Repetidor de radio

Este artículo incluye una lista de referencias , lecturas relacionadas o enlaces externos , pero sus fuentes no están claras porque carece de citas en línea . Ayúdenos a mejorar este artículo introduciendo citas más precisas. ( Diciembre de 2020 ) ( Aprenda cómo y cuándo eliminar este mensaje )

Un repetidor de radio es una combinación de un receptor de radio y un transmisor de radio que recibe una señal y la retransmite, de modo que las señales de radio bidireccionales pueden cubrir distancias más largas. Un repetidor ubicado a gran altura puede permitir que dos estaciones móviles, que de otro modo estarían fuera del alcance de propagación de la línea de visión entre sí, se comuniquen. ^[1] Los repetidores se encuentran en sistemas de radio móviles profesionales, comerciales y gubernamentales y también en la radioafición .

Los sistemas repetidores utilizan dos frecuencias de radio diferentes: los móviles transmiten en una frecuencia y la estación repetidora recibe esas transmisiones y transmite en una segunda frecuencia. Dado que el repetidor debe transmitir al mismo tiempo que se recibe la señal, e incluso puede utilizar la misma antena para transmitir y recibir, se requieren filtros selectivos de frecuencia para evitar que el receptor se sobrecargue con la señal transmitida. Algunos repetidores utilizan dos bandas de frecuencia diferentes para proporcionar aislamiento entre la entrada y la salida o por comodidad.

En un satélite de comunicaciones , un transpondedor cumple una función similar, pero no necesariamente demodula las señales retransmitidas.

Un repetidor es una estación de retransmisión automática por radio, que suele estar situada en la cima de una montaña, un edificio alto o una torre de radio. Permite la comunicación entre dos o más bases, estaciones móviles o portátiles que no pueden comunicarse directamente entre sí debido a la distancia o a obstáculos entre ellas.

El repetidor recibe en una frecuencia de radio (la frecuencia de "entrada"), demodula la señal y, simultáneamente, retransmite la información en su frecuencia de "salida". Todas las estaciones que utilizan el repetidor transmiten en la frecuencia de entrada del repetidor y reciben en su frecuencia de salida. Dado que el repetidor suele estar ubicado a una altura mayor que las otras radios que lo utilizan, su alcance se amplía considerablemente.

Como el transmisor y el receptor están encendidos al mismo tiempo, debe existir un aislamiento para evitar que el transmisor del repetidor degrade el receptor. Si el transmisor y el receptor del repetidor no están bien aislados, el transmisor del repetidor desensibiliza al receptor. El problema es similar a estar en un concierto de rock y no poder escuchar la señal débil de una conversación a través de la señal mucho más fuerte de la banda.

En general, aislar el receptor del transmisor se hace más fácil maximizando, tanto como sea posible, la separación entre las frecuencias de entrada y salida.

Cuando funcionan a través de un repetidor, las estaciones móviles deben transmitir en una frecuencia diferente a la de la salida del repetidor. Aunque el sitio del repetidor debe ser capaz de recibir y transmitir simultáneamente (en dos frecuencias diferentes), las estaciones móviles pueden funcionar en un modo a la vez, alternando entre recepción y transmisión; por lo tanto, las estaciones móviles no necesitan los filtros voluminosos y costosos que se requieren en un sitio repetidor. Las estaciones móviles pueden tener una opción para seleccionar un modo de "comunicación simultánea" para transmitir y recibir en la misma frecuencia; esto a veces se utiliza para la comunicación local dentro del alcance de las unidades móviles.

No existe una regla fija sobre el espaciado de las frecuencias de entrada y salida para todos los repetidores de radio. Cualquier espaciado con el que el diseñador pueda obtener un aislamiento suficiente entre el receptor y el transmisor funcionará.

En algunos países, en el marco de algunos servicios de radio, existen convenciones o separaciones acordadas que son exigidas por la licencia del sistema. En el caso de las frecuencias de entrada y salida en los Estados Unidos, por ejemplo:

• Los repetidores de aficionados en la banda de 144–148 MHz suelen utilizar una separación de 600 kHz (0,6 MHz), en la banda de 1,25 metros utilizan una separación de 1,6 MHz, en la banda de 420–450 MHz utilizan una separación de 5 MHz, y en la banda de 902–928 MHz utilizan una separación de 25 MHz.
• Los sistemas en la banda de 450 a 470 MHz utilizan una separación de 5 MHz con la entrada en la frecuencia más alta. Ejemplo: la entrada es 456,900 MHz; la salida es 451,900 MHz.
• Los sistemas en la banda de 806 a 869 MHz utilizan una separación de 45 MHz con la entrada en la frecuencia más baja. Ejemplo: la entrada es 810,1875 MHz; la salida es 855,1875 MHz.
• Se recomienda que los sistemas militares utilicen un espaciamiento no inferior a 10 MHz. ^[2]

Estos son solo algunos ejemplos. Existen muchas otras separaciones o espacios entre las frecuencias de entrada y salida en los sistemas operativos.

Los repetidores de banda única funcionan con frecuencias de entrada y salida en la misma banda de frecuencia. Por ejemplo, en la radio bidireccional estadounidense, 30–50 MHz es una banda y 150–174 MHz es otra. Un repetidor con una entrada de 33,980 MHz y una salida de 46,140 MHz es un repetidor de banda única.

En los repetidores de banda única, un problema central de diseño es evitar que el transmisor del propio repetidor interfiera con el receptor. La reducción del acoplamiento entre el transmisor y el receptor de frecuencia de entrada se denomina aislamiento .

En los repetidores de la misma banda, el aislamiento entre el transmisor y el receptor se puede crear utilizando una sola antena y un dispositivo llamado duplexor . El dispositivo es un filtro sintonizado conectado a la antena. En este ejemplo, considere un tipo de dispositivo llamado duplexor de paso de banda . Permite o deja pasar una banda (o un rango estrecho) de frecuencias.

El filtro duplexor tiene dos patas: una está sintonizada para pasar la frecuencia de entrada y la otra para pasar la frecuencia de salida. Ambas patas del filtro están acopladas a la antena. El receptor repetidor está conectado a la pata de recepción, mientras que el transmisor está conectado a la pata de transmisión. El duplexor evita la degradación de la sensibilidad del receptor por parte del transmisor de dos maneras. En primer lugar, la pata de recepción atenúa en gran medida la portadora del transmisor en la entrada del receptor (normalmente entre 90 y 100 dB), lo que evita que la portadora sobrecargue (bloquee) el extremo frontal del receptor. En segundo lugar, la pata de transmisión atenúa el ruido de banda ancha del transmisor en la frecuencia del receptor, también normalmente entre 90 y 100 dB. En virtud de que el transmisor y el receptor están en frecuencias diferentes, pueden funcionar al mismo tiempo en una sola antena.

En los sitios con muchos equipos, a menudo no hay suficiente espacio en la torre para alojar una antena independiente para cada repetidor. En los repetidores de la misma banda ubicados en sitios con equipos compartidos diseñados específicamente, los repetidores se pueden conectar a sistemas de antenas compartidas. Estos son comunes en los sistemas troncalizados , donde se pueden ubicar hasta 29 repetidores para un solo sistema troncalizado en el mismo sitio. (Algunas arquitecturas, como los sitios iDEN, pueden tener más de 29 repetidores).

En un sistema compartido, una antena receptora suele estar ubicada en la parte superior de la torre de antena. Colocar la antena receptora en la parte superior ayuda a captar señales recibidas más débiles que si la antena receptora estuviera más abajo de las dos. Al dividir la señal recibida de la antena, muchos receptores pueden funcionar satisfactoriamente desde una sola antena. Los dispositivos llamados multiacopladores de receptores dividen la señal de la antena en muchas conexiones de receptor. El multiacoplador amplifica las señales que llegan a la antena y luego las envía a varios receptores, intentando compensar las pérdidas en los divisores de potencia (o divisores). Estos funcionan de manera similar a un divisor de TV por cable, pero deben construirse con estándares de calidad más altos para que funcionen en entornos donde hay señales de interferencia fuertes.

En el lado del transmisor, se instala una segunda antena de transmisión en algún lugar debajo de la antena de recepción. Existe una relación eléctrica definida por la distancia entre las antenas de transmisión y recepción. Existe un nulo deseable si la antena de transmisión está ubicada exactamente debajo de la antena de recepción más allá de una distancia mínima. Se puede lograr casi el mismo aislamiento que un duplexor de bajo grado (alrededor de −60 decibeles) instalando la antena de transmisión debajo y a lo largo de la línea central de la antena de recepción. Se pueden conectar varios transmisores a la misma antena utilizando filtros llamados combinadores . Los transmisores generalmente tienen dispositivos direccionales instalados junto con los filtros que bloquean cualquier potencia reflejada en caso de que la antena funcione mal. La antena debe tener una potencia nominal que maneje la suma de energía de todos los transmisores conectados al mismo tiempo.

Los sistemas de combinación de transmisores tienen pérdidas. Como regla general, cada pata del combinador tiene una pérdida de potencia del 50% (3 decibeles). Si se conectan dos transmisores a una sola antena a través de un combinador, la mitad de su potencia llegará a la salida del combinador (esto supone que todo funciona correctamente). Si se acoplan cuatro transmisores a una antena, una cuarta parte de la potencia de cada transmisor llegará a la salida del circuito combinador. Parte de esta pérdida se puede compensar con una mayor ganancia de antena. Cincuenta vatios de potencia de transmisión a la antena harán que la intensidad de la señal recibida en una radio móvil distante sea casi idéntica a 100 vatios.

En sistemas troncalizados con muchos canales, el diseño de un sitio puede incluir varias antenas de transmisión para reducir las pérdidas de red combinadas. Por ejemplo, un sistema troncalizado de seis canales puede tener dos antenas de transmisión con tres transmisores conectados a cada una de las dos antenas de transmisión. Debido a que las pequeñas variaciones afectan a cada antena, cada antena tendrá un patrón direccional ligeramente diferente. Cada antena interactuará con la torre y otras antenas cercanas de manera diferente. Si se midieran los niveles de señal recibidos, esto causaría una variación entre los canales en un solo sistema troncalizado. Las variaciones en la intensidad de la señal entre los canales de un sistema troncalizado también pueden ser causadas por:

• piezas defectuosas en el combinador,
• características del diseño,
• conectores sueltos,
• cables malos,
• filtros mal sintonizados, o;
• Componentes instalados incorrectamente.

Los repetidores de banda cruzada a veces forman parte de los sistemas de radio troncalizados del gobierno. Si una comunidad está en un sistema troncalizado y la comunidad vecina está en un sistema convencional, se puede designar un grupo de conversación o una subflota de la flota de la agencia para comunicarse con la otra comunidad. En un ejemplo en el que la comunidad está en 153,755 MHz, la transmisión en el grupo de conversación del sistema troncalizado se repetiría en 153,755 MHz. Las señales recibidas por una estación base en 153,755 MHz pasarían por el sistema troncalizado en un grupo de conversación asignado.

En los sistemas gubernamentales convencionales, a veces se utilizan repetidores de banda cruzada para conectar dos agencias que utilizan sistemas de radio en bandas diferentes. Por ejemplo, un departamento de bomberos de Colorado utilizaba un canal de 46 MHz mientras que un departamento de policía utilizaba un canal de 154 MHz. Construyeron un repetidor de banda cruzada para permitir la comunicación entre las dos agencias.

Si uno de los sistemas es simplex, el repetidor debe tener una lógica que impida la manipulación del transmisor en ambas direcciones al mismo tiempo. A veces se utilizan comparadores de votación con una matriz de manipulación del transmisor para conectar estaciones base incompatibles.

Al examinar los registros de sistemas antiguos, se encontraron ejemplos de sistemas comerciales de banda cruzada en todos los servicios de radio de los EE. UU. donde las regulaciones los permitían. En California, han existido sistemas específicos que utilizan repetidores de banda cruzada al menos desde la década de 1960. Algunos ejemplos históricos de sistemas de banda cruzada incluyen: ^[3]

• Departamento de Bomberos del condado de Solano (antiguo servicio de radio contra incendios): 46.240 de entrada; 154.340 de salida. Este sistema se desmanteló en la década de 1980 y ahora es un repetidor de la misma banda.
• Distrito de bomberos de Mid-Valley, Fresno (antiguo servicio de radio contra incendios): 46,140 de entrada; 154,445 de salida. Este sistema se desmanteló en la década de 1980 y ahora es un repetidor de la misma banda.
• Departamento de Parques y Recreación del Condado de Santa Clara (antiguo Servicio de Radio de Conservación Forestal): entrada de 44,840 MHz; salida de 151,445 MHz. Este sistema se desmanteló en la década de 1980 y ahora es un repetidor de la misma banda.
• Estado de California , Oficina de Servicios de Emergencia del Gobernador, Bomberos (antiguo Servicio de Radio de Bomberos): entrada de 33,980 MHz; salida de 154,160 MHz.

En los sistemas comerciales, los fabricantes dejaron de fabricar equipos de radio móviles de banda cruzada con especificaciones aceptables para sistemas de seguridad pública a principios de la década de 1980. En ese momento, algunos sistemas se desmantelaron porque no había nuevos equipos de radio disponibles. La canalización ionosférica esporádica de E puede hacer que las frecuencias de 46 MHz e inferiores no funcionen en verano.

Durante décadas, los repetidores de banda cruzada se han utilizado como enlaces fijos. Los enlaces se pueden utilizar para el control remoto de estaciones base en sitios distantes o para enviar audio desde un sitio receptor de diversidad (votación) de regreso al sistema de combinación de diversidad (comparador de votación). Algunos enlaces heredados ocurren en la banda de 150 a 170 MHz de EE. UU. Los cambios en las reglas de la Comisión Federal de Comunicaciones de EE. UU. no permitieron enlaces de 150 MHz después de la década de 1970. Los enlaces más nuevos se ven con mayor frecuencia en 72 a 76 MHz (banda media), canales intersticiales de 450 a 470 MHz o enlaces de 900 MHz. Estos enlaces, conocidos como estaciones fijas en las licencias de EE. UU., generalmente conectan un sitio de equipo con una oficina de despacho.

Las radios amateurs modernas a veces incluyen la capacidad de repetición de banda cruzada nativa del transceptor de radio.

En los sistemas comerciales, a veces se utilizan repetidores de banda cruzada en repetidores vehiculares. Por ejemplo, un dispositivo portátil de 150 MHz puede comunicarse con un transceptor de baja potencia montado en el vehículo. La radio de baja potencia repite las transmisiones del dispositivo portátil a través de la radio móvil de alta potencia del vehículo, que tiene un alcance mucho mayor. En estos sistemas, el dispositivo portátil funciona siempre que se encuentre dentro del alcance del repetidor móvil de baja potencia. La radio móvil suele estar en una banda diferente a la del dispositivo portátil para reducir las posibilidades de que el transmisor de radio móvil interfiera con la transmisión del dispositivo portátil al vehículo.

• Motorola, por ejemplo, comercializó un sistema repetidor vehicular llamado PAC*RT, que estaba disponible para su uso con dispositivos portátiles de 150 MHz o 450 MHz y se conectaba a algunas radios móviles Motorola.
• En la década de 1980, General Electric Mobile Radio tenía una radio de servicios médicos de emergencia de 463 MHz que incluía un enlace repetidor vehicular de 453 MHz a un dispositivo portátil.

Estos sistemas presentan un problema de ingeniería complicado. Si se tienen dos radios de vehículos en el mismo lugar, se debe establecer algún protocolo para que una transmisión portátil no active dos o más transmisores de radio móviles. Motorola utiliza un sistema de jerarquía con PAC*RT: cada repetidor transmite un tono cuando se enciende, de modo que el último que se enciende en el lugar es el que se utiliza. Esto es así para que no haya varios de ellos encendidos al mismo tiempo.

Los repetidores vehiculares son complejos, pero pueden resultar menos costosos que diseñar un sistema que cubra un área extensa y funcione con los niveles de señal débiles de las radios portátiles. Algunos modelos de señales de radio sugieren que los transmisores de las radios portátiles crean señales recibidas en la estación base que son uno o dos órdenes de magnitud (10 a 20 decibeles o 10 a 100 veces) más débiles que una radio móvil con una potencia de salida de transmisión similar.

Los repetidores de radio generalmente se colocan en lugares que maximizan su eficacia para el propósito previsto:

• Los repetidores de "bajo nivel" se utilizan para comunicaciones locales y se colocan a baja altitud para reducir la interferencia con otros usuarios de las mismas frecuencias de radio. Los sistemas de bajo nivel se utilizan para áreas tan grandes como una ciudad entera o tan pequeñas como un solo edificio .
• Los repetidores de "alto nivel" se colocan en torres altas o en las cimas de las montañas para maximizar su área de cobertura. Con estos sistemas, los usuarios con radios de baja potencia (como los " walkie-talkies " portátiles ) pueden comunicarse entre sí a muchos kilómetros de distancia.

Los sistemas de radio comunitarios, populares principalmente en el Reino Unido, suelen constar de un repetidor de radio comunitario (similar a un repetidor de radioaficionado ) para uso de la comunidad y las empresas, que a menudo se utilizan para eventos cívicos , vigilancia de tiendas , vigilancia de pubs , vigilancia vecinal y participación comunitaria . En las ciudades más grandes, normalmente se utilizan sistemas separados, que separan el uso comercial del comunitario, mientras que en las ciudades más pequeñas, normalmente toda la comunidad utiliza sistemas individuales.

• Estación de retransmisión para repetidores de transmisión de televisión
• Repetidor celular
• Relé de radio por microondas
• Intensidad de la señal en las telecomunicaciones

• UHF CB Australia: noticias, información, ubicaciones de repetidores y ventas de UHF CB. UHF CB Australia Respaldo y expansión de la red UHF CB