LOW-POWER REPEATER BASED ON CROSS POLARIZED RADIATORS

Abstract

The possibility of designing a low-power dual-polarization repeater based on cross-polarized radiators, description of the model and the results of its tests are considered.

Full Text

В работе [1] дано описание одноантенных ретрансляторов с коэффициентом усиления больше единицы, построенных на основе направленных ответвителей и циркуляторов. Там же подобные ретрансляторы названы низкопотенциальными. Однако использование направленных ответвителей или циркуляторов в схеме низкопотенциального ретранслятора (НПР) приводит к усложнению устройства и ухудшению его массогабаритных характеристик. В данной работе рассматривается еще один вид НПР на основе ортогонально-поляризованных излучателей. Для проверки возможности построения НПР и исследования его характеристик был изготовлен макет четырехэлементной двухполяризационной антенны на основе отрезка волновода квадратного сечения с расположенными внутри него дисковыми излучателями. Внешний вид макета демонстрирует рис. 1. Рис. 1. Внешний вид макета четырехэлементной двухполяризационной антенны на основе отрезка волновода квадратного сечения На рис. 2 приведен график зависимости развязки между ортогонально-поляризованными излучателями указанной антенны от частоты. Из данного графика следует, что в диапазоне частот от 2 ГГц до 4 ГГц величина развязка между ортогонально-поляризованными излучателями рассматриваемой антенны составляет не менее 17 дБ. В свою очередь, из указанного обстоятельства вытекает, что между ортогонально-поляризованными излучателями антенны могут быть включены усилители с коэффициентом усиления 15- 16 дБ без потери устойчивости. Рис. 2. График зависимости развязки между ортогонально-поляризованными излучателями от частоты Рис. 3. Функциональная схема низкопотенциального ретранслятора на основе четырехэлементной двухполяризационной антенны. 1 - излучатель с горизонтальной поляризацией, 2 - излучатель с вертикальной поляризацией, 3 - усилитель «Инфокоммуникационные технологии» Том 11, № 1, 2013 Маслов О.Н., Хуако Р.А. 99 В указанной конфигурации элементов образуется двухполяризационный ретранслятор с соответствующим коэффициентом усиления. Функциональная схема НПР на основе четырехэлементной двухполяризационной антенны приведена на рис. 3. По приведенной схеме был изготовлен и испытан макет ретранслятора. Испытания макета проводились по схеме, приведенной на рис.4. 1 Измеритель Датчик Измерительная антенна Г4 3 и Рис. 4. Схема проведения испытаний макета НПР на основе ортогонально-поляризованных излучателей Рис. 5. График частотной зависимости модуля коэффициента отражения измерительной антенны при выключенном питании ретранслятора. В эксперименте ретранслятор и измерительная антенна располагались на некотором расстоянии друг от друга (около 1 м), и при этом измерялся модуль коэффициента отражения измерительной антенны, подключенной к выходу генератора качающейся частоты измерителя модуля коэффициента отражения. При выключенном питании усилителя НПР измеритель модуля коэффициента отражения регистрировал сумму внутренних отражений измерительной антенны и отражений от окружающих предметов. График частотной зависимости модуля коэффициента отражения при выключенном питании НПР приведен на рис. 5. При включении питания НПР к перечисленным выше отражениям добавляется сигнал, переизлучаемый ретранслятором. График зависимости уровня переизлученного сигнала от частоты при включенном питании НПР приведен на рис. 6. Рис. 6. График частотной зависимости уровня переизлученного сигнала от частоты при включенном питании НПР Сопоставительный анализ двух последних графиков показывает, что уровень сигнала, принимаемого измерительной антенной, при включении НПР возрастает на 10-15 дБ, что свидетельствует о работоспособности макета ретранслятора. Вывод На основе ортогонально-поляризованных излучателей можно реализовать НПР с коэффициентом усиления в тракте до 15 дБ.