ES2204381T3 - Dispositivo de excitacion o alimentacion para una antena para satelites. - Google Patents

Dispositivo de excitacion o alimentacion para una antena para satelites.

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ES2204381T3 ES00105046T ES00105046T ES2204381T3 ES 2204381 T3 ES2204381 T3 ES 2204381T3 ES 00105046 T ES00105046 T ES 00105046T ES 00105046 T ES00105046 T ES 00105046T ES 2204381 T3 ES2204381 T3 ES 2204381T3
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    • H01P1/18Phase-shifters
    • H01P1/182Waveguide phase-shifters

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  • Waveguide Aerials (AREA)
  • Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
  • Details Of Aerials (AREA)

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.
ES00105046T 1999-03-18 2000-03-09 Dispositivo de excitacion o alimentacion para una antena para satelites. Expired - Lifetime ES2204381T3 (es)

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DE19912262A DE19912262A1 (de) 1999-03-18 1999-03-18 Erreger- oder Speisevorrichtung, insbesondere für eine Satellitenantenne
DE19912262 1999-03-18

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