Pokud mám jednu kvalitní vícepásmovou anténu a potřebuji z ní vytvořit pracovní místo pro více transceiverů, triplexer je velmi zajímavé řešení. Umožňuje totiž rozdělit společný anténní systém podle frekvence tak, aby jednotlivá rádia mohla pracovat na různých pásmech současně. Největší význam má proto v contestingu, při SO2R, Multi-Op stanicích, Field Day nebo DX expedicích.
Podstatné však je, že triplexer není pouze „rozdvojka“ nebo vysokofrekvenční rozbočovač. Jde o frekvenčně selektivní soustavu filtrů. A právě kvalita filtrů, jejich útlum v propustném pásmu a zejména izolace mezi jednotlivými porty rozhodují o tom, zda bude výsledná sestava skutečně použitelná.
V článku se dočtete
Co je triplexer?
Triplexer je pasivní VF zařízení s jedním společným anténním portem a třemi pásmovými porty. Vysílací signál z jednotlivého transceiveru prochází přes příslušnou filtrační větev do společného koaxiálního vedení a dále do vícepásmové antény. Při příjmu funguje systém opačně – signál z antény se podle frekvence dostane na příslušný port.
Typická koncepce se skládá ze tří filtrů: dolnopropustného, pásmového a hornopropustného. Při klasickém triplexeru pro 20, 15 a 10 m tedy jedna větev propouští 20 m, druhá 15 m a třetí 10 m. Filtrační charakteristiky se navrhují tak, aby se jednotlivá pásma co nejlépe oddělila.
Výsledkem je situace, kdy můžu mít například tři transceivery připojené k jedné tribanderové anténě. Každý z nich vidí především své pracovní pásmo, zatímco společný koaxiální kabel a anténa slouží všem třem zařízením.
Stojí za to uvažovat o triplexeru?
Při běžném radioamatérském provozu není triplexer nezbytnost. Pokud mám jeden transceiver a můžu používat více antén, klasické přepínání antén je jednodušší. Situace se však mění při SO2R a contestingu. Tam chci například vysílat na 20 ma současně poslouchat 15 nebo 10 m, aniž bych musel používat samostatnou anténu pro každý transceiver.
Triplexer dokáže výrazně zjednodušit anténní infrastrukturu. Jedna tribanderová yagi může být připojena jediným koaxiálním vedením a jednotlivá pásma se rozdělí až u zařízení v shacku. Při vhodné konfiguraci tak můžu z jedné antény vytvořit tři samostatně využitelné pásmové porty.
Výhoda se projeví iu stanic, kde je omezen počet stožárů, koaxiálních kabelů nebo antén. Je levnější mít jeden stožár a jednu anténu než tři stožáry se třemi anténami nemluvě o ceně pozemku. V contestingu navíc získávám možnost pracovat s jednou anténou z více rádií bez mechanického přepínání pásem.
Tip: souběžná práce na více pásmech
Nejzajímavější použití triplexeru vidím právě v souběžném DX provozu. Představme si tribander pro 20, 15 a 10 ma tři transceivery. První rádio pracuje na 20m, druhé na 15m a třetí na 10m. Každé rádio je připojeno na příslušný port triplexeru a všechny tři porty sdílejí jednu anténu.
V praxi však nelze zaměňovat triplexer za kompletní systém ochrany proti interakci mezi rádii. Samotné oddělení filtrů často nestačí. Silný vysílací signál z jednoho transceiveru může přes nedostatečnou izolaci proniknout do přijímače druhého rádia. Proto se v kvalitních contestových sestavách používá triplexer spolu s pásmovými propusti BPF na jednotlivých portech.
To je důležité zejména při výkonných stanicích. I když triplexer poskytne například desítky decibelů izolace, při výkonu 100 W zůstává po takové izolaci stále poměrně vysoký signál. Při vyšším vysílacím výkonu je problém ještě výraznější. BPF proto poskytuje další selektivitu přímo před transceiverem a snižuje riziko přetížení přijímače, blokování a intermodulačních produktů.
Náročnost konstrukce triplexeru
Na první pohled se může zdát, že triplexer je jednoduchý LC obvod. Konstrukčně však jde o podstatně náročnější zařízení. Nestačí dosáhnout dobrého průchodu signálu na třech pracovních pásmech. Současně je třeba zajistit dostatečnou izolaci mezi všemi porty, nízký SWR, malý vložný útlum a stabilní parametry při reálném zatížení.
Při návrhu se jednotlivé filtry navzájem ovlivňují. Všechny se setkávají ve společném anténním bodě a změna impedance jedné větve se může projevit v dalších dvou. Proto se při ladění triplexeru nemohu dívat na jednotlivé filtry úplně izolovaně.
VA6AM pri svojej konštrukcii používa trojicu filtrov typu LPF, BPF a HPF s rezonančními zpožděními pro další pásma. Právě tyto zpoždění pomáhají zvyšovat izolaci mezi jednotlivými porty. Při ladění je zároveň třeba zajistit správné zakončení ostatních portů 50 Ω zátěžemi. Výrobce výslovně upozorňuje i na to, že ladění má probíhat už s triplexerem namontovaným v kovové skříni.
Při vlastní konstrukci bych proto za základní měřicí vybavení považoval VNA. Bez měření S11 a S21 se dá filtr sice experimentálně postavit, ale velmi těžko lze spolehlivě ověřit výslednou izolaci mezi všemi třemi porty. Při vyšších výkonech přibývají další požadavky na napěťovou a proudovou zatížitelnost kondenzátorů, zahřívání cívěk a mechanické provedení.
Příklady zapojení
Nejznámější aplikací je triplexer pro 20, 15 a 10 m. Právě tato kombinace se často používá s tribanderovou Yagi v contestových stanicích. Existují však i jiné kombinace. Nízkofrekvenční systémy nabízí například triplexery pro 80, 40 a 20 m, zatímco VA6AM vyvinul i WARC triplexer pre 30, 17 a 12 m.
| Konfigurace | Typické použití | Anténa |
|---|---|---|
| 20 / 15 / 10 m | SO2R, contesting, Field Day, DX expedice | Tribander Yagi |
| 80 / 40 / 20 m | vícekanálová KV stanice | vícepásmová anténa |
| 30 / 17 / 12 m | WARC provoz | vícepásmová anténa |
Samotná anténa musí být vhodná pro použité pásma. Triplexer není náhradou anténního tuneru. INRAD například přímo uvádí, že jeho HF triplexer je určen pro tribander, který má nízký SWR na všech třech pásmech, a ne pro náhodný vodič nebo jinou výrazně nerezonanční anténu, kterou by bylo třeba přizpůsobit tunerem.
Zajímavým příkladem je systém 4O3A. Ten používá vysokovýkonný kombinátor spolu s pásmovými filtry pro 20, 15 a 10 m. V této koncepci samotný kombinátor není určen pro samostatný provoz; kompletní systém tvoří kombinátor a příslušné BPF. Výrobce nabízí také řešení, pomocí kterých lze trojpásmovou konfiguraci rozšířit o další pásma.
KV triplexer: praktická ukázka
Přehled výrobců triplexerů
Mezi známá řešení patří VA6AM Projekty, Nízkofrekvenční systémy, 4O3A Signature, INRAD a Dunestar. VA6AM se věnuje vlastním nízko- i vysokovýkonným triplexerům a publikuje také konstrukční a ladicí postupy. Nízkofrekvenční systémy nabízejí triplexery a další multiplexery v různých výkonových třídách. 4O3A se zaměřuje zejména na vysokovýkonné soutěžní systémy.
INRAD patří mezi starší známé komerční řešení pro 20, 15 a 10 m a Dunestar nabízel triplexer založený na koncepci publikované K6KV v QST. V poslední době se tématu věnují i novější projekty, například SO9I Engineering, které triplexer vnímá jako součást širšího systému pro SO2R a víceraďové anténní sestavy.
Shrnutí
KV triplexer dává smysl tehdy, když chci z jedné vhodné vícepásmové antény vytvořit více samostatně použitelných pásmových portů. Jeho největší přínos se projeví při SO2R, Multi-Op contestingu, Field Day a DX expedicích, kde potřebuji pracovat na více pásmech současně.
Nejdůležitější je však vnímat triplexer jako součást celého filtračního systému. Samotný triplexer nemusí poskytnout dostatečnou izolaci mezi transceivery. Proto se při náročném provozu používají i BPF na jednotlivých portech. Při návrhu nebo stavbě je třeba sledovat nejen vložný útlum, ale především izolaci mezi pásmy, SWR, výkonovou zatížitelnost a stabilitu parametrů.
Pro rádioamatéra, který má jednu kvalitní tribanderovou Yagi a chce z ní vytěžit maximum, může být triplexer velmi efektivním řešením. Pro běžnou jednoradiovou stanici však jeho složitost často nebude opodstatněná. Rozhodující tedy není to, zda triplexer „funguje“, ale zda řeší konkrétní problém v anténním systému lépe než jednodušší řešení.