве фиксированных линий связи. Ссылки могут использоваться для дистанционного управления базовыми станциями на удаленных объектах или для отправки звука с места приема разнесенного (голосования) обратно в систему объединения разнесенных сигналов (компаратор голосования). Некоторые унаследованные каналы находятся в диапазоне 150–170 МГц в США. Изменения в правилах Федеральной комиссии по связи США не разрешали использование каналов 150 МГц после 1970-х годов. Новые каналы чаще встречаются на каналах 72–76 МГц (средний диапазон), промежуточных каналах 450–470 МГц или каналах 900 МГц. Эти ссылки, известные как фиксированный станции в лицензировании США, как правило, соединяют площадку оборудования с диспетчерской.

Автомобильные повторители

Современные любительские радиоприемники иногда включают в себя возможность перекрестного повтора, присущую радиоприемопередатчику.

В коммерческих системах ретрансляторы с перекрестным диапазоном частот иногда используются в автомобильных ретрансляторах. Например, карманный компьютер с частотой 150 МГц может связываться с установленным на транспортном средстве маломощным трансивером. Радиостанция с низким энергопотреблением повторяет передачи с портативного устройства по мощной мобильной радиостанции автомобиля, которая имеет гораздо больший радиус действия. В этих системах карманный компьютер работает до тех пор, пока он находится в пределах досягаемости мобильного ретранслятора малой мощности. Мобильная радиосвязь обычно работает в другом диапазоне, чем портативная радиостанция, чтобы уменьшить вероятность того, что мобильный радиопередатчик создаст помехи передаче от портативного устройства к транспортному средству.

  • Motorola, например, продавала автомобильную ретрансляторную систему под названием PAC * RT. Он был доступен для использования с портативными устройствами на 150 МГц или 450 МГц и взаимодействовал с некоторыми мобильными радиостанциями Motorola.
  • В 1980-х годах у General Electric Mobile Radio была радиостанция скорой медицинской помощи с частотой 463 МГц, которая обеспечивала связь между автомобильным ретранслятором 453 МГц и портативным устройством.

С этими системами существует сложная инженерная проблема. Если у вас есть две автомобильные радиостанции в одном месте, необходимо установить какой-то протокол, чтобы одно портативное передающее устройство не активировало два или более мобильных радиопередатчиков. Motorola использует систему иерархии с PAC * RT, каждый ретранслятор передает тональный сигнал, когда он включен, поэтому используется последний на сайте, который включается. Это значит, что несколько из них не включены одновременно.

Автомобильные ретрансляторы сложны, но могут быть менее дорогостоящими, чем проектирование системы, охватывающей большую площадь и работающей со слабыми уровнями сигнала портативных радиостанций. Некоторые модели радиосигналов предполагают, что передатчики портативных радиостанций создают принятые сигналы на базовой станции на один-два порядка (от 10 до 20 децибел или от 10 до 100 раз) слабее, чем мобильная радиостанция с аналогичной выходной мощностью передатчика.

Размещение как часть системного дизайна

Ретрансляторы обычно размещаются в местах, которые максимизируют их эффективность по прямому назначению:

  • Ретрансляторы "низкого уровня" используются для местной связи и размещаются на малой высоте, чтобы уменьшить помехи другим пользователям тех же радиочастот. Низкоуровневые системы используются для таких больших территорий, как целый город, или таких маленьких, как один строительство.
  • Повторители высокого уровня размещены на высоких башни или же горные вершины чтобы максимально увеличить зону охвата. С помощью этих систем пользователи с маломощными радиостанциями (например, портативными "рации ") могут общаться друг с другом на расстоянии многих миль.

Смотрите также

Списки повторителей

  • УВЧ CB Австралия - Новости УВЧ CB, информация, расположение ретрансляторов и продажи. UHF CB Australia Поддержка и расширение сети UHF CB

Рекомендации

  1. ^ «Двусторонний радиовторитель». Радиотроника. Получено 28 февраля 2017.
  2. ^ http://www.globalsecurity.org/intell/library/policy/army/fm/24-18/fm24-18_9.htm
  3. ^ Из исторических отчетов о лицензиях Федеральной комиссии связи.