Устройство, о котором рассказывается в этой статье, решает две задачи. Во-первых, оно позволяет к одной антенне подключить несколько пользователей, а во-вторых, дает возможность принимать на одну антенну программы, которые ИC3 передает с разными поляризациями.
Как известно, в одном частотном диапазоне спутникового непосредственного вещания (СНВ) передаются сигналы как с вертикальной, так и с горизонтальной поляризацией. Их можно принимать на одну антенну, дополнив ее ортомодовыми конвертерами с раздельными выходами вертикальной и горизонтальной поляризации.
Такое устройство можно самостоятельно изготовить из двух простых конвертеров с прямоугольным волноводом, стоимость которых на рынках СНГ в настоящее время 3...5 долл.
Ортомодовый расщепитель состоит из трех деталей: входного волновода круглого сечения с волноводно-коаксиальными переходами и двух волноводов прямоугольного сечения с фланцами для подключения конвертеров вертикальной и горизонтальной поляризаций. Во входной волновод (рис. 1) круглого сечения диаметром 19 мм установлены зонды, расположенные под углом 90o друг относительно друга.
Падающая волна вертикальной или горизонтальной поляризации, попадая в волновод круглого сечения, наводит на погружной части соответствующего зонда ЭДС, которая по коаксиальной линии передается на излучающую часть зонда, выполненную в виде цилиндра диаметром 4 мм, напаянного на конец штыря зонда. Погружной зонд V (для сигналов вертикальной поляризации) установлен на расстоянии 9 мм от торцевой стенки круглого волновода и располагается параллельно силовым линиям электрического поля падающей электромагнитной волны с вертикальной поляризацией, в результате чего на нем наводится ЭДС. Относительно волны с горизонтальной поляризацией штырь V расположен перпендикулярно силовым линиям электрического поля, и ЭДС на нем не наводится.
Для погружного зонда Н (т. е. сигналов горизонтальной поляризации) наблюдается обратная картина электромагнитного поля: на нем наводится ЭДС только от волны с горизонтальной поляризацией. Таким образом, происходит расщепление двух связанных волн с вертикальной и горизонтальной поляризациями.
Излучающие части зондов находятся внутри двух прямоугольных волноводов (рис. 2), прикрепленных винтами М2,5 к боковым граням круглого волновода.
Причем один из волноводов изогнут под углом 90" в соответствии с рис. 3.
Излучающие части зондов устанавливают на расстоянии 7,5 мм от торцевой стенки прямоугольных волноводов. Таким образом, осуществляется излучение электромагнитной волны Н10 в прямоугольном волноводе. Для лучшего согласования с прямоугольным волноводом и увеличения широкополосности коаксиальноволноводного перехода излучающая часть зонда выполнена с согласующим коаксиальным трансформатором сопротивлений в виде латунного цилиндра диаметром 4 мм, длиной 2,2 мм и припаянного к концу штыря погружного зонда.
К собранному волноводному устройству подключены два конвертера СНВ диапазона 10,9... 11.7 ГГц (10,7...12,05 ГГц) с прямоугольными волноводами размерами 9,5 x 19 мм. Внешний вид собранного ортомодового конвертера с независимыми выходами вертикальной и горизонтальной поляризаций приведен на рис. 4.
Для подключения подобного конвертера к антенне могут быть использованы облучатели для прямофокусной или офсетной антенн, аналогичные приведенным на рис. 6 и 7 в статье "Конвертер СТВ" ("Радио", 1999, № 3, с. 8; № 4, с. 14).
Для уменьшения коэффициента шума конвертеров в их усилителях СВЧ транзисторы входных каскадов были заменены на транзисторы ATF36077 фирмы Hewlett Packard. Это позволило достигнуть коэффициента шума около 0,7 дБ при использовании конвертеров с начальным коэффициентом шума 1,1...1,5 дБ.
Установленный на антенне ортомодовый конвертер (рис. 5) с выходами V и Н поляризации (А1, А2) коаксиальными кабелями РК75-4 подключают к делителям мощности (A3, А4).
В качестве делителей мощности на три канала использованы трансформаторные делители ALDA 1...1250 МГц (A3, А4), применяемые для деления мощности в дециметровом диапазоне. Измерения показали, что при использовании данных делителей в диапазоне 0,9...1,8 ГГц коэффициент отражения входа делителей не превышает 0,3, что считается вполне приемлемым для систем СНВ.
Выходы 1, 2 и 3 делителей мощности A3 и А4 подключают коаксиальным кабелем РК75-4 к входам коммутаторов сигналов СНВ (А5, А6, А7). Схема коммутатора (все три идентичны) приведена на рис. 6. Коммутация входных сигналов Н и V поляризаций, подключенных к разъемам XW1, XW2, осуществляется переключением напряжения питания конвертеров с 13 на 18 В. При поступлении на разъем XW3 напряжения питания +13 В стабилитроны VD1 и VD2 закрыты и падение напряжения на резисторе R1 равно нулю. Транзисторы VT1 и VT2 при этом закрыты, и напряжение на входе XW1 равно нулю.
Коммутационный диод VD6 закрыт, и падающая волна с входа XW1 на выход XW3 не поступает. Так как транзистор VT3 также закрыт, транзисторы VT4 и VT5 открыты и с коллектора транзистора VT5 через защитный диод VD4 напряжение +12 В поступает на разъем XW2 питания конвертера вертикальной поляризации. Диод VD5 при этом открывается и сигнал промежуточной частоты (ПЧ) с выхода конвертера V поляризации через конденсатор С2 и открытый диод VD5 поступает на разъем XW3 и далее на вход тюнера СТВ. При переключении напряжения питания на +18 В стабилитроны VD1 и VD2 открываются и на резисторе R1 появляется напряжение +3 В. Транзисторы VT1, VT2 и VT3 открываются, a VT4 и VT5 закрываются. На вход XW1 поступает напряжение +17 В питания конвертера Н поляризации. Коммутационный диод VD5 закрывается, а диод VD6 открывается, и сигнал ПЧ конвертера Н поляризации через конденсатор С1 и диод VD6 поступает на выход XW3 и далее - на вход тюнера СТВ.
Устройство коммутации сигналов ПЧ конвертеров V и Н поляризаций выполнено на печатной плате из одностороннего фольгированного стеклотекстолита толщиной 1,5 мм (рис. 7) и помещено в металлический экран из луженой латуни, на боковых стенках которого закреплены разъемы XW1, XW2, XW3 типа F75 для подключения тюнера и делителей мощности A3, А4. Дроссели L1 - L5 представляют собой бескаркасные катушки с внутренним диаметром 2 мм, намотанные отрезком провода ПЭЛ 0,15 длиной 80 мм. Конденсаторы С1 и С2 - типа КД1, C3 - типа КМ-5, КМ-6. Резисторы - МЛТ-0,125. Кроме указанных типов транзисторов, можно применить следующие: вместо КТ3102ВМ - КТ315Б1, КТ342БМ; вместо КТ502БМ и КТ502ВМ - КТ814А, КТ814Б, КТ814В, КТ816А, КТ816Б, КТ816В, КТ873А, КТ873Б; вместо диодов КД514А применимы КД512А или КА517А. Два стабилитрона КС175А вполне заменимы одним стабилитроном КС515А1 в стеклянном корпусе.
Налаживание ортомодового расщепителя сводится к подбору длины погружных частей зондов коаксиальноволноводных переходов. На рис. 1 приведена максимальная длина штырей. При настройке перехода штыри, погруженные в круглый волновод, постепенно укорачиваются на 0,5...1 мм до получения наилучшего качества изображения на канале с самым низким уровнем сигнала.
Настройка коммутатора (рис. 6) сводится к подбору стабилитронов VD1, VD2 так, чтобы порог переключения компаратора составлял 15 В.
Автор: В.Жук, г.Минск, Белоруссия