ES1068228U - Filtro amplificador para antenas de radar. - Google Patents

Abstract

1. Filtro amplificador para antenas de radar, caracterizado porque está constituido a partir de un bloque metálico dotado de un alojamiento para la inserción de una antena de radar, bloque dotado de un conjunto amplificador, de naturaleza metálica, constituido a partir de un primer elemento amplificador, que comunica con el exterior del bloque metálico, de configuración tronco-piramidal hueco, de bases rectangulares, cuyas dimensiones serán respectivamente del orden de 42,68x57,62x97mm y 3,55x7,8mm, cuerpo con su base mayor orientada hacia el exterior, al que se conecta una guía de ondas recta con una longitud del orden de 32mm, que se adapta a la base menor del tronco de pirámide amplificador, calculada para la correcta transmisión de las frecuencias de 34,3 / 35,5 y 24,1 Ghz a través de la misma y de acuerdo a las longitudes de onda correspondientes, tras la que se dispone una guía de ondas curva, con la misma sección constante que la guía de ondas recta, y con un radio interiorpreferentemente de 9,025mm, rematándose por su extremidad opuesta en un cuerpo tronco-piramidal, formal y dimensionalmente adecuado para adaptarse a la salida del conjunto receptor a la entrada de la antena de radar, con una longitud del orden de 28,4x12,5x27,06mm, habiéndose previsto que en correspondencia con el elemento amplificador tronco-piramidal se establece un filtro de microondas, realizado en una chapa metálica de fino espesor, diseñado especialmente para dejar pasar las frecuencias de 34,3 / 35,5 y 24,1 Ghz e impedir la transmisión hacia el exterior de la frecuencia del oscilador local comprendida entre 10 y 11 Ghz. 2. Filtro amplificador para antenas de radar, según reivindicación 1, caracterizado porque el citado filtro (11) está constituido por una delgada lámina metálica de 0,2 milímetros de espesor, en la que se definen dos o tres partes huecas o resonadores (12) y tres o cuatro partes metálicas o septum (13), habiéndose previsto la existencia de cinco tipos de filtro dependiendo de las frecuencias de trabajo, un primer filtro (filtro1) para trabajar en 34,3 Ghz, un segundo filtro (filtro2) para trabajar en 34,3 y 35,5 Ghz un tercer filtro (filtro3) para trabajar en 34,3 35,5 y 24,150 Ghz , y un cuarto y quinto filtro (filtro4) y (filtro5) correspondientes a filtros de segundo orden de alta precisión, con la particularidad de que los diferentes elementos presentan unas medidas en milímetros acordes con la siguiente tabla: **FIGURA 01** 3. Filtro amplificador para antenas de radar, según reivindicación 1, caracterizado porque el citado bloque metálico incorpora una ventana en correspondencia con la base mayor del elemento amplificador tronco-piramidal, cerrada mediante una tapa obtenida mediante materiales transparentes a las frecuencias de microondas utilizadas, disponiendo además de la capacidad de adaptación de lentes fresnel, insertadas en dicha tapa. 4. Filtro amplificador para antenas de radar, según reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el citado bloque metálico incorpora una tapa practicable para acceso a la antena de radar.

Description

Filtro amplificador para antenas de radar.

Objeto de la invención

La presente invención, se refiere a un dispositivo, concretamente a un filtro, que ha sido especialmente concebido para permitir aumentar sensiblemente la capacidad de captación de una antena de radar.

La invención se sitúa en el ámbito de aplicación de las antenas de radar de vehículos móviles, mejorando su eficiencia y evitando posibles fugas de frecuencias no deseadas.

Antecedentes de la invención

En el ámbito de aplicación práctica de la invención, los sistemas detectores de señales de radar actuales, en las frecuencias de 34,3/35,5 y 24,1 gigaherzios (Ghz), no siempre tienen la ganancia adecuada, que permita su detección de una manera fiable y con la distancia suficiente referida al foco emisor, además en la mayor parte de los casos, tienen fugas indeseadas de la frecuencia de 10 a 11 Ghz, producidas por el oscilador local, el cual técnicamente se identifica como LO.

Siguiendo la normativa de Telecomunicaciones en la cual, no sólo se recomienda, sino que se exige, las señales de los equipos de telecomunicación deben ceñirse y depurarse a las bandas de frecuencias asignadas y además, se deben evitar las radiaciones de fugas que no correspondan a las bandas asignadas para su trabajo en este caso 34,3/35,5 y 24,1 Ghz.

Descripción de la invención

El filtro amplificador para antenas de radar que la invención propone resuelve de manera plenamente satisfactoria la problemática anteriormente expuesta, mejorando la eficiencia de las antenas de radar y evitando posibles fugas de frecuencias no deseadas.

De forma más concreta, dicho filtro permite amplificar y depurar las frecuencias asignadas de 34,3/35,5 y 24,1 gigaherzios y realizar un filtrado de las frecuencias correspondientes a las radiaciones de fugas, generadas por el oscilador local, eliminándolas prácticamente en su totalidad.

Para ello, el filtro que se preconiza está constituido a partir de un bloque metálico, en cuyo seno se conforma un elemento amplificador, que comunica con el exterior del mismo, de configuración tronco-piramidal, con su base mayor orientada hacia el exterior, designado técnicamente con el nombre de cono amplificador , elemento encargado de recibir las señales de radar, al que se conecta una guía de ondas recta, que se adapta a la base menor del tronco de pirámide amplificador, calculada para la correcta transmisión de las frecuencias de 34,3/35,5 y 24,1 Ghz a través de la misma y de acuerdo a las longitudes de onda correspondientes, tras la que se dispone una guía de ondas curva, con la misma sección constante que la guía de ondas recta, rematándose por su otra extremidad en un cuerpo tronco- piramidal, designado técnicamente corno cono adaptador , que constituye un elemento que adapta la salida del conjunto receptor a la entrada de la antena.

El citado bloque metálico incorpora una pareja de ventanas, una primera ventana, formal y dimensionalmente adecuada a la base mayor del cono amplificador, y una segunda ventana, paralela a ésta, para acceso a la antena.

En el guía de ondas recta se dispondrá un filtro de microondas, realizado en una chapa metálica de fino espesor, diseñado especialmente para dejar pasar las frecuencias de 34,3/35,5 y 24,1 Ghz e impedir la transmisión hacia el exterior de la frecuencia del oscilador local LO comprendida entre 10 y 11 Ghz, que constituyen la frecuencias de fugas no deseadas de las antenas. La tapa de cierre de la citada ventana estará realizada con materiales transparentes a las frecuencias de microondas utilizadas, disponiendo además de la capacidad de adaptación de lentes fresnel, insertadas en dicha tapa, las cuales producen una conducción adecuada de las microondas hacia el cono y que permiten un funcionamiento correcto de la antena tanto en polarización vertical como horizontal, consiguiendo niveles de señal equivalentes en ambos casos, en el dipolo de la antena.

A partir de la estructura anteriormente descrita, se derivan una serie de ventajas, entre las que cabe destacar las siguientes:

a)

Amplificación importante de las señales en las bandas asignadas de 34,3/35,5 y 24,1 gigaherzios, hasta conseguir una ganancia de 23 decibelios, lo que permite una clara discriminación de estas frecuencias, respecto al resto del espectro radioeléctrico, teniendo una gran fiabilidad en la detección de las mismas.

b)

Eliminación de la frecuencia de fugas no deseada de 10 a 11 gigaherzios, producidas por el oscilador local, evitando así que la emisión de dicha señal pueda interferir a otros sistemas de telecomunicación.

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c)

Integración en una sola pieza del módulo amplificador de señales de radar y filtro, lo que evita desacoplamientos mecánicos y eléctricos, que en señales a la frecuencia de radar, se pueden traducir en pérdidas importantes de señal y degradación de la misma, generando ondas estacionarias.

d)

Adaptación a varios de los modelos de antenas existentes en el mercado, mediante ranuras que facilitan el acoplamiento de las mismas al módulo filtro/amplificador, pudiéndose instalar con facilidad muchos de los modelos de antenas existentes en el mercado.

e)

Construcción compacta con aislamiento mecánico y eléctrico, que garantiza una adecuada resistencia a la degradación por los elementos atmosféricos, obteniendo una gran fiabilidad a través del tiempo, resultando prácticamente inalterable a la acción de los mismos.

f)

Optimización de la calidad de las señales de radar, no existiendo pérdidas en el acoplamiento filtro amplificador ya que forman parte del mismo dispositivo.

g)

Facilidad de montaje, ya que al ser una pieza única, con todos los dispositivos integrados, no requiere ningún ajuste, más que su instalación en la posición adecuada.

h)

Eliminación máxima de interferencias procedentes del exterior, ya que el sistema se encuentra totalmente aislado mecánica y eléctricamente, evitándose cualquier interferencia externa sobre los circuitos alojados en su interior.

Descripción de los dibujos

Para complementar la descripción que se está realizando y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características del invento, de acuerdo con un ejemplo preferente de realización práctica del mismo, se acompasa como parte integrante de dicha descripción, un juego de dibujos en donde con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente:

La figura 1.- Muestra una vista en perspectiva de un filtro amplificador para antenas de radar realizado de acuerdo con el objeto de la presente invención.

La figura 2.- Muestra una vista lateral del dispositivo de la figura anterior.

La figura 3.- Muestra una vista en alzado frontal del dispositivo de las figuras anteriores.

La figura 4.- Muestra, finalmente, un detalle en perfil del filtro de microondas que incorpora en su seno el dispositivo de las figuras anteriores.

La figura 5.- Muestra, un segundo ejemplo de realización posible para el filtro de la figura 4.

La figura 6.- Muestra, finalmente, un segundo ejemplo de realización práctica de la invención, según una vista en alzado lateral, en la que el bloque presenta una configuración acorde para minimizar la volumetría del dispositivo.

Realización preferente de la invención

A la vista de las figuras reseñadas puede observarse como el filtro amplificador que se preconiza está constituido a partir de un bloque (1), de naturaleza metálica, prismático-rectangular, en cuyo seno se conforma una estructura amplificadora obtenida a partir de un primer cuerpo amplificador (2) consistente en un cono amplificador de configuración tronco-piramidal, de bases rectangulares, cuyas dimensiones serán respectivamente 42,68 x 57,62 x 97,72 mm y 3,55 x 7,8 mm cuerpo amplificador cuya base mayor queda orientado hacia el exterior del bloque metálico (1), concretamente sobre una ventana (3), formal y dimensionalmente adecuada a dicha base rectangular, cuerpo amplificador (2) que por su base menor se fija a una guía de ondas recta (4), de 32 mm de longitud, consistente en un cuerpo tubular, prismático rectangular, de sección acorde con la base menor del cuerpo amplificador y tronco-piramidal (2), guía de ondas recta (4) que estará calculada para la correcta transmisión de las frecuencias de 34,3/35,5 y 24,1 Ghz a través de la misma y de acuerdo a las longitudes de onda correspondientes.

Por su parte posterior, la citada guía de ondas recta (4) se enlaza con una guía de ondas curva (5), con un radio interior de 12,575 milímetros, que permite una conducción adecuada de las ondas, manteniendo la misma sección rectangular de la guía de ondas recta (4) durante toda su trayectoria.

La citada guía de ondas curva (5) se remata, finalmente, en un cuerpo tronco piramidal hueco (6), designado como cono adaptador, de base menor acorde con la sección de la guía de ondas curva (5), y de configuración acorde para su adaptación a la entrada de la antena (7), cuerpo que presentará una longitud cuyas dimensiones serán respectivamente del orden de 28,4 x 12,5 x 27,06 milímetros. La antena (7) estará convenientemente conformada en un alojamiento (8) del bloque metálico que es accesible través una tapa (9) establecida sobre su cara anterior.

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A la entrada del cuerpo amplificador (2), se establece un filtro de microondas (11), realizado en una chapa metálica de fino espesor, diseñado especialmente para dejar pasar las frecuencias de 34,3/35,5 y 24,1 Ghz e impedir la transmisión hacia el exterior de la frecuencia del oscilador local LO comprendida entre 10 y 11 Ghz , que constituyen la frecuencias de fugas no deseadas de las antenas, contando con una tapa (10), realizada con materiales transparentes a las frecuencias de microondas utilizadas, disponiendo además de la capacidad de adaptación de lentes fresnel, insertadas en dicha tapa, las cuales producen una conducción adecuada de las microondas hacia el cono y que permiten un funcionamiento correcto de la antena tanto en polarización vertical como horizontal, consiguiendo niveles de señal equivalentes en ambos casos, en el dipolo de la antena.

El conjunto de amplificación y conducción (2-4-5-6) forman parte de un bloque realizado mediante moldeado o mecanizado, por lo tanto cada una de las dos partes del molde, contiene la mitad de cada uno de estos elementos.

El filtro de microondas (11), se realiza como pieza aparte, su mecanizado se efectúa fundamentalmente mediante láser y es insertado antes de realizar la unión de las dos piezas de fundición, quedando fijado mediante una pequeña ranura, que al efecto se ha dispuesto en cada una de las partes.

El filtro de microondas (11) está constituido por una delgada lámina metálica de 0,2 milímetros de espesor, en la que podemos distinguir dos o tres partes huecas llamadas resonadores (12) y tres o cuatro partes metálicas (13) llamadas septum. Existen cinco tipos de filtro que se pueden insertar, dependiendo de las frecuencias de trabajo, el filtro1 para trabajar en en 34,3 35,5 y 24,150 Ghz , el filtro4 y filtros corresponden a filtros de 34,3 Ghz, el filtro2 para trabajar en 34,3 y 35,5 Ghz y el filtro3 para trabajar segundo orden de alta precisión. Se detallan a continuación las medidas calculadas para los filtros desarrollados, en milímetros, correspondientes a las figuras 4 y 5 de la memoria:

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(Se ha designado la abreviatura Res para la palabra Resonador).

Se consigue de esta manera un dispositivo sumamente eficaz, que mejora la eficiencia de las antenas de radar y evita posibles fugas de frecuencias no deseadas.

Por último cabe destacar que, el bloque (1), que en las figuras 1 a 3 presenta una configuración prismático-rectangular, por ser la solución más sencilla, podría adoptar otras configuraciones muy diferentes, como por ejemplo la mostrada en la figura 6, configuración optimizada por conseguir una mínima volumetría del dispositivo, con el único denominador común de tener que presentar su cara frontal plana, o al menos la zona que afecta a la embocadura del cuerpo amplificador tronco-piramidal (2), ya que el resto de su geometría no afecta al funcionamiento del dispositivo, pudiendo adoptar diferentes configuraciones para adaptarse a distintos tipos de vehículos, siempre y cuando interiormente deje un espacio suficiente para albergar el resto de los componentes anteriormente descritos, de manera que cualquier cambio en la geometría de la carcasa no afectará en absoluto a la esencia de la invención.

Claims (4)

1. Filtro amplificador para antenas de radar, caracterizado porque está constituido a partir de un bloque metálico dotado de un alojamiento para la inserción de una antena de radar, bloque dotado de un conjunto amplificador, de naturaleza metálica, constituido a partir de un primer elemento amplificador, que comunica con el exterior del bloque metálico, de configuración tronco-piramidal hueco, de bases rectangulares, cuyas dimensiones serán respectivamente del orden de 42,68 x 57,62 x 97,72 mm y 3,55 x 7,8 mm, cuerpo con su base mayor orientada hacia el exterior, al que se conecta una guía de ondas recta con una longitud del orden de 32 mm, que se adapta a la base menor del tronco de pirámide amplificador, calculada para la correcta transmisión de las frecuencias de 34,3/35,5 y 24,1 Ghz a través de la misma y de acuerdo a las longitudes de onda correspondientes, tras la que se dispone una guía de ondas curva, con la misma sección constante que la guía de ondas recta, y con un radio interior preferentemente de 9,025 mm, rematándose por su extremidad opuesta en un cuerpo tronco-piramidal, formal y dimensionalmente adecuado para adaptarse a la salida del conjunto receptor a la entrada de la antena de radar, con una longitud del orden de 28,4 x 12,5 x 27,06 mm, habiéndose previsto que en correspondencia con el elemento amplificador tronco-piramidal se establece un filtro de microondas, realizado en una chapa metálica de fino espesor, diseñado especialmente para dejar pasar las frecuencias de 34,3/35,5 y 24,1 Ghz e impedir la transmisión hacia el exterior de la frecuencia del oscilador local comprendida entre 10 y 11 Ghz.

2. Filtro amplificador para antenas de radar, según reivindicación 1ª, caracterizado porque el citado filtro (11) está constituido por una delgada lámina metálica de 0,2 milímetros de espesor, en la que se definen dos o tres partes huecas o resonadores (12) y tres o cuatro partes metálicas o septum (13), habiéndose previsto la existencia de cinco tipos de filtro dependiendo de las frecuencias de trabajo, un primer filtro (filtro1) para trabajar en 34,3 Ghz, un segundo filtro (filtro2) para trabajar en 34,3 y 35,5 Ghz un tercer filtro (filtro3) para trabajar en 34,3 35,5 y 24,150 Ghz , y un cuarto y quinto filtro (filtro4) y (filtro5) correspondientes a filtros de segundo orden de alta precisión, con la particularidad de que los diferentes elementos presentan unas medidas en milímetros acordes con la siguiente tabla:

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3. Filtro amplificador para antenas de radar, según reivindicación 1ª, caracterizado porque el citado bloque metálico incorpora una ventana en correspondencia con la base mayor del elemento amplificador tronco-piramidal, cerrada mediante una tapa obtenida mediante materiales transparentes a las frecuencias de microondas utilizadas, disponiendo además de la capacidad de adaptación de lentes fresnel, insertadas en dicha tapa.

4. Filtro amplificador para antenas de radar, según reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el citado bloque metálico incorpora una tapa practicable para acceso a la antena de radar.