Мікрохвильовий поляризаційний селектор і дуплексний трансивер на його основі

Реферат: Винахід належить до техніки зв’язку. Мікрохвильовий поляризаційний селектор має: корпус і знімну екрануючу кришку, які щонайменше металізовані зсередини; трисекційний металевий хвилевід, що складається з квадратної першої камери з вхідною/вихідною апертурою, прямокутного широкосмугового чвертьхвильового трансформатора і прямокутної другої камери з задньою стінкою; єдину діелектричну підкладку, яка закріплена на плоскій частині корпусу і служить основою для друкованих провідників і електронних компонентів приймача і/або передавача ортогонально поляризованих електромагнітних хвиль; і планарні зонди у вигляді металізованих виступів діелектричної підкладки, які введені відповідно в першу і другу камери металевого хвилеводу. Дуплексний трансивер має параболічну антену і опромінювач, приєднані до корпусу селектора з боку апертури металевого хвилеводу. Винахід забезпечує зменшення втрат енергії та підвищення надійності роботи. UA 97810 C2 (12) UA 97810 C2 UA 97810 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Винахід стосується структури і монтажних схем мікрохвильових поляризаційних селекторів і дуплексних приймачів-передавачів (трансиверів) на їх основі, які призначені переважно для мобільного телефонного зв'язку і мобільного доступу в Інтернет в зонах дії малопотужних наземних мікрохвильових інтерактивних адаптивних ретрансляторів, що працюють в НВЧ і КВЧ діапазонах радіочастот. Надання мультимедійних інформаційних послуг є одним з важливих сегментів світового ринку. Перехід в НВЧ і КВЧ діапазони електромагнітних хвиль дозволив істотно збільшити пропускну спроможність каналів радіо- і телевізійного віщання і радіотелефонного зв'язку і передавати більшість даних в цифровому форматі, який суттєво стійкіший до електромагнітних завад. На жаль, мікрохвильове електромагнітне випромінювання тим швидше затухає в приземному шарі повітря, чим вище його вологість і/або запорошеність. Тому в останні роки радіоінженери надавали особливу увагу конструюванню наземних мікрохвильових інтерактивних ретрансляторів, здатних адаптуватися до коливань вказаних параметрів атмосфери і забезпечувати стійкий зв'язок з абонентами навіть в екстремальних умовах. Одним з останніх досягнень в цій галузі є створення малопотужного наземного мікрохвильового інтерактивного адаптивного ретранслятора і рупорно-параболічної антени для направленого секторного випромінювання і прийому поляризованих радіосигналів в мікрохвильовому діапазоні (див. WO 2008/123840 А2 від 16.10.2008). Основою цього ретранслятора е передавальний контур прямих каналів, призначений для віщання та інтерактивного обміну даними з абонентами, і приймальний контур зворотних каналів, призначений тільки для інтерактивного обміну. Ці контури рознесені по вертикалі і розділені на 4N (де N = 1, 2, 3. і т.д.) однакових азимутних секторів, які співпадають в плані. В кожному такому секторі послідовно включені: в передавальному контурі - мікрохвильовий передавач, вихідний хвилевід і передавальна рупорно-параболічна антена, а в приймальному контурі - приймальна рупорно-параболічна антена, вхідний хвилевід і мікрохвильової приймач. В кожній парі азимутних секторів обох контурів антени налаштовані на взаємно ортогональні поляризації радіосигналів, а параболічні відбивачі суміжних передавальних і приймальних рупорно-параболічних антен мають спільну вертикальну площину симетрії. Кожна рупорно-параболічна антена має щонайменше покриті всередині шаром електропровідного матеріалу такі частини, як: прямокутний живильний або приймальний хвилевід, оснащений придатним засобом кріплення до хвилеводу мікрохвильового передавача або приймача; рупор, який жорстко зв'язаний з вказаним хвилеводом і має дві стінки, що розходяться, жорстко зв'язані з двома протилежними стінками вказаного хвилеводу, і дві плоскі бічні стінки, які служать продовженням двох інших протилежних стінок вказаного хвилеводу і обмежені з одного боку однаковими параболічними дугами; параболічний відбивач, який жорстко зв'язаний з вказаними плоскими бічними стінками вказаного рупора; і щонайменше двоступінчатий розтруб, що служить продовженням рупора і має апертуру, яка перевищує за площею апертуру рупора. Ці антени дозволяють формувати практично однакові віялові діаграми спрямованості на двох ортогональних (наприклад, вертикальній і горизонтальній лінійних) поляризаціях і істотно знизити рівні крос-поляризаційного і заднього випромінювань у випадках, коли діаграми спрямованості в азимутній і кутовмісній площинах суттєво (в 10 і більш разів) відрізняються по ширині. Крім того, згаданий ретранслятор має: щонайменше один блок комутації цифрових даних, оснащений засобами підключення до Ethernet-інтерфейсу; щонайменше один формувач прямих і зворотних каналів, який підключений до інформаційних виходів блоку комутації цифрових даних і до інформаційних виходів якого підключені мікрохвильові передавачі і приймачі, які обслуговують в азимутних секторах відповідні їм передавальні і приймальні рупорно-параболічні антени; щонайменше один блок живлення і виділені ланцюги живлення і управління потужністю мікрохвильових передавачів і виділені ланцюги живлення мікрохвильових приймачів; блок моніторингу приземного шару повітря і проходження радіосигналів в кожному з азимутних секторів передавального і приймального контурів і 1 UA 97810 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 такий блок адаптивного управління потужністю кожного з мікрохвильових передавачів, який підключений до інформаційних виходів блоку моніторингу і до управляючих виходів якого підключені ланцюги живлення і управління потужністю згаданих передавачів. Описаний азимутно-секціонований мікрохвильовий ретранслятор здатний працювати, поперше, на однакових частотах і ортогональних поляризаціях через один азимутний сектор і, подруге, на однакових частотах і поляризаціях в діаметрально протилежних азимутних секторах. Дійсно, в описаному ретрансляторі забезпечені: по-перше, така розв'язка трактів передачі і прийому у всьому діапазоні робочих частот, яка практично виключає перевантаження високочутливих мікрохвильових приймачів істотно потужнішими сигналами мікрохвильових передавачів, і по-друге, така розв'язка трактів передачі і прийому в смугах робочих частот мікрохвильових приймачів, яка практично виключає вплив побічних випромінювань мікрохвильових передавачів на чутливість приймачів до слабих корисних сигналів. Отже, він здатний забезпечити множину споживачів інформаційними послугами (зокрема, через Інтернет) і мобільним телефонним зв'язком в дуплексному режимі. Проте для практичного використання цих можливостей ретранслятора необхідно оснастити абонентів якомога простішими, надійними і зручними у виготовленні і експлуатації мікрохвильовими трансиверами, які також повинні працювати в дуплексному режимі і забезпечувати: таку розв'язку трактів передачі і прийому у всьому діапазоні робочих частот трансивера, яка практично виключить перевантаження високочутливого мікрохвильового приймача істотно потужнішим сигналом власного мікрохвильового передавача, і таку розв'язку трактів передачі і прийому в смузі робочих частот мікрохвильового приймача, яка практично виключить вплив побічних випромінювань мікрохвильового передавача на чутливість цього приймача до слабих корисних сигналів. На жаль, обидві такі розв'язки в більшості відомих мікрохвильових трансиверів можуть бути забезпечено або частково, або недостатньо надійно. Так, фірма InterSil Co відповідно до стандарту IEEE 802.11 випускає чипсет PriSM™ як основу радіочастотного інтерфейсу (трансивера) для локальних бездротових телекомунікаційних мереж, що працюють в діапазоні поблизу 2,4 ГГц (див. Applied Microwave & Wireless, June, 2000, p.100, Fig.1). В цей компактний чипсет, що має стабільні вихідні характеристики, вбудовані р-і-n діоди SMP1322-017, які комутують перемикачі «прийом/передача» і, тим самим, розділяють роботу приймача і передавача в часі. Деякі додаткові можливості розв'язки трактів передачі і прийому може забезпечити селектор антен. Проте і в цьому випадку режим повного дуплексу неможливий. Більш ефективна розв'язка передавального і приймального трактів трансивера може бути забезпечена загальновідомим розмежуванням їх робочих частот. Дійсно, будь-який радіоінженер знає, що застосування двох смугово-пропускаючих фільтрів з суміжними смугами пропускання, які звичайно з'єднані в диплексер, цілком достатнє для розв'язки трактів передачі і прийому, якщо випромінювані і сприймані радіосигнали розрізняються більш ніж на 40 дБ. Така різниця можлива в трансиверах, які працюють в комплексі з класичними радіорелейними лініями. Проте частотне розділення не потрібне, якщо трансивери призначені для роботи в комплексі з мікрохвильовим ретранслятором, у якого тракти передачі і прийому розділені завдяки різній поляризації випромінюваних і сприйманих радіосигналів. Дійсно, електромагнітні хвилі з різною високоточною ортогональною поляризацією здатні одночасно і незалежно збуджувати два тракти передачі і/або прийому. Тому теоретично між цими трактами виникає абсолютна розв'язка навіть на одній і тій же частоті радіосигналів, що приймаються і передаються. Отже, мікрохвильові трансивери бажано будувати на основі пристроїв, які здатні надійно розділяти різнополяризовані сигнали, що приймаються і передаються. Такі пристрої, іменовані «поляризаційні селектори», мають спільний вхідний і вихідний хвилевід і підключені до нього (та, як правило, розташовані в одному корпусі) блоки обробки і/або генерації радіосигналів, які розрізняються по поляризації. Нині відомі поляризаційний селектор у вигляді мікросхеми на двох діелектричних підкладках і трансивер на його основі (див. US 6,727,776). Селектор має: закріплений торцем відносно обох підкладок круглий хвилевід, у якого електропровідна стінка оснащена друкованим короткозамикачем, а геометрична вісь перпендикулярна вказаним підкладкам; 2 UA 97810 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 перший зонд, який змонтований на першій власній друкованій платі і чутливий до горизонтально поляризованих електромагнітних хвиль та геометрична вісь якого розташована на відстані приблизно g/4 від поверхні вказаного короткозамикача (де g - довжина горизонтально поляризованої електромагнітної хвилі), і другий зонд, який змонтований на другій власній друкованій платі, чутливий до вертикально поляризованих електромагнітних хвиль, розташований всередині вказаного хвилеводу нижче короткозамикача і електрично ізольований від нього. Перший зонд разом з короткозамикачем і другий зонд здатні незалежно і одночасно приймати і/або збуджувати ортогонально поляризовані електромагнітні хвилі, що входять у відкритий торець круглого хвилеводу або що виходять з нього. Проте використання такого поляризаційного селектора як основи мікрохвильового трансивера недоцільно: по-перше, через складність монтажу двох окремо ортогонально розташованих друкованих плат відповідно для передавача і приймача відносно круглого хвилеводу і по-друге, через часткове затінювання антени, яка повинна бути встановлена напроти круглого хвилеводу, згаданою друкованою платою. Досконаліший поляризаційний селектор на основі металізованої діелектричної пластини з хвилевідно-щілинною лінією (ХЩЛ) запропонували G. Chattopadhyay і J. Carlstrom (Finline Orthomode Transcducer for Millimeter Waves//IEEE Microwave and Guided Wave letters, vol.9, No.9, September 1999, p.339-341, Figs 1-4). Ця ХЩЛ (див. фіг. 1 у вказаній статті) має основний вхідний/вихідний хвилевід у вигляді квадратної в поперечному перетині камери, що рівномірно звужується у міру віддалення від апертури, і два додаткових прямокутних в поперечному перетині хвилеводи для підключення блоків обробки і/або генерації радіосигналів Е1 і Е2, які розрізняються по поляризації. Одним з додаткових хвилеводів служить метал, який розташований на продовженні геометричної осі вказаного основного хвилеводу і до якого може бути приєднаний придатний зовнішній зонд. Другий додатковий хвилевід має вигляд відгалуженої щілини, яка розширяючись відходить убік від вказаного основного хвилеводу під деяким кутом і сама по собі служить зондом. Пізніше G. Chattopadhyay та ін. запропонували двоканальний приймач ортогонально поляризованих субміліметрових хвиль на основі описаного вище поляризаційного селектора (Pub. No. US 2008/0280583 A1; Nov. 13, 2008). Зрозуміло, що електромагнітні хвилі з ортогональною до площини вказаної пластини поляризацією електромагнітного поля не збуджують основний вхідний/вихідний хвилевід і вільно проходять від його апертури в блок обробки радіосигналів Е2 (або від генератора таких радіосигналів у бік апертури і далі до не показаної антени). Також зрозуміло, що електромагнітні хвилі з поляризацією електромагнітного поля в площині пластини втягуються у вказану відгалужену щілину до не показаного особливо блоку обробки радіосигналів Е1 (або виходять з такої щілини в основний хвилевід до не показаної антени). Розташування зондів назовні хвилеводу спрощує виготовлення, полегшує розв'язку каналів прийому і/або передачі радіосигналів Е1 і Е2 і, частково, підвищує надійність поляризаційного селектора в цілому. Проте безпосереднє підключення детектора або генератора поляризованих електромагнітних хвиль і їх монтаж безпосередньо на пластині з ХЩЛ можливі тільки відносно вказаної відгалуженої щілини Е1, тоді як підключення до хвилеводу Е2 через будь-який відомий перехід на хвилевідно-планарну лінію передачі радіосигналів вимагає розташування базової площини підкладки такої лінії перпендикулярно площині пластини ХЩЛ. Цей факт давновстановили S.J. Skinner і G.L. James "Wide-Band Orthomode Transducers" (див. IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques, Vol.39, No.2, 1991, pp.294-300). Отже, ХЩЛ не дозволяє об'єднати приймач і передавач ортогонально поляризованих електромагнітних хвиль на єдиній підкладці. Це різко ускладнює монтаж і використання вищеописаного поляризаційного селектора і трансивера на його основі. Ще більш досконалий мікрохвильовий поляризаційний селектор, який найближчий до запропонованого далі селектора по технічній суті, запропонував R.W. Jackson (див. A Planar Orthomode Transducer//IEEE Microwave and Wireless Components Letters. Vol.11, No.22, December 2001, pp. 483-485, Figs 1-3). Цей селектор виготовлений на основі гібридної мікросхеми на єдиній діелектричній підкладці. Він має: закріплений торцем на вказаній підкладці квадратний в поперечному перетині односекційний вхідний/вихідний хвилевід, у якого протилежний апертурі торець оснащений короткозамикачем, а геометрична вісь перпендикулярна вказаній підкладці; 3 UA 97810 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 один чутливий до вертикально поляризованих електромагнітних хвиль планарний зонд, який нанесений на вказану підкладку, розташований всередині вказаного хвилеводу і може бути підключений до детектора або генератора вказаних електромагнітних хвиль; два чутливих до горизонтально поляризованих електромагнітних хвиль опозитних планарних зонди, які симетрично нанесені на вказану підкладку перпендикулярно геометричній осі згаданого планарного зонда, чутливого до вертикально поляризованих електромагнітних хвиль; і гібридне з'єднання двох вказаних планарних зондів, оснащене вихідною мікросмуговою лінією для підключення до детектора або генератора горизонтально поляризованих електромагнітних хвиль. Розміщення планарних зондів в одній площині дозволяє легко перетворити описаний селектор в мікрохвильовий трансивер шляхом оснащення придатною антеною, стандартним опромінювачем і також стандартними контурами прийому і передачі ортогонально поляризованих радіосигналів. Проте розташування площини діелектричної підкладки поляризаційного селектора перпендикулярно геометричній осі односекційного хвилеводу неминуче приведе до затінювання будь-якої антени при прийомі і/або передачі ортогонально поляризованих радіосигналів і втратам енергії. Такі втрати особливо небажані при роботі трансиверів з малопотужними мікрохвильовими ретрансляторами в інтерактивному режимі. В основу винаходу поставлена задача зміною конструкції хвилеводу і взаєморозташування хвилеводу і зондів відносно діелектричної підкладки: по-перше, створити такий мікрохвильовий поляризаційний селектор, що практично виключає затінювання будь-якої антени і, тим самим, зменшує втрати енергії при прийомі і/або передачі ортогонально поляризованих радіосигналів, і по-друге, створити на основі цього селектора високоефективний дуплексний трансивер для роботи в інтерактивному режимі з малопотужними мікрохвильовими ретрансляторами. Поставлена задача в першій частині вирішена тим, що мікрохвильовий поляризаційний селектор згідно з винаходом має: щонайменше металізований зсередини корпус і знімну щонайменше також металізовану зсередини екрануючу кришку; розміщений в поглибленнях корпусу і кришки трисекційний металевий хвилевід, що складається з квадратної в поперечному перетині першої камери з вхідною/вихідною апертурою, прямокутного широкосмугового чвертьхвильового трансформатора і прямокутної в поперечному перетині другої камери з задньою торцевою стінкою; єдину діелектричну підкладку, яка закріплена на плоскій частині вказаного корпусу і служить основою для друкованих провідників й електронних компонентів приймача і/або передавача ортогонально поляризованих електромагнітних хвиль; перший планарний зонд у вигляді першого металізованого виступу діелектричної підкладки, який введений через бічну стінку в квадратну в поперечному перетині першу камеру трисекційного металевого хвилеводу поблизу його апертури; і другий планарний зонд у вигляді другого металізованого виступу діелектричної підкладки, який введений через задню торцеву стінку в прямокутну в поперечному перетині другу камеру трисекційного металевого хвилеводу. Трисекційний металевий хвилевід, що має дві послідовно розташовані камери квадратного і прямокутного поперечного перетину, з'єднані чвертьхвильовим трансформатором, легко розміщується в корпусі з єдиною діелектричною підкладкою і ефективно розділяє ортогонально поляризовані мікрохвильові радіосигнали. На цій же підкладці практично в одній площині можуть бути розташовані друковані провідники і засоби обробки таких радіосигналів. При цьому діелектрична підкладка в цілому і планарні зонди, які суміщені з малогабаритними виступами цієї підкладки і вільно розміщуються у вказаних камерах хвилеводу, практично не затінюють апертуру і приймальну, або передавальну, або приймально-передавальну антену. Це дозволяє мінімізувати втрати енергії в трактах прийому і/або передачі ортогонально поляризованих радіосигналів. Додаткова відмінність полягає в тому, що запропонований селектор додатково має смуговозагороджувальний фільтр, підключений на вихід першого планарного зонда і призначений для підключення до детектора приймача, і послідовно підключені до входу другого планарного зонда кінцевий підсилювач потужності, призначений для підключення до генератора передавача, і смугово-пропускний вихідний фільтр. Це дозволяє використовувати запропонований мікрохвильовий поляризаційний селектор як основу дуплексного трансивера, в 4 UA 97810 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 якому тракти прийому і передачі ортогонально поляризованих радіосигналів ефективно розв'язані навіть за умови їх розташування практично в одній площині. Поставлена задача в другій частині вирішена тим, що дуплексний трансивер на основі мікрохвильового поляризаційного селектора згідно з винаходом має: (а) щонайменше металізований зсередини корпус і знімну щонайменше також металізовану зсередини екрануючу кришку; (б) розміщений в поглибленнях корпусу і кришки трисекційний металевий хвилевід, що складається з квадратної в поперечному перетині першої камери з вхідною/вихідною апертурою, прямокутного широкосмугового чвертьхвильового трансформатора і прямокутної в поперечному перетині другої камери з задньою торцевою стінкою; (в) єдину діелектричну підкладку, яка закріплена на плоскій частині вказаного корпусу і служить основою для друкованих провідників і електронних компонентів приймача і передавача ортогонально поляризованих мікрохвильових радіосигналів; (г) тракт прийому горизонтально поляризованих мікрохвильових радіосигналів, що має послідовно включені перший планарний приймальний зонд у вигляді першого металізованого виступу діелектричної підкладки, який введений через бічну стінку у вказану першу камеру трисекційного металевого хвилеводу поблизу його апертури, і розміщений на діелектричній підкладці смугово-загороджувальний фільтр, який підключений до виходу вказаного приймального зонда і має вихід для підключення в робочому положенні до внутрішнього детектора стандартного приймача мікрохвильових радіосигналів; (д) тракт передачі вертикально поляризованих мікрохвильових радіосигналів, що має послідовно включені кінцевий підсилювач потужності, підключений в робочому положенні до генератора стандартного передавача мікрохвильових радіосигналів, смугово-пропускний вихідний фільтр і другий планарний збуджувальний зонд у вигляді другого металізованого виступу діелектричної підкладки, який введений через задню торцеву стінку в другу камеру трисекційного металевого хвилеводу; (е) параболічну антену, жорстко приєднану до корпусу вказаного селектора; (ж) опромінювач вказаної антени, прикріплений до торця корпусу вказаного селектора з боку вхідної/вихідної апертури трисекційного металевого хвилеводу. Як вже було відзначене вище, діелектрична підкладка в цілому і планарні зонди, які суміщені з малогабаритними виступами цієї підкладки і вільно розміщуються у вказаних камерах хвилеводу, практично не затінюють апертуру і приймально-передавальну антену. Це дозволяє мінімізувати втрати енергії в трактах прийому і передачі ортогонально поляризованих радіосигналів і стійку роботу трансивера в дуплексному режимі. Додаткова відмінність полягає в тому, що другий планарний збуджувальний зонд трансивера підключений до смугово-пропускного вихідного фільтру передавача через мікросмугову лінію, заземлюючий електрод якої частково занурений в другу камеру вказаного трисекційного хвилеводу, а верхня стінка цієї камери має металевий виступ, розташований перед вказаним збуджувальним зондом вище за виступ діелектричної підкладки. Це дозволяє мінімізувати відбивання мікрохвильових радіосигналів від ступінчастих переходів між вказаним збуджувальним зондом і другою камерою хвилеводу і між цією камерою і чвертьхвильовим трансформатором. Ще одна додаткова відмінність полягає в тому, що між вказаним опромінювачем антени і вказаною апертурою трисекційного металевого хвилеводу встановлений перетворювач кругової поляризації в ортогональну лінійну поляризацію і назад. Це дозволяє застосовувати запропонований трансивер в комплексі з мікрохвильовими ретрансляторами, які працюють з круговою поляризацією радіосигналів. Фахівцю повинно бути зрозуміло, що вказані додаткові відмінності можуть бути використані в різних комбінаціях з основним винахідницьким задумом і що описані нижче приклади втілення винаходу не обмежують обсяг прав на основі формули винаходу. Далі суть винаходу пояснюється докладним описом конструкції і роботи мікрохвильового поляризаційного селектора і дуплексного трансивера на його основі з посиланнями на креслення, де зображені на: фіг. 1 - узагальнена монтажна схема мікрохвильового поляризаційного селектора з елементами трактів прийому і передачі трансивера; фіг. 2 - конструкція збуджувального зонда 8 з фіг. 1; фіг. 3 - спрощена монтажна схема дуплексного трансивера на базі мікрохвильового поляризаційного селектора; фіг. 4 - типовий графік залежності коефіцієнта стоячої хвилі збуджувального вузла, показаного на фіг. 3, від частоти електромагнітних хвиль. 5 UA 97810 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Найкращі приклади втілення винаходу. Мікрохвильовий поляризаційний селектор має (див. фіг. 1): штампований або литий і, як правило, металевий (або щонайменше металізований зсередини) корпус 1 і знімну (умовно підняту на кресленні) щонайменше металізовану зсередини екрануючу кришку 2; розміщений в поглибленнях корпусу 1 і кришки 2 трисекційний металевий хвилевід, що складається з квадратної в поперечному перетині першої камери 3 з вхідною/вихідною апертурою, прямокутного широкосмугового чвертьхвильового трансформатора 4 і прямокутної в поперечному перетині другої камери 5 з не позначеною особливо задньою торцевою стінкою; єдину діелектричну підкладку 6, яка закріплена на плоскій частині вказаного корпусу 1 і служить основою для не позначених особливо друкованих провідників і описаних далі електронних компонентів приймача і/або передавача ортогонально поляризованих електромагнітних хвиль (і, зокрема, мікрохвильових радіосигналів); перший планарний зонд 7 у вигляді першого металізованого виступу діелектричної підкладки 6, який введений через бічну стінку у вказану першу камеру 3 трисекційного хвилеводу поблизу його апертури; і другий планарний зонд 8 у вигляді другого металізованого виступу діелектричної підкладки 6, який введений через задню торцеву стінку у вказану другу камеру 5 трисекційного хвилеводу. Якщо корпус 1 і знімна кришка 2 цілком зроблені з металу, то хвилевід 3, 4, 5 може бути сформований як ступінчасті поглиблення під час виготовлення вказаних деталей штампуванням або литтям під тиском. Якщо корпус 1 і знімна кришка 2 зроблені з шаруватого композиційного матеріалу, то хвилевід 3, 4, 5 може бути сформований або напилюванням металу на стінки відповідних поглиблень, або як цілісна вставна деталь. Мікрохвильовий поляризаційний селектор, що використовується як основа трансивера, додатково має: в тракті прийому - переважно двоелементний смугово-загороджувальний фільтр 9, який підключений на вихід першого планарного зонда 7 і має вихід для підключення не показаного особливо внутрішнього детектора приймача, а в тракті передачі - послідовно включені між виходом не показаного особливо генератора передавача і входом другого планарного зонда 8 кінцевий підсилювач 10 потужності згаданого генератора і переважно трьохелементний смугово-пропускний вихідний фільтр 11. Основою вказаного кінцевого підсилювача 10 потужності звичайно служить польовий (наприклад, арсенід-галієвий) надвисокочастотний транзистор (зокрема, транзистор ЕРА-040 середнього рівня потужності фірми EXELICS, США). Зрозуміло, що в мікрохвильовому трансивері на основі описаного селектора перший планарний зонд 7 служить первинним детектором горизонтально поляризованих мікрохвильових радіосигналів і тому іменується далі «приймальний планарний зонд 7», а другий планарний зонд 8 служить засобом збудження вертикально поляризованих мікрохвильових радіосигналів у вказаному трисекційному хвилеводі і тому далі іменується «збуджувальний планарний зонд 8». Також зрозуміло, що: двоканальний приймач ортогонально поляризованих мікрохвильових радіосигналів на основі вказаного селектора повинен мати два приймальні зонди 7 і 8 і два тракти прийому, кожний з яких оснащений власним смугово-загороджувальним фільтром, а двоканальний передавач ортогонально поляризованих мікрохвильових радіосигналів на основі вказаного селектора повинен мати два збуджувальні зонди 7 і 8 і два тракти передачі, кожний з яких оснащений власним кінцевим підсилювачем 10 потужності передаваного сигналу і власним смугово-пропускним вихідним фільтром 11. Проте ці можливі пристрої далі не розглядаються. Більш детально конструкція збуджувального планарного зонда 8 для трансивера показана на фіг. 2 на фоні перетину прямокутної камери 5 трисекційного металевого хвилеводу вертикальною площиною симетрії. Як показано на фіг. 2, для живлення цього зонда 8 використана мікросмугова лінія 12, заземлюючий електрод якої на відстань 1 частково занурений в камеру 5. Верхня стінка цієї камери 5 має металевий виступ 13, розташований перед вказаним зондом 8 на відстані 2 від задньої торцевої стінки камери 5. Вказаний виступ 13 тягнеться всередину камери 5 на глибину 3, його нижній торець розташований вище за виступ діелектричної підкладки 6 на величину 4, а його товщина дорівнює 5. Лінійні розміри 1, 2, 3, 4 і 5 вибирають з умови мінімізації відбивань мікрохвильових радіосигналів від ступінчастих переходів між збуджувальним планарним зондом 8 з мікросмуговою лінією 12 і камерою 5 хвилеводу і між цією камерою 5 і чвертьхвильовим 6 UA 97810 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 трансформатором 4. Наші численні експерименти дозволили встановити такі переважні величини: 1 близько 0,035, 2 близько 0,1, 3 близько 0,15, 4 близько 0,45, і 5 близько 0,1, де  - середня довжина електромагнітних хвиль в робочій смузі частот. Конкретні розміри 1, 2, 3, 4 і 5 можуть бути розраховані на основі відомих в радіофізиці закономірностей. Зокрема, для цього можна використовувати комерційне доступні пакети прикладних програм типу CST MICROWAVE STUDIO® (WWW.CST.COM). Зовнішнє устаткування дуплексного трансивера на базі поляризаційного селектора показано на фіг. 3. Це устаткування містить такі обов'язкові компоненти, як: параболічну антену 14, яка жорстко приєднана до корпусу 1 вказаного селектора щонайменше двома розчалками 15; опромінювач 16 вказаної антени 14, прикріплений до торця корпусу 1 вказаного селектора з боку вхідної/вихідної апертури трисекційного металевого хвилеводу не показаними особливо придатними фіксаторами; перший коаксіальний кабель 17 для підключення описаного вище тракту прийому мікрохвильових радіосигналів до не показаного особливо детектора стандартного приймача і другий коаксіальний кабель 18 для підключення вищезгаданого (і також не показаного особливо) стандартного генератора передавача до описаного вище тракту передачі мікрохвильових радіосигналів. Для випадків, коли трансивер призначений для використання в зоні дії ретранслятора з круговою поляризацією мікрохвильових радіосигналів, між вказаним опромінювачем 16 і апертурою трисекційного металевого хвилеводу може бути встановлений придатний перетворювач 19 кругової поляризації в ортогональну лінійну поляризацію і назад. Принципи побудови таких перетворювачів давно відомі фахівцям [див., наприклад: Дж.К. Саусворт. Принципы и применение волноводной передачи - М.: Советское радио, 1955]. Для перевірки здійсненності винаходу був виготовлений експериментальний зразок мікрохвильового трансивера, корпус 1 якого був відфрезерований з дюралюмінію марки Д16Т, кришка 2 була відштампована з магналію марки АМГ, а діелектрична підкладка 6 була виготовлена із композиційного полімерного металізованого з двох сторін матеріалу типу RO 4003C (фірма ROGERS, USA). Готовий виріб мав наступні характеристики: товщина діелектричної підкладки 6 0,508 мм; діелектрична проникність вказаної підкладки  =3,38; розміри квадратної вхідної/вихідної апертури камери 3 хвилеводу 19 мм х 19 мм розміри поперечного перетину чвертьхвильового трансформатора 4 19 мм х 13,4 мм розміри поперечного перетину другої камери 5 хвилеводу 1 = 1 мм; 2 = 3 19 мм х 9,5 мм мм; 3 = 3,6 мм; 4 = 1,2 мм; 5 = 3 мм; хвильовий опір мікросмугової лінії Z0 = 50 Ом. Експериментальний зразок трансивера був випробуваний для визначення залежності коефіцієнта стоячої хвилі (КСХ) від частоти мікрохвильового електромагнітного випромінювання в робочій смузі від 10 до 14 ГГц. За наслідками вимірювань КСХ з боку апертури трисекційного металевого хвилеводу був побудований графік (див. фіг. 4). На цьому графіку видно, що величина КСХ 1,5 характерна більш ніж для 15 % робочої смуги частот. Це істотно більше, ніж необхідно для передачі даних в зворотних каналах телекомунікаційних систем широкосмугового бездротового доступу. Виміряна в експериментах розв'язка між приймальним 7 і збуджувальним 8 планарними зондами перевищила 30 Дб. Мікрохвильовий поляризаційний селектор в режимі прийому і передачі і дуплексний трансивер на його основі працюють таким чином. Слабий горизонтально поляризований мікрохвильовий радіосигнал (див. фіг. 3), прийнятий параболічною антеною 14, від її опромінювача 16 входить (див. фіг. 1) через апертуру в квадратну в поперечному перетині першу камеру 3 трисекційного металевого хвилеводу. Тут він практично повністю відбивається від уступу чвертьхвильового трансформатора 4 і ефективно збуджує перший приймальний планарний зонд 7. Дисипативні втрати енергії в стінках камери 3 хвилеводу дуже малі і не впливають на роботу зонда 7. Далі цей радіосигнал через двоелементний смугово-загороджувальний фільтр 9 і (див. знов фіг. 3) через перший коаксіальний кабель 17 надходить в не показаний особливо стандартний приймач, що містить малошумливий транзистор-підсилювач надвисокої частоти і наступні каскади підсилення, фільтрації і перетворення прийнятого сигналу. Мікрохвильовий радіосигнал, що генерується не показаним особливо стандартним передавачем трансивера, через другий коаксіальний кабель 18 (див. фіг. 3) надходить (див. фіг. 1) на вхід кінцевого підсилювача 10 потужності. Далі посилений радіосигнал через трьохелементний смугово-пропускний вихідний фільтр 11 і мікросмугову лінію 12 надходить на 7 UA 97810 C2 5 10 15 другий збуджувальний планарний зонд 8. Потім цей радіосигнал проходить через прямокутну камеру 5 трисекційного металевого хвилеводу і чвертьхвильовий трансформатор 4, який виключає відбивання вертикально поляризованих електромагнітних хвиль при переході з прямокутної камери 5 в квадратну в поперечному перетині камеру 3 трисекційного металевого хвилеводу. Природно, що вказані хвилі вільно проходять через цю камеру 3, не збуджуючи перший планарний зонд 7.1, нарешті, потужний вихідний радіосигнал (див. знов фіг. 3) збуджує опромінювач 16 параболічної антени 14 і випромінюється у напрямку наземного мікрохвильового ретранслятора. Металевий виступ 13 (див. фіг. 2) мінімізує відбивання мікрохвильових радіосигналів від ступінчастих переходів між другим збуджувальним планарним зондом 8 з мікросмуговою лінією 12 і прямокутною камерою 5 трисекційного металевого хвилеводу і між цією камерою 5 і чвертьхвильовим трансформатором 4. Мікрохвильовий поляризаційний селектор і дуплексний трансивер на його основі можуть бути великосерійними продуктами існуючої радіотехнічної промисловості. Запропоновані трансивери бажано застосовувати в системах мультимедійного інформаційного обслуговування на основі малопотужних наземних мікрохвильових інтерактивних адаптивних ретрансляторів. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 20 25 30 35 40 45 50 55 60 1. Мікрохвильовий поляризаційний селектор, що має: щонайменше металізований зсередини корпус (1) і знімну щонайменше також металізовану зсередини екрануючу кришку (2); розміщений в поглибленнях корпусу (1) і кришки (2) трисекційний металевий хвилевід, що складається з квадратної в поперечному перетині першої камери (3) з вхідною/вихідною апертурою, прямокутного широкосмугового чвертьхвильового трансформатора (4) і прямокутної в поперечному перетині другої камери (5) з задньою торцевою стінкою; єдину діелектричну підкладку (6), яка закріплена на плоскій частині вказаного корпусу (1) і служить основою для друкованих провідників і електронних компонентів приймача і/або передавача ортогонально поляризованих електромагнітних хвиль; перший планарний зонд (7) у вигляді першого металізованого виступу діелектричної підкладки (6), який введений через бічну стінку у вказану першу камеру (3) трисекційного металевого хвилеводу поблизу його апертури; і другий планарний зонд (8) у вигляді другого металізованого виступу діелектричної підкладки (6), який введений через задню торцеву стінку у вказану другу камеру (5) трисекційного металевого хвилеводу. 2. Мікрохвильовий поляризаційний селектор за п. 1, який додатково має смуговозагороджувальний фільтр (9), підключений до виходу першого планарного зонда (7) і призначений для підключення до детектора приймача, і послідовно підключені до входу другого планарного зонда (8) кінцевий підсилювач (10) потужності, призначений для підключення до генератора передавача, і смугово-пропускний вихідний фільтр (11). 3. Дуплексний трансивер на основі мікрохвильового поляризаційного селектора, що має: (а) щонайменше металізований зсередини корпус (1) і знімну щонайменше також металізовану зсередини екрануючу кришку (2); (б) розміщений в поглибленнях корпусу (1) і кришки (2) трисекційний металевий хвилевід, що складається з квадратної в поперечному перетині першої камери (3) з вхідною/вихідною апертурою, прямокутного широкосмугового чвертьхвильового трансформатора (4) і прямокутної в поперечному перетині другої камери (5) з задньою торцевою стінкою; (в) єдину діелектричну підкладку (6), яка закріплена на плоскій частині вказаного корпусу (1) і служить основою для друкованих провідників і електронних компонентів приймача і передавача ортогонально поляризованих мікрохвильових радіосигналів; (г) тракт прийому горизонтально поляризованих мікрохвильових радіосигналів, що має послідовно включені перший планарний приймальний зонд (7) у вигляді першого металізованого виступу діелектричної підкладки (6), який введений через бічну стінку у вказану першу камеру (3) трисекційного металевого хвилеводу поблизу його апертури, і розміщений на діелектричній підкладці (6) смугово-загороджувальний фільтр (9), який підключений до виходу вказаного приймального зонда (7) і має вихід для підключення в робочому положенні до внутрішнього детектора стандартного приймача мікрохвильових радіосигналів; (д) тракт передачі вертикально поляризованих мікрохвильових радіосигналів, що має послідовно включені кінцевий підсилювач (10) потужності, підключений в робочому положенні 8 UA 97810 C2 5 10 15 до генератора стандартного передавача мікрохвильових радіосигналів, смугово-пропускний вихідний фільтр (11) і другий планарний збуджувальний зонд (8) у вигляді другого металізованого виступу діелектричної підкладки (6), який введений через задню торцеву стінку в другу камеру (5) трисекційного металевого хвилеводу; (е) параболічну антену (14), яка жорстко приєднана до корпусу (1) вказаного селектора; (ж) опромінювач (16) вказаної антени (14), прикріплений до торця корпусу (1) вказаного селектора з боку вхідної/вихідної апертури трисекційного металевого хвилеводу. 4. Дуплексний трансивер за п. 3, в якому другий планарний збуджувальний зонд (8) підключений до смугово-пропускного вихідного фільтра (11) передавача через мікросмугову лінію (12), заземлюючий електрод якої частково занурений в другу камеру (5) вказаного трисекційного металевого хвилеводу, а верхня стінка цієї камери (5) має металевий виступ (13), розташований перед вказаним зондом (8) вище за виступ діелектричної підкладки (6). 5. Дуплексний трансивер за п. 3 або 4, в якому між вказаним опромінювачем (16) і вказаною апертурою трисекційного металевого хвилеводу встановлений перетворювач (19) кругової поляризації в ортогональну лінійну поляризацію і назад. 9 UA 97810 C2 10 UA 97810 C2 Комп’ютерна верстка А. Крулевський Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 11