BR112016020064B1

BR112016020064B1 - Sistema de antena para diversidade de polarizações, veículo aéreo e método para selecionar um padrão de antena

Info

Publication number: BR112016020064B1
Application number: BR112016020064-0A
Authority: BR
Inventors: Hans Hellsten
Original assignee: Saab Ab
Priority date: 2014-03-12
Filing date: 2014-03-12
Publication date: 2022-10-18
Also published as: US20170016978A1; BR112016020064A2; EP3117484A1; KR102112904B1; BR112016020064A8; IL247492A0; IL247492B; WO2015137853A1; EP3117484B1; EP3117484A4; ES2813961T3; BR112016020064B8; US9618606B2; KR20160132461A

Abstract

SISTEMA DE ANTENA PARA DIVERSIDADE DE POLARIZAÇÕES. A presente invenção refere-se a um sistema de antena (100) que compreende um único elemento de antena que tem primeira (111) e segunda (112) portas de antena arranjadas para passar uns respectivos primeiro e segundo sinais de antena. Os primeiro e segundo sinais de antena sendo derivados a partir de um primeiro sinal de antena comum (J1) e arranjados para serem essencialmente iguais em envelope. Um padrão de antena do sistema sendo arranjado para ser selecionável entre um primeiro padrão de antena que tem uma primeira polariza-ção e um segundo padrão de antena que tem uma segunda polarização subs-tancialmente ortogonal à primeira polarização. O primeiro padrão de antena sendo selecionado ao se ajustar os primeiro e segundo sinais de antena para terem a mesma polaridade na primeira (111) e na segunda (112) portas de ante-na, o segundo padrão de antena sendo selecionado ao se ajustar os primeiro e segundo sinais de antena para terem polaridades substancialmente opostas na primeira (111) e na segunda (112) portas de antena.

Description

Campo Técnico

[0001] A presente invenção refere-se a um sistema de antena para a transmissão e a recepção de sinais polarizados, e em particular para a transmissão e a recepção de sinais de radar polarizados.

Antecedentes

[0002] Sistemas de radar de baixa frequência, isto é, que envolvem comprimentos de onda da ordem de metros, e os sistemas de radar de baixa frequência veiculados pelo ar em particular, podem ser usados para encontrar alvos enterrados sob o solo ou ocultos abaixo de camuflagem ou árvores. Sistemas de radar de baixa frequência podem também ser aplicados em estabelecer parâmetros ambientais tais como biomassa.

[0003] As físicas que governam como os sinais de radar de baixa frequência interagem com o solo dependem em um alto grau no estado de polarização do sinal. Portanto, a coleta de dados para ambas as polarizações vertical e horizontal é com frequência valiosa e algumas vezes mesmo necessária.

[0004] Em virtude das frequências comparavelmente baixas envolvidas, e a dependência do estado de polarização do sinal de radar, a configuração de antenas de radar na área de radar de comprimento de onda medido veiculado por ar contém diversos desafios significantes.

[0005] Por exemplo, antenas devem ser fisicamente relativamente grandes - a menor antena de alta eficiência é metade do comprimento de onda de dipolo, o que quer dizer que os referidos dipolos serão do tamanho do medidor. Um dipolo não é diretivo em contraste com as antenas de radar convencionais, que se estendem por muitos comprimentos de onda não só em uma dimensão, como um dipolo, mas em duas dimensões. Apenas colocar em escala as referidas antenas não é claramente possível para o radar de baixa frequência. Também, dipolos são com frequência necessários serem banda larga no sentido de que o radar com frequência precisa funcionar e manter um diagrama de antena razoavelmente constante ou padrão de antena através da largura de banda de pelo menos oitava ordem.

[0006] Também, o estado de polarização de sinais de radar transmitidos e recebidos deve com frequência ser controlável ou selecionável. Em algumas aplicações, o estado de polarização também precisa ser alternado com uma frequência de comutação da ordem de kHz, ou usado em paralelo para a polarização horizontal e vertical, de modo que a resposta do radar para ambas as polarizações pode ser coletada.

[0007] Desse modo, há uma necessidade de um sistema de antena para uso com sistemas de radar de baixa frequência que é comparavelmente compacto em termos de tamanho, e onde o estado de polarização dos sinais de radar transmitidos e recebidos pode ser controlado.

Sumário

[0008] Um objetivo da presente descrição é de proporcionar sistemas de antena, veículos, e métodos, que procurem mitigar, aliviar, ou eliminar uma ou mais das deficiências acima identificadas na técnica e as desvantagens individualmente ou em qualquer combinação.

[0009] O referido objetivo é obtido por um sistema de antena que compreende uma estrutura de antena que consiste em um único elemento de antena que tem primeira e segunda portas de antena arranjadas para passar uns respectivos primeiro e segundo sinais de antena. Os primeiro e segundo sinais de antena arranjados para serem derivados a partir de um primeiro sinal de antena comum e também arranjados para serem essencialmente iguais em envelope. A estrutura de antena é arranjada para ter um padrão de antena que é selecionável entre um primeiro padrão de antena que tem uma primeira polarização e um segundo padrão de antena que tem uma segunda polarização substancialmente ortogonal à primeira polarização. O primeiro padrão de antena é selecionado ao se ajustar os primeiro e segundo sinais de antena para ter a mesma polaridade nas primeira e segunda portas de antena. O segundo padrão de antena é selecionado ao se ajustar os primeiro e segundo sinais de antena para ter polaridades substancialmente opostas nas primeira e segunda portas de antena.

[00010] Assim, é proporcionado um sistema de antena particularmente adequado para uso com sistemas de radar de baixa frequência em que o sistema de antena é compacto em termos de tamanho em virtude do único elemento de antena, que é uma vantagem.

[00011] O sistema de antena proporcionado traz uma vantagem adicional em que o estado de polarização de sinais transmitidos e recebidos pode ser controlado ou selecionado em um modo direto ao se ajustar as polaridades dos primeiro e segundo sinais de antena.

[00012] De acordo com um aspecto, o sistema de antena adicionalmente compreende uma primeira unidade de interface de antena que compreende um membro de acoplamento híbrido em 180 graus, uma unidade de comutação, e uma primeira porta comum para passar o primeiro sinal de antena comum. O membro de acoplamento híbrido em 180 graus tem primeira e segunda portas do membro de acoplamento conectadas às primeira e segunda portas de antena, respectivamente, assim como uma porta de soma e uma porta de diferença conectadas à unidade de comutação. A unidade de comutação é arranjada para conectar a primeira porta comum da unidade de interface de antena seja da porta de soma ou da porta de diferença do membro de acoplamento híbrido em 180 graus, assim selecionando entre o primeiro e o segundo padrão de antena do sistema de antena.

[00013] Assim, pela característica da unidade de interface de antena, que conecta um transceptor de radar ao sistema de antena é facilitado, que é uma vantagem. Ademais, a comutação entre os estados de polarização, isto é, a seleção da polarização dos sinais transmitidos e recebidos, é simplificada em virtude da característica da unidade de comutação, que é também uma vantagem.

[00014] De acordo com outro aspecto, as primeira e segunda portas de antena são também arranjadas para passar um terceiro e um quarto sinal de antena, respectivamente. Os terceiro e quarto sinais de antena têm envelopes substancialmente idênticos e são derivados a partir de um segundo sinal de antena comum que é substancialmente ortogonal ao primeiro sinal de antena comum. O sistema de antena, de acordo com o referido aspecto, compreende a segunda unidade de interface de antena. A segunda unidade de interface de antena compreende uma segunda e uma terceira porta comum para passar um primeiro e um segundo sinal de antena comum, respectivamente, assim como um membro de acoplamento híbrido em 180 graus. O membro de acoplamento híbrido em 180 graus tem primeira e segunda portas do membro de acoplamento conectadas às primeira e segunda portas de antena, respectivamente, assim como uma porta de soma e uma porta de diferença conectadas às segunda e terceira portas comuns, respectivamente, assim selecionando a primeira polarização para um de um primeiro e um segundo sinal comum, e selecionando a segunda polarização para o outro do primeiro e do segundo sinal comum.

[00015] Assim, de modo vantajoso, o sistema de antena pode ser usado simultaneamente em ambos os estados de polarização. O primeiro sinal de antena comum reside principalmente em uma polarização, o segundo sinal de antena comum reside principalmente na outra polarização.

[00016] De acordo com um aspecto adicional, a estrutura de antena compreende uma ponte de condução alongada que tem um comprimento entre as primeira e segunda extremidades menor do que a metade do comprimento de onda que corresponde à frequência mais alta do primeiro sinal de antena comum. A estrutura de antena adicionalmente compreende duas pernas de condução alongadas arranjadas em paralelo e que têm os respectivos comprimentos entre as primeira e segunda extremidades menores do que a metade do comprimento de onda que corresponde à frequência mais alta do primeiro sinal de antena comum. As referidas pernas são fixadas na primeira das extremidades da perna em qualquer extremidade da ponte de condução alongada em ângulos retos com relação à ponte de condução, assim substancialmente formando um formato de U. A soma dos comprimentos da ponte de condução alongada e as duas pernas de condução alongadas é substancialmente igual à metade do comprimento de onda que corresponde à frequência central do primeiro sinal de antena comum. A primeira porta de antena é conectada à segunda extremidade de uma perna, a segunda porta de antena é conectada à segunda extremidade da outra perna. A estrutura de antena é arranjada para ter um plano de terra ortogonal a ambas as pernas e localizada aproximadamente nas segundas extremidades das pernas. A estrutura de antena tem um comprimento total, que inclui a ponte de condução alongada e ambas as pernas, menor do que o comprimento de onda que corresponde à frequência mais alta do primeiro sinal de antena comum.

[00017] De acordo com um aspecto, a ponte de condução alongada é estendida pelas primeira e segunda unidades de extensão condutivas conectadas em cada extremidade da ponte de condução alongada, assim substancialmente formando um formato de n, o comprimento total da ponte de condução alongada com unidades de extensão sendo menor do que o comprimento de onda que corresponde à frequência mais alta do sinal de antena comum.

[00018] Assim, de modo vantajoso, por qualquer uma das estruturas de antena em formato de U ou em formato de n descritas aqui, é proporcionado uma antena de banda larga de tamanho comparativamente pequeno que facilita a alcançar conformidade com, por exemplo, necessidades aeromecânicas e onde o estado de polarização dos sinais transmitidos e recebidos pode ser controlado e também alternado ou mesmo usado em paralelo para a polarização horizontal e vertical de modo que, por exemplo, a resposta do radar para ambas as polarizações pode ser coletada. Isso será adicionalmente discutido na descrição detalhada abaixo.

[00019] A característica das unidades de extensão sendo menor do que o comprimento de onda que corresponde à frequência mais alta do sinal de antena comum de modo vantajoso contribui para evitar a excitação da ponte em virtude do comprimento da ponte sendo da ordem de um comprimento de onda de um primeiro sinal comum em tamanho.

[00020] De acordo com um aspecto, o sistema de antena é adaptado para ser montado em um veículo aéreo.

[00021] De acordo com outro aspecto, o sistema de antena é adaptado para ser montado em um veículo com base em superfície.

[00022] O objetivo é também obtido por um veículo aéreo arranjado para portar o sistema de antena da presente descrição.

[00023] O objetivo é adicionalmente obtido por um método para selecionar um padrão de antena de um sistema de antena. O sistema de antena compreendendo uma estrutura de antena que consiste em um único elemento de antena que tem primeira e segunda portas de antena arranjadas para passar uns respectivos primeiro e segundo sinais de antena. O padrão de antena da estrutura de antena é arranjado para ser selecionável entre um primeiro padrão de antena que tem a primeira polarização e um segundo padrão de antena que tem a segunda polarização substancialmente ortogonal à primeira polarização. O método compreendendo as etapas de receber um primeiro sinal comum, e derivar os primeiro e segundo sinais de antena a partir de um primeiro sinal comum, assim como ajustar os primeiro e segundo sinais de antena para terem a mesma polaridade nas primeira e segunda portas de antena em caso do primeiro padrão de antena ser selecionado ou ajustar os primeiro e segundo sinais de antena para terem polaridades substancialmente opostas nas primeira e segunda portas de antena em caso do segundo padrão de antena ser selecionado.

[00024] Os veículos e o método todos exibem vantagens que correspondem às vantagens já descritas em relação ao sistema de antena descrito.

Breve descrição dos desenhos

[00025] Objetivos, características e vantagens adicionais da presente descrição serão aparentes a partir da descrição detalhada a seguir, em que alguns aspectos da presente descrição serão descritos em moais detalhes com referência aos desenhos em anexo, nos quais:

[00026] As figuras 1-4 mostram diagramas de bloco de sistemas de antena da presente descrição, e

[00027] As figuras 5-6 mostram de modo esquemático os padrões de radiação das estruturas de antena descritas, e

[00028] As figuras 7-8 mostram de modo esquemático os veículos veiculados a ar que compreendem um sistema de antena da presente descrição, e

[00029] A figura 9 mostra um gráfico de fluxo que ilustra os métodos da presente descrição.

Descrição Detalhada

[00030] Aspectos da presente descrição serão descritos mais amplamente daqui em diante com referência aos desenhos em anexo. O aparelho, veículos, e método descritos aqui podem, entretanto, ser realizados em muitas diferentes formas e não devem ser construídos como sendo limitados aos aspectos determinados aqui. Números similares nos desenhos se referem a elementos similares através dos mesmos.

[00031] A terminologia usada aqui é apenas para fins de descrição de aspectos particulares da presente descrição, e não se pretende que limite a presente invenção. Como usadas aqui, as formas singulares "a", "um" e "o" são pretendidas para incluirem as formas plurais também, a não ser que o contexto indique claramente o contrário.

[00032] No a seguir, será discutido principalmente o comportamento da antena durante a transmissão - o comportamento da recepção é assumido ser substancialmente o mesmo por reciprocidade.

[00033] A figura 1 mostra um sistema de antena 100 que compreende uma estrutura de antena 110 que consiste em um único elemento de antena. O único elemento de antena tem primeira 111 e segunda 112 portas de antena arranjadas para passarem uns respectivos primeiro e segundo sinais de antena, que são derivados a partir de um primeiro sinal de antena comum J1 e arranjados para serem essencialmente iguais em envelope. O padrão de antena da estrutura de antena 110 é arranjado para ser selecionável entre um primeiro padrão de antena que tem uma primeira polarização e um segundo padrão de antena que tem uma segunda polarização substancialmente ortogonal à primeira polarização. O primeiro padrão de antena é arranjado para ser selecionado ao se ajustar os primeiro e segundo sinais de antena para terem a mesma polaridade na primeira 111 e na segunda 112 portas de antena, enquanto o segundo padrão de antena é selecionado ao se ajustar os primeiro e segundo sinais de antena para terem polaridades substancialmente opostas na primeira 111 e na segunda 112 portas de antena.

[00034] Aqui, 'essencialmente igual em envelope' quer dizer que um primeiro sinal de antena é essencialmente igual a um segundo sinal de antena exceto por uma possível diferença em fase entre os dois sinais. Em outras palavras, assumindo que um primeiro sinal de antena é dado por Si(t) e um segundo sinal de antena é dado por S2(t), então | si(t) |=| s2(t) | . Se os primeiro e segundo sinais de antena têm a mesma polaridade na primeira 111 e na segunda 112 portas de antena, então Si(t)=S2(t), enquanto que se os primeiro e segundo sinais de antena têm polaridades opostas na primeira 111 e na segunda 112 portas de antena, então Si(t)=-s2(t).

[00035] Como será adicionalmente exemplificado abaixo em conexão com as figuras 5a, 5b, 6a, e 6b, a estrutura de antena 110 é arranjada de acordo com a geometria de modo que a polaridade dos sinais da antena determina o estado de polarização dos sinais transmitidos ou recebidos pelo sistema de antena 100. Os sinais da antena são obtidos a partir do mesmo sinal comum, e simplesmente alterados em polaridade. Aqui, polaridade oposta é para ser construída como dois sinais que têm fases substancialmente opostas entre si, isto é, são fora-de-fase, enquanto a mesma polaridade é para ser construída como os sinais que têm a mesma fase, isto é, estão em-fase.

[00036] O sistema de antena mostrado na figura 1 é arranjado seja em um modo de receptor, um modo de transmissor, ou um modo de transceptor. A estrutura de antena 110, quando em modo de receptor, é arranjada para emitir sinais da antena na primeira 111 e na segunda 112 portas de antena recebidos via a estrutura de antena 110. A estrutura de antena 110, quando em modo de transmissor, é arranjada para receber sinais da antena na primeira 111 e na segunda 112 portas de antena para serem emitidos via a estrutura de antena 120. A estrutura de antena 110, quando em modo de transceptor, é arranjada para simultaneamente emitir e receber sinais da antena na primeira 111 e na segunda 112 portas de antena.

[00037] A figura 2a mostra um sistema de antena 200 que adicionalmente compreende a primeira unidade de interface de antena 210. A primeira unidade de interface de antena compreende um membro de acoplamento híbrido em 180 graus 220, uma unidade de comutação 230, e a primeira porta comum 213 para passar o primeiro sinal de antena comum J1. O membro de acoplamento híbrido em 180 graus 220 tem primeira 211 e segunda 212 portas de membro de acoplamento conectadas à primeira 111 e à segunda 112 portas de antena, respectivamente, assim como as portas de soma 221 e de diferença 222 conectadas à unidade de comutação 230. A unidade de comutação 230 é arranjada para conectar a primeira porta comum 213 da unidade de interface de antena 210 seja à porta de soma 221 ou à porta de diferença 222 do membro de acoplamento híbrido em 180 graus 220. Assim a seleção entre o primeiro e o segundo padrão de antena do sistema de antena 200 é facilitada por meio da unidade de comutação 230.

[00038] A unidade de comutação 230 pode ser configurada para alternar entre estados em um programa predeterminado, ou ser configurada para ser manualmente controlada por um sinal de controle externo que determina o estado da chave. Como uma regra geral de polegar, a comutação da unidade de comutação 230 deve ser realizada o mais cedo possível, por exemplo, com uma faixa de frequência de comutação kHz, de modo a obter um melhor desempenho de um sistema de radar de baixa frequência fixado usado em uma aplicação de radar de abertura sintética, SAR.

[00039] A figura 2b mostra um sistema de antena 250 onde a primeira 111 e a segunda 112 portas de antena adicionalmente são arranjadas para passar um terceiro e um quarto sinal de antena, respectivamente, além de um primeiro e um segundo sinal de antena. Os terceiro e quarto sinais de antena têm envelopes substancialmente idênticos e são derivados a partir de um segundo sinal de antena comum J2 que é configurada para ser substancialmente ortogonal ao primeiro sinal de antena comum J1. O sistema de antena 250 também compreende a segunda unidade de interface de antena 260. A segunda unidade de interface de antena 260 compreende segunda e terceira portas comuns para passar o primeiro J1 e também o segundo J2 sinal de antena comum. É também compreendido um membro de acoplamento híbrido em 180 graus 220. O membro de acoplamento híbrido em 180 graus 220, como na figura 2a acima, tem primeira 211 e segunda 212 portas de membro de acoplamento conectadas à primeira 111 e à segunda 112 portas de antena, respectivamente, assim como as portas de soma 221 e de diferença 222 conectadas às segunda e terceira portas comuns, respectivamente, assim selecionando a primeira polarização para um do primeiro J1 e do segundo J2 sinal comum, e selecionando a segunda polarização para o outro do primeiro J1 e segundo J2 sinal comum.

[00040] De acordo com diferentes aspectos, os primeiro e segundo sinais da antena comuns são configurados para serem ortogonais em diferentes modos. Aqui, ortogonal quer dizer que os primeiro e segundo sinais da antena comuns são aptos a serem separados e não interferem de modo significativo um com o outro durante a operação.

[00041] De acordo com um referido aspecto, o primeiro J1 e o segundo J2 sinais comuns são ortogonais por separação em frequência, por exemplo, por meio de duplex de divisão de frequência, FDD.

[00042] De acordo com um referido aspecto, o primeiro J1 e o segundo J2 sinais comuns são ortogonais por separação em tempo, por exemplo, por meio de duplex de divisão de tempo, TDD.

[00043] De acordo com um referido aspecto, o primeiro J1 e o segundo J2 sinais comuns são ortogonais por separação em código, por exemplo, por meio de propagação de banda por códigos ortogonais.

[00044] A figura 3 mostra uma estrutura de antena 110' que compreende uma ponte de condução alongada 310 que tem um comprimento LH entre as primeira e segunda extremidades menor do que a metade do comprimento de onda que corresponde à frequência mais alta do primeiro sinal de antena comum J1. A estrutura de antena 110' adicionalmente compreende duas pernas de condução alongadas arranjadas em paralelo e que têm os respectivos comprimentos LV1 e LV2 entre as primeira e segunda extremidades menores do que a metade do comprimento de onda que corresponde à frequência mais alta do primeiro sinal de antena comum J1. As pernas 320 são fixadas nas primeiras extremidades em qualquer extremidade da ponte de condução alongada 310 em ângulos retos com relação à ponte de condução 310. Assim as pernas e a ponte juntas substancialmente formam um formato de U condutor. A soma de comprimentos da ponte de condução alongada 310 e as duas pernas de condução alongadas 320 são substancialmente iguais à metade do comprimento de onda que corresponde à frequência central do primeiro sinal de antena comum J1. A primeira porta de antena 111 é conectada à segunda extremidade de uma perna, a segunda porta de antena 112 é conectada à segunda extremidade da outra perna.

[00045] A estrutura de antena 110' é adicionalmente arranjada para ter um plano de terra 330 ortogonal a ambas as pernas e localizada aproximadamente na segunda extremidade das pernas. Preferivelmente, é arranjada uma pequena separação entre as pernas 320 e o referido plano de terra 300, como mostrado na figura 3.

[00046] A estrutura de antena 110' tem um comprimento total que inclui a ponte de condução alongada 310 e ambas as pernas 320 menores do que o comprimento de onda que corresponde à frequência mais alta do primeiro sinal de antena comum J1.

[00047] Deve ser observado que quaisquer referências a tamanhos, frequências, e comprimentos de onda são para serem construídas como aproximadas. Assim, pelo menos a funcionalidade parcial do sistema de antena é obtida mesmo se relativamente dimensionada fora de determinados comprimentos.

[00048] Referências serão feitas aqui ao formato de U ou antena em forma de U, e a uma forma de Pi ou antena em forma de Pi. A antena em formato de U corresponde ao sistema de antena 300 mostrado, por exemplo, na figura 3, enquanto que a antena em forma de Pi corresponde ao sistema de antena 400 mostrado, por exemplo, na figura 4. Entretanto, deve também ser observado que, de acordo com os aspectos, as duas pernas da estrutura de antena não precisam necessariamente ter o mesmo comprimento. De fato, de acordo com alguns aspectos, uma perna no formato de U pode ter zero comprimento.

[00049] Também, os comprimentos das duas pernas paralelas entre si serão em alguns momentos aqui referidos pelo símbolo de referência comum LV, em vez de de LV1 e LV2. Em tais casos quando o símbolo de referência comum L é usado, as duas pernas são assumidas serem de igual comprimento, isto é, LV1= LV2= LV.

[00050] Básico para a presente técnica é um elemento de antena na forma de um material condutor dobrado em forma de U. O referido formato de U, como mostrado na figura 3, consiste em duas pernas verticais cada uma das quais com uma extremidade aberta e as extremidades opostas interconectadas por uma ponte horizontal. O elemento de antena terá as extremidades abertas encontrando o plano de terra em ângulos retos sem de fato estar em contato elétrico com o referido plano, e as extremidades são conectadas ao transceptor de radar e alimentadas a partir do referido transceptor com a mesma polaridade ou com polaridade oposta.

[00051] Quando excitado, por exemplo, por um transceptor de radar, o elemento em forma de U irá interagir com a sua imagem espelhada no plano do solo. Se o comprimento LV é escolhido como um quarto do comprimento de onda de espaço livre do sinal de alimentação da antena, isto é, o sinal comum, e alimentando as duas pernas do formato de U com a mesma polaridade, cada perna irá se comportar como um monopolo. Isso quer dizer que cada perna irá interagir de modo construtivo com a imagem espelhada do plano do solo para formar um dipolo de meio comprimento de onda. Ao se manter o comprimento LH da ponte mais curto do que metade de um comprimento de onda quer dizer que a ponte não irá proporcionar qualquer significante contribuição de radiação. Assim a radiação produzida será aquela do par do monopolo e irá proporcionar máxima radiação na direção da borda para o formato de U 110'. Não haverá significante radiação na direção vertical. O campo elétrico será sempre substancialmente paralelo às pernas do formato de U 110'.

[00052] Se por outro lado as duas pernas são alimentadas com polaridade oposta e 2LV + LH é metade do comprimento de onda do formato de U 110', o formato de U 110' interage de modo construtivo com a sua imagem espelhada para formar um dipolo magnético. Por razões de correspondência de impedância LH não deve ser muito pequeno mas considerando que ambos LH e LV são da ordem de um pouco menos do que um quarto de um comprimento de onda, então ambos os LV estão próximos de um quarto do comprimento de onda e 2LV + LH estão próximos da metade do comprimento de onda o que quer dizer que a antena tem dois modos de excitação eficientes. A excitação magnética irá produzir um padrão de radiação onde a radiação é zero na borda do formato de U 110' e é máxima no plano do U. O campo magnético será sempre paralelo à direção da borda.

[00053] A antena em formato de U mostrada na figura 3 é de banda larga no sentido de que a eficiência da radiação diminui quando o comprimento de onda de alimentação da antena se torna maior do que a condição ressonante até agora discutida. Entretanto, o padrão de radiação não irá mudar. Quando as frequências aumentam a partir da condição de ressonância descrita um diagrama de radiação irá permanecer o mesmo até que LV se aproxime da metade do comprimento de onda do sinal de alimentação ou 2LV + LH se aproxima de um completo comprimento de onda. Daqui resulta que o limite aceitável da frequência de topo é quando LV e LH são ambos menores do que a metade do menor comprimento de onda do sinal de antena comum.

[00054] Uma típica seleção de frequência e frequência central de largura de banda fc é escolhida igual à largura de banda B e dependendo da aplicação fc = 55 MHz ou fc = 240 MHz. Para as referidas duas escolhas se obtém metade do menor comprimento de onda do sinal de antena comum igual a aproximadamente 1,8 metros e 0,4 metros, respectivamente. Escolhas típicas de LV e LH podem ser 1 m e 0,25 m, respectivamente.

[00055] A figura 4 mostra um sistema de antena 400 onde a ponte de condução alongada 310 foi estendida por primeira 410 e segunda 420 unidades de extensão condutivas conectadas em cada extremidade da ponte de condução alongada 310, assim substancialmente formando um formato de n. O comprimento total da ponte de condução alongada 310 que inclui unidades de extensão 410, 420 é configurado para ser menor do que o comprimento de onda que corresponde à frequência mais alta do sinal de antena comum J.

[00056] A característica da ponte de condução alongada 310 que inclui as unidades de extensão 410, 420 sendo menor do que o comprimento de onda que corresponde à frequência mais alta do sinal de antena comum de modo vantajoso evita a excitação da ponte em virtude da ponte ser da ordem de um comprimento de onda em tamanho.

[00057] Note também o plano do solo 330 da estrutura de antena 110", cujo plano de terra 330 é mostrado na figura 4 como uma linha pontilhada.

[00058] A figura 5a mostra a antena em "formato de U" da presente descrição com excitação elétrica, isto é, onde os primeiro e segundo sinais de antena são ajustados para terem a mesma polaridade na primeira 111 e na segunda 112 portas de antena.

[00059] A figura 5b mostra a antena em "formato de U" da presente descrição com excitação magnética, isto é, onde os primeiro e segundo sinais de antena são ajustados para terem polaridade oposta na primeira 111 e na segunda 112 portas de antena.

[00060] A estrutura de antenas nas figuras 5a/5b é arranjada para ser alimentada por um primeiro sinal comum J conectado à porta de soma e a porta de diferença de um membro de acoplamento híbrido, respectivamente. O plano do solo 330 de cada estrutura de antena 110' é também mostrado nas figuras 5a e 5b.

[00061] A figura 6a mostra uma antena em "formato de Pi" com excitação magnética, isto é, onde os primeiro e segundo sinais de antena são ajustados para terem polaridade oposta na primeira 111 e na segunda 112 portas de antena. Observar que é apenas mostrada a contribuição para um padrão de radiação a partir da extensão bide, que é adicionada ao diagrama da antena em formato de U original das figuras 5a/5b.

[00062] A figura 6b mostra a antena em "formato de Pi" com excitação elétrica, isto é, onde os primeiro e segundo sinais de antena são ajustados para terem a mesma polaridade na primeira 111 e na segunda 112 portas de antena.

[00063] As estruturas de antena nas figuras 6a/6b são também arranjadas para serem alimentadas por um primeiro sinal comum J conectado à porta de soma e à porta de diferença de um membro de acoplamento híbrido. O plano do solo 330 de cada estrutura de antena 110' é também mostrado nas figuras 6a e 6b.

[00064] Mostrados nas figuras 5 e 6 são também vetores campo elétrico e magnético E e H, respectivamente, dos sistemas de antena que indicam direções de campo.

[00065] O presente projeto do sistema de antena compreende dois modos de integração de veículo, um que explora a antena em forma de U como ela é, e o outro uma modificação da antena em forma de U. Antes de discutir a integração para aeronave atual, a referida modificação será descrita, com referência à figura 4. Como visto na figura 4 a forma básica do U foi alterada para a forma de Pi por estender a ponte da forma de U a uma determinada distância fora da perna. Nesse caso, quando o comprimento total da ponte que inclui as unidades de extensão é metade de um comprimento de onda e quando se alimenta as pernas com polaridade oposta, a corrente que percorre através da ponte entre as pernas irá excitar a ressonância na ponte estendida pela qual irá começar a irradiar como a metade horizontal do comprimento de onda dipolo. Ao assim proceder irá interagir com a sua imagem espelhada no plano do solo que (em virtude do campo elétrico limpo no plano do solo deve ser zero) irá criar um campo elétrico de polaridade oposta. Como um resultado a radiação criada na direção da borda será mais uma vez zero. Se a distância LV é metade do comprimento de onda, então a máxima radiação será na direção vertical. O ganho será aumentado nas direções entre a vertical e direção das bordas (embora indo eventualmente a zero na medida em que a direção da borda é aproximada), em que não só a radiação do dipolo elétrico da ponte estendida mas também a radiação do dipolo magnético se combinam. Nas referidas direções, é entendido que o campo elétrico é paralelo à direção da ponte.

[00066] Quando as pernas da antena em forma de Pi são alimentadas em fase, apenas as pernas - que se comportam como monopolos - devem ser excitadas. Nenhuma excitação da ponte ocorre. Por essa razão as unidades de extensão não devem se estender além de um quarto de um comprimento de onda. Aplicando a discussão acima com relação a uma largura de banda aceitável é observado que LV, LH e as unidades de extensão devem todas ser menores do que a metade do menor comprimento de onda do sinal de antena comum. Assim o comprimento total da ponte deve ser menor do que o menor comprimento de onda. No exemplo acima o comprimento total da ponte (que inclui as unidades de extensão) de 3 m para a banda baixa e 0,75 m para a banda alta é concebível.

[00067] Por excitar a ponte horizontal em dois pontos separados as excitações do comprimento de onda total do dipolo resultante são impulsionadas para frequências mais altas em comparação ao dipolo centralmente alimentado. Assim as alimentações separadas permitem que a antena seja mais longa e assim mais eficiente sem comprometer o padrão de radiação, o que é uma vantagem da presente técnica.

[00068] Finalmente serão mencionados determinados modos preferidos de integração para aeronave dos tipos de antena em forma de Pi e da antena em formato de U descritos acima.

[00069] O padrão ideal de iluminação de antena para mapeamento de radar de baixa frequência deve proporcionar máxima radiação em aproximadamente 30° direção comprimida (com relação ao horizonte) em ângulos retos para o eixo de voo e seja para a esquerda ou para a direita. A direção deve ser preferivelmente selecionável. Para os tipos de antena essencialmente de dipolo considerados aqui, os feixes são muito amplos e difusos, o que quer dizer que embora a máxima direção possa apontar em outra direção a mesma pode também ser suficiente na referida direção ideal.

[00070] As figuras 7 e 8 ilustram dois exemplos de modos de integração para a antena em formato de U e a antena em forma de Pi do presente ensinamento.

[00071] Quando se integra as antenas descritas aqui em uma aeronave, o corpo da aeronave é considerado o plano do solo. As condições para essa suposição ser válida é que a aeronave tenha a dimensão de muitos comprimentos de onda e que tenha boa condutividade (se isso não acarretar em que deva ser pintado com tinta condutora). Entretanto, pode não ser necessário que as antenas sejam instaladas em uma área contínua ou plana da aeronave - também estruturas muito irregulares podem servir ao objetivo de um plano de terra (um caso típico é que o lado de baixo dos trens de aterrissagem de um helicóptero pode se comportar como um plano de terra).

[00072] As figuras 7 e 8 cada uma das quais mostra um exemplo de um veículo aéreo 710, 810 arranjado para portar um sistema de antena 100, 200, 300, 400 de acordo com a presente descrição.

[00073] Os veículos veiculados a ar 710, 810, como mostrado na figura 7 e na figura 8, podem ser adicionalmente arranjados para portar o primeiro e o segundo sistema de antena 100, 200, 300, 400, isto é, estruturas de antena duplas.

[00074] A figura 7 mostra a instalação da antena em "formato de U" em um veículo aéreo Hermes 450 veículo aéreo não tripulado, UAV. Em voo antenas em formato de U direita e esquerda oscilam para baixo em um ângulo de 45° com relação ao plano horizontal. Com uma excitação elétrica da antena do lado direito e excitação magnética da antena do lado esquerdo, a antena do lado direito proporciona polarização vertical para o lado esquerdo enquanto que a antena do lado esquerdo proporciona polarização horizontal para o lado esquerdo. Com as referidas excitações ambas as antenas têm modos de radiação para a direita, de modo que a necessária unilateralidade de um padrão de radiação é alcançada.

[00075] Assim, de acordo com um aspecto, o comprimento da ponte alongada é aproximadamente 1,2 metros, e o comprimento de ambas as pernas é aproximadamente 1 metro.

[00076] De acordo com outro aspecto, o comprimento de uma das pernas é aproximadamente 0 metros, assim substancialmente formando um sistema de antena com uma única perna (não mostrado na figura 7).

[00077] Como visto nas figuras 5a/5b discutidas acima, o padrão de radiação da antena em formato de U pode ser escolhido para se obter a polarização horizontal em um lado por excitação magnética da antena em formato de U em um mesmo lado. Para a polarização vertical o lado oposto da antena é usado com excitação elétrica.

[00078] A figura 8 mostra a instalação da antena em forma de "Pi" em um helicóptero Bell 212 Huey. Os trens de aterrissagem evitam o uso de um conceito de antena mostrado na figura 7. Em vez disso, um arranjo é usado onde a unidade de antena se desdobra no ar a partir de uma posição colabada entre os trens de aterrissagem quando o helicóptero está em terra. As antenas direita e esquerda são alimentadas com um desvio de fase de 90° e são separadas por um quarto do comprimento de onda de frequência central para se obter um diagrama de radiação unilateral. A intensidade máxima de radiação é direcionada para baixo a partir do helicóptero, isto é, direcionada em direção ao solo, mas uma vez que um padrão de radiação é muito difuso uma quantidade significante de radiação atinge o solo também em ângulos de depressão relativamente rasos de aproximadamente 30°.

[00079] Como é exemplificado na figura 8, determinadas configurações de plataforma, em particular os helicópteros equipados com trens de aterrissagem, impedem a posição de depressão preferida de 45° do arranjo de antena em formato de U. O uso de um arranjo de antena em forma de Pi pode então ser adequado. Observar, entretanto que o arranjo de antena em formato de U pode ser permitido oscilar longe do solo assim aumentando o campo de aplicação para o arranjo. A figura 7 é um exemplo de onde o referido movimento mecânico é permitido (esse caso é atualmente o conceito onde o movimento para baixo das antenas é acionado pelas forças do vento quando o UAV está ajustado para a sua atitude normal de cruzeiro - isso força o trabalho contra uma carga de mola mantendo as antenas horizontais quando em terra).

[00080] Também, observar que a antena em forma de Pi, da mesma forma que a antena em formato de U, com alimentação contra polar tem máxima radiação normal ao plano do solo, isto é, na direção para baixo na figura 8. Entretanto, a antena em forma de U irradia igualmente forte para frente e para trás da plataforma o que resulta em um baixo ganho fora do plano da antena. A antena em forma de Pi irradia menos fortemente para frente e para trás, o que resulta em uma irradiação mais forte para fora do plano da antena e em particular nas direções de radiação necessárias entre para baixo e a borda.

[00081] Algumas aplicações de radar derivam uma resolução a partir do movimento da aeronave (a assim chamada abertura sintética). Assim diferente do radar em sua forma mais simples a diretividade da antena não é necessária para se obter a resolução angular do radar. Entretanto, um pré-requisito para que o princípio de abertura sintética seja aplicável é que as respostas do radar resultem apenas a partir de um lado da aeronave.

[00082] Assim, um arranjo de antena deve permitir quaisquer respostas que sejam provenientes a partir do outro lado da aeronave para serem efetivamente suprimidos.

[00083] Ademais, quando a antena é não diretiva, o sinal de radar transmitido através da antena irá fortemente acoplar à estrutura metálica da aeronave em si. A referida interação não pode ser lidada com eficiência a não ser que as antenas sejam permitidas se estender geometricamente a partir da aeronave por uma distância de pelo menos um quarto da ordem do comprimento de onda (aqui ordem de metro).

[00084] Assim, de acordo com um aspecto, o comprimento da ponte de condução alongada 310 com as unidades de extensão 410, 420 é aproximadamente 3 metros, e o comprimento de cada porção de perna é aproximadamente 1,2 metros.

[00085] De acordo com um aspecto, o sistema de antena da presente descrição é adaptado para ser montado em um veículo aéreo 710, 810.

[00086] De acordo com outro aspecto, o sistema de antena 100, 200, 300, 400 é adaptado para ser montado em um veículo com base em superfície.

[00087] De acordo com um aspecto, o veículo aéreo 710, 810 é arranjado como um plano de terra do sistema de antena 100, 200, 300, 400.

[00088] De acordo com um aspecto, o sistema de antena 100, 200, 300, 400 é adaptado para ser montado em um veículo aéreo 810 que compreende primeiro e segundo trens de aterrissagem 820, o sistema de antena sendo arranjado entre os primeiro e segundo trens de aterrissagem 820.

[00089] A figura 9 mostra um gráfico de fluxo que ilustra um método para selecionar um padrão de antena de um sistema de antena 100. O sistema de antena 100 compreende uma estrutura de antena 110 que consiste em um único elemento de antena que tem primeira 111 e segunda 112 portas de antena arranjadas para passar uns respectivos primeiro e segundo sinais de antena, o padrão de antena da estrutura de antena 110 é arranjado para ser selecionável entre um primeiro padrão de antena que tem uma primeira polarização e um segundo padrão de antena que tem uma segunda polarização substancialmente ortogonal à primeira polarização, o método compreendendo as etapas de receber S0 um primeiro sinal comum, e derivar S1 os primeiro e segundo sinais de antena a partir de um primeiro sinal comum, assim como ajustar S2 os primeiro e segundo sinais de antena para ter a mesma polaridade na primeira 111 e na segunda 112 portas de antena em caso o primeiro padrão de antena é selecionado, e ajustar S3 os primeiro e segundo sinais de antena para ter polaridades substancialmente opostas na primeira 111 e na segunda 112 portas de antena em caso o segundo padrão de antena é selecionado.

[00090] Aspectos da presente descrição são descritos com referência aos desenhos, por exemplo, diagramas de bloco e/ou os gráficos de fluxo. É entendido que diversas entidades nos desenhos, por exemplo, os blocos dos diagramas de bloco, e também as combinações de entidades nos desenhos, podem ser implementadas por instruções de programa de computador, cujas instruções podem ser armazenadas em uma memória que pode ser lida por computador, e também abastecida em um computador ou outro aparelho de processamento de dados programável. As referidas instruções de programa de computador podem ser proporcionadas a um processador de um computador de objetivo geral, um computador de objetivo especial e/ou outro aparelho de processamento de dados programável para produzir uma máquina, de modo que as instruções, que executam por meio do processador do computador e/ou de outro aparelho de processamento de dados programável, cria meios para implementar as funções / atos especificados nos diagramas de bloco e/ou blocos de gráfico de fluxo ou blocos.

[00091] Em algumas implementações e de acordo com alguns aspectos da presente descrição, as funções ou etapas observadas nos blocos podem ocorrer fora da ordem notada nas ilustrações operacionais. Por exemplo, dois blocos mostrados em sucessão podem de fato ser executados substancialmente concomitantemente ou os blocos podem algumas vezes ser executados na ordem inversa, dependendo da funcionalidade/atos envolvidos. Também, as funções ou etapas notadas nos blocos podem de acordo com alguns aspectos da presente descrição ser executadas continuamente em um ciclo.

[00092] Nos desenhos e no relatório descritivo, foram descritos aspectos exemplificativos da presente descrição. Entretanto, muitas variações e modificações podem ser realizadas aos referidos aspectos sem substancialmente se desviar a partir dos princípios da presente descrição. Assim, a presente descrição deve ser observada apenas como ilustrativa em vez de restritiva, e não como sendo limitada aos aspectos particulares discutidos acima. Desse modo, embora os termos específicos sejam empregados, os mesmos são usados apenas em um sentido genérico e de descrição e não com o objetivo de limitação.

Claims

1. Sistema de antena (100), compreendendo uma estrutura de antena (110) que consiste em um único elemento de antena que tem primeira (111) e segunda (112) portas de antena arranjadas para passar uns respectivos primeiro e segundo sinais de antena, os primeiro e segundo sinais de antena arranjados para serem derivados a partir de um primeiro sinal de antena comum (J1) e arranjados para serem essencialmente iguais em envelope, a estrutura de antena (110) sendo arranjada para ter um padrão de antena que é selecionável entre um primeiro padrão de antena que tem uma primeira polarização e um segundo padrão de antena que tem uma segunda polarização substancialmente ortogonal à primeira polarização, o primeiro padrão de antena sendo selecionado ao se ajustar os primeiro e segundo sinais de antena para terem a mesma polaridade na primeira (111) e na segunda (112) portas de antena, o segundo padrão de antena sendo selecionado ao se ajustar os primeiro e segundo sinais de antena para terem polaridades substancialmente opostas na primeira (111) e na segunda (112) portas de antena, a estrutura de antena (110’) compreendendo uma ponte de condução alongada (310) tendo um comprimento (LH) entre as primeira e segunda extremidades menor do que a metade do comprimento de onda que corresponde à frequência mais alta do primeiro sinal de antena comum (J1), a estrutura de antena (110’) adicionalmente compreendendo duas pernas de condução alongadas arranjadas em paralelo e que têm os respectivos comprimentos (Lv1, Lv2) entre as primeira e segunda extremidades menores do que a metade do comprimento de onda que corresponde à frequência mais alta do primeiro sinal de antena comum (J1), as referidas pernas (320) são fixadas na primeira das extremidades da perna em qualquer extremidade da ponte de condução alongada (310) em ângulos retos com relação à ponte de condução (310), assim substancialmente formando um formato de U, a soma dos comprimentos da ponte de condução alongada (310) e as duas pernas de condução alongadas (320) é substancialmente igual à metade do comprimento de onda que corresponde à frequência central do primeiro sinal de antena comum (J1), a primeira porta de antena (111) é conectada à segunda extremidade de uma perna, a segunda porta de antena (112) é conectada à segunda extremidade da outra perna, a estrutura de antena (110’) é arranjada para ter um plano de terra (330) ortogonal a ambas as pernas e localizada aproximadamente nas segundas extremidades das pernas, a estrutura de antena (110’) tem um comprimento total (LTOT) que inclui a ponte de condução alongada (310) e ambas as pernas (320), menor do que o comprimento de onda que corresponde à frequência mais alta do primeiro sinal de antena comum J1), caracterizado pelo fato de que a ponte de condução alongada (310) é estendida pelas primeira (410) e segunda (420) unidades de extensão condutivas conectadas em qualquer extremidade da ponte de condução (310), desse modo formando substancialmente um formato n, o comprimento total da ponte de condução alongada com unidades de extensão (410, 420) sendo menor que o comprimento de onda correspondendo à frequência mais alta do sinal de antena comum (J).

2. Sistema de antena (100), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que é arranjado em qualquer um de um modo de receptor, um modo de transmissor, ou um modo de transceptor, a estrutura de antena (110) quando em modo de receptor sendo arranjada para emitir sinais da antena na primeira (111) e na segunda (112) portas de antena recebidos via a estrutura de antena (110), a estrutura de antena (110) quando em modo de transmissor sendo arranjada para receber sinais da antena na primeira (111) e na segunda (112) portas de antena para serem emitidos via a estrutura de antena (120), a estrutura de antena (110) quando em modo de transceptor sendo arranjada para simultaneamente emitir e receber sinais da antena na primeira (111) e na segunda (112) portas de antena.

3. Sistema de antena (200), de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que adicionalmente compreende uma primeira unidade de interface de antena (210) que compreende um membro de acoplamento híbrido em 180 graus (220), uma unidade de comutação (230), e uma primeira porta comum (213) para passar o primeiro sinal de antena comum (J1), o membro de acoplamento híbrido em 180 graus (220) que tem primeira (211) e segunda (212) portas de membro de acoplamento conectadas à primeira (111) e à segunda (112) porta de antena, respectivamente, assim como a porta de soma (221) e a porta de diferença (222) conectadas à unidade de comutação (230), a unidade de comutação (230) sendo arranjada para conectar a primeira porta comum (213) da unidade de interface de antena (210) a qualquer uma de porta de soma (221) ou de porta de diferença (222) do membro de acoplamento híbrido em 180 graus (220), assim selecionando entre o primeiro e o segundo padrão de antena do sistema de antena (200).

4. Sistema de antena (250), de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que a primeira (111) e a segunda (112) portas de antena adicionalmente sendo arranjadas para passar um terceiro e um quarto sinal de antena, respectivamente, os terceiro e quarto sinais de antena tendo envelopes substancialmente idênticos e são derivados a partir de um segundo sinal de antena comum (J2) substancialmente ortogonal ao primeiro sinal de antena comum (J1), o sistema de antena (250) adicionalmente compreendendo uma segunda unidade de interface de antena (260), a segunda unidade de interface de antena (260) compreendendo segunda (261) e terceira (262) portas comuns para passar o primeiro (J1) e o segundo (J2) sinal de antena comum, respectivamente, assim como um membro de acoplamento híbrido em 180 graus (220), o membro de acoplamento híbrido em 180 graus (220) que tem primeira (211) e segunda (212) portas de membro de acoplamento conectadas à primeira (111) e à segunda (112) portas de antena, respectivamente, assim como a porta de soma (221) e a porta de diferença (222) conectadas à segunda (261) e à terceira (262) portas comuns, respectivamente, assim selecionando a primeira polarização para um do primeiro (J1) e do segundo (J2) sinal comum, e selecionando a segunda polarização para o outro do primeiro (J1) e do segundo (J2) sinal comum.

5. Sistema de antena (250), de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que o primeiro (J1) e o segundo (J2) sinal comum são ortogonais por separação em frequência.

6. Sistema de antena (250), de acordo com a reivindicação 4 ou 5, caracterizado pelo fato de que o primeiro (J1) e o segundo (J2) sinal comum são ortogonais por separação em tempo.

7. Sistema de antena (250), de acordo com qualquer uma das reivindicações 4 a 6, caracterizado pelo fato de que o primeiro (J1) e o segundo (J2) sinal comum são ortogonais por separação em código.

8. Sistema de antena (100 200, 300), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o comprimento da ponte alongada é aproximadamente 1,2 metros, e o comprimento de ambas as pernas é aproximadamente 1 metro.

9. Sistema de antena (100, 200, 300), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o comprimento de uma das porções de perna é aproximadamente 0 metros, assim substancialmente formando um sistema de antena com uma única perna.

10. Sistema de antena (100, 200, 400), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o comprimento da ponte de condução alongada (310) com unidades de extensão (410, 420) é aproximadamente 3 metros, e o comprimento de cada perna é aproximadamente 1,2 metros.

11. Sistema de antena (100, 200, 300, 400), de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que é adaptado para ser montado em um veículo aéreo (710, 810).

12. Sistema de antena, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que o veículo aéreo (710, 810) é arranjado como um plano de terra do sistema de antena (100, 200, 300, 400).

13. Sistema de antena (100, 200, 300, 400), de acordo com a reivindicação 11 ou 12, caracterizado pelo fato de que é adaptado para ser montado em um veículo aéreo (810) que compreende primeiro e segundo trens de aterrissagem (820), o sistema de antena sendo arranjado entre os primeiro e segundo trens de aterrissagem (820).

14. Sistema de antena (100, 200, 300, 400), de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que é adaptado para ser montado em um veículo com base em superfície.

15. Veículo aéreo (710, 810), caracterizado pelo fato de que é arranjado para portar o sistema de antena (100, 200, 300, 400) como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 13.

16. Veículo aéreo (710, 810), caracterizado pelo fato de que é arranjado para portar o primeiro e o segundo sistema de antena (100, 200, 300, 400) como definido em, qualquer uma das reivindicações 1 a 13.

17. Método para selecionar um padrão de antena de um sistema de antena (100), o sistema de antena (100) que compreende uma estrutura de antena (110) que consiste em um único elemento de antena que tem primeira (111) e segunda (112) portas de antena arranjadas para passar um respectivo primeiro e segundo sinal de antena, o padrão de antena da estrutura de antena (110) arranjado para ser selecionável entre um primeiro padrão de antena que tem a primeira polarização e um segundo padrão de antena que tem a segunda polarização substancialmente ortogonal à primeira polarização, a estrutura de antena (110’) compreendendo uma ponte de condução alongada (310) tendo um comprimento (LH) entre as primeira e segunda extremidades menor do que a metade do comprimento de onda que corresponde à frequência mais alta do primeiro sinal de antena comum (J1), a estrutura de antena (110’) adicionalmente compreendendo duas pernas de condução alongadas arranjadas em paralelo e que têm os respectivos comprimentos (Lv1, Lv2) entre as primeira e segunda extremidades menores do que a metade do comprimento de onda que corresponde à frequência mais alta do primeiro sinal de antena comum (J1), as referidas pernas (320) são fixadas na primeira das extremidades da perna em qualquer extremidade da ponte de condução alongada (310) em ângulos retos com relação à ponte de condução (310), assim substancialmente formando um formato de U, a soma dos comprimentos da ponte de condução alongada (310) e as duas pernas de condução alongadas (320) é substancialmente igual à metade do comprimento de onda que corresponde à frequência central do primeiro sinal de antena comum (J1), a primeira porta de antena (111) é conectada à segunda extremidade de uma perna, a segunda porta de antena (112) é conectada à segunda extremidade da outra perna, a estrutura de antena (110’) é arranjada para ter um plano de terra (330) ortogonal a ambas as pernas e localizada aproximadamente nas segundas extremidades das pernas, a estrutura de antena (110’) tem um comprimento total (LTOT) que inclui a ponte de condução alongada (310) e ambas as pernas (320), menor do que o comprimento de onda que corresponde à frequência mais alta do primeiro sinal de antena comum J1), caracterizado pelo fato de que a ponte de condução alongada (310) é estendida pelas primeira (410) e segunda (420) unidades de extensão condutivas conectadas em qualquer extremidade da ponte de condução (310), desse modo formando substancialmente um formato n, o comprimento total da ponte de condução alongada com unidades de extensão (410, 420) sendo menor que o comprimento de onda correspondendo à frequência mais alta do sinal de antena comum (J), o método compreendendo as etapas de • receber (S0) um primeiro sinal comum, • derivar (S1) os primeiro e segundo sinais de antena a partir de um primeiro sinal comum, • ajustar (S2) os primeiro e segundo sinais de antena para terem a mesma polaridade na primeira (111) e na segunda (112) portas de antena em caso do primeiro padrão de antena ser selecionado, • ajustar (S3) os primeiro e segundo sinais de antena para terem polaridades substancialmente opostas na primeira (111) e na segunda (112) portas de antena em caso do segundo padrão de antena ser selecionado.