BRPI0520213B1

BRPI0520213B1 - Conjunto de antena

Info

Publication number: BRPI0520213B1
Application number: BRPI0520213-2A
Authority: BR
Inventors: Manholm Lars; Harrysson Fredrik; Medbo Jonas
Original assignee: Telefonaktiebolaget Lm Ericsson
Priority date: 2005-04-29
Filing date: 2005-04-29
Publication date: 2018-06-19
Also published as: CN101167216B; US20080191955A1; CN101167216A; JP2008539652A; EP1878090A1; BRPI0520213A2; WO2006118496A1; JP4685929B2; US7551144B2

Abstract

conjunto de antena. a presente invenção refere-se a um conjunto de antena que compreende dispositivos (1, 72, 72", 77, 77") para proporcionar uma aproximação de um laço elétrico de corrente constante, que é previsto para fornecer uma primeira configuração de radiação essencialmente toroidal (29) onde o conjunto de antena adicionalmente compreende um primeiro (67) e um segundo (68) dipolo elétrico. os dipolos elétricos (67, 68) são dispostos essencialmente de forma ortogonal entre si, e são dispostos para proporcionar uma segunda (30) e terceira (31) configuração de radiação essencialmente toroidal com cada uma essencialmente ortogonal em relação a outra e com a primeira configuração de radiação (29) essencialmente toroidal. os dispositivos (1,72, 72', 77, 77') para aproximação do laço elétrico de corrente constante compreendem pelo menos duas partes de trajeto de corrente (2, 3, 4, 5; 69, 70, 71; 69', 70', 71'; 73, 74, 75, 76; 73', 74', 75', 76'), onde uma corrente (11, 12, 13, 14) pode ser aplicada a cada uma das ditas partes (2, 3, 4, 5; 69, 70, 71; 69', 70', 71', 73', 74', 75', 76'), para que acorrente (11, 12, 13,14) em cada uma das ditas partes (2, 3, 4, 5; 69, 70, 71; 69', 70', 71'; 73, 74, 75; 76; 73', 74', 75', 76') essencialmente estejam em fase entre si.

Description

(54) Título: CONJUNTO DE ANTENA (51) Int.CI.: H01Q 21/26 (73) Titular(es): TELEFONAKTIEBOLAGET LM ERICSSON (72) Inventor(es): LARS MANHOLM; FREDRIK HARRYSSON; JONAS MEDBO “CONJUNTO DE ANTENA”

CAMPO TÉCNICO

A presente invenção refere-se a um conjunto de antena compreendendo meios para proporcionar uma aproximação de um laço elétrico de corrente constante, cuja aproximação de um laço elétrico de corrente constante é prevista para prestar um primeiro padrão de radiação essencialmente toroidal, onde o conjunto de antena adicionalmente compreende um primeiro e um segundo dipolo elétrico, cujos dipolos elétricos são dispostos essencialmente de forma ortogonal entre si e são previstos para oferecer um segundo e terceiro padrão de radiação com cada um essencialmente ortogonal em relação ao outro e com o primeiro padrão de radiação essencialmente toroidal.

TÉCNICA ANTERIOR

A demanda por sistemas de comunicação sem fio vem crescendo constantemente e continuando a crescer e um número de etapas de avanço tecnológico foi empreendido durante este crescimento. De maneira a obter capacidade de sistema aumentada para sistemas sem fio empregando trajetos de propagação não correlatos, sistemas MIMO (Múltipla Entrada Múltipla Saída) foram considerados constituir uma tecnologia preferencial para aperfeiçoar a capacidade. MIMO emprega um número de trajetos de sinal independentes separados, por exemplo, por intermédio de várias antenas de transmissão e de recepção. O resultado desejado é obter um número de portas de antena não correlacionadas para recepção assim como para transmissão.

Para MIMO é desejado estimar o canal e continuamente atualizar esta estimação. Esta atualização pode ser efetuada por intermédio de continuamente transmitir os denominados sinais piloto de uma maneira previamente conhecida; A estimação do canal resulta em uma matriz de canal. Se um numero de antenas transmissoras Tx transmitir sinais, constituindo um &

vetor de sinal transmitido, no sentido de um número de antenas receptoras Rx, todos os sinais Tx são somados em cada uma das antenas Rx, e por intermédio de combinação linear, um vetor de sinal recebido é formado. Multiplicando o vetor de sinal recebido com a matriz de canal invertida, o canal é compensado e a informação original é adquirida, isto é, se a matriz de canal exata é conhecida, é possível adquirir o vetor de sinal transmitido exato.A matriz de canal assim atua como um acoplamento entre as portas das antenas Tx e Rx, respectivamente. Estas matrizes são da dimensão MxN, onde M é o número de entradas (portas de antena) da antena Tx e N é o número de saídas (portas de antena) da antena Rx. Isto é prevíamente conhecido para a pessoa habilitada no campo de sistema MIMO.

Para um sistema MIMO funcionar eficientemente, são requeridos sinais não correlacionados ou pelo menos essencialmente não correlacionados. O significado do termo “sinais não correlacionados” neste contexto é que os padrões de radiação sejam essencialmente ortogonais. Isto é possibilitado para uma antena se aquela antena é produzida para receber e transmitir em pelo menos duas polarizações ortogonais. Se mais de duas polarizações ortogonais devem ser utilizadas para uma antena, faz-se necessário que seja usada em um denominado ambiente de difusão rica tendo uma pluralidade de trajetos de difusão independentes, uma vez que de outro modo não é possível contar com o benefício de mais de duas polarizações ortogonais. Um ambiente de difusão rica é considerado ocorrer quando muitas ondas eletromagnéticas coincidem em um único ponto no espaço. Por conseguinte, em um ambiente de difusão rica, mais de duas polarizações ortogonais podem ser utilizadas uma vez que a pluralidade de trajetos de propagação independentes habilita todos os graus de liberdade da antena a serem utilizados.

As antenas para sistemas MIMO podem utilizar separação espacial, isto é, separação física, de maneira a realizar baixa correlação entre os sinais recebidos nas portas de antena. Isto, todavia, resulta em grandes conjuntos que são impróprios para e.g. terminais de mão. Outra maneira de obter sinais não correlatos é por intermédio de separação de polarização, isto é, genericamente transmitir e receber sinais com polarizações ortogonais.

Foi então sugerido utilizar três dipolos ortogonais para uma antena MIMO com três portas, porém uma antena deste tipo é de manufatura complicada e requer muito espaço quando usadas às freqüências mais altas, tais como aquelas usadas para o sistema MIMO (cerca de 2 GHz).

Na US n^fi 2002/0113748, dois dipolos de preferência ortogonalmente dispostos e um elemento de laço são expostos. Como mostrado na figura 5 do dito pedido, o elemento de laço é na forma de um anel, alimentado em um determinado ponto no anel..

Como o diâmetro do elemento de laço é sugerido ser de até um comprimento onda à freqüência operacional, é assim indicado que o laço possa ser de vários comprimentos de onda de comprimento.

Todavia, de maneira a adquirir um padrão de radiação que seja essencialmente ortogonal aos padrões de dipolo usando o conjunto de antena de acordo com a US 2002/0113748, um processo é usar um pequeno laço. Um pequeno laço deste tipo deve ter um diâmetro de cerca de um décimo de comprimento de onda à freqüência operacional, resultando em uma aproximação de um elemento de laço elétrico de corrente constante. A utilização de um laço elétrico de corrente constante, ou pelo menos de uma aproximação suficiente do mesmo, constitui um processo vantajoso de adquirir um padrão de radiação que é essencialmente ortogonal aos padrões de dipolo.

Embora não proposta explicitamente na US 2002/0113748, uma pequena antena em forma de trevo deste tipo poderia ser deduzida do documento em causa. Uma pequena antena em forma de trevo deste tipo, todavia, é de banda bastante estreita e assim difícil de casar corretamente uma vez que tem uma alta resistência reativa e uma baixa resistência resistiva. Outrossim, uma antena de pequeno quadro deste tipo é consideravelmente menor que as antenas de dipolo adjacentes, resultando em uma construção difícil.

Existe assim um problema com o conjunto de antena de acordo com o documento US 2002/0113748, uma vez que o elemento de laço tem de ser muito pequeno de maneira a funcionar como uma aproximação suficiente de um elemento de laço de corrente constante.

O problema contemplado que é resolvido pela presente invenção é apresentar um conjunto de antena apropriado para um sistema MIMO, o conjunto de antena em questão é suscetível de transmitir e receber em três polarizações essencialmente não correlacionadas, e deve compreender dois dipolos essencialmente ortogonais e uma aproximação de um elemento de laço elétrico de corrente constante. A aproximação do elemento de laço elétrico de corrente constante deve adicionalmente ser facilmente casado e ter uma grande largura de banda comparada com o que pode ser concluído das soluções da técnica precedentemente existente.

DESCRIÇÃO DA INVENÇÃO

O presente problema é resolvido por intermédio de um conjunto de antena de acordo com a introdução, cujo conjunto de antena é adicionalmente caracterizado pelo fato dos dispositivos para aproximação do laço elétrico de corrente constante compreender pelo menos duas partes de trajeto de corrente, onde uma corrente pode ser aplicada a cada uma das ditas partes, de forma que a corrente em cada uma das ditas partes estejam em fase entre si.

Modalidades de realização preferenciais são expostas nas reivindicações subordinadas.

Várias vantagens são alcançadas por intermédio da presente invenção, por exemplo:

- Um conjunto de antena de polarização tríplice de baixo custo é obtido.

- Uma antena polarizada tríplice produzida em técnica planar é possibilitada, evitando disposições de antena consumidoras de espaço.

- Uma antena polarizada tríplice que é de fácil manufatura é obtida.

DESCRIÇÃO SUCINTA DOS DESENHOS

A presente invenção passa a ser descrita em maior detalhe a seguir com referência aos desenhos apensos, de acordo com os quais:

A figura 1 mostra uma antena em forma de trevo de quatro folhas;

A figura 2 mostra uma configuração de radiação ideal para um laço elétrico de corrente constante;

A figura 3 mostra duas antenas de dipolos ortogonais;

A figura 4 mostra uma antena em forma de trevo com duas antenas dipolares ortogonais;

A figura 5 mostra uma configuração de radiação ideal para uma antena dipolar;

A figura 6 mostra três configurações de radiação ortogonal;

A figura 7 mostra uma vista lateral do conjunto de antena de acordo com a invenção realizado em técnicas planares;

A figura 8a mostra uma disposição de dipolos ortogonal A figura 8b mostra duas antenas dipolares ortogonais realizadas em técnicas planares;

A figura 9a mostra como três braços de dipolo são usados para emular um primeiro dipolo elétrico;

A figura 9a mostra como três braços de dipolo são usados para emular um segundo dipolo elétrico;

A figura 10a mostra um conjunto de dipolo de acordo com um primeiro caso de uma primeira variedade;

A figura 10b mostra um conjunto de dipolo de acordo com um segundo caso de uma primeira variedade;

A figura 11a mostra um conjunto de dipolo de acordo com um primeiro caso de uma segunda variedade; e

A figura 1 lb mostra um conjunto de dipolo de acordo com um segundo caso de uma segunda variedade.

MODALIDADES PREFERENCIAIS

De acordo com a presente invenção, é apresentado um conjunto de antena denominado de tríplice modalidade. O conjunto de antena de tríplice modalidade é projetado para transmitir três configurações de radiação essencialmente ortogonais.

Uma antena em forma de trevo denominada de quatro folhas 1, que é previamente conhecida, é usada na presente invenção, e é mostrada na figura 1. A antena em forma de trevo de quatro folhas 1 compreende um primeiro 2, segundo 3, terceiro 4 e quarto 5 laços de um material condutivo, por exemplo, de um fio de cobre curvado, onde todos os laços 2, 3, 4, 5 situam-se essencialmente no mesmo plano P no plano do papel na figura 1. Cada laço 2, 3, 4, 5 se estende de um condutor alimentador 6, tendo um ponto de alimentação 7, para um condutor de terra 8, conduzindo a terra 9, de preferência todos eles conectados com o mesmo condutor de alimentação 6. Os laços 2, 3, 4, 5 de preferência são essencialmente do mesmo comprimento e posicionados lado a lado em uma configuração de quadro circular simétrica, como mostrado na figura 1.

Seguindo o primeiro laço 2, ele se inicia em um primeiro ponto de conexão de alimentação 10 onde contata o condutor de alimentação 6, se estende no sentido horário e termina em um primeiro ponto de conexão de terra 11 onde contata o condutor de terra 8. O segundo laço 3, posicionado no sentido horário em relação ao primeiro laço 2, também se inicia no <3 primeiro ponto de conexão de alimentação 10, onde contata o condutor de alimentação 6, se estende no sentido horário e termina em um segundo ponto de conexão de terra 12 onde contata o condutor de terra 8.

O terceiro laço 4, posicionado no sentido horário em relação ao segundo laço 3, se inicia no segundo ponto de conexão de alimentação 13, onde contata o condutor de alimentação 6, se estende no sentido horário e termina no segundo ponto de conexão de terra 12 onde contata o condutor de terra 8. O quarto laço 5, posicionado no sentido horário em relação ao terceiro laço 4, se inicia no segundo ponto de conexão de alimentação 13, onde contata o condutor de alimentação 6, se estende no sentido horário e termina no primeiro ponto de conexão de terra 11, onde contata o condutor de terra 8.

Cada laço 2, 3, 4, 5 compreende uma parte de condutor arqueada 2a, 3a, 4a, 5a e uma primeira 2b, 3b, 4b, 5b e uma segunda 2c, 3c, 4c, 5c parte de condutor retilínea. As partes de condutor retilíneas 2b, 2,c do primeiro laço 2 formarão uma primeira 14 e segunda 15 partes de par de condutores paralelas juntamente com as partes de condutor retilíneas adjacentes 5c, 3b do quarto 5 e segundo 3 laços adjacentes. Da mesma maneira, são formadas a terceira 16 e quarta 17 partes de par de condutores paralelas. As partes de condutor arqueadas 2a, 3a, 4a, 5a se estendem de tal maneira que elas conjuntamente formam uma parte condutora incompleta essencialmente circular. O termo incompleta refere-se ao fato de que a parte condutora essencialmente circular é interrompida entre cada parte condutora arqueada 2a, 3a, 4a, 5a.

Como todos os laços 2, 3, 4, 5 são alimentados pelo mesmo condutor alimentador 6, a corrente I_b I₂, I3, I4 se apresenta em cada laço essencialmente em fase entre si. Particuiarmente, em cada parte de condutor arqueada 2a, 3a, 4a„5a, a corrente I_b I₂,13,14 estará em fase com a corrente I_bI₂, I3, I4. Em todas as outras partes de condutor arqueadas 2a, 3a, 4a, 5a. Outrossim, com relação à primeira parte de par de condutores paralelos 14, as correntes I_b I₄ nas partes de condutor retilíneas incluídas 2b, 5c se estendem em direções opostas, se cancelando mutuamente. A correspondente condição se aplica para a segunda 15, terceira 16 e quarta 17 partes de par de condutor paralelas.

Isto significa que a antena em forma de trevo de quatro folhas l, por intermédio de superposição dos laços 2, 3, 4, 5, na realidade é uma aproximação de um anel condutor onde a corrente tem a mesma fase através da totalidade do anel. Isto significa que uma aproximação de um laço elétrico ideal denominado de corrente constante é obtida. As discrepâncias da aproximação principalmente decorrem do fato de que as partes condutoras arqueadas 2a, 3 a, 4a, 5 a não formam um círculo completo e exato, e que a corrente I_b I₂,I3,14 em cada parte de condutor arqueada 2a, 3a, 4a, 5a não tem a mesma fase ao longo da parte de condutor arqueada 2a, 3 a, 4a, 5a em questão..

É possível fazer uso de um número maior ou menor de laços de quadro, tanto maior o número de quadros de laço que é usado, tanto mais exata toma-se a aproximação do anel condutor ideal. Por outro lado, tanto maior o número de laços de quadro que é usado, tanto mais complicada tomase a estrutura da antena. Nos exemplos de modalidades ilustrados, uma antena em forma de trevo de quatro folhas l é usada. Além disso, tanto menor a antena em forma de trevo que é usada, medida em comprimentos de onda, tanto melhor toma-se a aproximação, uma vez que a corrente então varia a um menor grau ao longo da parte de condutor arqueada 2a, 3a, 4a, 5a em questão. Um comprimento de onda aqui de preferência refere-se ao comprimento de onda central da largura de banda operacional do conjunto de antena de acordo com a invenção.

A configuração de radiação ideal 18 de um laço elétrico de corrente constante, que se aproxima de uma antena em forma de trevo de quatro folhas é ilustrado na figura 2, e é configurado como um anel toroidal, onde o arco do anel toroidal essencialmente segue as partes condutoras arqueadas 2a, 3a, 4a, 5a da antena em forma de trevo de quatro folhas 1. A configuração de radiação ideal de laço elétrico de corrente constante 18 tem um plano de simetria longitudinal P’ que divide o anel toroidal em duas metades circulares iguais, cujo plano de simetria de anel toroidal longitudinal P’ assim coincide com o plano P de antena em forma de trevo de quatro folhas.

De acordo com a presente invenção, a antena em forma de trevo de quatro folhas é combinada com um primeiro 19 e um segundo 20 dipolo, ortogonalmente dispostos como mostrado na figura 3, cujo primeiro 19 e segundo 20 dipolos são produzidos de um material condutivo, por exemplo, um fio de cobre curvado. O primeiro dipolo 19 compreende uma primeira parte alimentadora 21 com dois condutores paralelos 21a, 31b e uma primeira parte de braço 22, compreendendo dois braços de dipolo 22a, 22b. onde os dois condutores alimentadores 21a, 31b são dobrados em 90° de tal maneira que os condutores, ou braços de dipolo 2a, 2b, agora se estendem em direções opostas até atingirem suas extremidades. O segundo dipolo 20 compreende uma correspondente segunda parte alimentadora 23 e segunda parte de braço 24 com correspondentes condutores alimentadores 23 a, 23b e braços de dipolo 24a, 24b. As partes condutoras 21, 22, 23, 24 são de preferência essencialmente do mesmo comprimento.

Com referência à figura 4, os dipolos 19, 20 são dispostos no centro da antena em forma de trevo de quatro folhas, mostrada esquematicamente com somente as partes condutoras arqueadas 2a, 3 a, 4a, 5 a. Os dipolos 19, 20 têm suas respectivas partes alimentadoras 21, 23 se elevando de forma perpendicular ao plano da antena em forma de trevo de quatro folhas P (não mostrada na figura 4) e a respectiva parte de braço 22, 24 se estende essencialmente paralela ao plano da antena de quatro folhas. A extensão da primeira parte de braço 22 é essencialmente ortogonal à extensão

YG da segunda parte de braço 24.

A configuração de radiação ideal 25 de uma antena dipolo 26. tendo uma parte alimentadora 27 e uma parte de braço 28, é mostrada na figura 5, e é configurada como um anel toroidal. A parte de braço 28 da antena dipolo 26 constitui um eixo geométrico central em tomo do qual o anel toroidal da configuração de radiação 25 é formado. Em outras palavras, a forma arqueada da configuração de radiação 25 se estende em tomo da parte de braço 28 de tal maneira que a extensão da parte de braço 28 forma uma linha de simetria central para o anel toroidal.

Com relação à antena de acordo com a presente invenção, com referência à figura 6, os diagramas de antena produzidos são mostrados em uma vista lateral, onde o plano da antena em forma de trevo de quatro folhas P se estende perpendicular ao plano do papel.

A antena em forma de trevo de quatro folhas 1 produz uma primeira configuração de radial toroidal 29, tendo o primeiro plano de simetria de anel toroidal longitudinal P’. A primeira configuração de radiação 29 é marcada com linhas inclinadas que aumentam da esquerda para direita.

A primeira antena dipolar 19 produz uma segunda configuração de radiação toroidal 30, tendo um segundo plano de simetria de anel toroidal longitudinal P” que coincide com, ou é paralelo com, o plano do papel e é ortogonal ao primeiro plano de simetria de anel toroidal P’. A segunda configuração de radiação 30 é marcada com linhas inclinadas que decrescem da esquerda para direita.

A segunda antena dipolar 20 produz uma terceira configuração de radiação toroidal 31, tendo um terceiro plano de simetria de anel toroidal longitudinal P’” que é ortogonal a ambos, ao primeiro plano de simetria de anel toroidal longitudinal P’ e ao segundo plano de simetria de anel toroidal longitudinal P”. Temos assim um primeiro P’, um segundo P” e um terceiro plano P”’. A terceira configuração de radiação 31 é marcada com linhas η

horizontais.

Idealmente, como mostrado na figura 6, estas configurações de radiação 29,30, 31 têm o mesmo centro de fase, porém praticamente a segunda 30, e terceira configurações de radiação podem ser elevadas ou baixas em relação à primeira configuração de radiação 29. Um desvio desta natureza de preferência deve ser pequeno medido em comprimentos de onda, por exemplo, cerca de AJ10, onde A é o comprimento de onda central da largura de banda operacional do conjunto de antena.

Como os planos de simetria de anel toroidal longitudinal P’, P”, P’” são ortogonais entre si, as configurações de radiação são ortogonais entre si, de acordo com a definição abaixo.

Em conclusão, por intermédio da presente invenção, três configurações de radiação de forma toroidal diferentes 29 30, 31 são adquiridas, onde cada configuração de radiação é ortogonal a outra.

Como as configurações de radiação são ortogonais, a correlação é igual a zero, onde a correlação p pode ser formulada como <££₃{Ώ)’£₂’(Ω)ί/Ω

Na equação acima, Ω representa uma superfície e o símbolo * indica um conjugado complexo. Para a integração da configuração de radiação, Ω representa uma superfície fechada compreendendo todos os ângulos espaciais, e quando esta integração é igual a zero, inexiste correlação entre as configurações de radiação, isto é, as configurações de radiação são ortogonais entre si. O denominador é um termo de efeito de normalização.

O dispor de três configurações de radiação pelo menos essencialmente ortogonais é muito desejável, uma vez que isto habilita canais paralelos não correlatos em um rico ambiente de dispersão, isto é, as carreiras no canal matriz podem ser independentes. Isto por sua vez significa que a presente invenção é aplicável para um sistema MIMO.

Na primeira modalidade previamente descrita, a antena em forma de trevo de quatro folhas e os primeiro e segundo dipolos são produzidos por um fio curvado, por exemplo, um fio de cobre. Qualquer outro material condutor desempenhará a função da presente invenção.

Em uma segunda modalidade, a antena em forma de trevo e quatro elementos e os primeiro e segundo dipolos são produzidos em técnicas planares, constituindo uma antena de microfita. Como mostrado esquematicamente na figura 7, a antena de tríplice modalidade de acordo com a presente invenção então compreende um primeiro 32, segundo 33, terceiro 34 e quarto 35 laminado dielétrico cobreado, por exemplo, um laminado baseado em Teflon, superpostos. Removendo o cobre, diferentes estruturas condutivas podem ser formadas sobre os laminados 32, 33, 34, 35. A remoção de cobre pode ser realizada por intermédio de ataque químico, ou altemativamente, por usinagem.

Na figura 7, o primeiro 32, segundo 33, terceiro 34 e quarto 35 laminados, cada um tendo um primeiro 36, 37, 38, 39 e segundo 40, 41, 42, 43 lado, são mostrados de lado, formando uma estrutura em sanduíche. A estrutura em sanduíche tem um topo 44, um fundo 45 e uma primeira 476, segunda 47 e terceira 48 seções intermediárias, onde cada seção intermediária 46, 47, 48 é formada entre dois laminados adjacentes.

Sobre o topo 44, sobre o primeiro lado 36 do primeiro laminado 32, as partes de braço de dipolo são formadas. Abaixo, na primeira seção intermediária 46 entre o primeiro 32 e o segundo 33 laminado, os laços da antena em forma de trevo de quatro folhas são formados, quer sobre o segundo lado 40 do primeiro laminado 32 quer sobre o primeiro lado 37 do segundo laminado 33. Sobre o lado não usado, todo o cobre é removido.

Mais abaixo, na segunda seção intermediária 47 entre o segundo 33 e o terceiro 34 laminado, os laços da antena em forma de trevo de quadro elementos são combinados de tal maneira que cada quadro é conectado com uma linha de alimentação comum e uma terra comum por intermédio de vias (não mostradas) conectando a primeira 46 e a segunda 47 seções intermediárias. Uma rede combinatória é então formada,, quer sobre o segundo lado 41 do segundo laminado 33 quer sobre o primeiro lado 38 do terceiro laminado 34. Sobre o lado não usado, todo o cobre é removido.

Mais abaixo, na terceira seção intermediária 48, entre o terceiro 34 e o quarto 35 laminado, as partes de braço de dipolo são combinadas de tal maneira que elas são conectadas com respectivas linhas de alimentação e uma terra comum por intermédio de vias (não mostradas) conectando o topo 44 e a terceira 48 seção intermediária 42. Além disso, uma linha de alimentação de antena de quatro folhas é formada na terceira seção intermediária 48, por intermédio de vias (não mostradas) conectando a segunda 47 e terceira 48 seções intermediárias. A linha de alimentação de antena quadro de quatro folhas é conectada com um conector de antena em forma de trevo 49 na borda do sanduíche. Assim, uma rede combinatória é formada, quer sobre o segundo lado 42 do terceiro laminador 34 quer sobre o primeiro 39 lado do quarto laminado 35. Sobre o lado não usado, todo o cobre é removido

No fundo 45, sobre o segundo lado 43 do quarto laminado 35, uma linha alimentadora de dipolo é formada para cada dipolo por intermédio de vias (não mostradas) conectando a segunda seção intermediária 47 e o fundo 45. Cada linha alimentadora de dipolo é conectada com um conector de antena de dipolo 50 (somente um mostrado) na borda do sanduíche.

Um exemplo de como os braços de dipolo atacados e suas vias de alimentação podem se assemelhar é mostrado na figura 8a. Nesta, é ilustrada uma antena em forma de trevo de quatro folhas atacada 1 compreendendo o primeiro 2, o segundo 3, terceiro 4 e quarto 5 laço. Cada laço é conectado com uma correspondente primeira 51, segunda 52, terceira 53 e quarta 54 via. Estas vias 51, 52, 53, 54 são ligadas em um ponto com ίο outro ponto, no exemplo com referência à figura 7 em outra camada. Uma quinta via central comum 55 é também provida, assim totalmente resultando em dois terminais para alimentar a antena em forma de trevo de quatro folhas

1. No exemplo, com referência à figura 7 estes terminais são disponíveis através do conector de antena em forma de trevo 49.

Outrossim, na figura 8b, um exemplo de como os braços de dipolo quimicamente atacados e suas vias de alimentação podem se assemelhar é mostrado. O primeiro dipolo 19 tem seus braços de dipolo 22a, 22b conectados com uma respectiva primeira 56 e segunda 57 via de dipolo. O segundo dipolo 20 tem seus braços de dipolo 24a, 24b conectados com uma respectiva primeira 58 e segunda 58 via de dipolo. Estas vias 51, 52, 53, 54 de preferência são levadas a outra camadas conforme descrito no exemplo com referência à figura 7, onde cada dipolo é disponível através de um conector 50 correspondente às vias 56; 57; 59 de cada dipolo.

Devido à reciprocidade, para as propriedades transmissoras de todos os conjuntos de antena de tríplice modalidade descritos existem correspondentes propriedades de recepção iguais, conforme conhecido daqueles versados na técnica, permitindo o conjunto de antena de tríplice modalidade tanto a transmitir como a receber em três modalidades de operação essencialmente não correlacionadas.

A invenção não está limitada às modalidades descritas acima, que somente devem ser consideradas como exemplos da presente invenção, porém pode variar livremente dentro do âmbito das reivindicações apensas.

Por exemplo, não é indispensável a existência de duas antenas com dipolos discretos. De maneira a obter as configurações de radiação dipolares descritas, o que não significa indispensavelmente que duas antenas dipolo discretas são requeridas. Dois dipolos elétricos podem ser realizados utilizando somente três braços dipolares, um primeiro 60, um segundo 61 e terceiro 62 braço dipolar, cada braço se estendendo para o exterior de um ponto central como mostrado nas figuras 9a e 9b. As extremidades centrais dos braços dipolares são conectadas com um conjunto alimentador 3 por intermédio de fios alimentadores apropriados 64, 65, 66. Os três braços dipolares 60, 61, 62 se estendem de tal maneira que um ângulo de essencialmente 60° é formado entre eles, isto é, eles se estendem simetricamente. A seguir, a direção positiva da corrente é a partir do centro e para o exterior.

Em uma primeira modalidade de operação, como mostrado na figura 9b, o primeiro braço dipolar 60 é alimentado com uma corrente dotada da amplitude relativa - 1AÍ2, o segundo braço dipolar 61 é alimentado com uma corrente dotada da amplitude relativa - l/v/2 e o terceiro braço dipolar 62 é alimentado com uma corrente dotada da amplitude relativa 1. O segundo dipolo elétrico resultante 68 (marcado com linhas descontínuas) é dirigido essencialmente paralelo ao terceiro braço dipolar 62.

Em um segundo modo de operação, como mostrado na figura 9b, o primeiro braço de dipolo 60 é alimentado com uma corrente tendo a amplitude relativa-1/^2, o segundo braço de dipolo 61 é alimentado com uma corrente tendo a amplitude relativa -Ihk e a amplitude relativa -1/^2, o terceiro braço de dipolo é alimentado com uma corrente tendo a amplitude relativa 1. O segundo dipolo elétrico resultante 68 (marcado com linhas tracejadas) é dirigido essencialmente paralelo ao terceiro braço de dipolo 62.

Dois dipolos elétricos ortogonais 67, 68 são assim obtidos, usando somente três braços dipolares 60, 61, 62.

É também concebível a utilização de dipolos elétricos circularmente dispostos, em vez da configuração de antena em forma de trevo descrita acima, de maneira a obter uma aproximação de um laço elétrico de corrente constante.

Em uma primeira versão, com referência à figura 10a e 10b, um primeiro 69, 69’, segundo 70, 70’ e terceiro 71, 71’ dipolo elétrico, cada

ZL um de preferência na forma de uma antena dipolo, são distribuídos na forma de um triângulo eqüilátero 72, 72’. No interior deste triângulo 72, 72” dois mais dipolos elétricos ortogonais (não mostrados) sã dispostos em qualquer uma das maneiras previamente descritas.

Em uma segunda versão, com referência às figuras 11a e llb, um primeiro 73, 73’, segundo 74, 74’, terceiro 75, 75’e quarto 78, 76’ dipolo elétrico, cada um de preferência na forma de uma antena dipolar, são dispostos na forma de um quadrado 77, 77’. No interior deste quadrado 77, 77’, dois mais dipolos elétricos ortogonais (não mostrados) são dispostos em qualquer uma das maneiras previamente descritas.

Em um primeiro caso com referência às figuras 10a e 11a, correspondentes partes condutoras de alimentação de dipolo 78, 79, 80; 81, 82, 83, 84 são posicionadas no meio de cada lado do triângulo 72 ou do quadrado 77, respectivamente. Isto resulta em que cada dipolo elétrico individual 69, 70, 71; 73, 74, 75, 76 é essencialmente reto.

Em um segundo caso com referência às figuras 10b e llb correspondentes partes condutoras de alimentação de dipolo 78’, 79’, 80’, 81’, 82’, 83’, 84’ são posicionadas em cada esquina do triângulo 72’ ou d’o quadrado 77’, respectivamente. Isto resulta em que cada dipolo elétrico individual 69’, 70’, 71’, 73’, 74’, 75’, 76’ é inclinado em 60’ para o triângulo e 90° para o quadrado.

Os dipolos de acordo com o acima devem ser alimentados de tal maneira que as correntes (não indicadas nas figuras) nos dipolos estão todas essencialmente em fase entre si, habilitando a aproximação de um laço elétrico de corrente constante.

Com referência aos exemplos ilustrados nas figuras 10a, 10b, 11a e llb, outras formas geométricas são naturalmente concebíveis. Como para a antena em forma de trevo descrita acima, é possível usar diferentes números de dipolos elétricos circularmente dispostos. Tanto maior é o número £3 de dipolos elétricos que são usados, tanto mais exata toma-se a aproximação do anel condutor ideal. Por outro lado, tanto maior o número de dipolos elétricos que é utilizado, tanto mais complicada toma-se a estrutura de antena.

Todos os planos P, P’, P”, P”’ descritos são imaginários e adicionados meramente para fins explanatórios.

A configuração de camada descrita com referência à figura 7 é somente um exemplo de como um conjunto dessa natureza pode ser realizado. Muitas outras ditas configurações são possíveis dentro do âmbito da invenção.

Muitas outras configurações que não realizadas em técnicas planares também são concebíveis. Como mencionado previamente, fios curvados podem, por exemplo, ser usados.

Todas as linhas de alimentação, rede combinatória e conexões que não são expostas em maior detalhe na descrição são de um tipo comumente conhecido, facilmente produzidos e/ou adquiridos por aqueles versados na técnica.

A antena em forma de trevo não é indispensável para a realização da invenção, a essência daquela parte do conjunto de antena de acordo com a invenção é proporcionar pelo menos uma aproximação de um laço elétrico de corrente constante situado na antena em forma de trevo de quatro folhas P previamente mencionada, que mais genericamente constitui um plano de antena P no qual se situa o laço elétrico de corrente constante aproximada resultante.

Uma antena em forma de trevo de acordo com as modalidades acima constitui uma maneira preferencial de proporcionar tal aproximação. O número de laços de quadro pode variar, como acima mencionado, porém não deve ser menor que dois de maneira a proporcionar qualquer efeito positivo. Os laços não têm de situar-se exatamente no mesmo plano, porém podem ser ligeiramente inclinados com a preservação do princípio operacional. A direção da corrente elétrica pode variar daquelas expostas.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Conjunto de antena compreendendo um dispositivo (1, 72, 72’, 77, 77’) para proporcionar uma aproximação de um laço elétrico de corrente constante, cuja aproximação de um laço elétrico de corrente constante é prevista para proporcionar uma primeira configuração de radiação essencialmente toroidal (29), onde o conjunto de antena adicionalmente compreende um primeiro (67) e um segundo (68) dipolo elétrico, cujos dipolos elétricos (67, 68) são dispostos essencialmente ortogonais entre si, e são dispostos para proporcionar uma segunda (3 0) e terceira (31) configuração de radiação com cada uma essencialmente ortogonal a outra e com a primeira (29) configuração de radiação essencialmente toroidal, caracterizado pelo fato de que o dispositivo (1, 72, 72’, 77, 77’) para aproximação do laço elétrico de corrente constante compreende pelo menos duas partes de trajeto de corrente (2, 3, 4, 5; 69, 70, 71; 73, 74, 75, 76; 73’, 74’, 75’, 76’), onde uma corrente (I_b I₂, I₃.14) pode ser aplicada a cada uma das ditas partes (2, 3, 4, 5; 69, 70, 71; 69’, 70’, 71’; 73, 74, 75, 76’) para que a corrente (I_b I₂, I_3j I₄) em cada uma das partes (2, 3, 4,5; 69, 70, 71; 69’, 70’, 71’; 73, 74, 75, 76; 73’, 74’, 75’, 76’) essencialmente estejam em fase entre si.
2. Conjunto de antena de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o laço elétrico de corrente constante é aproximado por uma antena em forma de trevo (1).
3. Conjunto de antena de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que a antena em forma de trevo é uma antena em forma de trevo de quatro folhas (1).
4. Conjunto de antena de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o laço elétrico de corrente constante é aproximado por pelo menos três dipolos elétricos circularmente distribuídos (69, 70, 71; 73, 74, 75, 76; 69, 70’, 71’; 73’, 74’, 75’, 76’).
5. Conjunto de antena de acordo com qualquer uma das reivindicações prévias, caracterizado pelo fato de que cada um dentre o primeiro e o segundo dipolos elétricos (67, 68) é formado por meio de uma antena em forma de trevo (19, 20) tendo dois braços dipolares (22a, 22b; 24a. 24b).
6. Conjunto de antena de acordo com qualquer uma das reivindicações 1-4, caracterizado pelo fato de que cada um dentre o primeiro e o segundo dipolos elétricos (67, 68) é formado por meio de um conjunto de antena em forma de trevo compreendendo três braços dipolares (60, 61, 62) que se estendem a partir de um ponto central de tal maneira que um ângulo essencialmente de 60° é formado entre eles, cujo conjunto de antena de dipolo é alimentado de tal maneira que os dipolos elétricos (67, 68) são formados.
7. Conjunto de antena de acordo com de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que ele é feito usando técnicas planares.

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