RU2571409C2 - Method of increasing amount of frequency resource - Google Patents

Method of increasing amount of frequency resource Download PDF

Info

Publication number
RU2571409C2
RU2571409C2 RU2013153855/08A RU2013153855A RU2571409C2 RU 2571409 C2 RU2571409 C2 RU 2571409C2 RU 2013153855/08 A RU2013153855/08 A RU 2013153855/08A RU 2013153855 A RU2013153855 A RU 2013153855A RU 2571409 C2 RU2571409 C2 RU 2571409C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
frequency
radio
signals
rotation
radio signals
Prior art date
Application number
RU2013153855/08A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2013153855A (en
Inventor
Юрий Евгеньевич Боровков
Денис Сергеевич Кабачев
Александр Николаевич Кренев
Виктор Николаевич Муравьев
Александр Прокофьевич Омельчук
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ярославский государственный университет им. П.Г. Демидова"
Общество с ограниченной ответственностью "РТС"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ярославский государственный университет им. П.Г. Демидова", Общество с ограниченной ответственностью "РТС" filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ярославский государственный университет им. П.Г. Демидова"
Priority to RU2013153855/08A priority Critical patent/RU2571409C2/en
Publication of RU2013153855A publication Critical patent/RU2013153855A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2571409C2 publication Critical patent/RU2571409C2/en

Links

Landscapes

  • Hall/Mr Elements (AREA)
  • Radio Transmission System (AREA)

Abstract

FIELD: radio engineering, communication.
SUBSTANCE: method of increasing the amount of a frequency resource relates to radio engineering and can be used to generate additional transmission resources and obtain information using radio waves. Polarisation vector rotation with frequency which is not greater than carrier frequency is introduced into the used electromagnetic field of radio signals generated by a radiating antenna.
EFFECT: increased parametric dimensions of radio signals owing to generation of radio signals which are orthogonal to each other on two independent frequency parameters.
2 cl, 1 dwg

Description

Способ относится к радиотехнике и может быть использован для создания дополнительных ресурсов передачи и получения информации с помощью радиоволн.The method relates to radio engineering and can be used to create additional resources for transmitting and receiving information using radio waves.

Любое радиоэлектронное средство (РЭС) функционирует в определенной полосе частот, интервале времени и области трехмерного геометрического пространства, используя (занимая) определенную часть некоторого ресурса по каждой из указанных его физических характеристик. На основании этого под частотно-территориальным ресурсом понимают совокупность действующих и потенциально возможных частотных назначений, предназначенных для работы в эфире на определенной территории, с учетом диапазона частот и ширины занимаемого спектра, соответствующих используемой радиотехнологии, а также периода времени его использования. Числовые значения указанной совокупности размещений (позиций частотных назначений) непересекающихся областей в многомерном пространстве, определяемом составом физических компонент этого ресурса, определяют его объем.Any electronic means (RES) operates in a certain frequency band, time interval and region of three-dimensional geometric space, using (occupying) a certain part of a certain resource for each of its indicated physical characteristics. Based on this, a frequency-territorial resource is understood as a combination of current and potentially possible frequency assignments designed to operate on the air in a certain territory, taking into account the frequency range and the width of the occupied spectrum corresponding to the radio technology used, as well as the period of its use. The numerical values of the specified set of placements (positions of frequency assignments) of disjoint areas in a multidimensional space, determined by the composition of the physical components of this resource, determine its volume.

Частотно-территориальный ресурс, который в настоящее время приобрел статус социально-экономического фактора, является ограниченным и не амортизируемым государственным природным ресурсом, но требующим проведения мероприятий по его распределению, управлению и обслуживанию.The frequency-territorial resource, which has now acquired the status of a socio-economic factor, is a limited and not depreciable state natural resource, but requires measures for its distribution, management and maintenance.

Применительно к определенной и ограниченной территории часто используется более узкое понятие радиочастотного ресурса, доступный размер которого объективно ограничен достигнутым уровнем развития радиоэлектронных технологий.In relation to a certain and limited territory, a narrower concept of a radio frequency resource is often used, the available size of which is objectively limited by the achieved level of development of electronic technologies.

Используемый в настоящее время для функционирования систем радиосвязи, радиолокации и радионавигации частотный ресурс расположен на оси несущих частот и занимает интервал практически от 0 до 300 ГГц. Основная масса радиотехнических систем, относящихся к наиболее востребованным видам радиослужб, сосредоточена в диапазоне до 40-50 ГГц.Currently used for the functioning of radio communication systems, radar and radio navigation, the frequency resource is located on the axis of the carrier frequencies and occupies the interval from almost 0 to 300 GHz. The bulk of radio systems related to the most popular types of radio services is concentrated in the range up to 40-50 GHz.

Наиболее интенсивно используемый участок радиочастотного спектра до 3 ГГц, в котором активно развиваются действующие и создаются новые радиосети, уже переполнен излучением радиоэлектронных средств, в первую очередь РЭС мобильной связи. Концентрация средств связи этого диапазона в городах и на промышленно развитых территориях непрерывно растет и приближается к критическому уровню насыщения, определяемому требованиями обеспечения электромагнитной совместимости (ЭМС) РЭС. Указанная тенденция привела в ряде участков диапазона и территорий к практически полному распределению доступного частотного ресурса и невозможности удовлетворения растущего спроса на использование РЭС сухопутной подвижной и фиксированной служб радиосвязи.The most intensively used part of the radio frequency spectrum up to 3 GHz, in which active radio networks are being developed and new ones are being created, is already overwhelmed with the radiation of radio-electronic means, primarily mobile RES. The concentration of communication equipment of this range in cities and industrialized territories is constantly growing and is approaching a critical level of saturation, determined by the requirements for ensuring electromagnetic compatibility (EMC) of RES. This trend has led in a number of parts of the range and territories to an almost complete distribution of the available frequency resource and the inability to meet the growing demand for the use of RES of land mobile and fixed radiocommunication services.

Все существующие радиотехнические системы, включая и сверхширокополосные, применяют способы множественного абонентского доступа с разделением радиосигналов по принципу их ортогональности либо в частотной области, либо во временной области, либо применением кодового разделения с соответствующей модуляцией информационных параметров радиосигнала, либо с комбинацией этих принципов. Используется также (в качестве одного из приемов достижения ЭМС РЭС) поляризационное разделение (скрещенная ориентация плоскостей поляризации).All existing radio systems, including ultra-wideband, use multiple subscriber access methods with the separation of radio signals according to the principle of their orthogonality either in the frequency domain or in the time domain, or by using code separation with appropriate modulation of the radio signal information parameters, or with a combination of these principles. Polarization separation (crossed orientation of polarization planes) is also used (as one of the methods for achieving EMR RES).

Способ обеспечения поляризационного разделения сигналов, в котором сигналы двух пользователей дифференцируются по плоскости поляризации данных сигналов (горизонтальная и вертикальная), принят за прототип.The method of providing polarization separation of signals, in which the signals of two users are differentiated by the plane of polarization of these signals (horizontal and vertical), is adopted as a prototype.

На оси частот радиосигнал любой системы связи занимает некоторый интервал, ширина которого определяется допустимым уровнем взаимных помех с РЭС, расположенными в соседних частотных каналах. Эта ширина, зависящая от типа РЭС и вида используемой модуляции, регламентируемая стандартом данной радиотехнологии, а также международными и отечественными нормативными документами по обеспечению ЭМС РЭС, ограничивает количество возможных каналов в заданном частотном диапазоне.On the frequency axis, the radio signal of any communication system occupies a certain interval, the width of which is determined by the permissible level of mutual interference with RES located in adjacent frequency channels. This width, depending on the type of RES and the type of modulation used, regulated by the standard of this radio technology, as well as international and domestic regulatory documents to ensure EMC RES, limits the number of possible channels in a given frequency range.

Радикальным способом решения отмеченных проблем является увеличение параметрической размерности используемых радиосигналов. С этой целью в формируемое антенной системой электромагнитное поле вводится вращение (ротация) вектора поляризации с заданной фиксированной частотой. Таким образом, электромагнитное поле будет характеризоваться двумя независимыми частотными параметрами - несущей частотой и частотой ротации.A radical way to solve these problems is to increase the parametric dimension of the used radio signals. For this purpose, rotation (rotation) of the polarization vector with a given fixed frequency is introduced into the electromagnetic field formed by the antenna system. Thus, the electromagnetic field will be characterized by two independent frequency parameters - the carrier frequency and the rotation frequency.

Под вектором поляризации понимается векторное представление одной из больших полуосей годографа, который описывает вектор электрического поля ( Е ¯ )

Figure 00000001
в поперечной к направлению распространения плоскости, расположенной в фиксированной точке пространства.The polarization vector is understood as the vector representation of one of the major semi-axes of the hodograph, which describes the electric field vector ( E ¯ )
Figure 00000001
transverse to the propagation direction of a plane located at a fixed point in space.

Техническим результатом изобретения является увеличение параметрической размерности радиосигналов.The technical result of the invention is to increase the parametric dimension of the radio signals.

Указанный технический результат достигается за счет того, что способ увеличения объема частотного ресурса включает в себя введение в формируемое излучающей антенной используемое электромагнитное поле радиосигналов поляризационной осцилляции векторов электрической и магнитной составляющей путем направленного их вращения с частотой, не превышающей значения несущей частоты.The indicated technical result is achieved due to the fact that the method of increasing the frequency resource volume includes introducing into the used electromagnetic field the used electromagnetic field of the radio signals of the polarization oscillation of the vectors of the electric and magnetic component by directed rotation with a frequency not exceeding the carrier frequency.

Кроме того, особенностью способа является то, что ротация вектора поляризации реализуется путем перемножения исходного радиосигнала несущей частоты на два гармонических сигнала с наперед заданной частотой вращения вектора поляризации, отличающиеся друг от друга по фазе на π/2, и запитки полученными в результате перемножения сигналами двух ортогональных диполей, имеющих общий фазовый центр.In addition, a feature of the method is that the rotation of the polarization vector is realized by multiplying the original radio signal of the carrier frequency by two harmonic signals with a predetermined frequency of rotation of the polarization vector, which differ from each other in phase by π / 2, and feeding the signals obtained as a result of multiplication of two orthogonal dipoles having a common phase center.

Способ поясняется чертежами:The method is illustrated by drawings:

фиг. 1 - семейство контурных изображений, показывающих распределения амплитуды осцилляций функции, определяющей ортогональность сигналов, для возрастающей последовательности значений (3, 10 и 30 мкс) интервалов интегрирования τort на области 10×10 МГц частотно-разностных параметров радиосигналов.FIG. 1 is a family of contour images showing the distribution of the amplitude of the oscillations of the function determining the orthogonality of the signals for an increasing sequence of values (3, 10 and 30 μs) of integration intervals τ ort in the 10 × 10 MHz region of the frequency-difference parameters of radio signals.

Раскрытие изобретения.Disclosure of the invention.

Описанный способ формирования радиосигналов приводит к увеличению параметрической размерности радиосигналов, а следовательно, и увеличению объема частотного ресурса в силу ортогональности двух радиосигналов с одинаковой несущей частотой, но различной частотой ротации. К данному выводу приводят следующие рассуждения, которые, для упрощения выкладок, приведем на примере гармонического радиосигнала несущей частоты.The described method for generating radio signals leads to an increase in the parametric dimension of the radio signals, and hence to an increase in the frequency resource due to the orthogonality of two radio signals with the same carrier frequency but different rotation frequency. The following reasoning leads to this conclusion, which, to simplify the calculations, we give an example of a harmonic radio signal of a carrier frequency.

Способ реализуются следующим образом: формируются радиосигналы на несущей частоте, после чего формируются два гармонических сигнала с частотой ротации вектора поляризации таким образом, чтобы частота ротации отличалась от несущей частоты, а два сигнала с частотой ротации отличались друг от друга по фазе на π/2, перемножают радиосигналы несущей частоты с каждым из сигналов частоты ротации вектора поляризации, после этого каждый из получившихся после перемножения сигналов подают на один из двух ортогональных диполей, имеющих общий фазовый центр.The method is implemented as follows: radio signals are generated at the carrier frequency, after which two harmonic signals are generated with the rotation frequency of the polarization vector so that the rotation frequency differs from the carrier frequency, and two signals with the rotation frequency differ in phase by π / 2, multiply radio signals of the carrier frequency with each of the rotation frequency signals of the polarization vector, after which each of the signals obtained after multiplication is fed to one of two orthogonal dipoles having a common phase th center.

Электрическая составляющая математической модели поля таких колебаний, формируемых указанным способом, описывается суперпозицией двух ортогональных пространственных компонент Ех и Ey:The electrical component of the mathematical model of the field of such oscillations generated by the indicated method is described by a superposition of two orthogonal spatial components E x and E y :

Figure 00000002
Figure 00000002

где ω=2πf0 - частота несущего колебания, Ω=2πFR - частота ротации (вращения) вектора поляризации результирующей пространственной волны. Здесь амплитуды компонент условно приняты единичными.where ω = 2πf 0 is the frequency of the carrier oscillation, Ω = 2πF R is the frequency of rotation (rotation) of the polarization vector of the resulting spatial wave. Here, the amplitudes of the components are conventionally assumed to be unit.

Частотные параметры указанных радиосигналов должны удовлетворять условию f0>>FR, которое требует, чтобы в интервалах порядка единиц периодов несущей частоты 1/f0 была сформирована практически статичная линейная поляризация, но совершающая полный оборот за период ротации TR=1/FR.The frequency parameters of these radio signals must satisfy the condition f 0 >> F R , which requires that in the intervals of the order of units of periods of the carrier frequency 1 / f 0 an almost static linear polarization be formed, but complete a revolution during the rotation period T R = 1 / F R .

Известным условием ортогональности сигналов в общем случае является равенство нулю определенного (с некоторыми пределами) интеграла от скалярного произведения двух таких сигналов. Применительно к радиосигналам с ротацией вектора поляризации в качестве меры ортогональности пары таких сигналов использовалось значение интегралаA well-known condition for the orthogonality of signals in the general case is the vanishing of a certain (with some limits) integral from the scalar product of two such signals. For radio signals with rotation of the polarization vector, the integral value was used as a measure of the orthogonality of a pair of such signals

Figure 00000003
Figure 00000003

где τ=τort - интервал оценки ортогональности сигналов, превышающий период ротации TR. Количественно эта мера характеризует степень взаимовлияния тестируемых сигналов, причем уменьшение ее значения указывает на ослабление взаимовлияния сигналов, что соответствует стремлению их к полной ортогональности в общепринятом понимании.where τ = τ ort is the interval for estimating the orthogonality of signals exceeding the rotation period T R. Quantitatively, this measure characterizes the degree of mutual influence of the tested signals, and a decrease in its value indicates a weakening of the mutual influence of the signals, which corresponds to their desire for complete orthogonality in the conventional sense.

Положительный вывод об ортогональности сравниваемых сигналов делался при выполнении следующего условияA positive conclusion about the orthogonality of the compared signals was made under the following condition

Figure 00000004
Figure 00000004

где ε<<1 - выбранное предельное значение относительного уровня взаимного влияния сигналов (критерий отклонения от ортогональности), Qmax - максимальное значение интеграла (2), достигаемое при тестировании идентичных и, следовательно, полностью не ортогональных сигналов.where ε << 1 is the selected limit value of the relative level of mutual influence of the signals (the criterion for deviation from orthogonality), Q max is the maximum value of the integral (2) achieved when testing identical and, therefore, completely non-orthogonal signals.

Аналитическое выражение результата интегрирования (2) в пределах от 0 до τort имеет видThe analytical expression of the integration result (2) in the range from 0 to τ ort has the form

Figure 00000005
Figure 00000005

где Δf0=f01-f02 и ΔFR=FR1-FR2 - разность несущих частот и частот ротации, тестируемых на ортогональность радиосигналов соответственно.where Δf 0 = f 01 -f 02 and ΔF R = F R1 -F R2 - the difference between the carrier frequencies and rotation frequencies tested for orthogonality of the radio signals, respectively.

При выводе данного выражения было намеренно исключено слагаемое, содержащее члены вида sin(x)/x с суммарными аргументами (f01+f02), которое имеет нулевое среднее на масштабах вариации ординат функции Q, определяемыми ее частотными аргументами.When deriving this expression, the term containing terms of the form sin (x) / x with total arguments (f 01 + f 02 ), which has a zero average on the scale of variation of the ordinates of the function Q determined by its frequency arguments, was intentionally excluded.

Выражение (4) обладает следующими особенностями и свойствами:Expression (4) has the following features and properties:

1) Мера ортогональности (4) пары радиосигналов с предложенными поляризационными свойствами определяется не их абсолютными частотными параметрами (f01, f02 и FR1, FR2), а соответствующими частотно-разностными характеристиками Δf0 и ΔFR.1) The orthogonality measure (4) of a pair of radio signals with the proposed polarization properties is determined not by their absolute frequency parameters (f 01 , f 02 and F R1 , F R2 ), but by the corresponding frequency-difference characteristics Δf 0 and ΔF R.

2) В двумерной области аргументов Δf0 и ΔFR в точке (0;0), соответствующей одинаковым частотным параметрам и, следовательно, идентичным радиосигналам, ордината функции при фиксированном значении параметра τort достигает своего максимального значения Qmaxort/2.2) In the two-dimensional region of the arguments Δf 0 and ΔF R at the point (0; 0) corresponding to the same frequency parameters and, therefore, identical to the radio signals, the ordinate of the function for a fixed value of the parameter τ ort reaches its maximum value Q max = τ ort / 2.

3) Нормированные ординаты функции Q/Qmax с уровнем ~50% сосредоточены вдоль диагоналей плоскости аргументов и имеют мелкомасштабные осцилляции (вокруг нулевого уровня), амплитуда которых убывает по мере удаления от диагоналей.3) The normalized ordinates of the Q / Q max function with a level of ~ 50% are concentrated along the diagonals of the argument plane and have small-scale oscillations (around the zero level), the amplitude of which decreases with distance from the diagonals.

4) Симметричная структура выражения (3) указывает на его инвариантность по отношению к обоим частотно-разностным аргументам Δf0 и ΔFR.4) The symmetric structure of expression (3) indicates its invariance with respect to both frequency-difference arguments Δf 0 and ΔF R.

5) Интервал интегрирования τort конечной длины, играющий роль масштабирующего параметра выражения (4), влияет на распределение ординат на плоскости (Δf0;ΔFR) и, следовательно, на картину изолиний амплитуды (огибающей) осцилляций этих ординат, которые соответствуют границе выполнения условия ортогональности (3) при выбранном значении критерия ε. Так при возрастании длительности τort увеличивается суммарная площадь областей, которые соответствуют малым уровням взаимовлияния сигналов, не превышающих заданного значения критерия ε, т.е. ортогональным парам радиосигналов. Эта закономерность демонстрируется на фиг. 1 в серии рисунков для возрастающих значений τort. Каждое изображение состоит из трех уровней (1, 2 и 5%) нормированной амплитуды с цветовой заливкой возрастающей плотности - от белой (<1%) до черной (>5%). Наблюдается устойчивая тенденция к расширению множества параметров и соответствующих им радиосигналов, удовлетворяющих условию ортогональности (3), с ростом τort.5) The integration interval τ ort of finite length, which plays the role of a scaling parameter of expression (4), affects the ordinate distribution on the plane (Δf 0 ; ΔF R ) and, therefore, the pattern of the isolines of the amplitude (envelope) of the oscillations of these ordinates, which correspond to the execution boundary orthogonality conditions (3) for the chosen value of the criterion ε. Thus, as the duration τ ort increases, the total area of regions that correspond to small levels of signal interference not exceeding a given value of the criterion ε increases, i.e. orthogonal pairs of radio signals. This pattern is illustrated in FIG. 1 in a series of figures for increasing values of τ ort . Each image consists of three levels (1, 2 and 5%) of normalized amplitude with a color fill of increasing density - from white (<1%) to black (> 5%). There is a steady tendency to the expansion of the set of parameters and the corresponding radio signals satisfying the orthogonality condition (3) with an increase in τ ort .

Таким образом, результаты проведенных аналитических и методом математического моделирования исследований применения условия (3) к радиосигналам с ротацией вектора поляризации позволяют сделать вывод об ортогональности формируемых таким способом сигналов на одновременно несовпадающих их несущих частотах и частотах ротации, т.е. введенная частотная ось ротации ортогональна оси несущих частот.Thus, the results of analytical and mathematical modeling studies of the application of condition (3) to radio signals with rotation of the polarization vector allow us to conclude that the signals generated in this way are orthogonal at their carrier frequencies and rotation frequencies that do not coincide, i.e. the entered frequency axis of rotation is orthogonal to the axis of the carrier frequencies.

Оценим выигрыш в объеме частотного ресурса, обеспечиваемый применением радиосигналов с ротацией вектора поляризации по сравнению с традиционным (одномерным) частотным ресурсом.Let us estimate the gain in the volume of the frequency resource provided by the use of radio signals with rotation of the polarization vector in comparison with the traditional (one-dimensional) frequency resource.

Сравнительную оценку следует проводить для одного и того же диапазона несущих частот Df=(fmax-fmin), который будем характеризовать одним из возможных наборов параметров - центральной частотой диапазона fc=(fmin+fmax)/2 и его относительной шириной Kf=Df/fc.A comparative assessment should be carried out for the same range of carrier frequencies D f = (f max- f min ), which we will characterize by one of the possible sets of parameters - the central frequency of the range f c = (f min + f max ) / 2 and its relative width K f = D f / f c .

Если для традиционного радиосигнала в диапазоне несущих частот отводится полоса BS, тогда объем данного одномерного ресурса (число каналов, без учета временного, кодового и поляризационного разделений) составляет:If for a traditional radio signal in the range of carrier frequencies a band B S is allocated, then the volume of this one-dimensional resource (the number of channels, excluding time, code and polarization separation) is:

Figure 00000006
Figure 00000006

Каждый двухпараметрический радиосигнал (с ротацией поляризации) занимает площадку δf0×δFR на плоскости их ортогональных частотных параметров, т.е. занимает (расходует) часть двумерного частотного ресурса, исчисляемую площадью этой площадки. В силу отмеченной инвариантности выражения для меры ортогональности (4) по отношению к частотно-разностным характеристикам представляется правомочным считать указанную площадку квадратной, т.е. δf0=δFR, тогда ее площадь δS=δf02.Each two-parameter radio signal (with polarization rotation) occupies the area δf 0 × δF R on the plane of their orthogonal frequency parameters, i.e. occupies (consumes) part of the two-dimensional frequency resource, calculated by the area of this site. Due to the noted invariance of the expression for the orthogonality measure (4) with respect to the frequency-difference characteristics, it seems legitimate to consider the indicated area as square, i.e. δf 0 = δF R , then its area is δS = δf 0 2 .

Если указанное выше ограничение (f0>>FR) на величину частоты ротации сформулировать через предельное значение m=f0/FR>>1, то максимально допустимое значение этой частоты FRmax будет линейно возрастать от

Figure 00000007
в начале данного диапазона несущих частот до
Figure 00000008
в его конце. Таким образом, множество допустимых значений частотных параметров f0 и FR на плоскости располагается внутри приведенной на фиг. 1 области, которая имеет форму прямоугольной трапеции площадью
Figure 00000009
. При этом объем данного двумерного ресурса (число каналов) стремится к значению:If the above restriction (f 0 >> F R ) on the value of the rotation frequency is formulated through the limit value m = f 0 / F R >> 1, then the maximum allowable value of this frequency F Rmax will increase linearly from
Figure 00000007
at the beginning of this range of carrier frequencies up to
Figure 00000008
at its end. Thus, the set of permissible values of the frequency parameters f 0 and F R on the plane is located inside the one shown in FIG. 1 area, which has the shape of a rectangular trapezoid with an area
Figure 00000009
. The volume of this two-dimensional resource (the number of channels) tends to the value:

Figure 00000010
Figure 00000010

Количественно увеличение объема частотного ресурса за счет введения второго частотного параметра радиосигнала - частоты ротации вектора поляризации, ортогонального несущей частоте, по сравнению с вариантом использования одномерных сигналов, характеризует безразмерный коэффициент β, определяемый как отношение соответствующих объемов (6) и (5), которое в общем случае имеет видA quantitative increase in the volume of the frequency resource due to the introduction of the second frequency parameter of the radio signal — the rotation frequency of the polarization vector orthogonal to the carrier frequency, in comparison with the use of one-dimensional signals, characterizes the dimensionless coefficient β, defined as the ratio of the corresponding volumes (6) and (5), which the general case is

Figure 00000011
Figure 00000011

При равенстве отводимых в обоих случаях полос δf0=BS по осям несущих частот значение этого коэффициента можно получить из простого выраженияIf the bands δf 0 = B S allocated in both cases are equal along the axes of the carrier frequencies, the value of this coefficient can be obtained from a simple expression

Figure 00000012
Figure 00000012

Например, для условного диапазона 800…1200 МГц (fc=1000 МГц, Kf=0,4) и ширине частотного канала BS=0,2 МГц объем одномерного ресурса N(1)=2000 каналов, а с введением ротации поляризации с параметром m=20 и при δf0=BS объем двумерного ресурса N(2)=500000 каналов. При этом увеличение объема частотного ресурса составляет β=250 раз.For example, for a conventional range of 800 ... 1200 MHz (f c = 1000 MHz, K f = 0.4) and a frequency channel width B S = 0.2 MHz, the volume of a one-dimensional resource N (1) = 2000 channels, and with the introduction of polarization rotation with parameter m = 20 and 0 when δf = B S dimensional volume resource N (2) = 500000 channels. Moreover, the increase in the frequency resource volume is β = 250 times.

С учетом возможности существования сигналов с разным направлением вращения вектора поляризации множество допустимых значений частоты ротации удвоится за счет появления отрицательных частот. В таком случае значения объема двумерного частотного ресурса N(2) и соответствующего коэффициента увеличения β, вычисленные по (6) и (8), также следует увеличить в 2 раза.Given the possibility of the existence of signals with different directions of rotation of the polarization vector, the set of permissible values of the rotation frequency will double due to the appearance of negative frequencies. In this case, the values of the volume of the two-dimensional frequency resource N (2) and the corresponding increase coefficient β, calculated from (6) and (8), should also be doubled.

Claims (2)

1. Способ увеличения объема частотного ресурса, включающий введение в формируемое излучающей антенной используемое электромагнитное поле радиосигналов с ротацией вектора поляризации, частота которой не превышает значения несущей частоты.1. A method of increasing the volume of the frequency resource, including introducing into the used electromagnetic field the used electromagnetic field of radio signals with rotation of the polarization vector, the frequency of which does not exceed the value of the carrier frequency. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что ротация вектора поляризации реализуется путем перемножения исходного радиосигнала несущей частоты на два гармонических сигнала с выбранной наперед частотой вращения вектора поляризации, отличающиеся друг от друга по фазе на π/2, и запитки полученными в результате перемножения сигналами двух ортогональных диполей, имеющих общий фазовый центр. 2. The method according to p. 1, characterized in that the rotation of the polarization vector is implemented by multiplying the original radio signal of the carrier frequency by two harmonic signals with the selected rotation frequency of the polarization vector, which differ from each other in phase by π / 2, and powering the result multiplication by signals of two orthogonal dipoles having a common phase center.
RU2013153855/08A 2013-12-04 2013-12-04 Method of increasing amount of frequency resource RU2571409C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013153855/08A RU2571409C2 (en) 2013-12-04 2013-12-04 Method of increasing amount of frequency resource

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013153855/08A RU2571409C2 (en) 2013-12-04 2013-12-04 Method of increasing amount of frequency resource

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2013153855A RU2013153855A (en) 2015-06-10
RU2571409C2 true RU2571409C2 (en) 2015-12-20

Family

ID=53285242

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2013153855/08A RU2571409C2 (en) 2013-12-04 2013-12-04 Method of increasing amount of frequency resource

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2571409C2 (en)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3760274A (en) * 1971-10-13 1973-09-18 Us Army Modulation of polarization orientation and concurrent conventional modulation of the same radiated carrier
US6204810B1 (en) * 1997-05-09 2001-03-20 Smith Technology Development, Llc Communications system
WO2005006585A1 (en) * 2003-07-14 2005-01-20 Shihai Lu Arranging antenna method of polarization base station in wireless system
US20100303127A1 (en) * 2009-05-26 2010-12-02 Nippon Soken, Inc. Vehicle compartment wireless communications apparatus
US20110032159A1 (en) * 2009-08-04 2011-02-10 Min-Chung Wu Antenna Apparatus with Adaptive Polarization Switching Function
US20120189078A1 (en) * 2011-01-25 2012-07-26 Electronics And Telecommunications Research Institute Dual polarization antenna and method for transmitting and receiving signal using the same

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3760274A (en) * 1971-10-13 1973-09-18 Us Army Modulation of polarization orientation and concurrent conventional modulation of the same radiated carrier
US6204810B1 (en) * 1997-05-09 2001-03-20 Smith Technology Development, Llc Communications system
WO2005006585A1 (en) * 2003-07-14 2005-01-20 Shihai Lu Arranging antenna method of polarization base station in wireless system
US20100303127A1 (en) * 2009-05-26 2010-12-02 Nippon Soken, Inc. Vehicle compartment wireless communications apparatus
US20110032159A1 (en) * 2009-08-04 2011-02-10 Min-Chung Wu Antenna Apparatus with Adaptive Polarization Switching Function
US20120189078A1 (en) * 2011-01-25 2012-07-26 Electronics And Telecommunications Research Institute Dual polarization antenna and method for transmitting and receiving signal using the same

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
А.В. КАШИН Слабонаправленные ДН бортовых антенн В: Региональная XII конференция по распространению радиоволн. Научное издание. Тезисы докладов региональной XII конференции по распространению радиоволн. Санкт-Петербург, 2006. *

Also Published As

Publication number Publication date
RU2013153855A (en) 2015-06-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104486015B (en) Marine electromagnetic space frequency spectrum situation construction method and system
Wu et al. UCA-based orbital angular momentum radio beam generation and reception under different array configurations
Arnaut et al. Probability distribution of the quality factor of a mode-stirred reverberation chamber
CN104111465B (en) The estimator of continuous wave CO_2 laser signal, method of estimation, arrester and removing method
Franceschetti et al. The degrees of freedom of wireless networksvia cut-set integrals
Pan et al. Application of dipole-moment model in EMI estimation
Yuan et al. Energy efficient network localisation using hybrid TOA/AOA measurements
RU2571409C2 (en) Method of increasing amount of frequency resource
Lakhtakia et al. An iterative extended boundary condition method for solving the absorption characteristics of lossy dielectric objects of large aspect ratios
Fricke et al. A model for the reflection of terahertz signals from printed circuit board surfaces
Lager et al. Loop-to-loop pulsed electromagnetic field wireless signal transfer
Hansen Exact Gaussian-beam theory for outgoing and standing spherical waves: Application to transmitting and receiving antennas
Murano et al. A new immunity test method
Fan et al. Source pulse optimizations for UWB radio systems
CN118075769A (en) Information sending method, information receiving method, information sending device, information receiving device and related equipment
Eras et al. Measurements and modeling for indoor environments analysis at 10 GHz for 5G
Tokgöz Prediction of co-site interference between aperture antennas on a faceted convex surface
Zhao et al. Human exposure to mmWave phased array antennas in mobile terminal for 5G mobile system
BARAN et al. Modeling of the phase noise in space communication systems
Kusnins et al. Performance Estimation for RF Wireless Power Transfer under Real-Life Scenario
Ali et al. Body area networks at radio frequencies: Creeping waves and antenna analysis
US20190305603A1 (en) Method for designing signal waveforms
Sobot et al. Radio Receiver Architecture
Hu On the Influence of Scattering From a Power-pole on an Airport Radar
Muñoz-Acevedo et al. Antenna measurement system at 300 GHz for the terasense project

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20161205