ES2204381T3 - Dispositivo de excitacion o alimentacion para una antena para satelites. - Google Patents
Dispositivo de excitacion o alimentacion para una antena para satelites.Info
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Abstract
Sistema de excitación y/o alimentación, en particular para enviar y/o recibir ondas electromagnéticas polarizadas ortogonal linealmente y/o ortogonal circularmente, con las siguientes particularidades: - con un conductor hueco (5, 5¿), - en la zona del conductor hueco (5, 5¿) se prevé un sistema de desplazamiento de fase (11), - el sistema de desplazamiento de fase (11) está compuesto por dos sistemas de desplazamiento de fase (11, 11¿) dispuestos decalados uno respecto a otro en 180º, que se extienden en la dirección de propagación del conductor hueco (5, 5¿), y que resaltan radialmente en un plano (14) desde la pared interior del conductor hueco, - se prevé además un equipo de acoplamiento o ajuste (19) y - el equipo de acoplamiento o ajuste (19) está dispuesto decalado respecto al plano (14) que provoca el desplazamiento de fase del sistema de desplazamiento de fase (11) en la dirección de propagación o plano longitudinal central (25) del conductor hueco (5) en una zona angular de +30º a +150º y/o -30º a -150º, caracterizado por las siguientes particularidades adicionales: - el equipo de desacoplamiento o ajuste (19) está previsto considerando axialmente el conductor hueco (5, 5¿) sólo en un lado de la pared interior (15) del conductor hueco (5, 5¿) y - el equipo de desacoplamiento o ajuste (19) está configurado más corto que la longitud de los sistemas de desplazamiento de fase (11, 11¿), de tal manera que la extensión longitudinal y/o transversal del equipo de desacoplamiento o ajuste (19) es de menos del 75% de la longitud (L) del sistema de desplazamiento de fase (11).
Description
Dispositivo de excitación o alimentación para una
antena para satélites.
La invención se refiere a un dispositivo de
excitación o alimentación, en particular para una antena para
satélites para enviar o bien recibir ondas electromagnéticas
polarizadas ortogonal linealmente y/u ortogonal circularmente, según
el concepto general de la reivindicación 1.
Un sistema de excitación o alimentación así se
conoce por ejemplo por la DE 37 41 501 C1. Este sistema de
excitación o bien alimentación incluye usualmente una bocina
configurada a modo de un emisor de conductor hueco. Al
ensanchamiento anterior, por ejemplo con forma de embudo (que
también se denomina bocina de alimentación) se le une un conductor
hueco. Este presenta en su extremo por ejemplo un cortocircuito.
Transversalmente al respecto puede estar dispuesto un tramo de
conductor hueco que conduce a un convertidor. En lugar del
cortocircuito citado que se encuentra en la dirección de
propagación, puede estar prevista allí también otra salida, a la
que se conecta por ejemplo otro convertidor para recibir la
polarización que se encuentra dispuesta ortogonalmente respecto a la
primera salida.
En el tramo de conductor hueco pueden preverse,
según las exigencias técnicas, por ejemplo uno o dos sistemas de
desplazamiento de fase, por ejemplo un sistema de desplazamiento de
fase en 90º así como un sistema de desplazamiento de fase en 180º.
Según la DE 37 41 501 C1 se utilizan para los sistemas de
desplazamiento de fase las llamadas plaquitas para un sistema de
desplazamiento de fase, compuestas por material dieléctrico. Se
habla en este contexto también de sistemas dieléctricos de
desplazamiento de fase. Al respecto se conoce por ejemplo por Erich
Pehl: "Técnica de microondas", vol. 1: Líneas de transmisión
de ondas y módulos de línea, Editorial Hüthig, 1988, págs. 170 a 172
así como págs. 243 y 244, que precisamente encuentran aplicación en
la técnica de conductores huecos como sistemas de desplazamiento
de fase junto a sistemas de desplazamiento de fase dieléctricos o
bien plaquitas dieléctricas de sistemas de desplazamiento de fase,
los llamados módulos de ferritas. Finalmente, se conoce además
básicamente la realización de un desplazamiento de fase mediante
plaquitas, compuestas por ejemplo por metal.
Independientemente de la formulación de las
tareas técnicas (se trate por ejemplo de dos sistemas de
desplazamiento de fase dispuestos uno tras otro o sólo de un sistema
de desplazamiento de fase o de un sistema de desplazamiento de fase
por ejemplo de 90º o 180º) existe siempre el problema de optimizar
el desacoplamiento de las polarizaciones orientadas ortogonalmente
entre sí. Si por ejemplo no existe un desacoplamiento al 100% entre
estas ortogonalidades, esto tiene como consecuencia que existan
potencias de pérdidas. En un caso así se reflejan partes de la
energía recibida de las ondas electromagnéticas, con lo cual se
reduce la potencia recibida (o bien en servicio de emisión la
potencia emitida).
Un dispositivo de alimentación o de baterías se
ha dado a conocer además por la US-A 4,100,514. El
polarizador conocido por la misma está compuesto por sistemas de
desplazamiento de fase dispuestos tal que están decalados en 280º
entre sí y que se extienden en la dirección de propagación del
espacio hueco. Además, se prevé un equipo de desacoplamiento o de
ajuste que está dispuesto decalado en 90º respecto al plano que
provoca el desplazamiento de fase del sistema de desplazamiento de
fase. Estos equipos de desacoplamiento o bien ajuste están
dispuestos igualmente decalados en 180º uno respecto al otro. El
equipo de ajuste se extiende entonces aproximadamente por la misma
longitud (en la dirección de propagación) que los sistemas de
desplazamiento de fase.
La tarea de la presente invención es por lo
tanto, partiendo del estado genérico actual de la técnica antes
citado, lograr un sistema de excitación y/o alimentación, en
particular para recibir polarizaciones lineales que se encuentran
ortogonalmente entre sí y/o recibir polarizaciones circulares.
La tarea se resuelve en el marco de la invención
según las particularidades indicadas en la reivindicación 1. En las
reivindicaciones secundarías se indican ventajosos
perfeccionamientos de la invención.
Mediante la presente invención se logra de manera
enormemente sencilla y de forma no previsible con antelación una
clara mejora adicional en relación con el desacoplamiento de las
ondas electromagnéticas que presentan diferentes polaridades. En el
marco de la invención esto es posible mediante un equipo adicional
de desacoplamiento o ajuste.
Partiendo del estado genérico de la técnica, se
diferencia el sistema de excitación y/o alimentación
correspondiente a la invención porque la disposición del equipo de
desacoplamiento o bien ajuste sólo está previsto por un lado de la
pared interior del conductor hueco y porque además la extensión
longitudinal y/o transversal de este equipo queda limitada a menos
del 75% en comparación con la extensión longitudinal correspondiente
al estado genérico de la técnica.
Contrariamente al estado genérico de la técnica,
se influye en la presente invención ante todo no sobre la
dependencia de la frecuencia del sistema de desplazamiento de fase,
sino que primariamente se provoca, de manera específica, con un
elemento de desacoplamiento o ajuste una reflexión adicional de la
polarización ortogonal. De esta forma no se compensa el
comportamiento en cuanto a fases del sistema originario de
desplazamiento de fase, sino el comportamiento final en cuanto a
reflexión.
El equipo de desacoplamiento o ajuste previsto
según la invención no ha de estar previsto forzosamente tal que
esté dispuesto en un plano perpendicular al plano de los elementos
del sistema de desplazamiento de fase. Más bien puede estar previsto
el equipo de desacoplamiento o ajuste correspondiente a la invención
girado en una zona angular de +30º a +150º o por ejemplo de +60º a
120º respecto al plano del sistema de desplazamiento de fase. En
otras palabras, el elemento de desacoplamiento o ajuste adicional
está girado con su centro en una zona angular de +30º a +150º (o por
ejemplo de -30º a -150º), preferentemente en una zona angular de
+60º a 120º (o -30º a -120º) respecto a uno de los planos de
orientación ortogonal, es decir respecto al plano del sistema de
desplazamiento de fase.
Preferentemente el elemento adicional de
desacoplamiento y ajuste está formado por un cuerpo dimensionado
tal que es relativamente pequeño, por ejemplo un cuerpo con forma
de disco o de cilindro, o bien un cuerpo a modo de un
paralelepípedo, preferentemente con sección cuadrada.
Este elemento adicional de desacoplamiento o
ajuste puede estar dispuesto en la superficie límite interior del
conductor hueco, que sobresale interiormente transversalmente a la
dirección de propagación de las ondas electromagnéticas, es decir,
respecto a la dirección longitudinal del conductor hueco en su
sección interior. Al respecto, la altura de extensión es, referida
al diámetro del conductor superior, preferentemente inferior al 50%,
en particular inferior al 25%, 20%, 15% o bien 10%.
En definitiva ha de ser considerado como
sorprendente que la disposición de un elemento de dimensiones tan
pequeñas, preferentemente de un material conductor o dotado de una
superficie conductora, pueda lograr una mejora del desacoplamiento
entre las polarizaciones ortogonales entre sí y con ello una
reducción de la proporción de energía reflejada al incidir las
ondas electromagnéticas.
Por la DE 41 13 760 A1 se conoce además un
sistema para la transformación de un tipo de microondas
aproximadamente en forma de una aguja de polarización, un excitador
de antena o un emisor de microondas. Este dispositivo de
cortocircuito está configurado asimétrico al menos en una zona del
mismo. Un dispositivo de cortocircuito de este tipo no es en sí un
elemento de desacoplamiento y ajuste que utiliza un sistema de
desplazamiento de fase o equipos de plaquitas de desplazamiento de
fase. Finalmente, se prevé en el marco de la invención que el
propio sistema de desplazamiento de fase no experimente
transformación alguna, pero que no obstante en la zona inmediata al
sistema de desplazamiento de fase se prevean elementos y medidas
adicionales para mejorar el desacoplamiento o el ajuste.
La invención se describe a continuación más en
detalle en base a un ejemplo de ejecución y en base a esquemas. Al
respecto, se muestra en particular en:
Fig.1: una representación esquemática en sección
longitudinal a través de un dispositivo de excitación y alimentación
correspondiente a la invención, en particular para la recepción de
satélites;
Fig. 2: una representación en sección a lo largo
de la línea II-II de la figura 1; y
Fig. 3: una representación esquemática en sección
longitudinal girada en 90º a lo largo de la línea
III-III de la figura 1.
En la figura 1 se representa en sección
longitudinal esquemática una llamada bocina 1, tal como las que se
utilizan por lo general juntamente con una antena parabólica para
emitir o bien recibir ondas electromagnéticas. La bocina 1 está
configurada a modo de un emisor de conductor hueco. Al
ensanchamiento 3 anterior, por ejemplo en forma de embudo, le sigue
un conductor hueco 5, al que puede seguirle, en la dirección de
propagación, por ejemplo una salida que se asienta en un lugar
adecuado con una polarización o por ejemplo una aguja de
polarización. En este sentido remitimos a los sistemas ya conocidos
de excitación y alimentación.
En el ejemplo de ejecución mostrado, el conductor
hueco 5 incluye un tramo de conductor hueco 5', que también puede
estar configurado como componente separado, tal como se indica en
las figuras 1 y 3. En un caso así, el tramo de conductor hueco 5'
configurado como módulo separado puede ser ensamblado con otras
piezas mediante tornillos para formar un sistema de alimentación y
excitación unitario, para lo cual están configurados en la pared 7
agujeros 9, para ensamblar mediante tornillos todo el sistema, por
ejemplo utilizando pernos atornillados y tuercas.
El conductor hueco 5 o bien el tramo de conductor
hueco 5' mencionado, presentan un sistema de desplazamiento de fase
11, por ejemplo sistema de desplazamiento de fase en 180º, que está
compuesto por dos plaquitas 11' que están dispuestas en un primer
plano 14 en el centro del conductor hueco 5, dispuestas en cada
caso contrapuestas diametralmente y alojadas en la pared interior 15
del conductor hueco 5 o bien el tramo de conductor hueco 5', son
mantenidas allí o bien están configuradas allí. Las plaquitas del
sistema de desplazamiento de fase 11' presentan al respecto una
longitud L para realizar respecto a un vector E que se encuentra
transversal respecto a este plano 14 el correspondiente
desplazamiento de fase deseado. El sistema de desplazamiento de fase
o bien las plaquitas del sistema de desplazamiento de fase pueden
estar compuestas de materiales adecuados, por ejemplo por material
dieléctrico, por material de ferritas o bien por metal o bien metal
de fundición, etc., es decir, por cualquiera de todos los
materiales adecuados con los que es posible un desplazamiento de
fase. Finalmente, también puede variarse entonces la forma del
sistema de desplazamiento de fase o de las plaquitas del sistema de
desplazamiento de fase, tanto cuanto pueda realizarse el
correspondiente desplazamiento de fase.
En la zona de la extensión longitudinal del
sistema de desplazamiento de fase 11 se prevé en el ejemplo de
ejecución mostrado, en la zona de la pared interior 15, un elemento
adicional de desacoplamiento o ajuste 19. Este elemento de
desacoplamiento o ajuste 19 está configurado como sobre elevación
19' dimensionada relativamente pequeña, que se asienta en la pared
interior 15 del conductor hueco 5 o bien del tramo del conductor
hueco 5'. Puede estar configurado más o menos de forma
semiesférica, cilíndrica o también con una sección de perímetro
poligonal, es decir, por ejemplo también paralelepipédico, etc. El
tamaño y la forma pueden variar en una amplia gama, para lograr una
optimización adicional en función de la gama de frecuencias deseada
y/o del dimensionado y configuración del conductor hueco.
El punto central 23 de este elemento de
desacoplamiento o ajuste 19 se encuentra, en relación con un plano
de sección 27 dispuesto transversalmente respecto a la dirección de
propagación 25 de las ondas electromagnéticas, es decir,
transversal respecto a la dirección longitudinal central 25 del
conductor hueco 5 o bien del tramo del conductor hueco 5', no
exactamente sobre este plano de sección transversal 27, sino en el
ejemplo de ejecución mostrado dispuesto al menos ligeramente próximo
a la bocina 1. Preferentemente, la distancia entre el punto central
23 del elemento de desacoplamiento o ajuste 19 y el plano de
sección transversal mencionado 27 es de 1/8 hasta la mitad de la
longitud de onda del vector de ondas eléctrico o magnético, en
particular aprox. \lambda_{H} / 4 de esta longitud de onda.
Tal como resulta de la representación en sección
de la figura 2, el elemento de desacoplamiento o ajuste 19 está
dispuesto alineado en una zona angular de preferentemente de +30º a
+60º (o bien -30º a -60º) respecto al plano 14 del sistema de
desplazamiento de fase 11, estando preferentemente al menos
aproximadamente de tal manera que el punto central 23 del elemento
de desacoplamiento o ajuste 19 se encuentra sobre un plano 29 girado
en 90º respecto al plano 14 del sistema de desplazamiento de
fase.
El punto central 23 del elemento de
desacoplamiento o ajuste 19 puede no obstante estar dispuesto
también respecto a este plano 29 al menos con un pequeño
decalaje.
Se ha comprobado que ya es suficiente el sistema
de un elemento de desacoplamiento o ajuste 19 de este tipo sólo en
un lado del plano del sistema de desplazamiento de fase 14, aún
cuando también en el lado interior contrapuesto del conductor
hueco, si es necesario, puede preverse otro elemento de
desacoplamiento o ajuste 19 complementario. Igualmente, en
determinados casos de aplicación puede disponerse en uno o bien en
cada uno de ambos lados respecto al plano del sistema de
desplazamiento de fase 14, uno u otros elementos adicionales de
desacoplamiento o ajuste 19.
Claims (15)
1. Sistema de excitación y/o alimentación, en
particular para enviar y/o recibir ondas electromagnéticas
polarizadas ortogonal linealmente y/o ortogonal circularmente, con
las siguientes particularidades:
- -
- con un conductor hueco (5, 5'),
- -
- en la zona del conductor hueco (5, 5') se prevé un sistema de desplazamiento de fase (11),
- -
- el sistema de desplazamiento de fase (11) está compuesto por dos sistemas de desplazamiento de fase (11, 11') dispuestos decalados uno respecto a otro en 180º, que se extienden en la dirección de propagación del conductor hueco (5, 5') , y que resaltan radialmente en un plano (14) desde la pared interior del conductor hueco,
- -
- se prevé además un equipo de acoplamiento o ajuste (19) y
- -
- el equipo de acoplamiento o ajuste (19) está dispuesto decalado respecto al plano (14) que provoca el desplazamiento de fase del sistema de desplazamiento de fase (11) en la dirección de propagación o plano longitudinal central (25) del conductor hueco (5) en una zona angular de +30º a +150º y/o -30º a -150º,
caracterizado por las siguientes
particularidades
adicionales:
- -
- el equipo de desacoplamiento o ajuste (19) está previsto considerando axialmente el conductor hueco (5, 5') sólo en un lado de la pared interior (15) del conductor hueco (5, 5') y
- -
- el equipo de desacoplamiento o ajuste (19) está configurado más corto que la longitud de los sistemas de desplazamiento de fase (11, 11'), de tal manera que la extensión longitudinal y/o transversal del equipo de desacoplamiento o ajuste (19) es de menos del 75% de la longitud (L) del sistema de desplazamiento de fase (11).
2. Sistema de excitación y/o alimentación según
la reivindicación 1,
caracterizado porque el elemento de
acoplamiento o ajuste (19) está dispuesto distanciado respecto al
sistema de desplazamiento de fase (11) al menos en la proximidad de
la pared interior (15) del conductor hueco (15, 15').
3. Sistema de excitación y/o alimentación según
la reivindicación 1 ó 2,
caracterizado porque el elemento de
desacoplamiento o ajuste (19) se asienta en la pared interior (15)
del conductor hueco (5, 5').
4. Sistema de excitación y/o alimentación según
una de las reivindicaciones 1 a 3,
caracterizado porque la extensión
longitudinal y/o transversal del elemento de desacoplamiento o
ajuste (19), de los que al menos existe uno adicional, es de menos
del 50% de la longitud del sistema de desplazamiento de fase
(11).
5. Sistema de excitación y/o alimentación según
una de las reivindicaciones 1 a 4,
caracterizado porque la extensión
longitudinal y/o transversal del elemento de desacoplamiento o
ajuste (19), de los que al menos existe uno, es de menos del 30% de
la longitud del sistema de desplazamiento de fase (11).
6. Sistema de excitación y/o alimentación según
una de las reivindicaciones 1 a 5,
caracterizado porque la altura del
elemento de desacoplamiento o ajuste (19), de los que al menos
existe uno, respecto a la pared interior (15) es de menos del 30%
del diámetro del conductor hueco (5, 5'), preferentemente inferior
a un 25%, en especial inferior al 20%, 15%, 10% del diámetro del
conductor hueco (5, 5').
7. Sistema de excitación y/o alimentación según
una de las reivindicaciones 1 a 6,
caracterizado porque el elemento de
desacoplamiento o ajuste (19) se corresponde con o tiene
aproximadamente la forma de una semiesfera, la forma de un cilindro,
la forma de un paralelepípedo o cubo, la forma de un cuerpo con
superficie perimetral poligonal o similares.
8. Sistema de excitación y/o alimentación según
una de las reivindicaciones 1 a 7,
caracterizado porque el punto central (23)
del elemento de desacoplamiento o ajuste (19), de los que al menos
existe uno, se encuentra desplazado respecto a un plano transversal
en sección (27), que se extiende perpendicularmente a la dirección
de propagación o eje longitudinal central (25) del conductor hueco
(5, 5') y entonces corta el sistema de desplazamiento de fase (11)
en su centro referido a su extensión longitudinal.
9. Sistema de excitación y/o alimentación según
la reivindicación 8,
caracterizado porque el punto central (23)
del elemento de desacoplamiento o ajuste (19), de los que al menos
existe uno, se encuentra referido al plano de sección transversal
(27) en la dirección de recepción delante del plano de la sección
transversal (27).
10. Sistema de excitación y/o alimentación según
la reivindicación 8 ó 9,
caracterizado porque la distancia entre el
punto central (23) y el plano de sección transversal (27) es
aproximadamente \lambda/8 hasta \lambda/2, en particular
alrededor de \lambda/4 de la longitud de onda del vector H o
E.
11. Sistema de excitación y/o alimentación según
una de las reivindicaciones 1 a 10,
caracterizado porque el punto central (23)
del elemento de desacoplamiento o ajuste (19) se encuentra sobre un
plano (29) o inmediatamente contiguo a un plano (29) que es
perpendicular al plano (14) que aloja el sistema de desplazamiento
de fase (11).
12. Sistema de excitación y/o alimentación según
una de las reivindicaciones 1 a 11,
caracterizado porque el punto central del
elemento de desacoplamiento o ajuste (19), de los que al menos
existe uno, y preferentemente el elemento completo de
desacoplamiento o ajuste (19) en vista lateral transversal respecto
a la dirección de propagación o eje longitudinal central (25) del
conductor hueco (5), está dispuesto en la zona de extensión
longitudinal del sistema de desplazamiento de fase (11).
13. Sistema de excitación y/o alimentación según
la reivindicación 12,
caracterizado porque el punto central (23)
del elemento de desacoplamiento o ajuste (19), referido a un plano
de corte transversal dispuesto transversalmente respecto a la
dirección de propagación o bien eje longitudinal central (25) del
conductor hueco (5), está antepuesto en la dirección de recepción
de las ondas electromagnéticas al punto central del sistema de
desplazamiento de fase (11).
14. Sistema de excitación y/o alimentación según
la reivindicación 12 ó 13,
caracterizado porque el elemento de
desacoplamiento o ajuste (19) con su longitud total referida a una
vista transversal respecto a la dirección de propagación o bien eje
longitudinal central (25) del conductor hueco (5), está dispuesto en
la zona del sistema de desplazamiento de fase (11).
15. Sistema de excitación y/o alimentación según
una de las reivindicaciones 1 a 14,
caracterizado porque un elemento de
desacoplamiento o ajuste (19), de los que al menos existe uno
adicionalmente, está dispuesto decalado respecto al plano que
provoca el desplazamiento de fase (14) del sistema de desplazamiento
de fase (11) en la dirección de propagación o eje longitudinal
central (25) del conductor hueco (5) en una zona angular de +60º a
+120º o -60º a -120º, preferentemente aproximada o exactamente en
+90º o -90º.
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