ダイプレクサは、周波数領域多重化を実現する受動デバイスです。2つのポート(例えば、LとH)が3番目のポート(例えば、S)に多重化されます。ポートLとHの信号は互いに異なる周波数帯域を占有します。したがって、LとHの信号はポートS上で互いに干渉することなく共存できます。[ 1 ]
通常、ポートLの信号は単一の低周波数帯域を占め、ポートHの信号はより高い周波数帯域を占めます。この場合、ダイプレクサは、ポートLとSを接続するローパスフィルタと、ポートHとSを接続するハイパスフィルタで構成されます。理想的には、ポートLの低帯域信号電力はすべてポートSに転送され、その逆も同様です。ポートHの高帯域信号電力はすべてポートSに転送され、その逆も同様です。理想的には、信号の分離は完全です。低帯域信号はポートLからポートHに転送されません。実際には、電力の一部が失われ、信号電力の一部が誤ったポートに漏れる可能性があります。

ダイプレクサは受動素子であるため、通常は双方向性を持ちます。つまり、デバイス自体には入力や出力という概念はありません。しかし、設計の不十分なダイプレクサは、各ポートでインピーダンスが異なる場合があるため、明示的に記載されているか、またはリターンロスが測定されていない限り、そのようなデバイスが完全に双方向性を持つと単純に想定すべきではありません。
ダイプレクサは、パッシブコンバイナやスプリッタとは異なるデバイスです。ダイプレクサのポートは周波数選択性がありますが、コンバイナのポートは周波数選択性がありません。また、電力損失にも違いがあります。コンバイナはSポートに供給された電力をすべてAポートとBポートに均等に分配しますが、ダイプレクサはそうではありません。
ダイプレクサは2つのポートを1つのポートに周波数多重化する装置ですが、3つ以上のポートを多重化することも可能です。3ポートを1ポートに多重化する装置はトリプレクサと呼ばれ、4ポートを1ポートに多重化する装置はクワッドプレクサまたはクワドルプレクサと呼ばれます。
一般的なダイプレクサでは、 LポートとHポート間のアイソレーションは約30dB程度です。このアイソレーションは多くの用途には十分ですが、1本のアンテナで同時送受信を行うには不十分です。送信機が1kWの信号を発信する場合 、 受信機には1Wの信号が届きます。この1Wの 電力は、受信機を過負荷にするのに十分な場合があります。同時送受信用に設計されたダイプレクサは、より厳しいアイソレーション要件を満たしており、デュプレクサと呼ばれています。
ダイプレクサは、2つの異なるデバイスが共通の通信チャネルを共有することを可能にする。通常、このチャネルは長い同軸ケーブルであり、ダイプレクサは同軸ケーブルの両端に配置されることが多い。2つのデバイスが異なる周波数で動作する場合、この方式は実現可能である。また、ダイプレクサのコストが2本目のケーブルを敷設するコストよりも低い場合、この方式は経済的である。
ダイプレクサは通常、異なる周波数帯域で動作する無線受信機または送信機と組み合わせて使用されます。例えば、都市部の無線塔には、460MHz帯の警察用アンテナ と156MHz帯の消防用アンテナが設置されている場合 があります。塔頂部のダイプレクサは、2つのアンテナ信号を1本の同軸給電線に合成し、建物内部にあるもう1つの同一のダイプレクサは、給電線信号を2台の無線機に分離します。ダイプレクサによっては、異なる無線帯域で動作する最大4つのアンテナまたは無線機をサポートできるものもあります。
ダイプレクサは、共通の給電線を持つマルチバンドアンテナをタワーに設置する場合にもよく使用されます。ダイプレクサは、建物内で2つのバンドを分離します(例えば、VHFとUHFシステムをダイプレクサで組み合わせ、共通のアンテナに接続する場合など)。
ダイプレクサは、各入力送信機および周波数における相互変調を防ぎ、反射電力(VSWR)を最小限に抑えるために使用されます。ダイプレクサは比較的広い帯域幅を組み合わせることができますが、主な制約はアンテナ自体にあります。アンテナは、通過するすべての信号を受け入れ、それらを効率的に空中に伝送するために、十分な広帯域である必要があります。
一般的に、マルチバンドアンテナでは、使用する周波数同士が奇数次高調波関係になるように設計されており、自然共振(例えば145/ 435MHz)を利用することで、非常に効率的なマルチバンドアンテナを実現しています。一方、同調トラップを使用する場合もありますが、これは効率が低く、VHF/UHF帯では通常用いられない手法です。
他の多くの大型UHF/VHF送信機もダイプレクサを使用しています。アンテナを共有できる送信機の数は、周波数帯域の間隔によって制限されます。周波数が近すぎる送信機は、ダイプレクサでうまく組み合わせることができません。
ダイプレクサは中波放送局でも使用されています。しかし、中波帯では対応する波長がFM帯よりもはるかに大きく変化するため、周波数ごとに個別のアンテナを使用する方が実用的であることから、この周波数帯での使用はそれほど一般的ではありません。中波送信所は通常1~4つの周波数のみで放送するのに対し、FM放送所は4つ以上の周波数を使用することがよくあります。
ダイプレクサはバックアップ装置として使用できます。例えば、2つのアンテナが2つの周波数で送信している中波送信所で、一方のアンテナのメンテナンス作業を行う場合などが挙げられます。その場合、もう一方のアンテナを使用して両方のチャンネルを送信できます。スペースの制約により、2つ目の送信機用に2つ目のアンテナを設置できない場合は、ダイプレクサを常時使用します。
長波放送局では通常、単一周波数で放送するため、ダイプレクサは使用されません。帯域幅(9kHz )と送信周波数の比率が高いため、長波放送局向けのダイプレクサを実現するのは難しい場合があります。
ダイプレクサはVLF送信機では使用されません。この周波数帯では、アンテナ給電部で使用される巨大な同調負荷コイルに非常に高い電圧が発生するため、ダイプレクサの実現は非常に困難です。
ダイプレクサは、アマチュア無線などの放送以外の用途にも使用されます。
ダイプレクサは、衛星放送用パラボラアンテナと地上波テレビアンテナ(ローカル放送チャンネル)を1本の同軸ケーブルで共有できるようにするために家庭でも使用されます。パラボラアンテナは高周波数(通常950~1450MHz )を使用し、テレビアンテナは低周波数(通常50~870MHz )を使用します。さらに、衛星は、パラボラアンテナのブロックコンバータに電力を供給し、パラボラアンテナの偏波(電圧信号またはDiSEqCなど)を選択するために、DCから低周波数帯域も取得します。ダイプレクサは、すでに1本のケーブルで配線されている家庭で役立ちます。2本目のケーブルを設置する必要がなくなるためです。ダイプレクサが機能するには、既存のケーブルが衛星周波数をほとんど損失なく通過できる必要があります。古いテレビ設備では、固体誘電体RG-59ケーブルが使用されている場合がありますが、そのケーブルでは不十分な場合があります。[ 2 ] RG-6ケーブルは通常、衛星給電線に使用されます。
このシステムでは、屋根に設置されたダイプレクサで衛星放送受信アンテナとテレビアンテナからの信号を1本の同軸ケーブルに接続します。そのケーブルは屋根から家の中へと引き込まれます。適切な場所で、2つ目のダイプレクサが2つの信号を分離します。一方の信号はテレビへ、もう一方の信号はDBSセットトップボックスのIRDへと送られます。通常、これらのセットトップボックスにはアンテナ入力とダイプレクサが備わっているため、衛星からの信号だけでなくアンテナからの信号も分配されます。
より現代的な設備では、いくつかの問題に直面します。多くの場合、複数の衛星アンテナから複数の受信機、あるいはマルチチャンネル受信機に信号を送る必要があります。例えば、単一ケーブル分配を参照してください。
ダイプレクサは、UHFテレビ信号、VHFテレビ信号、FM信号を1本のダウンリード線に結合し、必要に応じて再び構成要素に分割するためにも使用されました。