Способ взаимного преобразования вихревой поперечно-векторной электромагнитной волны в безвихревую продольно-скалярную электромагнитную волну и устройство его реализации Российский патент 2023 года по МПК H04B13/00 H01Q13/00 

Данное изобретение относится к области радиотехники, в частности к преобразователям электромагнитных волн фидерного тракта и может найти применение в радиоприборостроении, в медицинском приборостроении, в приборах электромагнитной гипертермии и электромагнитных аппликаторах, в антенной технике, в задачах электромагнитной совместимости (ЭМС).

В настоящее время вся техника СВЧ антенно-фидерного тракта построена на вихревых поперечно-векторных (ВПВ) электромагнитных волнах (ЭМВ), к которым относятся электрические ВПВ неполяризованные ЭМВ волны типа ТЕМ (коаксиальная линия, двухпроводная линия, полосковая линия) и ВПВ поляризованные ЭМВ волноводного Е и Н типа [1, 2].

В последнее время появились публикации, посвященные вопросам формирования продольных электромагнитных волн (ПЭМВ) и безвихревых продольно-скалярных (БПС) неполяризованных ЭМВ, прикладным вопросам возможности использования их в различных технических задачах, а также доказано, что БПС ЭМВ способны служить физическим (материальным) носителем перцептивной информации, в том числе - биоинформации [3, 4, 5].

Известные способы формирования БПС ЭМВ по технической реализации можно условно разделить на два направления: первое направление - непосредственная генерация БПС ЭМВ с помощью генераторов, что технически достаточно сложно и такие генераторы широкого применения на практике не находят; второе направление - формирование БПС ЭМВ путем пространственного суммирования двух ВПС ЭМВ без возможности обратного преобразования.

БПС ЭМВ относятся к неполяризованным ЭМВ и в плосковолновом приближении векторы напряженности электрического и магнитного полей в БПС ЭМВ ориентированы коллинеарно вектору потока плотности электромагнитной энергии.

ВПВ ЭМВ по поляризации делятся на два вида: неполяризованные ЭМВ типа ТЕМ и поляризованные ЭМВ волноводного типа, при этом преобразования ЭМВ подразделяются на преобразования на устройствах фидерного тракта или в пространстве объемного резонатора или в свободном пространстве.

С учетом выше сказанного следует, что электродинамические свойства ВПВ ЭМВ существенно отличаются от БПС ЭМВ, а также отличаются условия преобразования ВПВ ЭМВ в БПС ЭМВ, то в результате таких преобразований не происходит полного преобразования ВПВ ЭМВ в БПС ЭМВ и, следовательно, имеет место общая смешанная продольно-поперечная ЭМВ, состоящая из БПС ЭМВ и ВПВ ЭМВ в определенных пропорциях.

Известен способ взаимного преобразования неполяризованной ВПВ ЭМВ типа ТЕМ в БПС неполяризованную ЭМВ и обратно, а направление преобразования зависит от того, какая ЭМВ является первичной [6].

Преобразователь ВПВ неполяризованной ЭМВ типа ТЕМ, в данном техническом решении, представляет из себя металлический конусообразный осе-симметричный рефлектор, вершиной установленный на внешний проводник коаксиальной линии, при этом центральный проводник отрезка коаксиальной линии передачи размещенный внутри конусообразного рефлектора со стороны его вершины, является возбудителем, осуществляющим формирование ВПВ неполяризованной электрической ЭМВ типа ТЕМ внутри конусообразного рефлектора. Преобразование осуществляется следующим образом: первичный поверхностный ток проводимости I_п, протекающий по проводнику возбудителя, возбуждает электрический вектор поля Е_п поперечной ЭМВ, который на внутренней поверхности конусообразного рефлектора возбуждает вторичный ток проводимости I_в параллельный продольной оси раскрыва конусообразного осесимметричного рефлектора, который в свою очередь возбуждает два вектора электрического поля где первый вектор электрического поля параллелен продольной оси конусообразного рефлектора, а второй - ортогонален ей. При этом векторы составляющие электрические поля ориентированы одинаково, а векторы составляющие электрические поля - ориентированы встречно. В силу суммарного взаимодействия всех составляющих вектора электрического поля на апертуре конусообразного рефлектора, ориентированного параллельного продольной оси с направлением движения энергии в том же направлении - соответствует излучению БПС неполяризованной ЭМВ. В обратном режиме, когда осуществляется прием БПС неполяризованной ЭМВ, -преобразования зеркальные.

В данном способе полного прямого и обратного преобразования ЭМВ, внутри конусообразного рефлектора, не происходит, поэтому имеет место общая смешанная продольно-поперечная ЭМВ. Кроме того, на уровень преобразования сказывается точность выполнения внутренней поверхности конусообразного осесимметричного рефлектора. Наличие дефектов (искажение поверхности) приводит к искажению вторичного тока проводимости 1_в на внутренней поверхности конусообразного осесимметричного рефлектора, а именно к нарушению параллельности его продольной оси, что приводит к возбуждению ВПВ неполяризованной электрической ЭМВ высшего порядка и как следствие увеличение потерь на преобразование.

Известны способы «дальнодействующего» однонаправленного формирования БПС неполяризованной ЭМВ Е-типа в локальной дальней (волновой) области пространства с помощью пространственного суммирования двух разнесенных в свободном пространстве когерентных излучателей (антенн) ВПВ поляризованных ЭМВ волноводного типа с одинаковой линейной поляризацией.

Например, известен способ однонаправленного формирования БПС неполяризованной ЭМВ с помощью излучения двух скрещенных волноводов, в результате в дальней (волновой) зоне достигается компенсация поперечной магнитной компоненты ЭМВ и создание одной электрической компоненты вдоль направления распространения ЭМВ, т.е. БПС неполяризованной электрической ЭМВ Е-типа.

Например, известен способ однонаправленного формирования БПС неполяризованной ЭМВ с помощью излучения двух зеркальных антенн. Благодаря возможности создания достаточно узких диаграмм направленности главного лепестка и с низким уровнем боковых лепестков и устанавливая разнесенную базу между антеннами можно формировать дальнюю зону образования БПС неполяризованной ЭМВ [7, 8, 9].

Например, известен способ формирования БПС неполяризованной ЭМВ с помощью ВПВ с круговой поляризацией ЭМВ [10].

Например, известна антенн излучения и приема продольно-скалярных электромагнитных волн [11].

В данном техническом решении рассмотрен метод приема на линейную монопольную антенну, которая способная обеспечить излучение и прием БПС неполяризованных ЭМВ антенной.

Монопольная антенна представляет собой несимметричный вибратор, выполненный на основе отрезка коаксиальной линии передачи. Излучателем является центральный проводник коаксиальной линии с четвертьволновым короткозамыкающим коаксиальным шлейфом (стаканом) на внешнем проводнике, обеспечивающим симметрирование поверхностного тока.

Монопольная антенна, в виде несимметричного вибратора, выполняется полностью экранированным медным экраном, что позволяет экранировать антенну от влияния ВПВ поляризованных ЭМВ, в то время для БПС неполяризованных ЭМВ - экран прозрачен.

Возможно синтезирование БПС неполяризованной ЭМВ из двух ВПВ поляризованных ЭМВ осуществляется посредством подключения к одному источнику ЭМВ (генератору) двух разнодлинных фидерных линий (волноводов, коаксиала), различающихся на половину длины волны, т.е. формируются две противофазные ВПВ ЭМВ которые суммируются. В результате суммирования формируется БПС ЭМВ.

Известно устройство синтезирования БПС неполяризованной ЭМВ из двух ВПВ поляризованных ЭМВ для излучения БПС неполяризованной ЭМВ [12], содержащее два отрезка идентичных прямоугольных волновода установленных вплотную друг к другу узкими стенками, электрическая длина одного волновода относительно другого волновода отличается на половину центральной длины волны в волноводе.

Коаксиально-волноводные возбуждающие элементы установлены на одних концах волноводов, другие открытые концы волноводов торцами расположены в одной плоскости и через обратный рупор соединены с одним концом отрезка суммирующего волновода прямоугольного поперечного сечения, аналогичного поперечному сечению прямоугольных волноводов, другой конец суммирующего волновода соединен с прямоугольным Н - плоскостным секто-риальным рупором, аналогичным обратному рупору, являющийся излучателем (излучающей антенной).

Недостатком данного технического решения является: - возможность формировать только режим излучения БПС неполяризованных ЭМВ, при этом режим приема БПС ЭМВ невозможен.

Наиболее близким техническим решением-прототипом является устройство для излучения БПС неполяризованных ЭМВ [13], содержащее соединение трех отрезков коаксиальных кабелей, при этом первый отрезок коаксиального кабеля одним концом подключен к генератору ВПВ неполяризованных ЭМВ типа ТЕМ, а другим концом первый отрезок коаксиального кабеля подключен к входному каналу первого коаксиального трехдецибельного тройника, с неразвязанными выходными каналами, выполняющего функцию равноамплитудного синфазного делителя, причем второй и третий разнодлинные отрезки коаксиальных кабелей, различающиеся по длине третьего от второго на половину центральной длины волны рабочего диапазона, одними концами подключены к неразвязанным выходным каналам первого коаксиального трехдецибельного тройника, при этом другие концы второго и третьего отрезков коаксиальных кабелей подключены к двум входным не развязанным каналам второго коаксиального трехдецибельного тройника, идентичного первому тройнику, выполняющего функцию сумматора, причем к выходному каналу второго коаксиального тройника подключен одним концом четвертый отрезок коаксиального кабеля, второй конец которого подключен к диэлектрической стержневой антенне конической формы.

В излучающем устройстве во втором коаксиальном трехдецибельном тройнике второй и третий отрезки коаксиальных кабелей соответственно двух ВПВ неполяризованных ЭМВ типа ТЕМ с противофазными и противонаправленными векторами напряженности электрических и магнитных полей сводятся в общую ЭМВ, характеризуемую электрическим и магнитным нуль-векторами.

Образование нуль-векторной ситуации в условиях сохранения действенности электрического и магнитного полей является теоретическим признаком практической реализации симметрийно-физического перехода в ходе образования общей ЭМВ.

Геометрическое суммирование равных противонаправленных электрических и магнитных векторов напряженности поля дает в итоге интерференционные нуль-векторы. Подчиняясь фундаментальному принципу суперпозиции полей, общая ЭМВ в нуль-векторной ситуации утрачивает традиционные поляризационную (поперечно-векторную) и структурную (вихревую) характеристики.

В рамках идеи о симметрийно-физическом переходе иррациональная нуль-векторная ситуация в суммарном поле переходит в реальную БПС ЭМВ. По определению градиент продольно ориентированного неоднородного скалярного поля есть продольно ориентированный вектор.

В плосковолновом приближении векторы напряженности электрического и магнитного полей в БПС ЭМВ ориентированы в открытом пространстве коллинеарно вектору потока плотности электромагнитной энергии.

Недостатком данного технического решения является:

- возможность одностороннего преобразования ВПВ неполяризованной ЭМВ в БПС неполяризованную ЭМВ, обратного преобразования нет;

- каналы коаксиальных трехдецибельных тройников не развязаны т.е. имеет место взаимная связь между ними, в результате этого происходит не равноамплитудное деление и с фазовыми искажениями ЭМВ, что в дальнейших приводит к не полному преобразованию ВПВ неполяризованных ЭМВ в БПС неполяризованные ЭМВ, а это приводит к смешанному волновому режиму в фидерном тракте т.е. режиму продольно-поперечных ЭМВ;

- отсутствуют элементы согласования каждого канала фидерного тракта по амплитуде и фазе;

- отсутствуют элементы регулирования уровня преобразования ВПВ неполяризованных ЭМВ в БПС неполяризованные ЭМВ.

Технической задачей данного изобретения является:

- создание способа взаимного преобразования ВПВ неполяризованной ЭМВ в БПС неполяризованную ЭМВ и устройство его реализации, который в прямом направлении преобразует входную ВПВ неполяризованную ЭМВ типа ТЕМ в выходную БПС неполяризованную ЭМВ, в обратном направлении преобразование входной БПС неполяризованной ЭМВ в выходную ВПВ неполяризованную ЭМВ типа ТЕМ, что позволяет использовать штатный фидерный тракт и соответственно штатное радиотехническое оборудование;

- в режиме прямого направления преобразования получить на выходе БПС неполяризованную ЭМВ при осуществлении на выходе полного устранения ВПВ неполяризованной ЭМВ;

- в режиме обратного направления преобразования получить на выходе ВПВ неполяризованную ЭМВ при полном устранении БПС неполяризованной ЭМВ.

Технический результат достигается тем, что способ взаимного преобразования, в прямом направлении преобразования входной ВПВ неполяризованной ЭМВ типа ТЕМ в выходную БПС ЭМВ, в обратном направлении преобразование входной БПС ЭМВ в выходную ВПВ неполяризованную ЭМВ типа ТЕМ, при этом в прямом и обратном направлениях преобразования функциональные операции, выполняемые функциональными элементами, кроме взаимных, меняют функциональные свойства, причем функциональные элементы и фидерный тракт выполняются на линиях передачи волны типа ТЕМ, при этом в прямом направлении преобразования ВПВ неполяризованного поля ЭМВ типа ТЕМ в поле БПС неполяризованной ЭМВ происходит в следующей последовательности:

- осуществляется деление/суммирование входного сигнала ВПВ неполяризованного поля ЭМВ типа ТЕМ, который с входного/выходного коаксиального соединителя поступает на входной/выходной канал делителя сигнала двухканального по выходу/входу с развязанными каналами, на выходных/входных каналах которого формируется два равноамплитудных синфазных сигнала ВПВ неполяризованного электромагнитного поля ЭМВ типа ТЕМ;

- осуществляется формирование из двух равноамплитудных синфазных сигналов ВПВ неполяризованного электромагнитного поля ЭМВ типа ТЕМ поступающих с делителя/сумматора на один и другой вход двухканального по входу и выходу блока взаимного фазоинвертора, которые в блоке двухканального взаимного фазоинвертора преобразуются в выходной опорный и выходной противофазный каналы ВПВ неполяризованного электромагнитного поля ЭМВ типа ТЕМ с постоянной разностью фаз 180° между опорным и противофазными каналами с противонаправленными векторами напряженности электрических и магнитных полей соответственно;

- осуществляется амплитудная корректировка и фазовая корректировка сформированных сигналов ВПВ неполяризованного электромагнитного поля ЭМВ типа ТЕМ с противонаправленными векторами напряженности электрического и магнитного полей опорного канала и противофазного канала, проходными взаимными управляемыми фазо-амплитудным корректором опорного канала и фазо-амплитудным корректором противофазного канала соответственно, причем критериями регулировки являются равенства величин амплитуд опорного канала и противофазного канала и разности фаз 180° между опорным каналом и противофазным каналом;

- осуществляется в двухканальном по входу/выходу и одноканальном по выходу/входу блоке геометрического векторного полеволнового противофазного наложения/разложения когерентное геометрическое векторное наложение/разложение двух фаза-амплитудно скорректированных противофазных ВПВ неполяризованного электромагнитного поля ЭМВ типа ТЕМ с противонаправленными векторами напряженности электрического и магнитного полей соответственно сигнала опорного канала на сигнал противофазного канала

- осуществляется в одноканальном по входу/выходу блоке полеволнового нуль-векторного суммирования геометрическое векторное суммирование наложенных ВПВ неполяризованных электромагнитных полей ЭМВ типа ТЕМ с противонаправленными векторами напряженности электрического и магнитного полей, обеспечивая формирование по всему периоду колебательного процесса интерференционные электрические и магнитные ноль - векторы, суммарное поле которых переходит в реальную безвихревую продольно-скалярную (БНП) неполяризованную ЭМВ;

- осуществляется контроллером уровня полеволнового нуль-векторного суммирования регистрация полноты формирования БПС неполяризованной ЭМВ, заключающаяся в определении наличия в выходной БПС неполяризованной ЭМВ, сформированной геометрическим векторным полеволновым противофазным наложением/разложением и полеволновым нуль-векторным суммированием, составляющих непреобразованных неполяризованных ВПВ электромагнитных полей ЭМВ типа ТЕМ, при этом сформированная неполяризованная БПС ЭМВ проходит без взаимодействия с контроллером уровня нуль-векторного преобразования;

- осуществляется по выявленной составляющей непреобразованных ВПВ неполяризованных электромагнитных полей ЭМВ типа ТЕМ, контроллером уровня полеволнового нуль-векторного суммирования выдается команда на программатор, который по программе минимаксной оптимизации параметра амплитудного согласования опорного и противофазного каналов и параметра разности фаз 180° между опорным и противофазным каналами, блоком управления опорного канала и блоком управления противофазного канала, управляет перестраиваемыми фаза - амплитудным корректором опорного канала и фаза -амплитудным корректором противофазного канала ВПВ неполяризованных электромагнитных полей ЭМВ типа ТЕМ, соответственно, причем цепочка параллельно-последовательно соединенных фаза - амплитудный корректор опорного канала и фаза - амплитудный корректор противофазного канала, блок геометрического векторного полеволнового противофазного наложения/разложения, блок полеволнового нуль-векторного суммирования, контроллер уровня полеволнового нуль-векторного суммирования в совокупности формируют контур с обратной связью по минимизации уровня ВПВ неполяризованных электромагнитных полей ЭМВ типа ТЕМ и максимального уровня неполяризованной БПС ЭМВ;

- осуществляется дополнительное поглощение ловушкой - поглотителем непреобразованных контуром минимизации уровня ВПВ неполяризованных электромагнитных полей ЭМВ типа ТЕМ, при этом неполяризованная БПС ЭМВ проходит без взаимодействия с ловушкой-поглотителем и поступает на выходной/входной коаксиальный соединитель;

в обратном направлении преобразование поля неполяризованной БПС ЭМВ преобразуется в ВПВ неполяризованное электромагнитное поле ЭМВ типа ТЕМ происходит в следующей последовательности:

- входной сигнал БПС неполяризованной ЭМВ поступает на коаксиальный соединитель и без взаимодействия проходит через ловушку - поглотитель, через контроллером уровня полеволнового нуль-векторного суммирования, через блок полеволнового нуль-векторного суммирования и непосредственно поступает на вход блока геометрического векторного полеволнового противофазного наложения/разложения, в котором происходит геометрическое векторное полеволновое противофазное разложение БПС неполяризованной ЭМВ на две равноамплитудные и противофазные ВПВ неполяризованные ЭМВ типа ТЕМ с противонаправленными векторами напряженности электрических и магнитных полей, которые на выходных каналах блока геометрического векторного полеволнового противофазного разложения соответствуют опорному и противофазному каналам;

- осуществляется прохождения без взаимодействия сформированных в опорном и противофазном каналах равноамплитудных и противофазных ВПВ неполяризованных ЭМВ волн типа ТЕМ с противонаправленными векторами напряженности электрических и магнитных полей через фаза-амплитудный корректор опорного канала и фаза-амплитудный корректор противофазного канала соответственно;

- осуществляется формирование из двух равноамплитудных противофазных сигналов ВПВ неполяризованного электромагнитного поля ЭМВ типа ТЕМ с противонаправленными векторами напряженности электрических и магнитных полей опорного канала и противофазного канала при прохождении блока двухканального взаимного фазоинвертора на выходе опорного и противофазного каналов которого формируются синфазные равноамплитудные ВПВ неполяризованные электромагнитные поля ЭМВ типа ТЕМ с однонаправленными векторами напряженности электрических и магнитных полей;

- осуществляется суммирование на двухканальном по входу сумматоре с развязанными каналами двух синфазных равноамплитудных ВПВ неполяризованных электромагнитных поля ЭМВ типа ТЕМ с однонаправленными векторами напряженности электрических и магнитных полей, на выходе сумматора сформировано реальное ВПВ неполяризованное электромагнитное поле ЭМВ типа ТЕМ, которое поступает на коаксиальный соединитель.

Устройство, реализующее способ взаимного преобразования ВПВ ЭМВ в неполяризованную БПС ЭМВ предпочтительно должно выполняться на элементах антенно-фидерного тракта выполненных на основе симметричной экранированной печатной полосковой линии, что позволяет обеспечить однородную экранированную структуру для волны типа ТЕМ и исключить возможность возбуждения полосковых высших типов волн, а именно подповерхностных, поверхностных и объемных, и тем самым исключить внутри-объемные паразитные резонансы, кроме того обеспечивается высокая технологичность конструкции за счет возможности выполнения всего устройства на одной диэлектрической плате в едином технологическом цикле, при этом некоторые функциональные элементы и элементы тракта могут выполняться на коаксиальных линиях.

Например, блок деления/суммирования входного ВПВ неполяризованного электромагнитного поля ЭМВ типа ТЕМ с однонаправленными векторами напряженности электрических и магнитных полей может быть выполнен на основе симметричной экранированной полосковой линии с воздушным или диэлектрическим заполнением или на основе коаксиальной линии на основе трехдецибельного делителя мощности с развязанными выходными каналами [14].

Опорный и противофазный каналы двухканального взаимного фазоинвертора могут быть выполнены, например, на основе двух разнодлинных отрезках выполненных на основе коаксиальных линий передачи или на основе симметричной экранированной полосковой линии передачи с воздушным или диэлектрическим заполнением, различающихся по длине на половину центральной длины волны рабочего диапазона, что соответствует на выходе/входе фазоинвертора разности фаз опорного и противофазного каналов 180°.

Опорный и противофазный каналы двухканального взаимного фазоинвертора могут быть выполнены, например, на основе симметричной экранированной полосковой линии передачи с диэлектрическим заполнением, при этом опорный канал выполнен на основе полосковых направленных ответвителях с электромагнитной связью, которые в сумме формируют фазу сигнала 360°, при этом противофазный канал выполнен на основе отрезка аналогичной полоской линии электрической длины 540, которые формируют разность фаз опорного и противофазного каналов 180° [15, 16].

Управляемые фазо - амплитудный корректор опорного канала и фазо -амплитудный корректор противофазного канала выполнены на основе экранированной полосковых линиях с воздушным или диэлектрическим заполнением с коммутируемыми реактивными полосковыми шлейфами.

Коммутация полосковых шлейфов может быть выполнена, например электронным путем с помощью коммутационных полупроводниковых диодов или электромеханическим путем с помощью коммутируемых зондов. Управляющие команды поступают с контроллера уровня полеволнового нуль-векторного суммирования на программатор, который в свою очередь вырабатывает команды по критерию минимаксной оптимизации параметра амплитудного согласования (КСВ) и параметра разности фаз 180° между опорным и противофазными каналами, блок управления опорного канала и блок управления противофазного канала управляют перестраиваемыми фазо - амплитудным корректором опорного канала и фаза - амплитудным корректором противофазного канала неполяризованных ВПВ электромагнитных полей ЭМВ типа ТЕМ соответственно, что обеспечивают более полное полеволновое нуль-векторное суммирование противофазных неполяризованных ВПВ противонаправленных электрических и магнитных векторов напряженности поля волны типа ТЕМ в неполяризованную БСП ЭМВ с минимальным уровнем составляющих неполяризованных ВПВ ЭМВ, в данном случае являющихся паразитными. [14].

Контроллер уровня полеволнового нуль-векторного суммирования неполяризованной ВПВ ЭМВ связан через программатор с блоком управления опорного канала и блоком управления противофазного канала, которые в свою очередь управляют фаза - амплитудным корректором опорного канала и фаза - амплитудным корректором противофазного канала соответственно.

Причем контроллер уровня полеволнового нуль-векторного суммирования осуществляет контроль неполяризованной ВПВ ЭМВ только в режиме прямого направления преобразования.

В режиме обратного направления преобразования неполяризованной БПС ЭМВ не взаимодействует с контроллером уровня преобразования нуль-векторного суммирования. Поэтому, для согласованной работы устройства в режиме обратного направления преобразования, необходимо предварительно откалибровать устройство в режиме прямого направления преобразования.

Контроллер уровня преобразования нуль-векторного суммирования может быть выполнен, например на основе полоскового направленного ответвителя с электромагнитной связью.

Блок геометрического векторного полеволнового противофазного наложения/разложения может быть выполнен на основе симметричной экранированной полосковой области с воздушным или диэлектрическим заполнением, например в форме сектора круга, к дугообразной части которого подключены входной/выходной опорный и противофазный каналы, выходной/входной канал расположен на центральном радиусе сектора круга в вершине сектора круга и симметричен относительно центрального радиуса.

В полосковой области сектора круга блока геометрического векторного полеволнового противофазного наложения/разложения со стороны дугообразной части между входными/выходными опорным каналом и противофазным каналом может быть выполнен вырез конусообразной формы, основание которого расположено на дугообразной части сектора круга, причем продольная ось выреза конусообразной формы расположена на центральном радиусе сектора круга.

В основание зазора конусообразной формы блока геометрического векторного полеволнового противофазного наложения/разложения между боковыми кромками может быть установлен резистор.

Выполнение зазора конусообразной формы позволяет увеличить развязку между входными/выходными опорным и противофазным каналами, а включение резистора позволяет предотвращать возможные поперечные резонансы, которые являются паразитными.

Блок полеволнового нуль-векторного суммирования может быть выполнен, например в виде линии передачи или резонатора прямоугольной формы на основе симметричной экранированной полосковой области с воздушным или диэлектрическим заполнением.

Устранение не скомпенсированных в блоке полеволнового нуль-векторного суммирования неполяризованных ВПВ электромагнитных полей ЭМВ типа ТЕМ осуществляется последовательным включением в фидерный тракт проходной ловушки-поглотителя, при этом неполяризованная БПС ЭМВ проходит без взаимодействия с ловушкой-поглотителем. Ловушка-поглотитель может быть выполнен на отрезке коаксиального фидерного тракта с установленной внутри секцией из радиопоглощающего материала или на отрезке симметричной экранированной полосковой линии с установленным на ней радио-поглощающим материалом.

В фидерном тракте опорного канала и противофазного канала, в связи с не идеальным согласованием по амплитуде и не соответствия разности фаз 180° в каждом канале образуются стоячие ЭМВ, что неизбежно приводит к не полному полеволновому нуль-векторному суммированию противофазных неполяризованных ВПВ ЭМВ типа ТЕМ в блоке полеволнового нуль-векторного сумматора.

Практически, в блоке полеволнового нуль-векторного сумматора наряду с БПС ЭМВ имеется некоторое количество (порядка 15%-35%) неполяризованных ВПВ ЭМВ типа ТЕМ.

Поэтому при частичной нуль-векторного полеволнового суммирования общая электромагнитная энергия содержит неполяризованные ВПВ ЭМВ типа ТЕМ и БПС ЭМВ [17].

Изобретение поясняется следующими чертежами.

На фиг.1 - схематически представлена структурная схема устройства взаимного преобразования, в котором в режиме прямого преобразования входная неполяризованная ВПВ ЭМВ типа ТЕМ преобразуется в выходную неполяризованную БПС ЭМВ, при этом в режиме обратного преобразования входная неполяризованная БПС ЭМВ преобразуется в выходную неполяризованную ВПВ ЭМВ типа ТЕМ, содержащим функциональные элементами: двухканальный делитель/сумматор мощности, двухканальный взаимный фазоинвертор, проходной фаза -амплитудный корректор опорного канала, проходной фаза - амплитудный корректор противофазного канала, блок геометрического векторного полеволнового противофазного наложения/разложения, блок полеволнового нуль-векторного суммирования, контроллер уровня полеволнового нуль-векторного суммирования, программатор, блок управления опорного канала, блок управления противофазного канала, ловушка-поглотитель;

на фиг.2 - схематически представлена эквивалентная схема устройства взаимного преобразования фиг.1, делитель/сумматор мощности с развязанными плечами, двухканальный взаимный фазоинвертор на отрезках канализирующих линий, идентичные по конструкции фаза - амплитудный корректор опорного канала и фаза - амплитудный корректор противофазного канала, блок геометрического векторного полеволнового противофазного наложения/разложения выполненный в форме сектора круга, к дугообразной части которого подключены входной/выходной опорный и противофазный каналы, выходной/входной канал расположен на центральном радиусе сектора круга в вершине сектора круга и симметричен относительно центрального радиуса, полеволновой нуль-векторный сумматор выполнен в виде резонатора прямоугольной формы, контроллер уровня полеволнового нуль-векторного суммирования неполяризованной ВПВ ЭМВ типа ТЕМ выполнен на основе четвертьволнового направленного ответвителя с электромагнитной связью, проходной канал которого, с одной стороны, соединен с входом/выходом полеволнового нуль-векторного сумматора с другой стороны соединен с входом/выходом ловушкой-поглотителем, осуществляющая поглощение не преобразованных нуль-векторным сумматором неполяризованных ВПВ ЭМВ типа ТЕМ.

Принцип неполяризованных БПС ЭМВ базируется на основе теории «Безвихревой электродинамики». Формирование неполяризованных БПС ЭМВ путем противофазного наложения двух когерентных противовекторных ВПВ электромагнитных полей, обеспечивая тем самым формирование по всему периоду колебательного процесса интерференционные электрические и магнитные нуль-векторы.

Распространение идеи симметрично-физических переходов на полеволновой процесс позволяет предположить образование электромагнитных свойств у более симметричной ЭМВ. Как следует из анализа центрально-симметричной магнитостатики стационарные магнитные поля способны к симметризирующему наложению, сопровождаемому переходом от циркуляционного свойства к потенциальному в общем магнитном поле [18,19].

Результат симметризирующего наложения полей волнового процесса - две одинаковые поперечные с противонаправленными электрическими и магнитными векторами напряженности поля противофазные ЭМВ типа ТЕМ накладьшаются противофазно так, что векторы электрического и магнитного полей образуют в итоге геометрические нуль-векторы по всему периоду общего полеволнового процесса.

При противофазном наложении двух одинаковых ЭМВ, образующие в теоретическом описании геометрические нуль-векторы, свидетельствуют не о взаимной компенсации накладывающихся ЭМП, что нарушило бы принцип сохранения энергии, а лишь их исходные свойства. Таким образом теоретические нуль-векторы свидетельствуют об отсутствии у поля общей ЭМВ исходных поляризационных (поперечных) и структурных (вихревых) свойств [20, 21].

Согласно электродинамической модели, в свободном пространстве и в плосковолновом приближении векторы напряженности электрического и магнитного полей продольной ЭМВ взаимно коллинеарны и ортогональны плоскости ее фронта ЭМВ

Лучеподобный вектор S однозначно задает продольную ориентацию связанным с ним электрическому и магнитному векторам. Скалярные составляющие есть следствие заимствования модулей векторов от соответствующих геометрических нуль-векторов [21].

Способ и устройство его реализации формируются следующим образом.

Способ формирования и принцип работы устройства взаимного преобразования соответствует двум рабочим направлениям - прямому и обратному.

Прямое направление: входная неполяризованная ВПВ ЭМВ типа ТЕМ преобразуется в выходную неполяризованную БПС ЭМВ; обратное направление: входная БПС ЭМВ преобразуется в выходную неполяризованную ВПВ ЭМВ типа ТЕМ.

Оптимальным типом ЭМВ, на которой с большой эффективностью можно осуществить такой способ преобразования являются поперечные электрические волны типа ТЕМ, но не квази-ТЕМ. Такими линиями передачи являются - коаксиальная линия (менее технологичная требующая большое количество коаксиальных соединений) и симметричная экранированная печатная однородно-заполненная полосковая линия.

Наиболее оптимальным фидерным трактом является симметричная экранированная печатная однородно-заполненная полосковая линия и соответственно все функциональные элементы и фидерный тракт должны быть выполнены на основе симметричных экранированных печатных однородно-заполненных полосковых линиях передачи, при правильном конструировании которых гарантировано отсутствие условий для возбуждения высших типов волн, которые подразделяются на под поверхностные волны, поверхностные волны и объемные волны, а также структурных паразитных резонансов [1,22,23]. Кроме того, такие конструкции обладают высокой технологичностью и воспроизводимостью при тиражировании.

Принцип работы устройства в режиме прямого преобразования.

Входная неполяризованная ВПВ электрическая ЭМВ типа ТЕМ через коаксиальный соединитель (коаксиально-полосковый переход) 1 поступает на входной канал 2 трехдецибельного делителя мощности 3 с развязывающим резистором 4, на первом 5 и втором 6 выходных каналах формируются когерентные равноамплитудные синфазные неполяризованные ВПВ электрические ЭМВ типа ТЕМ с однонаправленными векторами напряженности электрических и магнитных полей.

Первый 5 и второй 6 выходные каналы трехдецибельного делителя мощности 3 соединены с опорным входным каналом 7 и с противофазным входным каналом 8 двухканального взаимного фазоинвертора 9 соответственно, или например, опорный и противофазный каналы взаимного фазоинвертора 9. Опорный 7 и противофазный 8 каналы фазоинвертора 9 могут быть выполнены, например на разнодлинных отрезках полосковой линии или коаксиальных линий с разностью длин на половину длины волны, или например опорный канал 7 фазоинвертора 9 может быть выполнен на основе полосковых направленных ответвителей с электромагнитной связью, формирующих фазу сигнала 360°, при этом противофазный канал 8 должен быть выполнен на отрезке аналогичной полоской линии электрической длины 540°, в результате этого формируется разность фаз между опорным и противофазным каналами 180°.

В результате на выходных каналах опорного 10 и противофазного 11 фазоинвертора 9 имеет место два неполяризованных ВПВ электромагнитных поля ЭМВ типа ТЕМ с разностью фаз 180° и с противонаправленными векторами напряженности электрических и магнитных полей соответственно. Выходной опорный канал 10 и выходной/входной противофазный канал 11 блока фазоинвертора 9 соединены с управляемыми фаза - амплитудным корректором 12 опорного канала 10 и фаза - амплитудным корректором 13 противофазного канала 11 соответственно.

Выходной/входной опорный канал 14 фаза - амплитудного корректора 12 опорного канала и выходной/входной 15 противофазного канала фаза - амплитудного корректора 13 соединены с входным/выходным опорным каналом 16 и входным/выходным противофазным каналом 17 двухканального блока 18 геометрического векторного полеволнового противофазного наложения/разложения, одноканальный выход/вход 19 которого соединен с входом 20 блока полеволнового нуль-векторного суммирования 21, где сложное электрическое и магнитное поле являющееся результатом противофазного наложения двух вихревых неполяризованных поперечно-векторных электромагнитных полей волны типа ТЕМ с противофазными и противонаправленными векторами напряженности электрических и магнитных полей в результате полеволнового нуль-векторного суммирования переходит в реальную неполяризованную структурно-безвихревую продольно - скалярную ЭМВ.

Неполяризованная структурно-безвихревая продольно-скалярная ЭМВ проходит контроллер уровня полеволнового нуль-векторного суммирования 22 без взаимодействия с ним.

Реально, в фидерном тракте опорного канала и противофазного канала, в связи с не идеальным согласованием по амплитуде и не соответствия разности фаз 180°, в каждом канале образуются стоячие ЭМВ типа ТЕМ (КСВ>1.0).

Контроллер уровня полеволнового нуль-векторного суммирования 22 неполяризованных ВПВ ЭМВ типа ТЕМ выявляет наличие этих волн и в режиме реального времени передает сигнал программатору 23, который по программе минимаксной оптимизации согласования и разности фаз выдает команды блоку управления опорного канала 24 и блоку управления противофазного канала 25, которые в свою очередь управляют фаза - амплитудным корректором опорного канала 12 и фаза - амплитудным корректором противофазного канала 13 соответственно.

Блок геометрического векторного полеволнового противофазного наложения/разложения может быть выполнен, например на основе симметричной экранированной печатной полосковой области в форме сектора 26 круга (фиг.2), на дугообразной части 27 которого расположены входные/выходные опорный 16 и противофазный 17 каналы, при этом выходной/входной канал 19, расположен на центральном радиусе 28 сектора 26 в вершине 29 сектора 26 круга и симметричен относительно центрального радиуса 28.

Контроллер 22 вихревых неполяризованных ВПВ ЭМВ типа ТЕМ может быть выполнен, например на полосковом направленном ответвителе с четвертьволновой электромагнитной связью.

Поскольку фаза - амплитудный корректором 12 опорного канала 10 и фаза - амплитудный корректором 13 противофазного канала элементы дискретные, то получить абсолютно полного согласования практически невозможно и обеспечить полного полеволнового нуль-векторного суммирования в сумматоре 21 противофазных неполяризованных ВПВ противонаправленных электрических и магнитных векторов напряженности поля волны типа ТЕМ также невозможно.

Для более полного устранения не скомпенсированных неполяризованных ВПВ ЭМВ после контроллера 22 неполяризованных ВПВ ЭМВ типа ТЕМ установлена ловушка-поглотитель 30 ВПВ ЭМВ типа ТЕМ, которая выполнена, например на основе проходного аттенюатора, при этом неполяризованная продольно - скалярно структурно-безвихревая ЭМВ проходит на выходной коаксиальный соединитель 31 без взаимодействия с ловушкой-поглотителем 30.

Таким образом сводится к минимуму смешанный режим в обоих направлениях преобразования.

Режим обратного преобразования осуществляется в обратной последовательности следующим образом.

Входная неполяризованная БПС ЭМВ через коаксиальный соединитель 31 без взаимодействия проходит ловушку - поглотитель 30, контроллер уровня полеволнового нуль-векторного суммирования, блок полеволнового нуль-векторного суммирования и поступает на вход 19 блока геометрического векторного полеволнового противофазного разложения 18.

Если на коаксиальный соединитель 31 поступает смесь состоящая из неполяризованной БПС ЭМВ и неполяризованной ВПВ ЭМВ, то большая часть ВПВ ЭМВ поглощается ловушкой - поглотителем 30 и оставшаяся часть через связанный канал направленного ответвителя 22 контроллера уровня полеволнового нуль-векторного суммирования поглощается в согласованной нагрузке 32, при этом практически не ухудшая общие характеристики фидерного тракта.

В блоке геометрического векторного полеволнового противофазного разложения 18 неполяризованная БПС ЭМВ раскладывается на две равноамплитудные и противофазные неполяризованные ВПВ ЭМВ типа ТЕМ с противонаправленными векторами напряженности электрических и магнитных полей, которые на выходных каналах блока геометрического векторного полеволнового противофазного разложения 18 соответствуют опорному каналу 16 и противофазному канал 17, которые без взаимодействия проходят через фазаамплитудный корректор опорного канала 12 и фаза-амплитудный корректор противофазного канала 13.

Два равноамплитудных противофазных сигнала неполяризованного ВПВ электромагнитного поля ЭМВ типа ТЕМ с противонаправленными векторами напряженности электрических и магнитных полей соответственно опорного канала 10 и противофазного канала 11 при прохождении блока двухканального взаимного фазоинвертора 9 на выходе опорного канала 7 и противофазного канала 8 формируются синфазные равноамплитудные неполяризованные ВПВ электромагнитные поля ЭМВ типа ТЕМ с однонаправленными векторами напряженности электрических и магнитных полей. В сумматоре 3 сигналы опорного канала 7 и противофазного канала 8 с блока двухканального взаимного фазоинвертора 9 суммируются и на выходе сумматора 3 получаем сформированное реальное неполяризованное ВПВ электромагнитное поле ЭМВ типа ТЕМ, которое поступает на выходной коаксиальный соединитель 1.

Источники информации

1. Парселл Э. Электричество и магнетизм. Берклеевский курс лекций по физике. Т.2М.: «Наука» 1984, с. 430.

2. А.Л. Драбкин, В.Л. Зузенко. Антенно-фидерные устройства. - М.: Сов. Радио, 1961.-815 с: ил.

3. «Продольные электромагнитные волны». - Библиография 1970-2020. (172 позиции). Отделение ГПНТБ СО РАН (Новосибирск) - Составитель Зарубин А.Н. [Электронный ресурс]: Режим доступа (http://prometeus.nsc.ru/partner/zarubin/waves.ssi, 2020).

4. Монография: «Абдулкеримов С.А., Ермолаев Ю.М., Родионов Б.Н. Продольные электромагнитные волны. Теория, эксперимент, перспективы применения. М.: МГУЛ (Московский государственный университет леса), 2003, - 171 с).

5. Книга 5. Часть 2-03: Колтовой Н.А. «Продольные волны» [Электронный ресурс]: Режим доступа (Koltovoy_prodolnye_volny.pdf-Adobe Reader, 2018.

6. Патент РФ «Способ излучения продольных электромагнитных радиоволн и антенны для его осуществления», №2310954 С1, кл. МКИ H01Q 13/00, 2007 г.

7. Протасевич Е.Т. Некоторые особенности взаимодействия электромагнитных волн ТЕ - и ТЕМ-типов с металлами. Радиотехника и электроника. М.: Изд-воРАН, т.48, 1988, №1, с.5-7.

8. Николаев Г.В., Протасевич Е.Т. «Формирование продольных электромагнитных волн как результат сложения поперечных электромагнитных волн»// Протасевич Е.Т. Электромагнитные волны. - Томск. 1998. - с. 79-85).

9. Ермолаев Ю.М. «Эффект преобразования двух СВЧ поперечных электромагнитных волн в продольную электромагнитную волну»// Электродинамика и техника СВЧ и КВЧ и оптических частот.- 2002. ТХ, вып.4(36). - с. 18-23).

10. Бутусов К.П. «Продольная волна в вакууме порождается «поперечной электромагнитной волной» поляризованной по кругу»// Фундаментальные проблемы естествознания: мат.междунар. научн. конг.- СПб, 1998. - с. 29).

11. Патент США «Systems, Apparatuses, and Methods for Generating and/or Utilizing Scalar-Longitudinal Waves», US №9306527 B1, МКП: H03H 2/00, H01Q 1/36, H04B 13/02, 2016).

12. (Патент РФ №2287212, «Устройство для излучения продольно-скалярных электромагнитных волн», кл. МКИ H01Q 13/02, 2006 г.),

13. (Основы безвихревой электродинамики. Рис. 10 | Контент-платформа Pandia.ru [Электронный ресурс]: Режим доступа (http://pandia.ru/text/78/588/92594.php),

14. Справочник по расчету и конструированию СВЧ полосковых устройств/ СИ. Ба-харев, В.И. Вольман, Ю.Н. Либ и др: под ред. В.И. Вольмана. - М.: Радио и связь, 1982. -328 с, ил.

15. В.М. Schiffman. A New Class of Broad-Band Microwave 90-Degree Phase Shifters. IRE Trans 1958 MTT-6IV №2 pp.232-237.

16. Вершинин И.М. СВЧ-инвертор на связанных линиях. Электронный ресурс]: Режим доступа: (technology.snauka.ru/2016/02/9596).

17. [Электронный ресурс]: Режим доступа: (https://referatbank.ru/referat/previem/11286/referat-prodomve-elektromagnitnye-volny.html).

18. Кузнецов Ю.Н. Основы безвихревой электродинамики. Часть 1. Потенциальное магнитное поле. [Электронный ресурс]: Режим доступа (https://works.doklad.ru/view/AzEkARSX93E/all.html.

19. Кузнецов Ю.Н. Теория продольных электромагнитных полей (безвихревая электродинамика). // «Журнал Русской Физической Мысли» (ЖРФМ), 1995, №1-6, стр. 99-113.

20. Кузнецов Ю.Н. Основы безвихревой электродинамики. Часть 2. Продольные электромагнитные волны. [Электронный ресурс]: Режим доступа (HTTPS://works.doklad.ru/view/WGwKpjuTSJY.html).

21. Кузнецов Ю.Н. Безвихревая электродинамика. Часть 3. Математическая модель. [Электронный ресурс]: Режим доступа (baza-referat.ru/Безвихревая _электродинамика_математическая_модель).

22. Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Теория поля. М.: «Наука» 1973 г.

23. Гвоздев В.П., Нефедов Е.И. Объемные интегральные схемы СВЧ. М.: «Наука» 1978 г.

Изобретение относится к области радиотехники. Технический результат - возможность взаимного преобразования в прямом и обратном направлении вихревой поперечно-векторной (ВПВ) электромагнитной волны (ЭМВ) в безвихревую продольно-скалярную (БПС) ЭМВ. Для этого предложен способ преобразования, который осуществляется делением входной ВПВ ЭМВ на два сигнала ВПВ волн, которые преобразуются в равноамплитудные выходной опорный и выходной противофазный, в управляемых фаза-амплитудном корректоре опорного канала и фаза-амплитудном корректоре противофазного канала критериями регулировки являются равенства величин амплитуд опорного канала и противофазного канала и разности фаз 180°, в блоке геометрического векторного полеволнового противофазного наложения осуществляется векторное наложение/разложение двух противофазных ВПВ волны с противонаправленными векторами напряженности электрического и магнитного полей, в блоке полеволнового нуль-векторного суммирования осуществляется суммирование наложенных ВПВ, обеспечивая формирование электрических и магнитных ноль-векторов, суммарное поле которых переходит в реальную БНП ЭМВ, определяется наличие не просуммированных ВПВ ЭМВ, затем осуществляется дополнительное поглощение ВПВ ЭМВ. 7 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Способ взаимного преобразования, в прямом направлении преобразования входной вихревой неполяризованной поперечно-векторной электромагнитной волны типа ТЕМ в выходную безвихревую продольно-скалярную электромагнитную волну, в обратном направлении преобразование входной безвихревой продольно-скалярной электромагнитной волны в выходную вихревую неполяризованную поперечно-векторную электромагнитную волну типа ТЕМ, при этом в прямом и обратном направлениях преобразования функциональные операции, выполняемые функциональными элементами, кроме взаимных, меняют функциональные свойства, причем функциональные элементы и фидерный тракт выполняются на линиях передачи волны типа ТЕМ, при этом в прямом направлении преобразования вихревого неполяризованного поперечно-векторного электромагнитного поля волны типа ТЕМ в поле безвихревой неполяризованной продольно-скалярной электромагнитной волны происходит в следующей последовательности:

- осуществляется деление входного сигнала вихревого неполяризованного поперечно-векторного электромагнитного поля волны типа ТЕМ, который с входного коаксиального соединителя поступает на входной канал делителя сигнала двухканального по выходу с развязанными каналами, на выходных каналах которого формируется два равноамплитудных синфазных сигнала вихревого неполяризованного поперечно-векторного электромагнитного поля волны типа ТЕМ;

- осуществляется формирование из двух равноамплитудных синфазных сигналов вихревого неполяризованного поперечно-векторного электромагнитного поля волны типа ТЕМ поступающих с делителя на один и другой вход двухканального по входу и выходу блока взаимного фазаинвентора, которые в блоке двухканального взаимного фазаинвентора преобразуются в выходной опорный и выходной противофазный каналы вихревого неполяризованного поперечно-векторного электромагнитного поля волны типа ТЕМ с постоянной разностью фаз 180° между опорным и противофазными каналами с противонаправленными векторами напряженности электрических и магнитных полей соответственно;

- осуществляется амплитудная корректировка и фазовая корректировка сформированных сигналов вихревого неполяризованного поперечно-векторного электромагнитного поля волны типа ТЕМ с противонаправленными векторами напряженности электрического и магнитного полей опорного канала и противофазного канала, проходными взаимными управляемыми фаза-амплитудным корректором опорного канала и фаза-амплитудным корректором противофазного канала соответственно, причем критериями регулировки являются равенства величин амплитуд опорного канала и противофазного канала и разности фаз 180° между опорным каналом и противофазным каналом;

- осуществляется в двухканальном по входу и одноканальном по выходу блоке геометрического векторного полеволнового противофазного наложения когерентное геометрическое векторное наложение двух фаза-амплитудно скорректированных противофазных вихревых неполяризованного поперечно-векторного электромагнитного поля волны типа ТЕМ с противонаправленными векторами напряженности электрического и магнитного полей соответственно сигнала опорного канала на сигнал противофазного канала;

- осуществляется в одноканальном по входу блоке полеволнового нуль-векторного суммирования геометрическое векторное суммирование наложенных вихревых неполяризованных поперечно-векторных электромагнитных полей волны типа ТЕМ с противонаправленными векторами напряженности электрического и магнитного полей, обеспечивая формирование по всему периоду колебательного процесса интерферационные электрические и магнитные ноль-векторы, суммарное поле которых переходит в реальную безвихревую неполяризованную продольно-скалярную электромагнитную волну;

- осуществляется контроллером уровня полеволнового нуль-векторного суммирования регистрация полноты формирования безвихревой неполяризованной продольно-скалярной электромагнитной волны, заключающаяся в определении наличия в выходной безвихревой неполяризованной продольно-скалярной электромагнитной волне сформированной геометрическим векторным полеволновым противофазным наложением и полеволновым нуль-векторным суммированием, составляющих непреобразованных вихревых неполяризованных поперечно-векторных электромагнитных полей волны типа ТЕМ, при этом сформированная безвихревая неполяризованная продольно-скалярная электромагнитная волна проходит без взаимодействия с контроллером уровня нуль - векторного преобразования;

- по выявленной составляющей непреобразованных вихревых неполяризованных поперечно-векторных электромагнитных полей волны типа ТЕМ, контроллером уровня полеволнового нуль-векторного суммирования выдается команда на программатор, который по программе минимаксной оптимизации параметра амплитудного согласования опорного канала и противофазного канала и параметра разности фаз 180° между опорным каналом и противофазным каналом, блоком управления опорного канала и блоком управления противофазного канала, управляет перестраиваемыми фаза-амплитудным корректором опорного канала и фаза-амплитудным корректором противофазного канала вихревых неполяризованных поперечно-векторных электромагнитных полей волн типа ТЕМ, соответственно, причем цепочка параллельно-последовательно соединенных фаза-амплитудного корректора опорного канала и фаза-амплитудного корректора противофазного канала, блока геометрического векторного полеволнового противофазного наложения, блока полеволнового нуль-векторного суммирования, контроллера уровня полеволнового нуль-векторного суммирования в совокупности с программатором и блоком управления опорного канала, блоком управления противофазного канала, формируют замкнутый контур обратной связи по минимизации уровня вихревых неполяризованных поперечно-векторных электромагнитных полей волн типа ТЕМ и максимального уровня безвихревой неполяризованной продольно-скалярной электромагнитной волны;

- осуществляется дополнительное поглощение ловушкой-поглотителем непреобразованных контуром минимизации уровня вихревых неполяризованных поперечно-векторных электромагнитных полей волн типа ТЕМ, при этом безвихревая неполяризованная продольно-скалярная электромагнитная волна проходит без взаимодействия с ловушкой-поглотителем и поступает на выходной коаксиальный соединитель;

- в обратном направлении преобразование поля безвихревой неполяризованной продольно-скалярной электромагнитной волны преобразуется в вихревое неполяризованное поперечно-векторное электромагнитное поле волны типа ТЕМ происходит в следующей последовательности:

- входной сигнал безвихревой неполяризованной продольно-скалярной электромагнитной волны поступает на коаксиальный соединитель и без взаимодействия проходит через ловушку-поглотитель, через контроллером уровня полеволнового нуль-векторного суммирования, через блок полеволнового нуль-векторного суммирования и непосредственно поступает на вход блока геометрического векторного полеволнового противофазного наложения, в котором происходит геометрическое векторное полеволновое противофазное разложение безвихревой неполяризованной продольно-скалярной электромагнитной волны на две равноамплитудные и противофазные вихревые поперечно-векторные электромагнитные волны типа ТЕМ с противонаправленными векторами напряженности электрических и магнитных полей, которые на выходных каналах блока геометрического векторного полеволнового противофазного разложения соответствуют опорному и противофазному каналам;

- осуществляется прохождения без взаимодействия сформированных в опорном и противофазном каналах равноамплитудных и противофазных вихревых поперечно-векторных электромагнитных волн типа ТЕМ с противонаправленными векторами напряженности электрических и магнитных полей через фаза-амплитудный корректор опорного канала и фаза-амплитудный корректор противофазного канала соответственно;

- осуществляется суммирование двух равноамплитудных противофазных сигналов вихревого неполяризованного поперечно-векторного электромагнитного поля волны типа ТЕМ с противонаправленными векторами напряженности электрических и магнитных полей опорного канала и противофазного канала при прохождении блока двухканального взаимного фазаинвентора, на выходе опорного и противофазного каналов которого формируются синфазные равноамплитудные вихревые неполяризованные поперечно-векторные электромагнитные поля волны типа ТЕМ с однонаправленными векторами напряженности электрических и магнитных полей;

- осуществляется суммирование на двухканальном по входу сумматоре с развязанными каналами двух синфазных равноамплитудных вихревых неполяризованных поперечно-векторных электромагнитных поля волны типа ТЕМ с однонаправленными векторами напряженности электрических и магнитных полей, на выходе сумматора сформировано полное вихревое неполяризованное поперечно-векторное электромагнитное поле волны типа ТЕМ, которое поступает на коаксиальный соединитель.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что блок деление/суммирование входного вихревого неполяризованного поперечно-векторного электромагнитного поля волны типа ТЕМ с однонаправленными векторами напряженности электрических и магнитных полей выполнен на основе симметричной экранированной полосковой линии с воздушным или диэлектрическим заполнением или на основе коаксиальной линии в виде трехдецибельного делителя мощности с развязанными выходными каналами.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что опорный и противофазный каналы двухканального взаимного фазаинвентора выполнены на основе двух разнодлинных отрезков коаксиальных линий передачи или на основе полосковых линий передачи с воздушным или диэлектрическим заполнением, длина которых различается на половину центральной длины волны рабочего диапазона соответственно, что соответствует разности фаз опорного и противофазного каналов 180°.

4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что опорный и противофазный каналы двухканального взаимного фазаинвентора выполнены основе на основе симметричных экранированных однородно заполненных диэлектриком полосковых линий передачи, причем опорный канал выполнен на электромагнитно связанных полосковых линиях, которые формируют фазу сигнала 360°, а противофазный канал выполнен на отрезке идентичной полоской линии передачи электрической длины 540°, при этом разность фаз опорного и противофазного каналов равна 180°.

5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что управляемые фаза-амплитудный корректор опорного канала и фаза-амплитудный корректор противофазного канала выполнены на экранированных полосковых линиях с воздушным или диэлектрическим заполнением и с коммутируемыми реактивными полосковыми шлейфами.

6. Способ по п. 1, отличающийся тем, что блок геометрического векторного полеволнового противофазного наложения/разложения выполнен на основе симметричной экранированной полосковой области с воздушным или диэлектрическим заполнением в форме сектора круга, к дугообразной части которого подключены опорный канал и противофазный канал, при этом выходной канал расположен на центральном радиусе сектора круга в вершине сектора круга и симметричен относительно центрального радиуса.

7. Способ по п. 1, отличающийся тем, что блок полеволнового нуль-векторного суммирования выполнен на основе экранированной полосковой области с воздушным или диэлектрическим заполнением прямоугольной формы.

8. Способ по п. 1, отличающийся тем, что контроллер уровня полеволнового нуль-векторного суммирования выполнен на основе направленного ответвителя с электромагнитной связью с воздушным или диэлектрическим заполнением.