ES2218259T3 - Antena omnidireccional que utiliza un bicono asimetrico como alimentacion pasiva de un elemento de radiacion. - Google Patents

Abstract

Un conjunto de antena, que comprende: un conjunto de cono (1, 3) que comprende al menos dos estructuras de material conductor para generar señales electromagnéticas, una substancia dieléctrica (2) que separa al menos dos estructuras de materiales conductores, el conjunto de cono (1, 3) operativo para alimentar de forma pasiva las señales electromagnéticas dentro del plano vertical del conjunto de antena a un elemento de antena (5); y el elemento de antena (5), montado al conjunto de cono (1, 3) dentro del plano vertical del conjunto de antena, operativo para radiar las señales electromagnéticas en respuesta a alimentación pasiva de las señales electromagnéticas por el conjunto de cono (1, 3).

Description

Antena omnidireccional que utiliza un bicono asimétrico como alimentación pasiva de un elemento de radiación.

Campo técnico de la invención

La presente invención se refiere a una antena omnidireccional que tiene un elemento de radiación que es alimentado de forma pasiva con señales electromagnéticas por una pareja de conos o discos configurados de forma asimétrica. La invención está particularmente bien adecuada para aplicaciones de antena de perfil bajo que implica la transmisión y recepción de datos en redes de área local sin cable.

Antecedentes de la invención

Las antenas de perfil bajo son deseables para uso en aplicaciones de redes de área local sin cable (WLAN) en edificios. Sin embargo, ha sido difícil técnicamente equilibrar los requerimientos para modelos de antena deseables y de ganancia alta para aplicaciones de comunicación en edificios cuando la antena está limitada a una estructura físicamente pequeña.

Los diseñadores de antena aprecian que la ganancia de antena puede mejorarse colocando el elemento de radiación por encima de una superficie conductora, grande, tal como un plano de fondo. Un plano de fondo grande puede soportar también la configuración deseada de un modelo de antena. Los requerimientos de diseño común para un plano de fondo de una antena de perfil bajo son un material conductor que comprende una superficie relativamente grande, típicamente más grande de 5 longitudes de ondas. Este material conductor puede comprender tanto una superficie sólida como una rejilla que tiene agujeros de diámetro menor de 0,1 longitud de onda. Aunque una placa de fondo infinitamente grande proporciona una superficie conductora teóricamente ideal, los diseños de antena de perfil bajo convencionales con frecuencia se enfrentan a limitaciones de "estado real". Como consecuencia, las antenas de perfil bajo están limitadas con frecuencia en su rendimiento por un tamaño de plano de fondo reducido y el tamaño físico limitado de un elemento de radiación dentro de las limitaciones prácticas de un entorno de lugar de trabajo, interior. Por ejemplo, una antena de dipolo que tiene una alimentación de señal activa, directa y limitada por una configuración de perfil bajo puede carecer de ganancia suficiente para soportar las comunicaciones sin cable efectivas en el entorno de trayectorias múltiples altas de una aplicación WLAN interior típica.

En diseños de antena anterior, los diseñadores han conseguido ganancia adicional y modelos de radiación deseables por la incorporación de elementos de disco y/o de cono apilados como parte del conjunto de antena. Los diseños de antena convencionales, han empleado elementos en forma de cono o disco que funcionan en serie para reflejar la energía electromagnética de una manera similar a la de una antena de bocina. Otros diseños de antena anteriores han utilizado elementos bicónicos apilados para formar una serie de elementos de radiación, típicamente alimentados por una alimentación coaxial central o una red de distribución de guía de onda. Por ejemplo, un diseño de antena de disco y cono se ha implementado con elementos cónicos huecos, verticales apilados para eliminar reflexiones de señal y para mejorar la anchura de banda de la antena. Sin embargo, estos diseños de antena anterior no han mostrado las características físicas requeridas de una aplicación de antena de perfil bajo que implica el estado real mínimo disponible.

A la vista de lo que precede, existe una necesidad de un sistema de antena de perfil bajo para aplicaciones WLAN que proporcionan modelos radiación más deseables y de ganancia incrementada que es posible con diseños de antena existentes.

El documento US 5.038.152 describe una antena omnidireccional de banda ancha. La antena comprende un cono y un carcasa exterior así como un poste. El cono en forma de haz y una bobina de cono se describen para realizarse a partir de materiales conductores.

Resumen de la invención

El objeto de la invención es proporcionar un conjunto de antena capaz de transmitir energía de radio-frecuencia con patrones de salida deseables y de ganancia alta.

Este objeto se resuelve por la invención de acuerdo con la reivindicación 1.

Las formas de realización preferidas están definidas en las reivindicaciones dependientes.

La presente invención proporciona ventajas significativas sobre la técnica anterior proporcionando una antena de perfil bajo para transmitir energía de radio frecuencia (RF) con alta ganancia y modelos de salida deseables, típicamente para transmisión de datos en una red de área local sin cable, en edificios (WLAN). En general, la presente invención está dirigida a una antena que tiene un elemento emisor, tal como un dipolo, que recibe pasivamente una alimentación de señal a partir de una pareja de elementos de cono configurados simétricamente apilados verticalmente. Los elementos de cono o discos forman un conjunto bicono que es alimentado centralmente por un cable coaxial introducido en una unión formada por un acoplamiento indirecto del vértice de cada cono. Este conjunto de antena de la invención puede montarse con una pared estándar o recinto montado en el techo, con la antena de perfil bajo que se extiende típicamente por debajo de una cubierta de recinto metálica que sirve como un plano de fondo.

La presente invención proporciona generalmente un sistema de antena omnidireccional de perfil bajo, que emplea un diseño bicono asimétrico con una alimentación pasiva para un elemento emisor, tal como un elemento dipolo. Una señal de alimentación puede administrarse a través de un cable coaxial convencional, que alimenta centralmente una pareja de elementos bicono conductores montados por debajo del elemento dipolo. El cable coaxial se utiliza para distribuir energía electromagnética desde una fuente a los elementos bicono, con el conductor central conectado al cono superior y la malla o funda conductora exterior conectada al cono inferior. Los elementos bicono que están apilados dentro del plano vertical de la antena están acoplados indirectamente en una unión común formada por un aislante montado al vértice de cada cono. Uno o más aislantes pueden utilizarse también para separar la combinación de conos apilados superior e inferior y un elemento dipolo montado verticalmente. El elemento dipolo está soportado dentro del plano vertical de la antena por el cono superior. Esta configuración da lugar a un acoplamiento pasivo de energía electromagnética dentro del plano vertical del conjunto de antena y al elemento de dipolo.

El aislante bicono, que está montado entre los conos superior e inferior, puede proporcionar el único soporte mecánico del cono superior para un aspecto de la presente invención. Para un aspecto de la presente invención, el aislante bicono puede comprender un aislante roscado de material no conductor que tiene una rosca UNF 4-40 interna y una rosca externa UNC-10-24. El receptáculo de contacto hembra del aislante bicono acepta la punta inferior del cono superior y el miembro de contacto macho se ajusta dentro de la abertura del cono inferior para formar la unión común entre los elementos de cono superior e inferior. El aislante bicono controla la capacidad dieléctrica entre los conos superior e inferior. Puesto que el conducto central del cable de alimentación coaxial pasa a través de una abertura en el aislante bicono y dentro del cono superior, este aislante proporciona la carga dieléctrica de una línea de transmisión coaxial de baja impedancia. Se apreciará que esta combinación de componentes para la antena de la invención puede montarse sin herramientas y en la ausencia de cualquier soldadura del conductor central del cable coaxial de alimentación a la propia antena. Esto soporta una implementación de bajo coste de una antena de perfil bajo para aplicaciones de comunicación sin cable, tales como aplicaciones interiores.

De acuerdo con un aspecto de la presente invención, la antena puede utilizarse en conexión con un recinto montado en el techo que aloja un dispositivo de comunicaciones. En este medio de abertura, el elemento emisor de la antena está montado típicamente perpendicular a una cubierta de recinto conductora que funciona como un plano de fondo conductor. Puesto que el recinto y su cubierta están montados típicamente a lo largo del techo de una localización interior, la antena montada apunta hacia abajo hacia el interior. El plano de fondo, que puede proporcionarse por una superficie sólida o en forma de rejilla de una baldosa de techo metálica, es útil para incrementar la ganancia de la antena y configurar la anchura del haz dentro del plano de elevación. En particular, la combinación de un plano de fondo montado en el techo con la red de alimentación pasiva de la invención para un emisor o elemento de radiación resulta en una antena que muestra una anchura de haz disminuida dentro del plano de elevación mientras que muestra las características de haz de baldosa hacia abajo. El modelo de radiación de baldosa hacia abajo resultante es particularmente deseable en una aplicación WLA montada en el techo.

La invención proporciona una antena que tiene un conjunto bicono para acoplar pasivamente energía electromagnética hasta y desde un elemento dipolo será aparente a partir de la descripción detalla siguiente de las formas de realización ejemplares y de los dibujos adjuntos y reivindicaciones.

Breve descripción de los dibujos

La figura 1 es una ilustración que muestra una representación despiezada, ordenada de un conjunto de una antena para una forma de realización ejemplar de la presente invención.

La figura 2 es una ilustración que muestra una vista lateral de una representación montada de la antena ejemplar mostrada en la figura 1.

La figura 3 es una ilustración que muestra una vista en sección transversal de una representación montada de la antena ejemplar mostrada en la figura 1.

La figura 4 es una ilustración que muestra un detalle ampliado de una vista en sección transversal de la antena ejemplar mostrada en la figura 1.

La figura 5A es una ilustración que muestra un detalle ampliado de una vista en sección transversal de una antena construida de acuerdo con una forma de realización alternativa de la presente invención.

La figura 5B es una ilustración que muestra una vista despiezada de un conjunto de una pareja de conos separados por un aislante bicono de acuerdo con una forma de realización alternativa de la presente invención.

La figura 6A es una ilustración que muestra una vista en sección transversal de un recinto montado en el techo o en la pared para un dispositivo de cálculo conectado a una antena de acuerdo con un medio de funcionamiento representativo para una forma de realización ejemplar de la presente invención.

La figura 6B es una ilustración que muestra una vista plana de la antena representativa montada para uso en el entorno de funcionamiento mostrado en la figura 6A.

La figura 7 es una ilustración que muestra una vista en sección transversal de una antena cubierta por una cúpula de acuerdo con un entorno de funcionamiento alternativo de una forma de realización ejemplar de la presente invención.

Descripción detallada de las formas de realización ejemplares

La antena de la presente invención es principalmente útil para transmitir y/o recibir señales de radio frecuencia (RF) en aplicaciones, tales como redes de ordenador de área local sin cable (WLAN), donde se desea una operación ininterrumpida. Aunque la antena de la invención puede funcionar como un monopolo sin un plano de fondo, el entorno de funcionamiento preferido comprende la combinación de una forma de realización ejemplar de una antena con un plano de fondo conductor. En su aplicación preferida, el conjunto de antena puede montarse en un plano de fondo conductor, tal como una baldosa de techo o rejilla. Para una aplicación de antena montada en el techo o pared típica, la superficie conductora del plano de fondo se proporciona típicamente por una cubierta de recinto adaptada o existente, tal como el tipo que cubre un ventilador HVAC o altavoz para un sistema de audio o de consulta.

Se apreciará que un plano de fondo es útil para incrementar la ganancia de antena o configurar la anchura del haz dentro del plano de elevación. En particular, la combinación del plano de fondo con la antena de la invención resulta en una antena que muestra una anchura de haz disminuida dentro del plano de elevación mientras que muestra características de haz inclinado hacia abajo deseable. Cuando se combina con un plano de fondo implementado por una baldosa de techo conductora, la antena es conectada típicamente a un dispositivo de comunicaciones montado con el recinto de techo para soportar un VLAN. Como consecuencia, el elemento emisor de la antena apunta típicamente hacia abajo hacia el interior de una sala cuando la antena está montada perpendicular a una baldosa de techo que funciona como un plano de fondo conductor.

Las formas de realización ejemplares de la invención, se describirán ahora con referencia a los dibujos, en los que los números similares se refieren a elementos similares a lo largo de las varias figuras. La figura 1 es una ilustración de vista despiezada, ordenada que muestra los componentes primarios de una forma de realización ejemplar de la antena. Las figuras 2 y 3 muestran vistas laterales y de sección circular de una versión montada de la antena ilustrada en la figura 1. La figura 4 muestra una vista detallada de una interfaz coaxial a la antena ejemplar, que incluye una entrada de cable coaxial, un adaptador no conductor, un cono de base, un aislante, un pasador de receptáculo, y un cono superior. Aunque las operaciones de transmisión de la antena son explicadas principalmente a continuación en conjunto con las figuras 1-4, los técnicos en la materia apreciarán que la antena es capaz también de soportar operaciones recibidas basadas en el flujo recíproco de señales electromagnéticas para el diseño de antena. Como consecuencia, la referencia a un elemento emisor o de radiación para la antena de la invención que funciona en soporte de aplicaciones de transmisión es aplicable también para recibir aplicaciones que implican la recepción de señales electromagnéticas por este elemento de antena.

Como se muestra en las figuras 1-2, una antena ejemplar 20 comprende un cono de base 1, un cono superior 3, y un elemento dipolo 5. El cono de base 1 y el cono superior 3 forman un elemento bicono que tiene una unión central formada por el vértice de cada cono y se alimenta con energía electromagnética por un medio de transmisión, tal como un cable coaxial. Un aislante 2 puede colocarse en esta unión central para separar físicamente cada uno de los conos 1 y 3, aislando por lo tanto eléctricamente las superficies conductoras de los conos. Un aislante proporcionado por un adaptador 4 conecta el cono superior 3 a un elemento de radiación montado verticalmente proporcionado por el elemento dipolo 5. El cono de base 1 tiene preferentemente una configuración de cono ancho, mientras el cono superior 3 tiene preferentemente una configuración de cono estrecho. Esta configuración asimétrica preferida para la pareja de conos 1 y 3 soporta el acoplamiento pasivo de energía electromagnética hasta y desde el elemento dipolo 5 dentro del plano vertical de la antena 20. La configuración asimétrica para la pareja de cono afecta la impedancia de entrada en el punto de alimentación central localizado en la unión de cono, aunque soportando adicionalmente un intervalo de frecuencia de funcionamiento relativamente amplio para la antena 20, y aumentando el acoplamiento al elemento dipolo 5.

El cono de base 1 es implementado preferentemente como un cono de base ancha, truncado que comprende aluminio o un material conductor de manera similar. Una implementación representativa del cono de base 1 está hueca, con una base abierta y una cara superior aplanada que contiene una abertura central. El aislante 2, descrito también como un aislante bicono, puede montarse a la porción exterior del cono de base 1, típicamente en la abertura central del cono. El cono de base 1 puede soportarse por un aislante de base 7, que es útil para montar la antena 20 a la estructura de substrato deseada.

El cono superior 3 es preferentemente un cono de ángulo estrecho de aluminio sólido, o de manera similar metal conductor. En el extremo basal más estrecho del cono superior 3 está un receso central dimensionado para alojar un receptáculo de pasador 9. En el extremo opuesto más amplio del cono superior 3 es un receso central dimensionado para alojar un receptáculo de pasador 9. En el extremo opuesto más amplio del cono superior 3 está un receso central dimensionado para alojar la base formada de un adaptador cilíndrico, no conductor 4. El adaptador cilíndrico 4 conecta el cono superior 3 al elemento dipolo 5, similar a una barra dentro del plano vertical de la antena 20. El elemento dipolo 5 termina con una tapa de extremo de plástico 6, que es empleada típicamente por razones de seguridad.

Una señal electromagnética puede llevarse por un medio de transmisión y administrarse a una unión central localizada entre el cono de base 1 y el cono superior 3. El aislante 2, que tiene preferentemente una permisividad dieléctrica baja, está montado en esta unión tanto entre el cono inferior 1 y el cono superior 3. Para la forma de realización preferida, el medio de transmisión es implementado por un cable coaxial 8 que comprende un conductor central 8a y una funda exterior 8b. Un adaptador cilíndrico 10, que incluye una apertura que se extiende a lo largo de su longitud, se coloca dentro de la porción hueca del cono de base 1 y recibe el cable coaxial 8. El adaptador 10 establece una conexión eléctrica entre la funda conductora exterior 8b y la superficie interior conductora del cono de base 1. El conductor de cable coaxial 8a se extiende a través de la abertura longitudinal del adaptador cilíndrico 10 y se proyecta a través de la abertura central en la superficie superior del cono de base 1. El conductor coaxial central 8a pasa a través de una abertura central en el aislante 2, que está colocado adyacente a la porción exterior de la abertura del cono de base 1, y termina en el receptáculo de pasador conductor 9 colocado dentro de un receso del cono superior 3.

El cono de base 1 y el cono superior 3, que están separados por el aislante 2, funcionan en serie para crear un campo electromagnético dentro del plano vertical del conjunto de antena cuando una señal es alimentada activamente al conjunto bicono. Específicamente, la energía electromagnética es suministrada típicamente al cono superior 3 a través del conductor de cable coaxial 8a, que termina en el receptáculo de pasador 9 en el cono superior 3. El campo electromagnético creado por la serie apilada verticalmente del cono de base 1 y el cono superior 3 alimenta pasivamente el elemento dipolo 5, que está montado verticalmente por encima de la serie de cono con la interposición del adaptador de aislamiento 4. La naturaleza central de la alimentación por el cable coaxial en una pareja de conos, teniendo cada uno, una forma simétrica alrededor de sus ejes centrales respectivos, resulta en el acoplamiento de energía electromagnética al elemento dipolo 5 y la generación de un modelo de radiación omnidireccional. Este acoplamiento pasivo de energía electromagnética hasta (y desde) el elemento dipolo con características de ganancia incrementadas de manera significativa.

Como se muestra en las figuras 3 y 4, el acoplamiento del conductor exterior coaxial o revestimiento hasta la porción interior del cono de base 1 se consigue por una interconexión con el adaptador 10. En cambio, el conductor coaxial central 8a alimenta de forma activa el cono superior 3 extendiéndose a través de las aberturas tanto en el cono de base 1 como en el aislante 2 para terminar en el receptáculo de pasador 9, que está montado dentro de un receso del vértice del cono superior 3. El aislante 2 aísla la superficie conductora del conductor de cable coaxial 8a desde la superficie conductora del cono de base 1. De una manera similar, el aislante 2 separa también físicamente el vértice del cono de base 1 desde el vértice del cono superior 3, aislando por lo tanto las superficies conductoras de esta pareja de cono. Una señal que es transmitida a través del conductor de cable coaxial 8a a la antena 20 proporciona una alimentación directa, que excita el cono superior 3 y que crea un campo electromagnético deseable en el plano vertical del cono superior 3 y el cono de base puesto a tierra 1. El aislante 2 que está interpuesto entre el cono de base 1 y el cono superior 3, permite que este campo electromagnético se forme entre los elementos cónicos de una manera definida por la asimetría relativa del cono de base 1 y el cono superior 3.

El aislante 2, descrito alternativamente como el aislante bicono, proporciona preferentemente el único soporte mecánico del cono superior 3. Para una forma de realización ejemplar, el aislante 2 comprende un material configurado no conductor que tiene una rosca UNF 4-40 interna y una rosca externa UNC 10-24. La porción superior del aislante 2 comprende un receptáculo de contacto hembra que acepta la punta inferior del cono superior 3 (y el receptáculo de pasador 9). La porción de fondo del aislante 2 comprende un miembro de contacto macho que puede insertarse dentro de la abertura dentro de la superficie plana superior del cono de base 1. Una abertura que se extiende a lo largo de la longitud del aislante 2 puede aceptar el conductor central del cable coaxial 8. Esta configuración para el aislante 2 controla la capacidad dieléctrica entre los elementos bicono 1 y 3 y forma una carga dieléctrica de una línea de transmisión coaxial de baja impedancia.

La figura 5A muestra una forma de realización alternativa del conjunto de antena para aplicaciones de antena de perfil bajo. Con referencia a la figura 5A, un conjunto de antena 20' comprende un elemento dipolo 5' que tiene una bobina abierta o una configuración de tipo de muelle, en lugar de la configuración de barra lineal para el elemento dipolo 5 mostrado en las figuras 1-4. Este diseño de bobina abierta proporciona más durabilidad para ciertas aplicaciones de antena expuestas, mientras que satisface el requerimiento para conservar el "estado real" disponible para una antena en un entorno de funcionamiento de perfil bajo. Similar a la antena 20, el elemento dipolo 5' está acoplado al cono superior 3 a través del adaptador de aislamiento 4 y puede incluir la tapa extrema de plástico 6 en el extremo opuesto, la punta de terminación de la bobina. El extremo opuesto del cono superior 3 está conectado indirectamente al vértice del cono de base 1 a través del aislante 2. El aislante 2 aísla eléctricamente las superficies conductoras de los conos mientras que soporta el apilamiento de estos conos dentro del plano vertical del conjunto de antena 20'. La pareja de conos de forma asimétrica 1 y 3 puede acoplar de forma pasiva la energía electromagnética hasta y desde el elemento dipolo 5' de una manera similar a la descrita anteriormente con respecto a la antena 20. De esta manera, el elemento dipolo 5' puede soportar tanto las operaciones de transmisión como de recepción para el conjunto de antena 20'.

La figura 5B proporciona una ilustración de una vista despiezada de un conjunto de elementos bicono separados por un aislante de acuerdo con una forma de realización ejemplar alternativa de la antena de la invención. El enfoque sobre la unión formada por el aislante 2' colocado entre los conos inferior y superior 1' y 3', el conductor central 8a pasa a través del cono inferior 1', el aislante 2', y dentro de un receptáculo del cono superior 3'. El conductor central 8a puede conectarse al cono superior 3' ajustando un tornillo de ajuste 16 localizado a lo largo de un lado del cono superior 3' y próximo al receptáculo de cono que acepta el conductor central. De esta manera, el conductor central 8a está conectado al cono superior 3' sin el uso de una conexión de soldadura. El tornillo de ajuste es insertado dentro de un receptáculo roscado a lo largo de un lado del cono superior 3' y puede ajustarse girando manualmente el tornillo de ajuste dentro del receptáculo roscado. Esta sección sin soldadura del conductor central 8a al cono superior 3' soporta un conjunto de coste bajo de la antena sin necesidad de herramientas.

Las figuras 6A y 6B muestran un conjunto de antena montado para el funcionamiento en un medio de funcionamiento típico de un WLAN, es decir, una baldosa de techo (o pared) que se monta dentro del interior de una instalación que tiene uno o más puntos de acceso de redes sin cable que se comunican con un ordenador central a través de la red de comunicaciones sin cable. Este entorno de funcionamiento y el montaje de la baldosa de techo/pared y el recinto asociado para un dispositivo de comunicación, tal como un punto de acceso de redes sin cable, se describe en detalle en la Solicitud de Patente de los Estados Unidos Nº 09/092.621, presentada el 5 de Junio, 1998, que está asignada a la cesionaria de la presente solicitud y está incorporada completamente aquí por referencia. Por ejemplo, un punto de acceso de redes sin cable puede incluirse dentro de un recinto montado en el techo o pared en una estructura de edificación interior. La antena para este punto de acceso de redes sin cable puede proporcionarse por el conjunto de antena 20 mostrado en las figuras 1-4 o el conjunto de antena 20' de la figura 5A. Esta antena puede montarse a un receptáculo, localizado tanto en la cubierta del recinto o dentro del propio recinto, y típicamente se extiende dentro del entorno de la sala. Como consecuencia, las características de perfil bajo de los conjuntos de antena 20 y 20' son particularmente bien adecuados para esta aplicación de comunicación sin cable.

Con referencia a las figuras 6A y 6B, para una configuración de montaje en el techo representativa, el conjunto de antena apilado está montado centralmente sobre la superficie conductora de una baldosa de techo 14, que es soldada a un bastidor de montaje 13 de un recinto que se ajusta dentro de una rejilla de baldosa de techo convencional 12. Este recinto aloja típicamente un dispositivo de computación, tal como un punto de acceso de redes sin cable, conectado a una antena para soportar comunicaciones sin cable, tales como aplicaciones WLAN. Un conjunto de antena 11, que puede implementarse por cualquier conjunto de antena 20 mostrado en las figuras 1-4 o el conjunto de antena 20' en la figura 5, está montado verticalmente, apuntando hacia abajo desde su localización de techo a lo largo de la baldosa del techo 14. El conjunto de antena 20 puede montarse directamente a la porción exterior de la baldosa de techo 14 o, en la alternativa, esta antena puede montarse dentro del recinto y extenderse a través de una abertura dentro de la baldosa de techo 14. Por ejemplo, un cable coaxial, conectado al dispositivo de ordenador montado dentro del recinto, puede entrar a través de una abertura en la baldosa de techo 14 para alimentar centralmente el conjunto de antena 11.

Cuando el conjunto de antena 11 está montado sobre la superficie conductora de la baldosa de techo 14, el plano de fondo más grande permitido por la superficie de baldosa metálica produce un campo electromagnético más fuerte. Esto da lugar a un acoplamiento pasivo más fuerte de energía electromagnética dentro del plano vertical hasta el elemento dipolo 5 (o el elemento dipolo 5'). La calidad de la señal mejorada que resulta últimamente, con la naturaleza no obstructiva del montaje de techo en un ajuste de lugar interior, proporciona ventajas significativas para las formas de realización ejemplares de la presente invención sobre alternativas de antena existentes en aplicaciones WLAN.

La figura 7 muestra una forma de realización alternativa de una antena montada en el techo instalada dentro de una cúpula protectora. Como se muestra en la figura 7, el conjunto de antena 20 (o el conjunto de antena 20') puede alojarse dentro de una cúpula 15 para proteger los componentes de antena de exposición al entorno de funcionamiento. La configuración de la superficie no conductora de la cúpula 15 puede variarse para ajustar mejor la forma de la antena 20 y las consideraciones estéticas de la aplicación particular. La cúpula 15 comprende preferentemente un material que es substancialmente transparente a señales de radio frecuencia que son transmitidas y recibidas por el conjunto de antena alojado dentro de la cúpula.

A la vista de lo que precede, se apreciará que la invención proporciona un conjunto de antena que incluye un conjunto de núcleo para acoplar pasivamente señales electromagnéticas hasta y desde un elemento de antena. Debería entenderse que lo que precede se refiere solamente a las formas de realización ejemplares de la presente invención, y que pueden hacerse numerosos cambios en ella sin apartarse del alcance de la invención como se define por las reivindicaciones siguientes.

Claims (27)

1. Un conjunto de antena, que comprende:

un conjunto de cono (1, 3) que comprende al menos dos estructuras de material conductor para generar señales electromagnéticas, una substancia dieléctrica (2) que separa al menos dos estructuras de materiales conductores, el conjunto de cono (1, 3) operativo para alimentar de forma pasiva las señales electromagnéticas dentro del plano vertical del conjunto de antena a un elemento de antena (5); y

el elemento de antena (5), montado al conjunto de cono (1, 3) dentro del plano vertical del conjunto de antena, operativo para radiar las señales electromagnéticas en respuesta a alimentación pasiva de las señales electromagnéticas por el conjunto de cono (1, 3).

2. El conjunto de antena de acuerdo con la reivindicación 1, donde las dos estructuras forman un bicono que tiene un cono de base (1) de material conductor y un cono superior (3) de material conductor, el cono superior (3) montado por encima del cono de base (1) dentro del plano vertical del conjunto de antena.

3. El conjunto de antena de acuerdo con la reivindicación 2, donde cada estructura del bicono comprende un cono truncado de material conductor que es asimétrico con respecto a un cono opuesto.

4. El conjunto de antena de acuerdo con la reivindicación 2 ó 3, que comprende adicionalmente un cable coaxial para llevar las señales electromagnéticas al conjunto de cono (1, 3), comprendiendo el cable coaxial un conductor coaxial central proporcionado para una unión común entre los conos, el conductor coaxial conectado al cono superior (3) y aislado eléctricamente desde el cono de base (1).

5. El conjunto de antena de acuerdo con una de las reivindicaciones 2 a 4, donde el cono de base (1) está hueco y en forma de campana, con una superficie inferior que tiene una superficie de base ancha y una superficie superior aplanada, más estrecha.

6. El conjunto de antena de acuerdo con una de las reivindicaciones 2 a 5, donde el cono superior (3) comprende un cono de ángulo estrecho, invertido de material conductor.

7. El conjunto de antena de acuerdo con una de las reivindicaciones 2 a 6, donde un extremo del cono de base (1) y un extremo del cono superior (3) están conectados en una unión común por la substancia dieléctrica, comprendiendo la substancia dieléctrica un aislante que tiene baja permisividad, aislando así eléctricamente las superficies conductoras del cono de base (1) desde el cono superior (3).

8. El conjunto de antena de acuerdo con la reivindicación 7, donde el aislante acepta un pasador de receptáculo de material conductor, el aislante operativo para conectar a una abertura central del cono de base (1) y para conectarse con el cono superior (3), el pasador de receptáculo conectado al cono superior (3) y operativo para aceptar un conductor de un cable coaxial que lleva las señales electromagnéticas al conjunto de antena, el conductor coaxial que se extiende a través de la abertura central del cono de base (1) y dentro del pasador de receptáculo a través del aislante.

9. El conjunto de antena de acuerdo con la reivindicación 8, donde el cable coaxial pasa a través del eje central del cono de base (1), comprendiendo el cable coaxial un conductor exterior que termina en contacto con el cono de base (1) y el conductor coaxial central que termina en el pasador de receptáculo, pasando el conductor coaxial central a través del aislante que separa el cono de base (1) desde el cono superior (3) y que contacta el pasador de receptáculo, dando lugar por lo tanto a una alimentación activa de las señales electromagnéticas al cono superior (3).

10. El conjunto de antena de acuerdo con una de las reivindicaciones 2 a 9, donde el elemento de antena (5) comprende un cilindro de material conductor, el cilindro fijado al cono superior (3) por un adaptador de aislamiento y montado dentro del plano vertical del conjunto de antena.

11. El conjunto de antena de acuerdo con la reivindicación 10, donde una combinación de los conos basal y superior, sensibles a la administración de la señales electromagnéticas por un cable coaxial hasta una unión común entre los conos, genera un campo electromagnético dentro del plano vertical del conjunto de antena para estimular pasivamente el elemento de antena (5), resultando por lo tanto en radiación de las señales electromagnéticas por el elemento de antena (5).

12. El conjunto de antena de acuerdo con una de las reivindicaciones 2 a 11, que comprende adicionalmente un aislante para fijación al cono de base (1), el aislante operativo para montar el conjunto de antena a una superficie de montaje.

13. El conjunto de antena de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 12, donde el elemento de antena (5) comprende una bobina de material conductor.

14. El conjunto de antena de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 13, que comprende adicionalmente una cúpula que cubre la combinación del elemento de antena (5) y el conjunto de cono (1, 3) para proteger por lo tanto el conjunto de antena de efectos medioambientales.

15. El conjunto de antena de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 14, donde el conjunto de cono (1, 3) está montado próximo a una baldosa de techo conductora para un recinto montado en el techo que aloja un dispositivo de comunicaciones conectado al conjunto de cono (1, 3) a través de un cable coaxial que lleva las señales electromagnéticas para radiación por el elemento de antena (5).

16. El conjunto de antena de la reivindicación 1, donde el conjunto de cono (1, 3) comprende un cono de base (1) de material conductor y un cono superior (3) de material conductor, el cono superior (3) montado por encima del cono de base (1) dentro del plano vertical del conjunto de antena, el cono superior (3) aislado eléctricamente a partir del cono de base (1) por la substancia dieléctrica, comprendiendo la substancia dieléctrica un aislante roscado que tiene baja permisividad y colocado entre el cono superior (3) y el cono de base (1), teniendo el aislante roscado un receptáculo de contacto hembra, roscado para recibir una porción inferior del cono superior (3) y un miembro de contacto macho, roscado para inserción en una abertura dentro de una porción superior del cono de base (1), donde el aislante roscado soporta un conjunto eficiente de una unión común formada por la combinación del cono de base (1) y el cono de superior (3).

17. El conjunto de antena de la reivindicación 16, donde el aislante bicono controla la capacidad dieléctrica entre el cono superior (3) y el cono de base (1).

18. El conjunto de antena de la reivindicación 16 ó 17 que comprende adicionalmente un cable coaxial para llevar energía electromagnética hasta y desde el conjunto de antena, teniendo el cable coaxial un conductor central y un conductor exterior, pasando el conductor central a través de la abertura del cono de base (1) y dentro de una abertura que se extiende a lo largo de la longitud del aislante roscado para conexión al cono superior (3), proporcionando así un carga dieléctrica de una línea de transmisión coaxial de baja impedancia.

19. El conjunto de antena de la reivindicación 18, donde el conductor central del cable coaxial está conectado al cono superior (3) a través de un pasador de receptáculo colocado en una punta del conductor central, extendiéndose el pasador de receptáculo dentro de una abertura del cono superior (3) cuando el cono superior (3) es roscado dentro del receptáculo de contacto hembra del aislante roscado.

20. El conjunto de antena de la reivindicación 18, donde el conductor central del cable coaxial está conectado eléctricamente al cono superior (3) por un contacto eléctrico directo formado por la conexión del pasador de receptáculo al cono superior (3), evitando por lo tanto el uso de una junta de soldadura para la conexión eléctrica del cable coaxial al conjunto de antena.

21. El conjunto de antena de acuerdo con la reivindicación 1, que tiene una configuración de perfil bajo, donde dicho conjunto de cono es un conjunto bicono configurado asimétricamente (1, 3) que comprende un cono de base conductor (1) y un cono superior conductor (3) montado por encima del cono de base (1) dentro del plano vertical del conjunto de antena, donde el elemento de antena (5) está montado al cono superior (3), y el conjunto de antena comprende adicionalmente una cable coaxial para llevar señales electromagnéticas entre un dispositivo de comunicaciones y una unión común entre los conos de base y superiores, comprendiendo el cable coaxial un conductor central conectado al cono superior y aislado eléctricamente desde el cono de base (1) y un conductor exterior conectado al cono de base (1).

22. El conjunto de antena de acuerdo con la reivindicación 21, donde el cono de base (1) y el cono superior (3) comprenden conos truncados asimétricos de material conductor, teniendo el cono de base (1) una configuración hueca y en forma de campana, con una superficie inferior que tiene una superficie de base ancha y una superficie superior aplanada más estrecha y el cono superior (3) que comprende un cono sólido de ángulo estrecho, invertido de material conductor.

23. El conjunto de antena de acuerdo con la reivindicación 22, que comprende además un elemento de montaje que comprende un material no conductor para montar el cono superior (3) al cono de base (1), aislando por lo tanto eléctricamente las superficies conductoras del cono de base (1) y el cono superior (3).

24. El conjunto de antena de acuerdo con la reivindicación 23, donde el elemento de montaje es operativo para aceptar el conductor del cable coaxial, protegiendo el elemento de montaje al conductor de la superficie conductora del cono de base (1) y dirigiendo el conductor en contacto con la superficie conductora del cono superior (3), dando lugar por lo tanto a una alimentación activa de las señales electromagnéticas al cono superior (3).

25. El conjunto de antena de acuerdo con una de las reivindicaciones 21 a 24, donde el elemento de antena (5) comprende un pasador cilíndrico de material conductor, el pasador fijado al cono superior (3) por un adaptador de aislamiento montador dentro del plano vertical del conjunto de antena.

26. El conjunto de antena de acuerdo con una de las reivindicaciones 21 a 25, donde el elemento de antena (5) comprende una bobina de material conductor.

27. El conjunto de antena de acuerdo con una de las reivindicaciones 21 a 26, donde el cono de base (1) está montado próximo a un plano de fondo que comprende una placa de cubierta de material conductor para uno montado en el techo o en la pared.