Duplexer ontwerp.

<<

In fig. 1 is er van uit gegaan, dat door de antenne opstelling of de toepassing van een circulator reeds 20dB isolatie verkregen is. Uit fig.1 blijkt daarbij de noodzaak van nog minstens 50dB onderdrukking van de ongewenste frequentie in het ontvangst pad, en 60dB in het zendpad.
Op 2 meter is de "shift" 0,4% (0,6MHz) en op 70cm nog kleiner, 0,36% (1,6MHz). In het filter is daarom een aanzienlijke "Q" vereist, om bij minimale verliezen op de gewenste frequentie, de noodzakelijke onderdrukking op de ongewenste frequentie te halen. Deze hoge "Q's" zijn slechts haalbaar door meerdere resonatoren in verschillende modes te combineren.

pa0nhc: Dat dit geen gemakkelijke of goedkope opgaaf is, wordt duidelijk bij bestudering van de catalogie van de filterfabrikanten Kathrein en Procom (zie de links naar de importeurs).

Procom levert geen duplexfilter dat geschikt is voor de twee meter amateur band. Van de leverbare filters is bij 0,6MHz shift de onderdrukking te klein en de doorlaatdemping (veel) te groot.
Het voor 70cm amateur gebruik geschikte type DPF70/6-150-1.6/3 had cavities met een lengte van van 3/4 golflengte. Volgens de specs zou, bij een shift van 1,6MHz, de onderdrukking ca. 90dB en de doorlaatdemping ca. 1 dB zijn. Procom kon de specs echter niet halen, en levert het filter daarom niet meer. Jammer, want de prijs was relatief gunstig.

Van de filters van Kathrein voldoet alleen het complete filter met cavities van het type SP aan de zware amateur eisen. Dit zijn uitstekende filters. De zeer grote vierkante cavities hebben een breedte van 19cm om de hoge Q en lage verliezen te kunnen halen. Daar moet echter voor worden betaald. Het 4-cavity 70cm-filter K65 41 2 5 (insertion loss 1 dB, rejection 75dB) kost meer dan Fl 5000.- ! Daar moet dan, bij het werken op n antenne, nog een (dure) circulator achter om voldoende isolatie te halen. Het twee meter model van het duplexfilter zal nog duurder zijn. Dit type filter kan grote vermogens verwerken, en is zeer temperatuurstabiel (zie 70cm duplexfilters elders op deze site).

Als amateur relais, net als in de professionele wereld, met een beduidend grotere shift zouden kunnen werken, zou het veel eenvoudiger en goedkoper zijn om duplex filters te kopen (surplus) of te bouwen.

Types en modes coaxiale cavity resonatoren.

Mode 1. Bandpass.


Fig. 2a

 

Mode 2. Notch


Fig. 2b

 

Mode 3. Notch (inverted).


Fig 2c

Mode 3 en 4 maken eenzelfde "intverted notch". De "reaction coupled notch" is in de praktijk echter makkelijker te realiseren, heeft een diepere en bredere notch, en op de gewenste frequentie een slechts iets grotere doorlaatdemping.

Mode 4. Notch (reaction coupled)


Fig. 2d

Prestaties.

Van goed ontworpen cavities kunnen de volgende prestaties worden verwacht:

Verliezen op de gewenste (doorlaat) frequentie: <= 0,5dB per cavity.
Verliezen op de ongewenste (sper) frequentie: > 20dB per cavity.

Met een zorgvuldige constructie kan tot 27dB gehaald worden.

pa0nhc: In het vroeger gebruikte (door pa0nhc ontworpen en gebouwde) duplexfilter van printplaat voor de Rotterdamse 2m repeater pi3rtd, was een andere constructie toegepast (naar ideen uit het ARRL handbook). Hier had elke cavity (inclusief de kabelverbindingen) een insertionloss van ca. 1.25dB, en een sperdemping >= 30dB.
Per tak (3 notches + 1 bandpass) was voor een zeer lage constructieprijs, meer dan 100dB isolatie verkregen, bij ca. 5dB insertionloss. Het was ontworpen om zonder circulator te worden toegepast. 

Vergelijk de prijs/prestatie verhouding hiervan met professionele filters