BR102013007186B1 - Antena para redes móveis integrada à luminária - Google Patents

Abstract

antena para redes móveis integrada á luminária, para aplicação em sistemas de transmissão de dados e voz, notavelmente em "femtocells" e em das (distributed antenna systems), com ganhos técnicos e de urbanismo, pois a dita antena passa a ser um equipamento imperceptível na paisagem urbana, além de manter os requisitos de eficácia operacional comumente especificados para este tipo de sistema de telefonia móvel, sendo que a dita antena integrada à luminária [lu] apresenta conceito construtivo formado por uma carenagem superior [1], conformada por ao menos um par de atletas [1a] e [1b] separadas entre si por elementos dielétricos [1c], e no interior da dita carenagem superior [1] é montada um componente refletor interno [6], cuja superfície interna é refletiva e superfície externa apresenta uma camada de material também dielétrico, sendo que após esse montagem é definido um espaço livre [7] ao qual também pode ser integrado sistemas de rádio.

Description

Terminologia

Para um melhor entendimento do relatório descritivo da invenção, apresentam-se a seguir o entendimento de algumas 5 siglas e termos utilizados: - RF: Radio frequência; - OTC: operadoras de telefonia celular; - GSM: Global System for Mobile Communications, ou Sistema Global para Comunicações Móveis, é o padrão mais 10 popular para telefonia móvel; - 2G: telefonia móvel de segunda geração estabelecida para operadoras GSM; - 3G: telefonia móvel de terceira geração; estabelecida para operadoras GSM; UMTS: Universal Mobile Telecommunication System é uma tecnologia de telefonia móvel de terceira geração (3G) ; - HSDPA: High-Speed Downlink Packet Access é um protocolo de telefonia móvel, também chamado 3.5G; - 4G: telefonia móvel de quarta geração; estabelecida 20 para operadoras GSM; - GPRS: Serviço de Rádio de Pacote Geral é uma tecnologia que aumenta as taxas de transferência de dados nas redes GSM; - WCDMA: Wide-Band Code-Division Multiple Access, é 25 uma tecnologia de interface de rádio de banda larga que provê velocidades de dados muito superiores permitindo o uso mais eficiente do espectro de rádio; - HSPA; High Speed Packet Access, é uma coleção de dois protocolos de telefonia móvel High Speed Downlink Packet 30 Access (HSDPA) e High Speed Uplink Packet Access (HSUPA), que ampliam e melhoram o desempenho dos protocolos existentes WCDMA; - HSPA+: evolução do HSPA que introduz o conceito de arquitetura plana para HSPA rádio e aumenta os índices das 5 taxas de transmissão ideias para transmissão de dados de HSPA; - EDGE: Enhanced Data rates for GSM Evolution, ou Enhanced GPRS (EGPRS) é uma tecnologia digital para telefonia celular que permite melhorar a transmissão de dados e 10 aumentar a confiabilidade; - IxRTT: Radio Transmission Technology é um sistema que surgiu para fornecer aos usuários um acesso pelo terminal móvel com uma taxa de 144 kbps; - LTE: Long Term Evolution, ou Evolução de Longo 15 Prazo) é um padrão de redes de comunicação móveis que permite velocidades de 100(109)Mb/s de downlink e 50Mb/s de uplink (taxas máximas). - Wifi: dispositivo de rede local sem fios; - Throughput: taxa de transferência que equivale a 20 quantidade de dados transferidos de um lugar a outro, ou a quantidade de dados processados em um determinado espaço de tempo. Pode-se usar o termo throughput para referir-se a quantidade de dados transferidos em uma rede, por exemplo; tendo como unidades de medidas o Kbps, o Mbps e o Gbps; - Femtocell: uma estação rádio base pequena e de baixa potência, tipicamente projetada para residência ou pequeno negócio, com alcance de até 10 metros; -

Micro cell: uma estação rádio base pequena e de baixa potência, com alcance de até dois quilômetros; - Small cell: uma estação rádio base que permite acesso à rede de comunicação, operando faixas de frequência licenciadas e não licenciadas, e alcance de 10 metros a 200 metros; - DAS; DISTRIBUTED ANTENNA SYSTEMS, OU SISTEMAS DE ANTENAS DISTRIBUÍDAS; - tilt elétrico: travamento elétrico; - tilt mecânico: travamento mecânico; - tilt variável: travamento variável; e - tilt independente: travamento independente.

Campo de Aplicação

A presente patente de invenção de titulo em epigrafe e objeto de descrição e reivindicação nesta cártula trata de uma solução inventiva voltada à indústria de sistemas de transmissão de dados e voz, operando, embora não simultaneamente, com as já consagradas tecnologias 2G, 3G e mais recentemente tecnologias 4G, LTE, UMTS, WCDMA, GSM, HSDPA, HSPA+, GPRS, EDGE e IxRTT, podendo ainda ser útil para sistemas de transmissão de dados WiFi e sistemas de comunicação legados, notavelmente tanto em femtocells como em DAS - {Distributed Antenna Systems).

Como se verifica o campo de aplicação da nova antena integrada à luminária (para iluminação pública ou privada, interna ou externa) é bem amplo, no entanto o inventor entende que em particular a nova solução encontra ganhos técnicos e de urbanismo quando se tem em conta seu uso como 25 equipamento embarcado em redes de transmissão de dados de elevada capacidade de "throughput

Demanda do Invento

O inventor, com destacada expertise na especificação de sistemas de telefonia celular, identificou como aspecto de 30 diferenciada relevância e como consequência do frenético crescimento dos sistemas de transmissão de dados balizado em tecnologia de telefonia celular, o fato relevante de que dita demanda torna explicita a crescente dificuldade de instalação de equipamentos do tipo "antenas" nas áreas urbanas, onde este tipo de equipamento ao interagir com a paisagem urbana 5 tem encontrado restrições quanto ao rigor de leis (federal, estadual e municipal) que regulam a implementação deste tipo de equipamento.

Dentro desse escopo, a legislação atual pertinente a esse tipo de arquitetura de sistemas de transmissão de dados 10 de telefonia móvel tem sido implacável tanto em função do impacto do equipamento antena na estética urbana quanto em função da ausência de sites disponíveis, ou seja, locais disponiveis para locação desse tipo de equipamento.

Esta condição considerada já critica é potencializada 15 quando se tem em vista novas necessidades inerentes à criação de condição operacional de novos modelos de distribuição de sinal de redes móveis, dentre os quais encontram destaque as tecnologias balizadas em femtocells e micro-cells.

Paradigma do Invento

De acordo com o revelado no tópico de demanda do invento, foi idealizado um novo modelo de antena para redes móveis que será adequadamente revelado nos tópicos de proposta e descrição detalhada do invento, que integram a presente cártula, onde este novo modelo de antena passa a ser 25 "integrada à luminária" comumente especificada em unidades de estação radiobase projetadas para viabilizar operacionalmente sistemas de telefonia celular dentre outros, tendo como paradigma de desenvolvimento tornar esse novo modelo de antena minimamente impactante na estética urbana (invisível) e consequentemente atendendo ao rigor da legislação que regula a instalação e operação dos sistemas de telefonia móvel.

Em complemento, o novo modelo de antena integrada à luminária é fruto de estudos complexos tanto do ponto de vista técnico como do ponto de vista de urbanismo, tendo como desafio uma solução em antena que minimiza o impacto visual 5 no meio urbano sem, no entanto, comprometer os requisitos e características peculiares deste tipo de equipamento, tais como: - apresentar diagrama de radiação omnidirecional, próprio para a formação de pequenas células de comunicação - 10 ou femtocells; capacidade de operar independentemente como luminária ou como antena; e - precisão milimétrica para se garantir as características de impedância nas diversas frequências de 15 operação.

Para realizar antena integrada à luminária, foram utilizadas ferramentas de simulação eletromagnética que permitiram uma rápida convergência de parâmetros e o estabelecimento de correlações entre as dimensões e formatos 20 da antena com as respostas dos parâmetros de VSWR e radiação.

De acordo com o quanto comentado no parágrafo anterior, o inventor entende ser pertinente explicitar o fato relevante, à luz da Lei de Propriedade Industrial 9279/96, que a antena integrada à luminária, objeto da presente 25 invenção, implicou em trabalho com destacada complexidade, envolvendo uma equipe multidisciplinar, não sendo, portanto, uma solução óbvia ou evidente quando comparada com outras soluções em antenas desta natureza antecipadas pelo estado da técnica, sendo factível do ponto de vista industrial, 30 atendendo assim ao rigor dos ditames do artigo 8o em associação com o artigo 13° da citada lei.

Fundamentos da Técnica

A fim de propiciar veracidade, e consolidar o contexto explicitado nos tópicos do quadro introdutório, será apresentada uma breve explanação sobre o estado da técnica 5 ditado por soluções em infraestrutura desenvolvidas e largamente utilizadas para viabilizar a implementação eficaz de tecnologia de telefonia celular, em que após análise critica destas, uma vez expostas para profissionais com expertise na seara de sistemas de telefonia celular, poderão 10 identificar seus aspectos limitantes, consolidando assim a identificação das necessidades e demandas a serem atendidas pela antena integrada à luminária. a) Da tecnologia de telefonia celular: é baseada na transmissão bidirecional de voz e dados utilizando ondas 15 eletromagnéticas entre um terminal móvel e um transmissor- receptor localizado em uma unidade de área geográfica denominada célula, onde um sistema de telefonia celular pode ser entendido como sendo a união das diversas células que por sua vez podem ter ou não bordas coincidentes entre si.

Nos últimos anos foram observados elevados investimentos no desenvolvimento de terminais móveis e estações radiobase, resultando em rápido progresso das tecnologias relacionadas a terminais e estações radiobase, mas a concepção de célula de telefonia móvel manteve-se pouco 25 alterada até então, e consequentemente a concepção de antena para estação radiobase também se manteve pouco alterada.

Em função do progresso dos terminais e estações radiobase, houve extraordinário crescimento do tráfego de dados em sistemas de comunicação sem fio, conforme publicado 30 pela Organização 4G Américas em outubro de 2012, o que tem pressionado as operadoras de telefonia celular (OTC) a buscar soluções para atender a crescente demanda por comunicação de dados.

Uma maneira de atender à crescente demanda de dados reside na adição de novas células ao sistema de telefonia celular previamente instalado, o que é um método efetivo pois há relação direta entre número de células e o rendimento da 5 rede por usuário, além de melhorar o chamado "throughput" agregado por área.

O aspecto negativo relacionado a esse tipo de solução reside no fato de que sua implantação demanda elevado investimento. Além disso, de modo geral a adição de novas 10 células é por demais demorada, pois depende de legislação local para aprovação de instalação de novas torres e antenas, sendo que a este problema soma-se o fato de que existe grande demanda de tempo primeiro para a procura e encontro de locais adequados para a instalação de torres e antenas e posterior 15 morosidade no aceite de locais adequados e implementação dos mesmos por parte de autoridades e legislação local (notadamente legislação municipal).

Com a distância entre células caindo de cinco quilômetros para em média dois quilômetros, e, mais 20 recentemente, a até 200 metros em áreas com elevada densidade populacional, as operadoras de telefonia celular (OTC) tem dificuldades para escolher novos sitios.

Outra maneira de atender à crescente demanda de dados consiste na adição de setores em cada célula. Em geral, cada 25 célula tem três setores, com antenas operando em aberturas de 120 graus. Desta forma, diminuindo-se a abertura das antenas para 60 graus e aumentando o número de setores para seis por célula, esta condição construtiva tem efeito aproximado ao de adicionar uma segunda célula. No entanto, não há uma relação 30 direta entre número de setores e capacidade, pois não há uma perfeita intercalação entre as pétalas, além de gerar problemas de handoff em usuários se movimentando rapidamente.

A adição de portadoras, ou adição de banda, à v - capacidade de transmissão, é uma maneira bastante efetiva de aumento do throughput, como é feito na tecnologia LTE, onde a relação entre adição de banda e throughput é direta.

A melhoria da interface aérea também é outro modo de 5 aumento do throughput, por exemplo, trocar o padrão R99 UMTS para HSDPA versão 5, o que melhora em quatro vezes a capacidade de downlink. Já o progresso da HSPA versão 6 para versão 7 que utiliza uma constelação de 64 QAM, associada a uma configuração 2x2 MIMO acrescenta em até 20% o throughput, 10 o que leva à conclusão de que, com as tecnologias atuais, há um limite de melhora no throughput pela troca da interface aérea.

Por fim, o uso de antenas inteligentes, como uma configuração 4x4 MIMO, permite um throughput duas vezes 15 superior em relação a uma configuração MIMO 2x2.

É comum a adoção de configurações diferentes numa mesma célula, simultaneamente, mas mesmo assim, para o oferecimento de serviços de elevadas taxas de "throughput", é necessário recorrer à instalação de novos sítios para 20 implantação de células de comunicação cada vez mais próximas, o que se torna um entrave pois as cidades têm adotado legislação bastante rigorosa em relação à poluição visual causada pela instalação de antenas ou torres do transmissor- receptor.

b) Do estado da técnica

Há de se considerar dois métodos de análise para verificação do Estado da Técnica. O primeiro método trata da análise das antenas para sistemas celulares, e o segundo método trata da análise das antenas em sistemas de 30 comunicação camufladas.

b.l) Evolução da tecnologia em antenas de sistemas celulares:

A primeira geração de antenas para estações radiobase foi introduzida em 1983, com antenas omnidirecionais, 5 que tinham como característica radiar igualmente em todas as direções, baixa capacidade de transmissão de dados e para diversidade espacial, onde dentro desse conceito a instalação de antenas normalmente respeitava a separação em 10 comprimentos de onda.

A segunda geração foi das antenas setorizadas do tipo "painel", tipicamente de polarização vertical, que permitiu o aumento da capacidade de transmissão de dados, com a introdução do conceito de feixe em azimute e consequentemente em abertura de feixe em 65 graus, 90 graus e 105 graus, o 15 handoff entre setores de uma mesma célula e a manipulação do formato da área de cobertura pela variação mecânica dos suportes na elevação, e no azimute pela combinação de antenas com diferentes aberturas de feixe e apontamentos de azimute.

A terceira geração de antenas se deu pela introdução 20 de elementos de dipolos de antenas do tipo "log periódica", o que permitiu o aumento da diretividade da antena e consequentemente melhor controle dos handoffs entre setores da mesma célula e redução nas interferências entre setores da mesma célula.

A quarta geração de antenas teve avanços significativos, conseguidos pela combinação de matrizes de elementos usando polarização diversificada numa única base. Um dos avanços foi a adoção de duas polarizações numa mesma antena, a primeira deslocada em 45 graus da direção vertical, 30 e a segunda deslocada de 90 graus da primeira. Estas duas polarizações equivalem a duas antenas polarizadas verticalmente diferenciadas por diversidade espacial, ou seja, as antenas com duas polarizações substituem duas antenas com única polarização separadas por determinada distância. Outro avanço foi a possibilidade de realização de "tilt elétrico" pelo controle de fase, o que permitiu a realização do controle da cobertura sem os efeitos de 5 distorção do "tilt mecânico".

A quinta geração de antenas veio com a possibilidade de se realizar o "tilt variável" por meio de dispositivos de variação de fase na própria antena, além da possibilidade de "tilt mecânico" por meio de atuadores mecânicos - o que 10 permitiu a realização de tilts sem a necessidade de se escalar as torres e realizar os ajustes mecanicamente.

A sexta geração de antenas para estações radiobase incorporou todos os avanços anteriores, além de permitir o uso de duas bandas de frequência diferentes na mesma antena, 15 resultando em nova diminuição de 50% no número de antenas necessárias numa torre ou instalação para cobrir duas bandas de frequência.

Já as últimas gerações de antenas para estações radiobase incorporam os conceitos de seis setores por célula 20 com os avanços das últimas gerações, a possibilidade de adaptação de cobertura independentemente para cada feixe/banda (tilts independentes), assim como portas independentes para cada feixe, e a integração de setores, tipicamente três, num único radome. Finalmente é observado que há uma tendência de - incorporar os rádios junto das antenas.

b.2) Identificação do problema:

Atualmente, as antenas para sistemas celulares são instaladas no topo de edifícios ou em torres de telecomunicações, destacando-se na paisagem e consequentemente agredindo a harmonia visual do ambiente urbano.

b.3) Soluções para resolver o problema:

Para resolver o problema da pouca harmonização das antenas e torres com o ambiente urbano foram idealizadas inúmeras soluções, que podem ser definidas em dois tipos de 5 abordagem: camuflagem da antena e integração antena + luminária. b.3.1) Antenas camufladas:

A patente CN 2020 50047 U cuja antena apresenta conceito construtivo tal como uma estrutura oca com revestimento de invólucro plástico, o qual permite ocultar as antenas dentro do corpo da estrutura.

A patente WO 2006 087470 Al revela uma solução em antena com conceito de camuflagem, onde a antena é montada sob um arbusto artificial feito de material plástico.

A patente ES 2196990 Al também revela conceito de camuflagem, desta feita escondendo a estrutura de uma torre e da(s) antena (s) nela instaladas sob a forma de uma árvore falsa.

A patente KR 2007 0057320 A camufla a antena sob uma 20 chaminé falsa.

A patente OS 6545 255 BI trata de um método para esconder a antena em nichos de um prédio ou estrutura, enquanto um papel impresso com os padrões da estrutura camufla a antena. b.3.2) Antenas integradas a luminárias:

A patente US 2012 162034 Al é uma implementação que coloca o ponto de acesso do lado de uma luminária ou de um semáforo, que funciona para sistemas de transmissão de dados em geral.

Uma abordagem interessante é a realizada pela patente US 2007 252528 Al, que instala sistemas de telecomando em luminárias para ambientes externos, utilizando a sua área não metálica para a instalação de antenas. A aplicação pode se estender à distribuição de sinal (por exemplo, Wi-Fi) para sistemas de comunicação de baixa potência.

Em derradeiro, em outubro de 2012 a organização 4G Américas publicou conceito de acesso de rádio por metrocélula camuflado sob uma luminária de rua com os progressos das últimas gerações de antenas. O conceito foi desenvolvido por Anne-Sofie Voss, Anders Backe e Troeis Rask Pedersen e que 10 integra sistemas de rádio e antenas com vários lóbulos e setorizações num único elemento.

Proposta do Invento

O objetivo principal do invento reside em prover às empresas de telefonia móvel de um equipamento do tipo antena 15 integrada à luminária (para iluminação pública ou privada, interna ou externa), que abarque todas as soluções e evoluções de valor comercial em sistemas de transmissão e recepção de dados e voz, tal como tecnologias celular móvel (LTE, UMTS, WCDMA, GSM, HSDPA, HSPA+, GPRS, EDGE e 1XRTT), 20 notavelmente em femtocells como em das - distributed antenna systems. Também opera plenamente em LTE utilizando configuração MIMO.

Esse conjunto luminária + antena deve minimizar seu impacto junto ao ambiente urbano do município como um todo e 25 ou de regiões onde são instaladas as células de radiobase.

Acrescente-se que a antena integrada à luminária proposta na presente invenção deve atender ao objetivo acima explicitado, sem no entanto, abrir mão dos requisitos operacionais de uma antena dessa natureza, atendendo plenamente à instalação de novos sítios e novas células sem causar qualquer impacto ou poluição visual, pois do ponto de vista construtivo é possível afirmar que a solução pode ser entendida como uma luminária (que opera sistemas de iluminação publica ou privada) à qual além de suas funcionalidades convencionais é adicionada uma função de prover captação e transmissão de dados e voz, função esta 5 viabilizada na forma de uma antena.

Resultados Esperados

1. Uma das principais vantagens sobre as abordagens de antenas para sistemas celulares setorizados é a configuração da antena em modo DAS ou célula, pois é possível 10 configurar o feixe de rádio de modo a servir as áreas imediatamente próximas à antena, minimizando regiões de sombra.

2. Em relação às abordagens tradicionais de antenas, a antena integrada à luminária proposta é invisível como 15 antena de sistemas celulares, sendo "percebida" apenas como uma luminária simples.

3. Outra vantagem da antena integrada à luminária proposta é a inexistência de estruturas típicas de antenas, como hastes ou radomes, ou seja, não há estruturas adicionais 20 a uma luminária comum, constituindo um só objeto;

Por sua vez, a construtividade da antena integrada à luminária inibe atos de roubo e vandalismo, pois quando da decomposição da nova antena associada à luminária as duas funções de prover iluminação e prover transmissão e captação 25 de dados de voz são inviabilizadas;

Sua construtividade resulta em uma antena compacta, permitindo a configuração de unidades menores ou maiores, conforme a aplicação, viabilizando a instalação das unidades de rádio tanto dentro da antena associada à luminária, quanto 30 da instalação de rádios nas proximidades da antena; e

Em relação às antenas camufladas, a vantagem é que a antena integrada à luminária proposta na presente invenção não necessita de implementações adicionais como folhas e galhos artificiais, uso de postes estruturados, uso de camuflagens impressas em papel ou plásticos, podendo ser fixada diretamente nos suportes ou postes - ou seja, a sua 5 função e seu uso são diretos - instala-se um único objeto e o mesmo está em operação, tanto como antena, quanto como luminária.

Característica Distintiva

Para tornar factível os resultados esperados, a 10 antena integrada à luminária proposta na presente invenção apresenta conceito inventivo em que a parte interna do item luminária, denominada nesta cártula como "elemento refletor interno", cujo corpo é confeccionado preferencialmente em material metálico, acomoda exclusivamente a funcionalidade 15 como luminária, ou seja, prover iluminação, enquanto a parte externa do corpo desse "elemento refletor interno" é recoberta de uma camada de tinta a base de materiais não- condutores ou semicondutores (dielétricos) e isolantes com a função de prover o controle da reflexão das ondas de rádio 20 nas frequências de interesse no espectro de radiofrequência, garantindo assim a formação do campo e sintonização da antena. Esta camada de tinta pode ser do tipo epóxi com coeficiente de condutividade conhecido e variável.

Adicionalmente, é previsto no conceito inventivo, uma 25 pluralidade de aletas, estas por sua vez com a função de prover a definição da forma do feixe (ou dos feixes), permitindo o controle da elevação e azimute pelo conceito lógico de "excitação de múltiplas aletas", de modo que pelo controle da potência aplicada pode-se estreitar ou alargar os 30 feixes, tornando factível a interface aérea para serviços de elevada taxa de transmissão de dados.

A configuração do número de aletas da antena- luminária permite o seu uso em sistemas de distribuição de sinal Wi-Fi, sistemas de telefonia celular móvel, notadamente as metrocells e femtocells, sistemas de antenas distribuídas (DAS) e demais usos para sistemas de comunicação.

Descrição das Figuras

A complementar o presente relatório descritivo, de modo a obter uma melhor compreensão das características da presente patente de invenção, acompanha esta, em anexo, conjunto de desenhos que reproduzem uma forma de realização preferida para a antena para redes móveis integrada à luminária, em que:

A figura 1 é uma representação em vista ilustrativa de uma luminária de iluminação pública, instalada junto a um poste que é pertencente a um sistema de iluminação, evidenciando a luminária que recebe o conceito inventivo em antena integrada.

A figura 2 é uma representação em vista frontal de uma forma de realização preferida para a antena para redes móveis integrada à luminária, objeto de reivindicação, evidenciando-a como uma luminária e antena invisivel.

A figura 3 é uma representação em vista de planta de uma forma de realização preferida para a antena para redes móveis integrada à luminária, objeto de reivindicação, evidenciando-a como uma luminária e antena invisivel.

A figura 4 é uma representação em vista posterior de uma forma de realização preferida para a antena para redes móveis integrada à luminária evidenciando sua sustentação para fixação em poste.

A figura 5 é uma representação em vista inferior de uma forma de realização preferida para a antena para redes móveis integrada à luminária, evidenciando a componente luminária objeto de reivindicação.

à figura 6 é uma representação em vista lateral de uma forma de realização preferida para a antena para redes móveis integrada à luminária, objeto de reivindicação, evidenciando-a como uma luminária e antena invisivel.

A figura 7 é uma representação em corte longitudinal de uma forma de realização preferida para a antena para redes móveis integrada à luminária, evidenciando sua construtividade geral.

A figura 8 é uma representação em corte longitudinal e perspectiva da peça componente refletor prevista na forma de realização preferida para a antena para redes móveis integrada à luminária, evidenciando sua construtividade.

Descrição Detalhada da Invenção

A seguinte descrição detalhada deve ser lida e interpretada com referência aos desenhos apresentados, representando uma forma de realização preferida para a nova antena integrada à luminária, não sendo intencionados a limitar o escopo do invento, este sim limitado apenas ao explicitado no quadro reivindicatório. a) Do campo de aplicação: tal como evidenciado através da Figura 1, a antena integrada à luminária é aplicada em uma luminária [Lu] fixada a um poste [Po] que é parte integrante de um sistema de iluminação publica, por exemplo. b) Da base tecnológica: tal como evidenciado através das figuras 2 a 6, uma luminária [Lu] é formada por uma carenagem superior [1], confeccionada preferencialmente em material metálico que é sobreposta a uma arandela inferior [2] transparente, sendo a carenagem superior [1] e arandela [2] unidas entre si por meio de uma dobradiça [ld], por exemplo, com seus bocais [!'] e [2' ] coincidentes entre si, cujo travamento pode ser feito por meios convencionais, como travas de pressão [le], dentre outros.

Em complemento, a carenagem superior [1] é sustentada de forma suspensa através de uma haste de sustentação [3], 5 cuja extremidade [3a] de passante pelo interior dessa carenagem recebe a fixação de um soquete [3b] ao qual por sua vez é acoplada uma lâmpada [5], vide figuras 5 e 7 respectivamente.

O sistema de união entre carenagem superior [1] e 10 arandela [2] e sistema de travamento não é objeto de reivindicação do invento, sendo representado de forma ■ generica. c) Do conceito inventivo: tal como evidenciado através das figuras 2 a 8, a carenagem superior [1], que além 15 das suas funções primárias de luminária, como prover proteção do conjunto de iluminação, notadamente os soquetes [le] e lâmpada [5], dentre outros elementos e prover reflexão da luminosidade gerada por essa lâmpada [5], passa a agregar uma nova função, destinada a prover a transmissão de dados ou 20 voz, notadamente de sistemas de telefonia móvel, onde para que tal funcionalidade seja operacional, a carenagem superior [1] apresenta conceito inventivo em que seu corpo é composto por um par de aletas [la] e [1b] respectivamente.

Em uma forma de realização preferida, cada uma destas 25 aletas [la] e [1b] apresenta formato equivalente a um hemisfério do corpo da carenagem superior [1], podendo ser idênticas ou não em seu design [forma plástica], que por sua vez é definido especificamente em concordância com as frequências de ressonância minimamente necessárias para a 30 correta operação de um sistema de transmissão de dados ou voz previamente dimensionado. Dessa forma, é possivel adicionar outras aletas, de design simétrico ou não, para atender as diferentes frequências de ressonância.

Em complemento, as aletas [la] e [lb] são separadas longitudinalmente entre si por elementos dielétricos [lc], tal como evidenciado através das figuras 2, 3 e 4 respectivamente, sendo que tais dielétricos [lc] são de baixa 5 condutividade elétrica.

Por sua vez, no interior da carenagem superior [1] é montado um componente refletor interno [6], montagem esta que pode ser consolidada pela fixação junto a pinos [6e] definidos no plano abaulado [6d] desse mesmo refletor interno 10 [6], tal como evidenciado nas figuras 7 e 8 respectivamente.

Referente ao conceito inventivo do refletor interno [6] em uma forma de realização preferida este é constituído de um corpo metálico [6a], cujo design é equivalente ao design do bojo interno formado pelo conjunto aleta [la] + 15 aleta [lb] + elementos dielétricos [lc], sendo que este refletor interno [6] apresenta em sua parte superior um plano abaulado [6d] em sua parte superior, criando uma área de contato para a montagem e fixação na parte interna do plano superior abaulado [lf] definido na parte superior da 20 carenagem superior [1], tal como evidenciado na figura 7.

Em adição, a superfície interna [6b] do corpo metálico [6a] apresenta acabamento polido e reflexivo, que torna factível as frequências de luz visíveis ao olho humano, tal como evidenciado na figura 8.

Já a superfície externa [6c] desse mesmo corpo metálico [6a] é coberta em toda sua área por uma camada de material dielétrico, que pode ser, por exemplo, uma camada de tinta epóxi com coeficiente de condutividade conhecido e variável, sendo que esta camada de tinta torna factível o 30 controle da reflexão das frequências de interesse no espectro de radio frequência (RE).

Os sistemas de rádio também podem ser integrados no espaço livre [7] existente entre o conjunto formado por aleta [la] + aleta [lb] + corpos dielétricos [lc] e o corpo metálico interno [6], tal como evidenciado através das figuras 5 e 7 respectivamente.

Em derradeiro, tanto o refletor interno [6] quanto a 5 carenagem superior [1] em sua parte posterior e inferior apresentam aberturas pelas quais é passante um elemento bucha isolante [4] , que tem por função prover suporte a esse conjunto, e em complemento a parte interna dessa bucha [4] é fixada de forma também passante à haste de sustentação [3], 10 que por sua vez é fixada ao poste [Po] de iluminação. d) Da lógica operacional:

A antena integrada à luminária foi idealizada para operar simultaneamente em sistemas de telecomunicações e sistemas de iluminação, transmitindo e recebendo sinais como 15 uma antena comum ou servindo de luminária, porém, como a antena tem a forma de uma luminária, passa despercebida.

A parte interna do refletor interno [6] destina-se a função de "prover iluminação", enquanto a parte externa é recoberta de material dielétrico [6c] para controlar a 20 reflexão das ondas de rádio nas frequências de interesse.

Já as aletas [la] e [lb] definem a forma do feixe ou dos feixes, permitindo o controle da elevação e azimute pela excitação de múltiplas aletas. Pelo controle da potência aplicada, pode-se estreitar ou alargar os feixes.

A escolha da forma de realização preferida de invento na forma de uma antena integrada à luminária (Lu), objeto de reivindicação nesta cártula, descrita neste tópico de detalhamento é fornecida apenas a titulo de exemplo. Alterações, modificações e variações podem ser realizadas 30 para outras quaisquer formas de realização do invento por aqueles com habilidade na arte sem, no entanto, divergir do objetivo revelado no pleito da presente patente, o qual é exclusivamente definido pelas reivindicações anexas. Neste contexto é relevante tornar explicito o entendimento técnico de que a configuração do número de aletas da nova antena- luminária [Lu] é que permite o seu uso em sistemas de 5 distribuição de sinal Wi-Fi, sistemas de telefonia celular móvel - notadamente as metrocells e femtocells, sistemas de antenas distribuídas (DAS) e demais usos para sistemas de comunicação, sendo sua principal função prover a interface aérea para serviços de elevada taxa de transmissão.

Verifica-se pelo que foi descrito e ilustrado que a "ANTENA PARA REDES MÓVEIS INTEGRADA À LUMINÁRIA" ora reivindicada se enquadra às normas que regem a patente de invenção à luz da Lei de Propriedade Industrial, merecendo pelo que foi exposto e como consequência, o respectivo 15 privilégio.

Claims (9)

1. ANTENA PARA REDES MÓVEIS INTEGRADA À LUMINÁRIA em que uma luminária [Lu] fixada a um poste [Po] de iluminação publica é formada por uma carenagem superior [1] e uma arandela 5 inferior [2] unidas entre si por meio de uma dobradiça [ld], com seus bocais [1'] e [2'] coincidentes entre si e mantidas unidas entre si por travas de pressão [le], onde a carenagem superior [1] é sustentada através de uma haste de sustentação [3] cuja extremidade [3a] é passante pelo interior dessa 10 carenagem [1] e recebe a fixação de um soquete [3b] ao qual é acoplada uma lâmpada [5], sendo que a dita antena é caracterizada pela sua carenagem superior [1] ser formada por ao menos duas aletas [la] e [1b] separadas longitudinalmente entre si por elementos dielétricos [lc] de baixa ou nenhuma 15 condutividade elétrica, sendo que no interior da carenagem superior [1] é montado um componente refletor interno [6] constituído de um corpo metálico [6a], cujo design é equivalente ao design do bojo interno formado pelo carenagem superior [1], com sua parte superior em plano abaulado [6d], 20 dito corpo metálico [6a] cuja superfície interna [6b] apresenta acabamento polido e reflexivo e cuja superfície externa [6c] é coberta em toda sua área por uma camada de material dielétrico, sendo que entre a carenagem superior [1] e o componente refletor interno [6] existe um espaço livre 25 [7], e tanto o refletor interno [6] quanto a carenagem superior [1] em sua parte posterior e inferior apresentam aberturas pelas quais é passante um elemento bucha isolante [4], cuja parte interna é fixada de forma também passante à haste de sustentação [3].

2. ANTENA PARA REDES MÓVEIS INTEGRADA À LUMINÁRIA de acordo com a reivindicação 1, em que as ditas aletas [la] e [1b] são caracterizadas por apresentar formato equivalente a um hemisfério do corpo da carenagem superior [1], cujo design é definido em concordância com as frequências de ressonância de um sistema de transmissão de dados ou voz.

3. ANTENA PARA REDES MÓVEIS INTEGRADA À LUMINÁRIA de acordo com a reivindicação 1, em que as ditas aletas [la] e [lb] são caracterizadas por definir a forma do feixe ou dos feixes, com controle da elevação e azimute.

4. ANTENA PARA REDES MÓVEIS INTEGRADA À LUMINÁRIA de acordo com a reivindicação 1, cuja montagem e fixação do refletor interno [6] no interior da carenagem superior [1] é caracterizada pelo contato da parte superior do plano abaulado [6d] com a parte interna do plano superior abaulado 15 [lf] definido na parte superior da carenagem superior [1];

5. ANTENA PARA REDES MÓVEIS INTEGRADA À LUMINÁRIA de acordo com a reivindicação 4, em que a fixação entre o plano abaulado [6d] do refletor interno [6] e a parte interna do 20 plano superior abaulado [lf] da carenagem superior [1] é caracterizada por ser feita através de pinos [6e] definidos no plano abaulado [6d].

6. ANTENA PARA REDES MÓVEIS INTEGRADA À LUMINÁRIA de acordo com a reivindicação 1, em que a camada de material dielétrico na superficie externa [6c] do corpo metálico [6a] do refletor interno [6] é caracterizada por ser uma camada de tinta epóxi com coeficiente de condutividade conhecido e variável.

7. ANTENA PARA REDES MÓVEIS INTEGRADA À LUMINÁRIA de acordo com as reivindicações 5 e 6, em que a camada de material dielétrico na superficie externa [6c] do corpo metálico [6a] do refletor interno [6] é caracterizada por definir a reflexão das frequências de interesse no espectro de radio frequência (RF).

8. ANTENA PARA REDES MÓVEIS INTEGRADA À LUMINÁRIA de acordo com a reivindicação 1, em que o espaço livre [7] existente entre a parte interna da carenagem superior [1] e a parte externa do refletor interno [6] é caracterizada por receber a montagem de dispositivos de sistemas de radio.

9. ANTENA PARA REDES MÓVEIS INTEGRADA À LUMINÁRIA de acordo com a reivindicação 1, em que a parte interna e a parte externa do refletor interno [6] são caracterizadas pela reflexão da iluminação e reflexão das ondas de rádio, 15 respectivamente.

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