Багатофункціональна інтерактивна система зв’язку з круговою/еліптичною поляризацією сигналів прийому та передачі

1 Спосіб зв'язку за допомогою електромагнітних хвиль, що реалізують шляхом виконання наступних операцій передають першу хвилю з площиною поляризації, що обертається, приймають вищезгадану першу поляризовану хвилю таким чином, що компоненти цієї першої поляризованої хвилі потрапляють принаймні у перший канал (56) і другий канал (58), виділяють вищезгадану першу поляризовану хвилю принаймні одним з вищезгаданих каналів першим каналом (56) або другим каналом (58), причому вищезгаданий перший канал розділяють на перший тракт першого каналу (56) та другий тракт першого каналу (56і), а вищезгаданий другий канал розділяють на перший тракт другого каналу (58) та другий тракт другого каналу (58і), зсувають першу фазу сигналу у вищезгаданому другому тракті першого каналу і змішують цей сигнал з сигналом вищезгаданого першого тракту другого каналу, зсувають другу фазу сигналу у вищезгаданому другому тракті другого каналу і змішують цей сигнал з сигналом вищезгаданого першого тракту першого каналу 2 Спосіб зв'язку за допомогою електромагнітних хвиль, що включає одночасну передачу першої хвилі з площиною поляризації, що обертається, і другої хвилі з площиною поляризації, що обертається, причому друга хвиля з площиною поляризації, що обертається, обертається в напрямку, протилежному першій, приймання вищезгаданої першої хвилі з площиною поляризації, що обертається, та вищезгаданої другої хвилі з площиною поляризації, що обертається, причому компоненти (С, jC) вищезгаданої першої поляризованої хвилі та компоненти (D, jD) вищезгаданої другої поляризованої хвилі потрапляють до першого каналу (56) і до другого каналу (58), виділення принаймні однієї з вищезгаданої першої поляризованої хвилі або вищезгаданої другої поляризованої хвилі принаймні з одного першого каналу (56) або другого каналу (58), причому перший канал розділяють на перший тракт першого каналу (56) та другий тракт першого каналу (56і), а другий канал розділяють на перший тракт другого каналу (58) та другий тракт другого каналу (58і), причому зсувають першу фазу сигналу у вищезгаданому другому тракті першого каналу (56і) і змішують цей сигнал з сигналом вищезгаданого першого тракту другого каналу (58), зсувають другу фазу сигналу у вищезгаданому другому тракті другого каналу (58і) і змішують цей сигнал з сигналом вищезгаданого першого тракту першого каналу (56) 3 Спосіб за п 1 або 2, який відрізняється тим, що вимірюють різницю амплітуд сигналів у вищезгаданому першому каналі (56) та вищезгаданому другому каналі (58) і роблять амплітуди сигналів в цих каналах рівними 4 Спосіб за п 1 або 2, який відрізняється тим, що знижують першу частоту у вищезгаданому першому каналі (56) до значення першої зниженої частоти і знижують другу частоту у вищезгаданому другому каналі (58) до значення другої зниженої частоти 5 Спосіб за п 1 або 2, який відрізняється тим, що значення вищезгаданої першої зниженої частоти та вищезгаданої другої зниженої частоти роблять рівними 6 Спосіб за будь-яким з попередніх пунктів, який відрізняється тим, що вищезгадану першу фазу зсувають приблизно на 90° і/або вищезгадану другу фазу зсувають приблизно на 90° 7 Спосіб за п 1 або 2, який відрізняється тим, що розраховують різницю між першою фазою сигналу в вищезгаданому першому каналі (56) та другою фазою сигналу в вищезгаданому другому каналі (58) і випромінюють сигнал фазової різниці, що є функцією вищезгаданої різниці фаз 8 Спосіб за п 7, який відрізняється тим, що регулюють випромінювання антени (46) у ВІДПОВІДНО О (О со 1^ о ю сті з вищезгаданим сигналом різниці фаз 9 Спосіб за п 1 або 2, який відрізняється тим, що вимірюють першу фазу вищезгаданого першого каналу (56) і вимірюють другу фазу вищезгаданого другого каналу (58), уточнюють значення вищезгаданої першої фази або вищезгаданої другої фази так, щоб різниця між значеннями першої та другої фази дорівнювала заданому наперед значенню 10 Спосіб за п 9, який відрізняється тим, що задане наперед значення дорівнює приблизно 90° 11 Спосіб за п 9, який відрізняється тим, що упорядковують електронним пристроєм для зсуву фази значення вищезгаданої першої фази або вищезгаданої другої фази так, щоб різниця між значеннями першої та другої фази дорівнювала заданому наперед значенню 12 Спосіб за п 1 або 2, який відрізняється тим, що розраховують величину різниці між першою фазою вищезгаданого першого каналу (56) і другою фазою вищезгаданого другого каналу (58) і, в залежності від значення цієї різниці, вибирають принаймні один з антенних випромінювачів (46) 13 Спосіб за п 1 або 2, який відрізняється тим, що вибирають принаймні один з антенних випромінювачів (46) в залежності від першої амплітуди сигналу у вищезгаданому першому каналі (56) і другої амплітуди сигналу у вищезгаданому другому каналі (58) 14 Спосіб за п 1 або 2, який відрізняється тим, що з узгодженої передавальної станції передають вищезгадану першу поляризовану хвилю і вищезгадану другу поляризовану хвилю і приймають вищезгадану першу поляризовану хвилю і вищезгадану другу поляризовану хвилю багатьма узгодженими станціями 15 Спосіб за п 14, який відрізняється тим, що принаймні одна із вищезгаданих узгоджених приймальних станцій передає перший сигнал вищезгаданій узгодженій передавальній стацм як функцію принаймні однієї вищезгаданої першої поляризованої хвилі або вищезгаданої другої поляризованої хвилі 16 Система для зв'язку за допомогою електромагнітних хвиль, що включає засіб (41) для передачі першої хвилі з площиною поляризації, що обертається, засіб для прийому першої хвилі з площиною поляризації, що обертається, в якому компоненти (С, jC) вищезгаданої першої поляризованої хвилі потрапляють в перший канал (56) і другий канал (58), причому вищезгаданий перший канал поділено на перший тракт першого каналу (56) та другий тракт першого каналу (56і), а вищезгаданий другий канал поділено на перший тракт другого каналу (58) та другий тракт другого каналу (58і), засіб (48) для виділення вищезгаданої першої поляризованої хвилі з принаймні одного вищезгаданого каналу (56) або другого вищезгаданого каналу (58), перший засіб зсуву фази (76) та перший засіб змішування (80), ВІДПОВІДНО, ДЛЯ зсуву та змішування сигналу першої фази у вищезгаданому другому тракті першого каналу (56і) з сигналом у вищезгаданому першому тракті другого каналу (58), другий засіб зсуву фази (75) та другий засіб змішування (78), ВІДПОВІДНО, ДЛЯ зсуву та змішування сигналу другої фази у вищезгаданому 50736 і другому тракті другого каналу (58 ) з сигналом у вищезгаданому першому тракті першого каналу (56) 17 Система для зв'язку за допомогою електромагнітних хвиль, що включає засіб (41) для одночасної передачі першої хвилі з площиною поляризації, що обертається, і другої хвилі з площиною поляризації, що обертається, причому друга поляризована хвиля обертається в протилежному напрямку по відношенню до вищезгаданої першої поляризованої хвилі, засіб для прийому вищезгаданої першої поляризованої хвилі та вищезгаданої другої поляризованої хвилі, причому компоненти (С, jC) вищезгаданої першої поляризованої хвилі та компоненти (D, jD) вищезгаданої другої поляризованої хвилі потрапляють в перший канал (56) і другий канал (58), причому вищезгаданий перший канал (56) поділено на перший тракт першого каналу (56) та другий тракт першого каналу (56і), а вищезгаданий другий канал (58) поділено на перший тракт другого каналу (58) та другий другого каналу (58і), засіб (48) для виділення принаймні однієї з вищезгаданих першої поляризованої хвилі або другої поляризованої хвилі з принаймні одного вищезгаданого каналу (56) або другого вищезгаданого каналу (58), перший засіб зсуву фази (76) та перший засіб змішування (80), ВІДПОВІДНО, ДЛЯ зсуву та змішування сигналу першої фази у вищезгаданому другому тракті першого каналу (56і) з сигналом у вищезгаданому першому тракті другого каналу (58), другий засіб зсуву фази (75) та другий засіб змішування (78), ВІДПОВІДНО, ДЛЯ зсуву та змішування сигналу другої фази у вищезгаданому другому тракті другого каналу (58і) з сигналом у вищезгаданому першому тракті першого каналу (56) 18 Система за п 16 або 17, яка відрізняється тим, що включає засіб (73) для детектування різниці між першою амплітудою сигналу в вищезгаданому першому каналі (56) та другою амплітудою сигналу в вищезгаданому другому каналі (58) і вирівнювання вищезгаданої першої амплітуди і вищезгаданої другої амплітуди 19 Система за п 16 або 17, або 18, яка відрізняється тим, що містить засіб для підрахунку величини фазової різниці між першою фазою сигналу в вищезгаданому першому каналі (56) і другою фазою сигналу в вищезгаданому другому каналі (58) і передачі сигналу фазової різниці, що є функцією від значення вищезгаданої фазової різниці 20 Система за п 19, яка відрізняється тим, що містить засіб для регулювання випромінювача антени (46) у ВІДПОВІДНОСТІ з вищезгаданим сигналом фазової різниці 21 Система за будь-яким з пунктів від 16 до 20, яка відрізняється тим, що містить засоби (88) для першого та другого детектування для визначення, ВІДПОВІДНО, першої фази сигналу в вищезгаданому першому каналі (56) та другої фази сигналу в вищезгаданому другому каналі (58) і уточнення однієї з вищезгаданих першої фази або другої фази так, щоб різниця між значеннями першої та другої фази дорівнювала заданому наперед значенню 22 Система за будь-яким з пунктів від 16 до 21, яка відрізняється тим, що містить засіб розрахунку і засіб вибору, ВІДПОВІДНО, для розрахунку вели чини різниці між першою фазою сигналу у вищезгаданому першому каналі (56) і другою фазою сигналу у вищезгаданому другому каналі (58) та для вибору принаймні одного з антенних випромінювачів (46) в залежності від значення цієї різни 50736 6 яка відрізняється тим, що містить засіб для вибору принаймні одного з множини антенних випромінювачів (46) в залежності від першої амплітуди сигналу у вищезгаданому першому каналі (56) і другої амплітуди сигналу у вищезгаданому другому каналі (58) 23 Система за будь-яким з пунктів від 16 до 22, Винахід відноситься до способів та апаратури для зв'язку за допомогою електромагнітних хвиль Система функціонує переважно в міліметровому діапазоні радіохвиль і використовує рознесення поляризації Об'єм інформації, що передається системами зв'язку, можна суттєво збільшити, якщо використовувати рознесення поляризації радіохвиль Це справедливо як для односпрямованих, так і для двоспрямованих систем комунікації Вертикальна та горизонтальна поляризації часто використовуються у супутникових комунікаціях та інших мікрохвильових системах радіорелейного зв'язку для виділення сигналів прийому і передачі, або для збільшення об'єму інформації Для локальних систем зв'язку на міліметрових хвилях з подвійною поляризацією сигналів загальною проблемою є перехресне викривлення поляризацій, яке спричиняється опадами Більше того, в міському середовищі, де на зв'язок впливають успішні відбиття хвиль будівлями та іншими об'єктами, мають місце значні зміни поляризаційного стану сигналів, що робить виділення сигналу спосібом ортогональної поляризації менш ефективним Для даної частоти польові вектори плоскої або квазі-плоскої хвилі з круговою поляризацією, яка поширюється у відкритому просторі, можуть обертатися за годинниковою стрілкою (СР), чи проти неї (ССР) Дві такі хвилі, польові вектори яких обертаються в протилежних по відношенню одна до одної напрямках, є ортогональними одна до одної і можуть бути виділені за допомогою ВІДПОВІДНИХ антенних та електронних пристроїв Проте опади та/або відбиття/дифракція на будівлях та інших перешкодах можуть спотворювати хвилі і спричиняти їх еліптичну поляризацію Якщо хвилі стають надмірно еліптично поляризованими, то інформацію, що ними переноситься, вже не може бути відтворено В патенті США №4747160 запропоновано багатофункціональну коміркову телевізійну систему малої потужності для двоспрямованого зв'язку Передавач випромінює у всіх напрямках вертикально і горизонтально ЛІНІЙНО поляризовані хвилі Запропонована в цьому патенті система функціонує переважно в діапазоні міліметрових хвиль на частотах від 27,5ГГц до 29,5ГГц Патент США №4264908 пропонує мережу для корекції поляризації, яка автоматично компенсує схрещення поляризації, що спричиняється, наприклад, опадами Мережа випромінює вертикально і горизонтально ЛІНІЙНО поляризовані хвилі Патент США №4106015 описує радарну сис тему, яка глушить дощові ехо-сигнали Випромінюються імпульсні поляризовані хвилі і два окремі приймальні канали отримують ортогональні компоненти ехо-сигналу від дощу Дощовий ехосигнал вилучається шляхом коректування амплітуди його ортогональних компонентів і наступного коректування фази сигналів так, щоб вони були взаємно протилежними Патент США №4737793 описує мікрострічкову антену з подвійною поляризацією, яка здатна одночасно випромінювати дві взаємно ортогональні хвилі з круговими поляризаціями за годинниковою стрілкою та проти неї Це дає можливість ВДВІЧІ збільшити об'єм інформації для ВІДПОВІДНОГО діапазону частот Патент США №4146893 пропонує супутникову комунікаційну систему, що компенсує порушення поляризації хвиль опадами та недосконалістю поляризаційних характеристик антен Це робиться шляхом надання хвилі з круговою поляризацією попередньої еліптичної поляризації В момент зустрічі еліптично поляризованої хвилі з деполяризуючим середовищем формується кругова хвиля, що і приймається супутником Патент США №3956699 заявляє комунікаційну систему, що передає та приймає електромагнітні хвилі зі взаємно ортогональними поляризаціями Система дає можливість при передачі контролювати поляризацію перед підсиленням потужності, а при прийомі - після підсилення Патент США №5337058 пропонує швидко перемикаючу антену-лінзу, що розташована проти антени радара і дає можливість встановлювати різні значення поляризації хвилі, що випромінюється За допомогою лінзи можна також приймати хвилі різних поляризацій Патент США №4329687 описує радарну систему, що по черзі випромінює хвилі з круговою поляризацією або еліптично поляризовані хвилі, вектори напруженості в яких обертаються за чи проти годинникової стрілки Відносно високе значення коефіцієнту сигнал-шум досягається шляхом аналізу різниці фаз між двома ортогональними компонентами хвилі, що випромінюється, а також різниці фаз двох ортогональних компонент хвилі, що приймається Наведені вище технічні рішення неспроможні реалізувати спосіб чи апаратуру для системи зв'язку, що була б здатна відновлювати кругову поляризацію спотвореної хвилі і працювала б в міському середовищі на міліметрових хвилях Разом з тим зрозуміло, що системи зв'язку, які працюють в міліметровому діапазоні, можуть надавати хвилям подвійної поляризації і досягати, якщо це потрібно, відносно високої ефективності виділення та відновлення сигналу В заявці №WO-A-9406227 корпорації PACTEL запропоновано спосіб, спрямований головним чином на запобігання інтерференції від вторинного джерела 3 точки зору мобільного зв'язку таке явище може мати місце, коли при двопунктовому зв'язку антена мобільного приймача випадково приймає сигнал від радіорелейної лінії Запропонований в заявці спосіб базується на порівнянні сигналів і визначенні порогу, на якому знищується інтерференція Крім того, апаратура корпорації PACTEL призначена для систем зв'язку, що працюють в PCS діапазоні частот від 1,5 до 2,5ГГц На цих частотах спіральні антени та антени, сконструйовані з дроту і стержньових компонентів, можуть ефективно розпізнавати напрямок обертання хвилі з круговою поляризацією 3 малюнків заявки корпорації PACTEL випливає, що ними використовуються антени спіральної структури, які допускають лише один напрямок обертання Ситуація погіршується на більш високих частотах, вищих за ЮГГц Внаслідок незначного підсилення та спрямованості, спіральні антени рідко застосовуються в діапазоні міліметрових хвиль Крім того, ефекти перехресного поляризаційного зв'язку, що діють при розповсюдженні хвиль в реальному середовищі, ще більше підсилюють неадекватність спіральних антен або розробок на їх основі До того ж, конструкція, запропонована в заявці корпорації PACTEL, не може забезпечити достатньої функціональної здатності в потрібній зараз області застосування на міліметрових хвилях В патенті №US-3883872, FLETCHER та ш , щоб подати лівий LCP та правий RCP сигнали з круговою поляризацією на вихід антени, застосовується система антенних випромінювачів Як і раніше, ця антена може працювати з хвилями з круговою поляризацією, але неефективна для еліптично поляризованих хвиль з еліптично нахиленими осями В патенті №US-4310813, YUUKI HIRONORI та ш , для того, щоб розділити еліптично поляризовані хвилі, два фазозсуваючих диференційних обертальних пристрої підключено послідовно з антенним випромінювачем перед ортогональним перетворювачем Але як результат, потрібно два серводвигуни для обертання цих фазозсуваючих пристроїв В заявці №ЕР-А-0228947, SEREL, для виділення хвиль при прийомі використовують антенний випромінювач При цьому для зсуву частоти застосовують звичайні електронні ланцюги, що широко використовуються в приймачах Знову ж таки, ця конструкція є ефективною для виділення хвиль з круговою поляризацією, але не може працювати з еліптично поляризованими хвилями, що мають еліптично нахилені осі Задача поданого винаходу - розробити спосіб і апаратуру для зв'язку за допомогою електромагнітних хвиль, який би ліквідував або значно зменшив ефект затухання радіохвиль, зумовлений опадами, - розробити спосіб і апаратуру, що використовувала б подвійну поляризацію для підвищення 50736 8 потужності каналу і в якій можна було б знехтувати ефектами перехресної поляризації, - розробити метод і апаратуру для двоспрямованих систем зв'язку з подвійною поляризацією, які могли б забезпечити зв'язок на міліметрових радіохвилях в міському середовищі всупереч негативним ефектам відбиття та/або дифракції хвиль на перешкодах Ця задача може бути вирішена шляхом реалізації методу зв'язку за допомогою електромагнітних хвиль, що полягає у послідовному виконанні таких операцій передача першої кругово/еліптично поляризованої хвилі, прийом цієї першої поляризованої хвилі таким чином, що компоненти цієї першої поляризованої хвилі потрапляють в перший і другий канали, виділення цієї першої поляризованої хвилі принаймні одним вищезгаданим першим чи другим каналом, при якому вищезгаданий перший канал складається з першого тракту першого каналу і другого тракту першого каналу, а вищезгаданий другий канал складається з першого тракту другого каналу і другого тракту другого каналу, зсув першої фази сигналу вищезгаданого другого тракту першого каналу і змішування його з сигналом у вищезгаданому першому тракті другого каналу, і зсув другої фази сигналу вищезгаданого другого тракту другого каналу і змішування його з сигналом у вищезгаданому першому тракті першого каналу В одній з кращих реалізацій поданого винаходу метод зв'язку за допомогою електромагнітних хвиль полягає у послідовному виконанні таких операцій одночасна передача першої кругово/еліптично поляризованої хвилі і другої кругово/еліптично поляризованої хвилі таким чином, що польові вектори вищезгаданої другої хвилі обертаються в протилежному напрямку відносно напрямку обертання польових векторів вищезгаданої першої хвилі, прийом вищезгаданої першої поляризованої хвилі та вищезгаданої другої поляризованої хвилі таким чином, що компоненти вищезгаданої першої поляризованої хвилі і вищезгаданої другої поляризованої хвилі потрапляють в перший канал і в другий канал, виділення принаймні однієї вищезгаданої першої або другої поляризованої хвилі принаймні одним вищезгаданим першим або другим каналом, при якому вищезгаданий перший канал складається з першого тракту першого каналу і другого тракту першого каналу, а вищезгаданий другий канал складається з першого тракту другого каналу і другого тракту другого каналу, зсув першої фази сигналу вищезгаданого другого тракту першого каналу і змішування його з сигналом у вищезгаданому першому тракті другого каналу, і зсув другої фази сигналу вищезгаданого другого тракту другого каналу і змішування його з сигналом у вищезгаданому першому тракті першого каналу Поданий винахід належить також до систем зв'язку на електромагнітних хвилях, що містять в собі засоби для одночасного випромінювання першої хвилі з круговою поляризацією/ еліптично поляризованої хвилі та другої кругово/еліптично поляризованої хвилі таким чином, що польові вектори вищезгаданої другої поляризованої хвилі обертаються в протилежному напрямку відносно 50736 10 находом, містить перехідний приймач, здатний відновлювати кругову поляризацію еліптично поляризованої хвилі В одній з кращих реалізацій представленого винаходу перехідний приймач містить електромеханічно керовану антену, яка працює в режимі прийому двох ортогональних кругово/еліптично поляризованих хвиль Компоненти вектора напруженості електричного поля кожної з хвиль потрапляють до кожного з двох каналів Частота сигналів в каналах може бути знижена до значення проміжної частоти (IF) Якщо приймаються дві еліптичні хвилі з протилежними напрямками обертання польових векторів, то для каналу, в якому антенний випромінювач розташовано вздовж головної осі еліпсу поляризованої хвилі, сигнал в будь-який момент часу буде мати більшу амплітуду, ніж для каналу, в якому антенний випромінювач розташовано вздовж малої осі еліпсу Кожний канал має систему автоматичного контролю для вирівнювання амплітуди сигналу Частина сигналу в кожному каналі зазнає фазового зсуву на ±90° і змішується з сигналом іншого каналу для того, щоб ВІДДІЛИТИ один поляризований сигнал від іншого поляризованого сигналу Фазовий детеВищезгадана система зв'язку використовує ктор слідкує за відхиленням фазового зсуву між подвійну поляризацію для ефективного подвоєння каналами від величини ±90° і створює сигнал для потужності у ВІДПОВІДНІЙ смузі частот серводвигуна, що обертає ортогональний антенВ одній з кращих реалізацій поданого винахоний випромінювач для узгодження його положення ду еліптично та/або кругово поляризовані хвилі з великою і малою осями еліпсу поляризованого транслюються з передавальної антени одночасно сигналу Польові вектори першої хвилі обертаються в напрямку, протилежному до напрямку обертання В одній з найкращих реалізацій поданого випольових векторів другої хвилі Опади у вигляді находу антенний комутатор контролю ВІДМІННОСТІ дощу, снігу, туману та дифракція/відбиття на місьперевіряє прийом сигналу кількома антенами Коких перешкодах, таких як будівлі, можуть спричимутатор контролю ВІДМІННОСТІ вимірює сигнал в няти ослаблення і деполяризацію хвиль міліметкожному з каналів під час переходу на проміжну рової довжини, особливо на частотах вище 18ГГц частоту IF і знаходить антену з достатньою велиОтже, хвилі з круговою поляризацією можуть стати чиною сигналу Оскільки випромінювачі вибраної еліптичними, а осі еліптичних хвиль можуть оберантени можуть бути не точно узгоджені з великою татися Без знання властивих даному сигналу осота малою осями еліптично поляризованих сигнабливостей, інформація, що переноситься ним, лів, електронна система контролю зсуву фази кеможе бути безповоротно загублена рує різницею фаз між сигналами в обох каналах Для відновлення сигналу в винаході не викоЯкщо це необхідно, автоматичні підсилювачі ристовують порогові значення Ланцюг для видіконтролю ефективності можуть відновлювати крулення кругово/еліптично поляризованих хвиль гову поляризацію сигналів в каналах Перший сигпрацює постійно Крім того, у винаході не застосонал з круговою поляризацією/еліптично поляризовують рівень змішаного сигналу і не генерують ваний сигнал може бути виділено з другого сигнал попередження Щоб досягти необхідного кругово/еліптично поляризованого сигналу шляхом підсилення та спрямованості, у винаході викорисфазового зсуву частини кожного сигналу і змішутовують високоефективні антенні відбивачі та вання цієї зсунутої частини з іншим сигналом складні багатовібраторні антени, а для виділення Обидва виділених сигнали можуть бути демодусигналів, що переносяться хвилями, у винаході льовані у ВІДПОВІДНОСТІ з методом модуляції, що широко застосовують електронні ланцюги з самобув використаний передавачем Контроль окремої настроюванням Система, що представлена патегармоніки може здійснюватись під час переходу на нтом корпорації PACTEL, не може забезпечити проміжну частоту IF шляхом використання ВІДПОВІаналогічних функціональних можливостей в міДНИХ ланцюгів для фільтрації та зсуву фази Одліметровому діапазоні радіохвиль ночасне застосування кількох антен та окремого вмикання дає можливість уникнути використання Крім того, для функціонування антенних вирухомих компонентів і, зокрема, підходить для промінювачів у винаході не використовують рухомі випадку розробки апаратури на монолітних інтегдиференційні пристрої зсуву фази Для здійснення ральних трактах Така реалізація особливо має механічного обертання при подачі сигналу на ансенс, коли бажано мати компактне устаткування з тену застосовано тільки один серводвигун Виконизьким рівнем споживання енергії ристовують варіант антени, що не потребує мехазасобів прийому вищезгаданої першої поляризованої хвилі, які (засоби) призначено також і для прийому вищезгаданої другої поляризованої хвилі, причому компоненти вищезгаданої першої поляризованої хвилі і компоненти вищезгаданої другої поляризованої хвилі потрапляють в перший і другий канали, причому вищезгаданий перший канал складається з першого тракту першого каналу і другого тракту першого каналу, а вищезгаданий другий канал складається з першого тракту другого каналу і другого тракту другого каналу, засіб для виділення принаймні однієї вищезгаданої першої або другої поляризованої хвилі з принаймні одного вищезгаданого першого або другого каналу, засіб зсуву першої фази і засіб першого змішування для зсуву і ВІДПОВІДНОГО змішування першої фази сигналу вищезгаданого другого тракту першого каналу з сигналом вищезгаданого першого тракту другого каналу, засіб зсуву другої фази і засіб другого змішування для зсуву і ВІДПОВІДНОГО змішування другої фази сигналу вищезгаданого другого тракту другого каналу з сигналом вищезгаданого першого тракту першого каналу нічного обертання До того ж, зона функціонування системи, згідно з винаходом, знаходиться на більш високих частотах, головним чином вище ЮГГц Система зв'язку, згідно з запропонованим ви В ІНШІЙ кращій реалізації поданого винаходу контрольний центр системи зв'язку передає дві хвилі з круговою поляризацією або еліптично поляризовані хвилі в визначеному азимутальному 12 11 50736 секторі для деякої КІЛЬКОСТІ абонентів, кожен з яких системи "один центр - багато абонентів" для однієї має транссівер для прийому сигналів Антена з кращих реалізацій поданого винаходу, транссіверу має досить вузьку діаграму спрямоваФіг 2 - блок-схема прийомопередавача для ності Абонент може повернути сигнал назад до однієї з кращих реалізацій поданого винаходу, контрольного центру Оскільки діаграма спрямоФіг 3 - схема частини прийомопередавача для ваності антени відносно вузька, можна досягти однієї з кращих реалізацій поданого винаходу, певного значення ефективної спрямованості при Фіг 4 - схема частини прийомопередавача для достатньо низьких затратах потужності на передаще однієї з кращих реалізацій поданого винаходу, чу сигналу до контрольного центру Сигнал, що Вираз "міліметрові хвилі", що використовуєтьповернувся, може бути використаний контрольним ся в тексті, відповідає відносно високочастотному центром при виборі програми функціонування, або електромагнітному випромінюванню з частотою для уточнення рівня потужності передавача, необвище 18ГГц хідного для компенсації ослаблення сигналу на Електромагнітні системи зв'язку, що викорисопадах та перешкодах товують подвійну поляризацію для передачі сигналу, можуть ефективно подвоювати потужність Взагалі, мета розробки полягає в створенні каналу Проте, на міліметрових хвилях ефекти для багатофункціонального застосування у перехресної поляризації та замирання можуть пезв'язку, включаючи численних користувачів, ефекрешкоджати зв'язку, який використовує таку полятивного способу використання радіохвиль та видіризацію Наприклад, дощ, сніг або туман можуть лення з них сигналу в міліметровому і більш висоослаблювати та деполяризовувати міліметрові кочастотних мікрохвильових діапазонах На таких хвилі Крім того, в міському середовищі дерева, частотах електромагнітна хвиля може відбиватись будови та ІНШІ перешкоди також можуть ослаблюплоскими поверхнями, але на її поляризаційний вати та деполяризовувати міліметрові хвилі Ці стан впливає не тільки відбиття, але і опади На ефекти особливо ПОМІТНІ, коли неможливий зв'язок стан подвійної поляризації також впливає відбиття в межах прямої видимості і опади Схеми подвійної поляризації з використанням вертикального та горизонтального компоЗгідно З поданим винаходом, спосіб та апаранентів поляризації обмежені перехресним поляритура для зв'язку за допомогою електромагнітних заційним зв'язком, що виникає між цими хвиль включає в себе схеми для відновлення та компонентами в процесі розповсюдження хвиль виділення сигналу, що дозволяють створити комуЗапропонований винахід використовує ПОДВІЙНІ нікаційну систему, яка може ефективно діяти на кругові (за годинниковою стрілкою та проти неї) поляризованих міліметрових хвилях в міському поляризаційні хвилі, що є менш сприйнятливими середовищі ВІДПОВІДНО ДО поданого винаходу, до ефектів перехресного поляризаційного зв'язку запропоновані спосіб та апаратура дозволяють між компонентами Хвилі з круговою поляризацією створити саме таку систему зв'язку для міліметроможуть перетворюватись на еліптично поляризового діапазону довжин хвиль зі значним виграшем вані після їх проходження крізь середовище Для у ЦІНІ ефективного виділення двох еліптично поляризоНа Фіг 1 показано схематичний вигляд радіованих хвиль з протилежними напрямками обертрансляційної системи "один центр - багато аботання потрібні спеціальні конструкції приймальної нентів" для однієї з кращих реалізацій цього винаантени та схеми електронних ланцюгів приймача ходу Контрольний центр 20 одночасно передає ВІДОМІ конструкції, мета яких полягає в виділенні дві хвилі з круговою поляризацією або хвилі з хвилі з круговою поляризацією із ЛІНІЙНО поляриплощиною поляризації, що обертається, причому зованої, або виділенні двох хвиль з круговою попольові вектори в одній з них обертаються в проляризацією Ці конструкції ефективні для названих тилежному напрямку по відношенню до напрямку застосувань, але є недосконалими при роботі з обертання в ІНШІЙ Якщо деполяризаційні ефекти в еліптично поляризованими хвилями, що мають середовищі не дуже виражені, то можна викориселіптично нахилені осі В запропонованій нами товувати комбінацію лінійної та кругової/еліптичної конструкції для виділення еліптично поляризоваполяризацій В ІНШІЙ реалізації запропонованого них хвиль використовують спеціальні антени в винаходу окрема хвиля з круговою поляризацією комплексі з перехідними електронними ланцюгазабезпечує достатню ємність каналу, і контрольми ний центр 20 передає тільки одну кругово або еліптично поляризовану хвилю Слід ВІДМІТИТИ, ЩО ЗГІДНО З першою реалізацією поданого винаходу запропонована система зв'язку може також використовуватись для роботи тільки з однією кругове/еліптично поляризованою хвилею, що відповідає запропонованому вище спосібу При цьому устаткування передає тільки одну кругово/еліптично поляризовану хвилю Такий тип хвилі може бути прийнятий і оброблений на більш простому устаткуванні, ніж це потрібно для прийому або передачі двох поляризованих хвиль Ті або ІНШІ об'єкти чи риси даного винаходу будуть краще зрозумілі з наведеного нижче детального опису, що посилається на такі фігури Фіг 1 - схематичний вигляд радіотрансляційної Коли дві хвилі з круговою поляризацією з протилежними напрямками обертання польових векторів зазнають відбиття або дифрагують на об'єктах зовнішнього середовища, таких, як будівлі 26 або 28, або коли хвилі стикаються з опадами, такими, наприклад, як зона опадів ЗО, відносний напрямок обертання хвиль зберігається, проте хвилі можуть стати еліптично поляризованими Оскільки деполяризуюче середовище впливає на кожну хвилю однаково, осі еліпса першої поляризованої хвилі будуть весь час орієнтовані практично в тому ж напрямку, що і осі еліпса другої хвилі Шляхом використання приймача однієї з реалізацій запропонованого винаходу, як це більш детально пока 14 13 50736 зано нижче, можна відновлювати такі еліптичні тестування В модуляторі 40 та демодуляторі 44 хвилі, перетворюючи їх в хвилі з круговою поляриможе застосовуватись модуляційна техніка широзацією та виділяючи сигнал, і таким чином вилукого спектру, або якась інша, відома спеціалістам чаючи згубний вплив на хвилі з боку опадів та відв даній області, так в одній з реалізацій запропобиття/дифракцм на перешкодах нованого винаходу абоненти 22 та/або 24 застосовують вузько спрямовану антену Використовуючи Контрольний центр 20 може передавати багарефлектор з ВІДПОВІДНИМИ випромінювачами або токанальні програми різного змісту і формату сигмікрострічкові антени, можна досягти ширини діагналів для абонентів 22 та/або 24 Контрольний рами менше 5° (при нерівномірності -3dB) для анцентр може також отримувати сигнал, що повертени діаметром менше 12 дюймів на частоті принувся від абонента 22 та/або абонента 24, та пеблизно 28ГГц Така антена усуває федінг реключати і перерозподіляти доступні канали ВІД(ослаблення сигналу), зумовлений, головним чиПОВІДНО до потреб абонента 22 та/або абонента ном, розповсюдженням хвилі кількома шляхами 24 Крім того, сигнал, що повернувся від абонента 22 Контрольний центр 20 містить антену, що сутдо контрольного центру 20, може бути передано тєво відрізняється своїм випромінюванням, зокрепо зворотному шляху від контрольного центру 20 ма - його азимутальним розподілом Хоча повна до абонента 22 Взаємна природа процесу прямокругова поляризація для усіх напрямків неможлиго та зворотного розповсюдження хвилі забезпева, можна отримати еліптичну поляризацію з відчує збереження напрямку поляризації сигналів і носно невеликим ексцентриситетом в досить шигарантує зворотній шлях до контрольного центру рокій зоні розподілу 20, якщо абонент 22 має достатню потужність Зона опадів ЗО, будівлі 26 та 28 можуть змінюОскільки антена абонента 22 вузькоспрямована, вати поляризацію на двоспрямованому шляху 34 можна досягти значної ефективності спрямування Якщо ексцентриситет еліпсу, що описує польовий антени і, таким чином, необхідна потужність сигвектор, невеликий, наприклад, менше 0,97, тоді, налу від абонента 22 до контрольного центру мозгідно поданого винаходу, на кожному з двоспряже бути менше 100 міліват, що знаходиться в мемованих шляхів 32 та 34 обидва поляризовані сигжах можливостей твердотільних підсилювачів нали можуть бути розділені за допомогою приймача У надзвичайних обставинах кожен На додаток до встановлення зворотного зв'язполяризований сигнал може наблизитись до лінійку, контрольний центр може, з метою компенсації ної поляризації в тому ж напрямку, що є результафедінгу, для уточнення рівня потужності передатом відбивання при куті падіння, близькому до кута вача використовувати сигнал, який повернувся від Брюстера При таких обставинах можна обрати абонента 22 Модуляцію та демодуляцію багатоальтернативний шлях для сигналу, або, якщо таканального сигналу може бути здійснено за допокого шляху не існує, можна поставити додатковий могою ґратки модуляторів та демодуляторів, власконтрольний центр 20 або ретрансляційну станцію тивості яких залежать від частоти Оскільки установка додаткового контрольного На Фіг 3 показано частину схеми адаптивного центру 20 або ретрансляційної станції визначаєтьприймача транссівера у ВІДПОВІДНОСТІ ДО ОДНІЄЇ З ся величиною ослаблення сигналу та/або його реалізацій поданого винаходу Антена 41 може деполяризації, що властиві конкретному навколиприймати дві поляризовані хвилі з протилежними шньому середовищу, метод та електромагнітна напрямками обертання векторів напруженості елеапаратура, згідно до поданого винаходу, відрізняктричного поля В одній з реалізацій поданого виються від загальноприйнятої схеми коміркового находу антена 41 містить випромінювач, що функрозподілу станцій Така загальноприйнята схема ціонує в ортогональному режимі Електромагнітне для перекриття потрібної площі використовує сисполе кожної з двох хвиль потрапляє до каналу 56 тему регулярно розташованих комірок фіксованої та каналу 58 Генератор 64 та змішувачі 60, 62 площі виробляють сигнал проміжної частоти (IF) в кана В залежності від потрібної схеми опромінення, контрольний центр 20 може мати більш ніж одну антену У ВІДПОВІДНОСТІ до іншої реалізації поданого винаходу, окремі антени, що розміщені оптимальним чином для перекриття певної зони, використовують для передачі та прийому сигналів Як показано на Фіг 2, суматор 46 може приймати сигнали з антени 41 і передавача 42 одночасно Регулятор 50 узгоджує функції приймача або транссівера і може задавати розташування каналів або надавати ІНШІ послуги Оскільки всі елементи випромінювача мають обмежене виділення сигналу, частина сигналу від передавача 42, з метою точного відключення сигналу, вводиться в пристрій 48, який виділяє сигнал так, що чутливість приймача може підтримуватись близькою до и власного значення Додаткового виділення сигналу можна досягти шляхом застосування спеціальних каналів тільки для прийому, а також шляхом використання мережі фільтрів та синхронного де лах 56, 58 Якщо сигнали в каналі 56 та 58 мають однакову амплітуду, то це означає, що ці сигнали отримано з хвиль з круговою поляризацією Якщо прийнято еліптично поляризовані хвилі, то сигнал в каналі, що відповідає орієнтації випромінювача антени 41 вздовж головної осі еліпса, буде мати більшу амплітуду, ніж сигнал в каналі, що відповідає орієнтації випромінювача антени 41 вздовж малої осі еліпса Автоматичні підсилювачі контролю ефективності 66 та 68 зв'язані електричне з диференційним підсилювачем 73 через діоди 71, 73, ВІДПОВІДНО Автоматичні підсилювачі контролю ефективності 66 та 68 функціонують в приблизно однакових режимах і, таким чином, можуть вирівняти амплітуди сигналів в каналах 56, 58 Канали 56, 58 електричне зв'язані з фазовим детекторомг 88 через обмежувачі 84 та 86 Напруга, пропорційна різниці фаз між сигналами каналів 56 і 58, з фазового детектора 88 через підсилювач 89 поступає на двигун 90 Двигун 90 може бути 16 15 50736 серводвигуном, що уточнює положення антени 41 способу модуляції, що використовувався контров зв'язку з сигналом від фазового детектора 88 льним центром 20 Фільтр та PLL-ланцюг 82 моЗсув між сигналами в каналах 56, 58 на 90° може жуть бути використані для контролю гетеродина бути відновлено шляхом повороту випромінювачів 64 і, якщо необхідно, для синхронної демодуляції ортогональної моди антени 41 вздовж великої та На Фіг 4 показано схему приймальної частини малої осей еліптично поляризованого сигналу транссівера для ще однієї з реалізацій запропонованого винаходу Приймач, що показано на Фіг 4, Оскільки обидві хвилі, вектори напруженості використовує контролер ВІДМІННОСТІ антен 100, яких обертаються в протилежних напрямках, пощоб вибрати одну з багатьох антен 41 Змішувач глинаються кожним випромінювачем ортогональпотужності 99 отримує частину сигналів з каналів ної моди антени, компоненти електричного векто56 та 58 В залежності від амплітуди сигналу на ра кожної кругово/еліптично поляризованої хвилі виході змішувача потужності 99, або різниці фази існують в кожному з каналів 56 та 58 В одній з між сигналами в каналах 56 та 58, контролер ВІДреалізацій запропонованого винаходу приймач МІННОСТІ антен виділяє конкретну антену 41, що виділяє одну з круговоо/еліптично поляризованих забезпечує достатню інтенсивність сигналу хвиль з одного із каналів 56, 58, а іншу циркулярне/еліптично поляризовану хвилю з іншого із канаОскільки співвідношення між орієнтацією вилів 56, 58 Роблять це таким чином промінювачів кожної з антен і осей еліпсів поляризованих хвиль є поняттям відносним, сигнали в ВІДПОВІДНО ДО ОДНІЄЇ З реалізацій запропоноканалі 56 можуть не бути зміщеними на 90° по відваного винаходу, два компоненти електричного ношенню до сигналів в каналі 58 Таким чином, вектора першої хвилі, що обертаються в одному контроль зсуву фази, ВІДПОВІДНО ДО поданого винапрямку, можна ідентифікувати як С та jC, де находу, може бути використаний для відновлення j=+90° Таким чином, вектор jC випереджає вектор зсуву фаз між сигналами в каналі 56 та каналі 58 С на 90° Два компоненти електричного вектора ВІДПОВІДНО ДО ОДНІЄЇ З реалізацій поданого винаходругої хвилі, що обертаються в протилежному наду, помножувач 88 отримує компоненти сигналів з прямку по відношенню до ВІДПОВІДНИХ векторів каналів 56 та 58 Вихідний сигнал з помножувача першої хвилі, можна ідентифікувати як D та jD, де 88 через підсилювач 89 надходить до фазозсуваj=+90° Таким чином, вектор jD відстає від вектора ючого пристрою 104 Фазозсуваючий пристрій відD на 90° Припустимо, що С компонент першої новлює 90° різницю між фазами сигналів в канахвилі і D компонент другої хвилі поглинаються анлах 56 та 58 ВІДПОВІДНО ДО ще однієї з реалізацій тенним виводом, що відповідає каналу 56 Також поданого винаходу, пара пристроїв для контролю припустимо, що JC компонент першої хвилі і - jD зсуву фази разом з парою пристроїв для зсуву компонент другої хвилі поглинаються антенним фази можуть бути використані для відновлення виводом, що відповідає каналу 58 Сигнал каналу різниці фаз 90° 58, після зниження величини частоти до значення проміжної (IF), потрапляє в другий канал, позначеПриймач, що показано на Фіг 4, не потребує ний номером 58', як показано на Фіг 3 Половина рухомих частин Це дуже важливо, бо конструкцію сигналу, що містить компоненти jC та - jD, увійде в такого приймача може бути виготовлено з моноліканал 58' і буде зсунута на +90° фазозсувачем 75 тних інтегральних ланцюгів Після ЦЬОГО фази компонентів в каналі 58' будуть Підсилювачі проміжної частоти 65, 67 можуть jC L 90°=-С та-jD L 90°=D Тобто після зсуву фази збільшити амплітуду сигналів в каналах 56, 58 Як і сигналів в каналі 58', до змішувача потужності 78 з в приймачі, схему якого показано на Фіг 3, за доканалу 58' надходять компоненти - С та D Змішупомогою підсилювачів автоматичного контролю вач потужності 78 змішує компоненти D та -С з інтенсивності 66, 68 можна відновити циркулярну каналу 58' і компоненти D та -С з каналу 56 Комполяризацію сигналів в каналах 56, 58 Кругопонент С з каналу 56 і компонент - С з каналу 58' во/еліптично поляризовані хвилі можуть бути видікомпенсують один одного, лишаючи в каналі 56 лені одна з одної за допомогою фазозсуваючих тільки один сигнал - хвилю D з круговою полярипристроїв 75,76 та змішувачів потужності 78, 80 зацією Подільники потужності 92, 94 можуть постачати частину сигналу з каналів 56, 58 до фільтру та Аналогічним чином в каналі 58 виділяють хвиPLL-тракту 82 для контролю гетеродина 64 і для лю С з круговою поляризацією Половина С і D синхронної демодуляції компонент з каналу 56 потрапляють до каналу 56' Пристрій 76 зсуває фази компонентів С і D на Стосовно попереднього викладення матеріа+90° ВІДПОВІДНО, С L 90°=jC та D L 90° = jD Змілу, запропонований винахід було подано у зв'язку шувач потужності 80 змішує компоненти jD та jC з з його певними кращими реалізаціями, багато деканалу 56 і компоненти - jD та jC з каналу 58 Комталей викладено для кращого розуміння малюнків понент jD з каналу 56' і компонент - jD з каналу 58 Для досвідчених в області винаходу спеціалістів компенсують один одного, лишаючи в каналі 58 зрозуміло, що винахід може мати додаткові реалітільки хвилю D з круговою поляризацією зації і деякі з описаних у винаході деталей можуть бути значно поліпшені без зміни суттєвих ознак Виділені сигнали в каналах 56, 58, після провинаходу ходження змішувачів потужності 78, 80, є незалежними і можуть бути демодульовані ВІДПОВІДНО ДО СП о 1 со О) 19 50736 41 ЖИВЛЕННЯ ОРТОГОНАЛЬНОЇ МОДИ фіг, З 20 21 50736 ДП «Український інститут промислової власності» (Укрпатент) вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119, Україна ( 0 4 4 ) 4 5 6 - 2 0 - 90 ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)216-32-71 22