Приклади використання подвійної поляризації в сучасних засобах зв'язку.

Останнім часом зарубіжних системах зв'язку інтенсивно розвивається напрямок, пов'язаний з використанням так званих MIMO-технологій (Multiple Input - Multiple Output, множинний вхід - множинний вихід) [10]. MIMO-принцип, що застосовується в офісних радіокомунікаціях, дозволяє зменшити число помилок при радіообміні даними (BER) без зниження швидкості передачі в умовах множинного перевідбивання сигналів [10].

Особливість формування і прийому MIMO-сигналів дозволяє розповсюджувати цей підхід на вирішення завдань радіорелейного зв'язку. При цьому найпростіше масштабування технології здійснюється у разі використання сигналів подвійної поляризації.

Метою викладеного нижче матеріалу є адаптація принципів просторово-поляризаційного і поляризаційно-частотного кодування, яке застосовується у системах MIMO, для передачі і прийому сигналів в радіорелейній системі зв'язку з подвійною поляризацією випромінювання.

Згідно [10], простим прикладом антени MIMO є система з двох несиметричних вібраторів, орієнтованих, наприклад, під кутом ± 450 відносно вертикальної осі (мал. 2). В цьому випадку випромінювані незалежно кожним монополем сигнали мають ортогональну поляризацію з досить високою взаємною розв'язкою по поляризаційній для кросу компонентою (до 25 дБ і більш). У разі радіорелейного зв'язку така пара монополів може використовуватися як опромінювачі дзеркального рефлектора. Аналогічна антена повинна розміщуватися і на приймальній стороні, причому можливі інші конструктивні рішення, проте для простоти викладу тут вони розглядатися не будуть.

Вказаний підхід дозволяє одночасно передавати сигнали з тими, що однаковими несуть, модульованими різним чином. Тому використання принципу поляризаційного розділення каналів потенційно забезпечує подвоєння пропускної спроможності лінії радіозв'язку в порівнянні з випадком одиночного монополя (у ідеальних умовах прямої видимості за умови ідентичної орієнтації приймальних і передавальних антен). Саме таким умовам якнайповніше відповідає радіорелейна лінія зв'язку.

Вибір кута поляризації ± 450 обумовлений необхідністю додання обом каналам передачі рівних можливостей, оскільки при горизонтально-вертикальній орієнтації випромінювачів одна з поляризаційних компонент неминуче отримала б більше загасання при поширенні уздовж земної поверхні.

Таким чином, по суті, всяку систему з подвійною поляризацією можна розглядати як систему MIMO [10]. Для внутрішньоофісних засобів зв'язку вказаний поляризаційний варіант розділення каналів передачі, насправді, не дозволяє досягти подвоєння пропускної спроможності, що пояснюється наявністю множинного перевідбивання по трасі поширення сигналів і викликаного ними зростання поляризаційних для кросу перешкод. Інша справа - радіорелейна лінія, де рівень перевідбивання може бути істотно менше, у порівнянні з умовами проходження радіохвиль усередині закритих приміщень.

Згідно [10], вживання подвійної поляризації випромінювання в системах MIMO може поєднуватися з ортогональним кодуванням сигналів. В разі такого комплексування кодований однаковим чином в ортогональних поляризаціях сигнал випромінювання має бути ортогональним за кодом другій парі передавальних антен або третьому вібратору (мал. 3).

Як можливий приклад узагальнення принципу MIMO розглянемо детальніше варіант вживання пространственно-поляризационного кодування сигналів.