ES2215807T3 - Dispositivo para reducir el numero de antenas en un vehiculo de combate. - Google Patents

Abstract

Unidad eléctrica de combinador-divisor que presenta un transformador (TX1) cuyo devanado primario está unido en un extremo con una puerta maestra (puerta 1) y en el otro extremo con el potencial cero, mientras que el devanado secundario está unido en ambos extremos, a través de un condensador (C2, C3), con una puerta esclava respectiva (puerta 2, puerta 3) y en la toma central (TX2) con el potencial cero, caracterizada porque, para reducir el número de antenas en un vehículo de combate en el que están dispuestos varios terminales de comunicación, cada dos terminales de comunicación están acoplados a una antena común, para lo cual la antena está conectada a la puerta maestra (puerta 1) unida con el devanado primario del transformador (TX1) a través de un condensador (C1) para el desacoplo en corriente continua, mientras que a cada una de las puertas esclavas (puerta 2, puerta 3) está conectado uno de los terminales de comunicación y la puerta maestra está unida con las puertas esclavas a través de una respectiva rama de derivación (L1-D2, L2-D1) que transmite solamente corriente continua para la alimentación de una tensión de antena.

Description

Dispositivo para reducir el número de antenas en un vehículo de combate.

La invención concierte a una unidad de combinador-divisor con las características del preámbulo de la reivindicación 1.

Una unidad de esta clase es conocida, por ejemplo, por el documento US-A-5147493. Sirve allí para transmitir energía eléctrica de una fuente de potencia de alta frecuencia a un dispositivo generador de plasma, para lo cual se alimenta la potencia eléctrica de alta frecuencia con un desfase de 180º desde los dos extremos del devanado secundario del transformador a los dos electrodos del dispositivo generador de plasma, que deberá emplearse, por ejemplo, para corroer capas de óxido en la fabricación de semiconductores.

Se conoce también por el documento US-A-6052039 un circuito eléctrico a base de elementos de conmutación concentrados para su aplicación en un circuito eléctrico de microondas integrado monolítico, describiéndose circuitos eléctricos para la adaptación de un sistema simétrico a un sistema asimétrico que corresponden a un transformador a bajas frecuencias, con una puerta maestra en el lado de entrada y varios pares de puertas esclavas en el lado de salida, presentando cada una de las señales de salida en las dos puertas esclavas de un par una diferencia de fase de 180º.

En los últimos tiempos existe también en el ámbito militar una demanda continuamente creciente de comunicación. Esta demanda se presenta tanto en el sector de las instalaciones de comunicación estacionarias clásicas como en el sector de la comunicación móvil. Siguiendo el desarrollo indicado, los modernos vehículos de combate están equipados con una multitud de terminales de comunicación. Estos sirven tanto para la transmisión de informaciones generales como para la comunicación individual entre componentes del sistema seleccionados (terminales de datos o participantes en las conversaciones). Como consecuencia de la independencia estática de los datos que se, transmiten aquí, no existe un esquema fijo para el tráfico de datos entre los diferentes sistemas de comunicación. Por tanto, se puede garantizar en principio un funcionamiento en paralelo de todos los aparatos de radio - eventualmente también en la misma banda de frecuencia.

Los actuales vehículos de combate están provistos en general de dos antenas separadas que están dispuestas en la parte trasera de dichos vehículos. Sin embargo, por motivos físicos, es más favorable disponer óptimamente una antena en el vehículo atendiendo a la técnica del sistema, lo que no es posible en caso de que estén presentes varias antenas.

La invención se basa en el problema de crear un dispositivo por medio del cual sea posible reducir con medios sencillos el número de antenas en el vehículo de combate y especialmente instalar, en lugar de dos antenas, solamente una antena que pueda disponerse entonces óptimamente atendiendo a la técnica del sistema.

A este respecto, se tenían que resolver los siguientes problemas técnicos:

a) Utilización múltiple paralela sin prioridad de una antena: varios aparatos de radio pueden tener acceso al mismo tiempo a una antena. Es admisible así una pequeña reducción del alcance.

b) El desvío de la antena tiene que transferir - según la especificación de los aparatos de radio - una señal de alta frecuencia en la banda de frecuencias de 30 a 110 MHz.

c) Potencia de alta frecuencia: el desvío de la antena tiene que transferir bidireccionalmente - según la especificación de los aparatos de radio - una potencia de alta frecuencia de 50 vatios por cada aparato de radio adaptado.

d) Desacoplo de alta frecuencia de los puertos paralelos: al acoplar varios aparatos de radio a una antena hay que garantizar absolutamente el requisito de desacoplo del fabricante. Un rebasamiento por abajo del requisito de desacoplo conduciría directamente a una destrucción de las etapas de entrada del receptor.

e) Acoplo de corriente continua (antena/aparato de radio): aseguramiento de la transmisión de una tensión continua de 50 V del aparato de radio a la base de la antena. Esta tensión es indispensable como polarización para una red de diodos destinada a garantizar la protección contra rayos.

f) Desacoplo de corriente continua (aparato de radio 1/aparato de radio 2): desacoplo de la tensión continua de 50 V de los distintos aparatos de radio para suprimir una posible corriente continua de compensación a través de las entradas de la antena.

La solución del problema antes citado se efectúa según la invención con las características de la parte caracterizadora de la reivindicación 1. Un perfeccionamiento ventajoso del dispositivo según la invención está descrito en la reivindicación subordinada.

Según idea básica de la invención, se ha comprobado que es posible conectar dos terminales de comunicación a una antena común a través de una unidad de combinador-divisor, presentando la unidad de combinador-divisor, para resolver los problemas técnicos anteriormente explicados, una aguja de cambio de antena pasiva que se ha modificado de tal manera que se satisfacen los requisitos anteriormente indicados.

Como se explica seguidamente con más detalle ayudándose de un ejemplo de ejecución, es posible sin dificultades, por medio de la unidad de combinador-divisor según la invención, conectar siempre dos terminales de comunicación a una antena común conservando los requisitos indicados.

Se explica seguidamente un ejemplo de ejecución de la instalación según la invención y de las propiedades del circuito medidas en él con ayuda de los dibujos adjuntos.

En los dibujos muestran:

La figura 1, un esquema eléctrico de la unidad de combinador-divisor según la invención;

La figura 2, en un diagrama de relación de potencia de señal/frecuencia, la potencia de señal reflejada por la puerta 1 del circuito según la figura 1;

La figura 3, en un diagrama análogo al de la figura 2, la potencia de señal reflejada por la puerta 2 del circuito según la figura 1;

La figura 4, en un diagrama análogo al de la figura 2, la potencia de señal reflejada por la puerta 3 del circuito según la figura 1;

La figura 5, en un diagrama análogo al de la figura 2, la potencia de señal transmitida entre la puerta 1 y la puerta 2 del circuito según la figura 1;

La figura 6, en un diagrama análogo al de la figura 2, la potencia de señal transmitida entre la puerta 1 y la puerta 3 del circuito según la figura 1; y

La figura 7, en un diagrama análogo al de la figura 2, la potencia de señal transmitida entre las puertas 2 y 3 del circuito según la figura 1.

En la figura 1 se representa una unidad de combinador-divisor, con la cual se conectan dos terminales de comunicación no representados de un vehículo de combate a una antena común que tampoco se ha representado. La unidad de combinador-divisor posee una "puerta 1" a considerar como puerta maestra para la conexión de la antena y dos puertas esclavas "puerta 2" y "puerta 3" para la conexión de los dos terminales de comunicación. La puerta 1 está acoplada con las puertas 2 y 3 a través de un circuito transformador TX1. Esto se efectúa de tal manera que el devanado primario del circuito transformador TX1 está unido en un extremo con la puerta 1 y en el otro extremo con el potencial 0, mientras que el devanado secundario está unido en ambos extremos con una respectiva de las puertas 2 y 3 y en la toma central TX2 con el potencial 0. El desacoplo en corriente continua de las puertas 1, 2 y 3 respecto del circuito transformador TX1 se efectúa por medio de condensadores C1, C2 y C3.

Asimismo, la puerta 1 está unida con la puerta 2 a través de una rama de derivación con una reactancia L1 y un diodo de D2 polarizado en dirección a la puerta 1, al cual está conectado en paralelo un condensador C5. A través de otra rama de derivación con una reactancia L2 y un diodo D1 polarizado en dirección a la puerta 1, al cual está conectado en paralelo un condensador C4, la puerta 1 está unida con la puerta 3.

Los elementos de conmutación representados en la figura 1 se pueden dimensionar fácilmente de modo que la unidad de combinador-divisor representada transmita exclusivamente frecuencias en la banda de 2 a 220 MHz. Además, como consecuencia de las inductividades con respecto al potencial de masa, se cortocircuitan señales de tensión continua que se aplican a una de las puertas.

El dimensionamiento de los distintos componentes del circuito según la figura 1 en cuanto a un funcionamiento óptimo del grupo constructivo completo puede calcularse aplicando un programa de simulación de circuito. Seguidamente, se explican las propiedades de un ejemplo de ejecución de esta clase con ayuda de mediciones realizadas. En cada una de las figuras 2 a 7 se representa una relación de potencia de señal en dB a lo largo de una banda de la frecuencia f que se extiende cada vez desde 0,3 hasta 100 MHz, estando registrada la frecuencia a escala logarítmica.

En todas la figuras, se han destacado de manera especial mediante correspondientes marcaciones de flechas dos puntos de frecuencia especialmente importantes, concretamente, por un lado, por medio de la "flecha 1" la frecuencia de 30 MHz y, por otro, por medio de la "flecha 2" la frecuencia de 80 MHz.

En la figura 2, S_{11} significa la potencia de señal reflejada por la puerta 1 del circuito según la figura 1 en función de la frecuencia. A partir de los valores -20,509 dB a 30 MHz y - 21,672 dB a 80 MHz puede calcularse lo pequeña que es esta reflexión.

Se aplica una consideración semejante según las figuras 3 y 4 para las potencias de señal S_{22} y S_{33} reflejadas en las puertas 2 y 3. Los valores a 30 MHz y 80 MHz son en el primer caso -18,357 dB y -20,593 dB y en el segundo caso -19,602 dB y -21,712 dB.

La figura 5 muestra la evolución de la potencia de señal transmitida entre las puerta 1 y la puerta 2, y a partir de los valores a 30 MHz de -3,1916 dB y a 80 MHz de -3,3281 dB puede deducirse que aquí tiene lugar una transmisión muy uniforme en toda la banda de frecuencia.

La figura 6 muestra de manera análoga la figura 5 la transmisión de la potencia de señal S_{31} entre la puerta 1 y la puerta 3. Se aprecia aquí también a partir del valor de -3,1908 dB a 30 MHz y -3,3189 dB a 80 MHz no sólo la evolución uniforme en esta banda de frecuencia, sino también, en comparación con los valores de la figura 5, la distribución uniforme de la potencia de señal en las dos ramas de la unidad de combinador-divisor.

La figura 7 muestra la evolución de la potencia de señal S_{32} transmitida entre la puerta 2 y la puerta 3, la cual, como muestran los valores de -35,589 dB a 30 MHz y -37,386 dB a 80 MHz, es muy pequeña. Por tanto, se asegura el requisito del desacoplo de las puertas 2 y 3. El profundo hundimiento que se presenta siempre en la zona de 1 MHz ha de atribuirse a la influencia de las ramas de derivación y está por fuera de la banda de frecuencia que interesa para la transmisión.

Como consecuencia de las mediciones realizadas resultó que se satisfacen sin restricción alguna los requisitos impuestos a la unidad de combinador-divisor descrita respecto de una utilización múltiple paralela sin prioridad de una antena, la transmisión de la banda de frecuencia deseada, la transmisión de la potencia de alta frecuencia necesaria, el desacoplo de las entradas de antena de los aparatos de radio, el acoplo de tensión continua de la antena con los aparatos de radio y el desacoplo de tensión continua de los dos aparatos de radio.

Claims (2)

1. Unidad eléctrica de combinador-divisor que presenta un transformador (TX1) cuyo devanado primario está unido en un extremo con una puerta maestra (puerta 1) y en el otro extremo con el potencial cero, mientras que el devanado secundario está unido en ambos extremos, a través de un condensador (C2, C3), con una puerta esclava respectiva (puerta 2, puerta 3) y en la toma central (TX2) con el potencial cero, caracterizada porque, para reducir el número de antenas en un vehículo de combate en el que están dispuestos varios terminales de comunicación, cada dos terminales de comunicación están acoplados a una antena común, para lo cual la antena está conectada a la puerta maestra (puerta 1) unida con el devanado primario del transformador (TX1) a través de un condensador (C1) para el desacoplo en corriente continua, mientras que a cada una de las puertas esclavas (puerta 2, puerta 3) está conectado uno de los terminales de comunicación y la puerta maestra está unida con las puertas esclavas a través de una respectiva rama de derivación (L1-D2, L2-D1) que transmite solamente corriente continua para la alimentación de una tensión de antena.

2. Unidad de combinador-divisor según la reivindicación 1, caracterizada porque cada rama de derivación presenta una reactancia (L1, L2) y un diodo (D2, D1) polarizado en dirección a la puerta maestra (puerta 1), al cual está conectado en paralelo un condensador (C5, C4).