ES2280825T3 - Antena direccional plegable. - Google Patents

Abstract

Una matriz o conjunto geométricamente ordenado de antena, que comprende: un sustrato dieléctrico deformable, que forma una pluralidad de elementos de antena que se extienden radialmente desde un zócalo central integral, de tal manera que se forma una unión deformable entre el zócalo central integral y la pluralidad de elementos de antena; y un plano de tierra, formado como una pluralidad de dedos, de tal manera que existe un dedo de plano de tierra asociado con uno respectivo de los elementos de antena; en el cual dicha pluralidad de elementos de antena son deformables hasta quedar sustancialmente perpendiculares al zócalo central integral, y, en caso contrario, son configurables según una orientación sustancialmente plana; y en el cual al menos uno de la pluralidad de elementos de antena es susceptible de hacerse funcionar como un elemento activo para recibir y enviar señales de radiofrecuencia.

Description

Antena direccional plegable.

Campo de la invención

Esta invención se refiere a sistemas de comunicación celular portátiles y, más particularmente, a un aparato de antena configurable compacta para uso con unidades de abonado móviles o portátiles.

Antecedentes de la invención

Los sistemas de comunicación por acceso múltiple con división en código (CDMA - "code division multiple access") proporcionan comunicaciones sin cables o inalámbricas entre una estación de base y una o más unidades de abonado móviles o portátiles. La estación de base es, típicamente, un conjunto de transceptores o transmisores-receptores controlado por computadora, los cuales están interconectados con una red telefónica pública conmutada (PSTN - "public switched telephone network") de base terrestre. La estación de base incluye adicionalmente un aparato de antena destinado a enviar señales de radiofrecuencia de enlace directo a las unidades de abonado móvil, y a recibir señales de radiofrecuencia de enlace inverso o de retorno, transmitidas desde la unidad móvil. Cada unidad de abonado móvil contiene también un aparato de antena para la recepción de las señales de enlace directo y para la transmisión de las señales de enlace inverso. Una unidad de abonado móvil típica consiste en un equipo telefónico de mano, digital y celular, o bien en una computadora personal conectada a un módem, o modulador-desmodulador, celular. En tales sistemas, es posible que múltiples unidades de abonado móviles puedan transmitir y recibir señales en la misma frecuencia central, si bien unos códigos de modulación únicos distinguen las señales enviadas a, o recibidas desde, las unidades de abonado individuales.

Además del CDMA, otras técnicas de acceso inalámbricas que se emplean par las comunicaciones entre una estación de base y una o más unidades portátiles o móviles, incluyen las que se han descrito por la especificación del Instituto de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos (IEEE - "Institute of Electrical and Electronics Engineers") 802.11, y la industria ha desarrollado una especificación para tecnología Bluetooth inalámbrica. Todas dichas técnicas de comunicaciones inalámbricas requieren el uso de una antena tanto en el lugar de la recepción como en el de la transmisión. Es bien conocido por los expertos en este campo que el incremento de la ganancia de las antenas tiene efectos beneficiosos en cualquier sistema de comunicación inalámbrica.

Una antena común para la transmisión y recepción de señales en una unidad de abonado móvil es una antena unipolar, o de un solo polo (o bien cualquier otra antena con una configuración omni-direccional, o en todas direcciones, de la radiación). Una antena de un solo polo consiste en un único cable o elemento de antena que está conectado a un transmisor-receptor situado dentro de la unidad de abonado. La información analógica o digital para la transmisión desde la unidad de abonado se suministra como entrada al transmisor-receptor, donde es modulada sobre una señal portadora a una cierta frecuencia, utilizando un código de modulación (es decir, en un sistema CDMA) asignado a la unidad de abonado. La señal portadora modulada se transmite desde la antena de la unidad de abonado hasta la estación de base. Las señales de enlace directo recibidas por la antena de la unidad de abonado son desmoduladas por el transmisor-receptor y suministradas a los circuitos de procesamiento situados en el interior de la unidad de abonado.

La señal transmitida desde una antena de un solo polo es de naturaleza omni-direccional. Es decir, la señal es enviada con aproximadamente la misma intensidad de señal en todas direcciones, en un plano generalmente horizontal. La recepción de una señal con un elemento de antena de un solo polo es, de la misma manera, omni-direccional. Una antena de un solo polo no se diferencia en su capacidad para detectar una señal en una dirección de azimut, con respecto a la detección de la misma o de una señal diferente que llega desde otra dirección de azimut. Tampoco una antena de un solo polo produce una radiación significativa según la dirección del alzado. Se hace referencia por lo común a la configuración o patrón de la antena como una forma de donut, con el elemento de antena colocado en el centro del agujero del donut.

Un segundo tipo de antena que se emplea por parte de las unidades de abonado móviles se describe en la Patente norteamericana Nº 5.617.102. La antena direccional comprende dos elementos que están montados en la carcasa o caja exterior de una computadora portátil, por ejemplo. Un dispositivo de corrimiento o desplazamiento de fase, fijado a cada elemento, imparte un retardo de ángulo de fase a la señal de entrada, con lo que se modifica el patrón de la antena (que se aplica a los modos tanto de recepción como de transmisión) a fin de proporcionar una señal o haz concentrado en la dirección seleccionada. La concentración del haz incrementa la ganancia de la antena y su susceptibilidad de direccionamiento. La antena de elementos dobles de la Patente citada dirige, de esta forma, la señal transmitida dentro de sectores o direcciones predeterminadas con el fin de adaptarse a los cambios en la orientación de la unidad de abonado con respecto a la estación de base, con lo que se minimizan las pérdidas en la señal como consecuencia del cambio en la orientación. De acuerdo con el teorema de reciprocidad de las antenas, las características de recepción de la antena se ven afectadas de forma similar por el uso de los dispositivos de desplazamiento de fase.

Los sistemas celulares de CDMA son sistemas limitados por las interferencias. Es decir, a medida que más unidades de abonado móviles o portátiles llegan a estar activas en una celda y en celdas adyacentes, la interferencia de frecuencia se incrementa y, por tanto, las proporciones de errores de bit también se incrementan. Con el fin de mantener la integridad de la señal y del sistema frente al incremento de las proporciones de errores, el operador del sistema reduce la velocidad máxima de datos disponible para uno o más usuarios, o bien reduce el número de unidades de abonado activas, lo que despeja, por tanto, las ondas aéreas de una posible interferencia. Por ejemplo, con el fin de incrementar la velocidad máxima de datos disponible en un factor de dos, el número de unidades de abonado móviles se divide por la mitad. Sin embargo, esta técnica no puede ser empleada generalmente con el fin de incrementar las velocidades de los datos, debido a la falta de asignaciones de prioridad de servicio a los abonados. Finalmente, es también posible prevenir la interferencia excesiva mediante el uso de antenas direccionales tanto en la estación de base como en las unidades portátiles (o en una de ambas posibilidades).

Típicamente, se consigue una configuración o patrón de haz de antena direccional mediante el uso de una antena de matriz o conjunto geométricamente ordenado y en fase. El conjunto geométricamente ordenado y en fase se hace explorar o dirigirse electrónicamente en la dirección deseada mediante el control del ángulo de fase de la entrada de señal suministrada como entrada a cada elemento de antena. Sin embargo, las antenas de conjunto geométricamente ordenado y en fase adolecen de una eficacia y ganancia reducidas a medida que la separación de los elementos se hace pequeña desde el punto de vista eléctrico, en comparación con la longitud de onda de la señal recibida o transmitida. Cuando dicha antena se utiliza en combinación con una unidad de abonado portátil o móvil, generalmente la separación en el conjunto geométricamente ordenado de la antena es relativamente pequeña y, por lo tanto, el rendimiento de la antena se ve comprometido de forma correspondiente.

En un sistema de comunicación en el que unas unidades portátiles o móviles se comunican con una estación de base, tal como un sistema de comunicación de CDMA, la unidad portátil o móvil consiste, típicamente, en un dispositivo de mano o en un dispositivo relativamente pequeño, tal como, por ejemplo, del tamaño de una computadora portátil. En algunas realizaciones, la antena se encuentra en el interior, o sobresale, del alojamiento o cubierta del dispositivo. Por ejemplo, los equipos de mano telefónicos celulares utilizan, bien una antena insertada interior o bien una antena sobresaliente de un único polo o de dipolo. Un dispositivo portátil más grande, tal como una computadora portátil, puede tener la antena o conjunto geométricamente ordenado de antenas montado dentro de una cubierta o carcasa independiente, o bien integrado dentro de la caja del portátil. Una antena independiente puede ser de manejo embarazoso para el usuario cuando el dispositivo de comunicaciones se lleva de una posición a otra. Si bien las antenas integradas superan esta desventaja, éstas se dan generalmente en la forma de salientes desde el dispositivo de comunicaciones, con la excepción de una antena insertada. Estos salientes pueden resultar rotos o dañados cuando el dispositivo es trasladado de una posición a otra. Incluso un daño menor a una antena sobresaliente puede modificar drásticamente sus características operativas.

Sumario de la invención Problemas de la técnica anterior

Han de tenerse en cuenta diversas consideraciones a la hora de integrar una antena de red inalámbrica, o sin cables, dentro de una cubierta o carcasa, ya comprenda la cubierta una unidad independiente del dispositivo de comunicaciones, ya comprenda el alojamiento del propio dispositivo de comunicaciones. A la hora de diseñar la antena y su cubierta asociada, ha de otorgarse una consideración cuidadosa a las características eléctricas de la antena, de tal manera que las señales transmitidas desde, y recibidas por, el dispositivo de comunicaciones satisfagan límites operativos predeterminados, tales como la proporción de errores de bit, la relación entre señal y ruido o la relación entre señal y ruido más interferencia. Las propiedades eléctricas de la antena, según son influidas por los parámetros físicos de la antena, se exponen aquí adicionalmente más adelante.

La antena debe también exhibir ciertas características mecánicas para conseguir las necesidades del usuario y satisfacer el comportamiento eléctrico requerido. La longitud de la antena, o bien la longitud de cada elemento de un conjunto geométricamente ordenado de antena, depende de las frecuencias de las señales recibidas y transmitidas. Si la antena está configurada como un monopolo, o único polo, la longitud es típicamente un cuarto de la longitud de onda de la frecuencia de la señal. Para un funcionamiento a 800 MHz (una de las bandas de frecuencia inalámbricas), un polo único de un cuarto de longitud de onda es de una longitud de 9,40 cm (3,7 pulgadas). Si la antena es un dipolo de media onda, la longitud es 18,80 cm (7,4 pulgadas).

La antena ha de presentar, adicionalmente, un aspecto estéticamente agradable para el usuario. En el caso de que la antena sea susceptible de desplegarse desde el dispositivo de comunicaciones, ha de asignarse el suficiente volumen dentro del dispositivo de comunicaciones para la antena almacenada y sus componentes periféricos. Pero como el dispositivo de comunicaciones se utiliza en un servicio móvil o portátil, el dispositivo ha de seguir siendo relativamente pequeño y ligero, con una forma que permita que sea llevado con facilidad. El mecanismo de despliegue de la antena ha de ser mecánicamente simple y fiable. Para las antenas alojadas en una cubierta independiente del dispositivo de comunicaciones, el mecanismo de conexión entre la antena y el dispositivo de comunicaciones ha de ser fiable y simple.

No sólo son importantes las propiedades eléctricas, mecánicas y estéticas de la antena, sino que ésta ha de superar también problemas de rendimiento únicos del contexto inalámbrico. Uno de tales problemas se denomina desvanecimiento de camino múltiple. En el desvanecimiento de camino múltiple, una señal de radiofrecuencia transmitida desde un emisor (ya sea una estación de base o una unidad de abonado móvil) puede encontrarse con interferencias en su ruta hacia el receptor deseado. La señal puede, por ejemplo, ser reflejada en objetos, tales como edificios, con lo que se dirige una versión reflejada de la señal original al receptor. En tales casos, el receptor recibe dos versiones de la misma señal de radiofrecuencia (RF): la versión original y una versión reflejada. Cada una de las señales recibidas está a la misma frecuencia, pero la señal reflejada puede encontrarse fuera de fase, o desfasada, con respecto a la original, debido a la reflexión y a la consecuente diferencia de longitudes de los recorridos de transmisión hasta el receptor. Como resultado de ello, las señales original y reflejada pueden cancelarse parcial o completamente una con otra (interferencia destructiva), lo que da lugar a un desvanecimiento o decaimiento en la señal recibi-
da.

Las antenas de un único elemento son altamente susceptibles de sufrir desvanecimiento de camino múltiple. Una antena de un único elemento no puede determinar la dirección desde la que se ha enviado una señal transmitida y, por tanto, no puede ser ajustada o reglada para detectar y recibir de forma más precisa una señal transmitida. Su patrón direccional viene fijado por la estructura física de los componentes de la antena. Tan solo pueden modificarse la posición y la orientación de la antena en un esfuerzo para obviar los efectos del desvanecimiento de camino
múltiple.

La antena de doble elemento que se describe en la referencia de Patente anteriormente mencionada es también susceptible de sufrir desvanecimiento de camino múltiple debido a la naturaleza simétrica y opuesta de los lóbulos hemisféricos del patrón de la antena. Como los lóbulos del patrón de la antena son más o menos simétricos y opuestos uno con respecto al otro, una señal que se refleje hacia el lado posterior de la antena puede tener la misma potencia de recepción que una señal que se reciba en la parte anterior o frontal. Esto es, si la señal transmitida se refleja en un objeto situado más allá o por detrás de la antena de recepción, y es entonces reflejada de vuelta al receptor deseado desde la dirección opuesta a la de la señal que es recibida directamente desde la fuente, entonces una cierta diferencia de fase entre las dos señales crea una interferencia destructiva como consecuencia del desvanecimiento de camino múltiple.

Otro problema presente en los sistemas de comunicación celular es la interferencia de señal entre celdas. La mayor parte de los sistemas celulares están divididos en celdas individuales, de manera que cada celda tiene una estación de base situada en su centro. El emplazamiento de cada estación de base se dispone de tal manera que las estaciones de base vecinas estén situadas a intervalos de aproximadamente 60 grados unas con respecto a otras. Cada celda puede ser considerada como un polígono de seis lados con una estación de base en el centro. Los bordes de cada celda están juntos y un grupo de celdas forma una configuración de panal de abeja. La distancia desde el borde de una celda hasta su estación de base viene gobernada típicamente por la potencia mínima requerida para transmitir una señal aceptable desde una unidad de abonado móvil situada cerca del borde de la celda, hasta la estación de base de esa celda (es decir, la potencia requerida para transmitir una señal aceptable a una distancia igual al radio de una celda).

La interferencia ínter-celda, o entre celdas, se produce cuando una unidad de abonado móvil situada cerca del borde de una de las celdas transmite una señal que cruza el borde hasta entrar en una celda vecina e interfiere con las comunicaciones que tienen lugar dentro de la celda vecina. Típicamente, las señales dentro de las celdas vecinas que tienen la misma frecuencia o frecuencias estrechamente separadas, provocan interferencia entre celdas. El problema de la interferencia entre celdas se combina con el hecho de que las unidades de abonado situadas cerca del borde de una celda transmiten, típicamente, a unos niveles de potencia más altos, de tal forma que su señal transmitida pueda ser recibida de manera efectiva por la estación de base deseada, situada en el centro de la celda. Asimismo, la señal procedente de otra unidad de abonado móvil situada más allá o por detrás del receptor deseado, puede llegar a la estación de base con el mismo nivel de potencia, lo que representa una interferencia adicional.

El problema de la interferencia entre celdas resulta exacerbado en los sistemas de CDMA, ya que las unidades de abonado situadas en celdas adyacentes transmiten, típicamente, sobre la misma portadora o frecuencia central. Por ejemplo, dos unidades de abonado situadas en celdas adyacentes y que operan sobre la misma frecuencia portadora pero transmitiendo a estaciones de base diferentes, interfieren entre sí si ambas señales son recibidas en una de las estaciones de base. Una de las señales aparece como ruido con respecto a la otra. El grado de interferencia y la capacidad del receptor para detectar y desmodular la señal pretendida, se ven también influenciados por el nivel de potencia al que están funcionando las unidades de abonado. En el caso de que una de las unidades de abonado se encuentre situada en el borde de una celda, ésta transmite a un nivel de potencia más alto con respecto a otras unidades situadas dentro de su celda y de la celda adyacente, a fin de alcanzar la estación de base pretendida. Sin embargo, su señal es también recibida por la estación de base que no se desea, es decir, la estación de base situada en la celda adyacente. Dependido del nivel de potencia relativo de dos señales con la misma frecuencia portadora que se reciben en la estación de base, ésta puede no ser capaz de diferenciar adecuadamente una señal transmitida desde el interior de su celda, de una señal transmitida desde la celda adyacente. Se requiere un mecanismo que reduzca el campo de visión aparente de la antena de la unidad de abonado, lo que puede tener un marcado efecto en el funcionamiento del enlace directo (de base a abonado), al reducir el número aparente de transmisiones de interferencia que se reciben en la estación de base. Se necesita un mecanismo similar para el enlace directo, a fin de mejorar la calidad de la señal recibida en la unidad de abonado.

En resumen, en la tecnología de las comunicaciones inalámbricas, es de suma importancia maximizar el rendimiento de la antena al tiempo que se minimiza su tamaño y su complejidad de fabricación. La presente invención se encamina a estas necesidades.

Breve descripción de la presente invención

Una antena direccional de perfil bajo integral comprende una pluralidad de brazos de antena alargados que se extienden radialmente desde un zócalo central integral, de tal manera que los brazos de antena son susceptibles de doblarse de forma deformable hacia arriba hasta una orientación sustancialmente perpendicular con respecto al zócalo central, a fin de formar un conjunto geométricamente ordenado de antena direccional. La antena comprende adicionalmente un brazo central que se extiende desde el zócalo central integral. Para su almacenamiento y transporte, la antena direccional de perfil bajo es susceptible de retraerse de forma compacta mediante la deformación de los brazos alargados hasta quedar en el plano del zócalo central integral. Los brazos de antena y el zócalo central integral están formados a partir de un material homogéneo y deformable, por medio de, por ejemplo, corte con troquel, con lo que se evita la necesidad de una junta de unión articulada o pivotante independiente para la fijación de los brazos de antena al zócalo central integral. El material homogéneo y deformable simplifica la fabricación de la antena y su instalación en la cubierta de antena.

En una realización, la antena direccional de perfil bajo incluye cinco brazos alargados y un brazo central, todos los cuales se recortan de una única lámina de material deformable. Cada uno de estos seis elementos es deformable desde una orientación en la que todos los elementos se encuentran en un único plano, hasta una configuración activa o desplegada en la que cada elemento está doblado hacia arriba para formar un ángulo de aproximadamente 90º con el zócalo central. La fabricación de la antena a partir de una única lámina evita todas las operaciones de pegado, soldadura con interposición de material, etc. que de otro modo se requerirían para unir los diversos elementos para formar la antena. Asimismo, no existen juntas de unión que crear, puesto que se emplea un material deformable. Las pistas conductoras, los planos de tierra, las estructuras radiantes, las vías de conexión, etc. se disponen en el material deformable o en capas paralelas que se unen por encima o por debajo del material deformable. Estos componentes conductores se producen de material deformable por medio de un procedimiento de ataque químico superficial o de impresión. El cómputo de partes de fabricación es pequeño (existe únicamente una parte de pieza) y, por tanto, los costes de mano de obra se minimizan por medio de la fabricación de todos los elementos de antena a partir de una única parte.

Por otra parte, el material deformable puede incluir pistas conductoras dispuestas en el mismo con el fin de interconectar o unir mutuamente elementos micro-electrónicos montados sobre una superficie de material homogéneo. Una interfaz externa conecta los elementos micro-electrónicos a una fuente de suministro de potencia y al dispositivo de comunicaciones. Al formar los elementos de antena electrónicos sobre la superficie deformable y homogénea, se forma una gran abertura eléctrica cuando se despliega la antena y, con todo, la antena sigue presentando una agrupación compacta y de perfil bajo en la configuración cerrada o replegada.

Breve descripción de los dibujos

Las anteriores y otras características y ventajas de la invención resultarán evidentes a partir de la siguiente descripción, más concreta, de las realizaciones preferidas de la invención, tal y como se ilustran los dibujos que se acompañan, en los cuales los mismos caracteres referenciados hacen referencia a las mismas partes a lo largo de las diferentes figuras. Los dibujos no están necesariamente a escala y, en lugar de ello, se ha puesto el énfasis en ilustrar los principios de la invención.

La Figura 1 ilustra una celda típica de comunicaciones.

Las Figuras 2, 3 y 4 ilustran vistas de una realización de antena construida de acuerdo con las enseñanzas de la presente invención.

Las Figuras 5, 6 y 7 ilustran vistas en corte transversal de las realizaciones de las antenas de las Figuras 2, 3 y 4.

Las Figuras 8, 9 y 10 representan cubiertas de antena construidas de acuerdo con las enseñanzas de la presente invención, en tanto que los elementos de antena se han ilustrado en las configuraciones tanto desplegada como almacenada.

La Figura 11 ilustra el mecanismo para integrar las alas radiales de la Figura 2 en el interior de la cubierta de la Figura 1.

La Figura 12A es una vista fragmentada o en despiece de las cubiertas de las Figuras 8, 9 y 10.

La Figura 12B ilustra una disposición alternativa del plano de tierra.

La Figura 13 ilustra una antena construida de acuerdo con las enseñanzas de la presente invención, en una configuración desplegada y sin la cubierta circundante de la Figura 8.

Descripción detallada de las realizaciones preferidas

La Figura 1 ilustra una de las celdas de un sistema de comunicación celular de CDMA convencional. La celda 50 representa un área geográfica en la que unas unidades de abonado móviles 60-1 a 60-3 se comunican con una estación de base 65. Cada unidad de abonado 60 está equipada con una antena 70, la cual puede estar construida de acuerdo con la presente invención. Las unidades de abonado 60 se proveen de servicios inalámbricos de datos y/o de voz por parte del operador del sistema, a través del cual dispositivos como, por ejemplo, las computadoras portátiles, las computadoras de mano, los asistentes digitales personales (PDAs - "personal digital assistants") o similares, pueden ser conectados a la estación de base 65 (incluyendo la antena 68), a una red 75, que puede ser la red telefónica pública conmutada (PSTN - "public switched telephone network"), a una red informática conmutada en paquetes (tal como la Internet), a una red pública de datos o a una red privada. La estación de base 65 se comunica con la red 75 a través de un número cualquiera de protocolos de comunicaciones diferentes disponibles, tales como el ISDN de velocidad primaria u otros protocolos basados en LAPD, tales como los IS-634 ó V5.2, o bien el TCP/IP, en el caso de que la red 75 sea una red de Ethernet basada en paquetes, tal como la Internet. Las unidades de abonado 60 pueden ser de naturaleza móvil y pueden desplazarse de una posición a otra mientras se están comunicando con la estación de base 65. A medida que las unidades de abonado abandonan una celda y entran en otra, el enlace de comunicaciones es entregado desde la estación de base de la celda de salida a la estación de base de la celda en la que se entra.

La Figura 1 ilustra una de las estaciones de base 65 y tres unidades de abonado móviles 60 situadas dentro de una celda 60, proporcionadas a modo de ejemplo únicamente y para la facilidad de descripción de la invención. La invención es aplicable a sistemas en los que existen, típicamente, muchas más unidades de abonado que se comunican con una o más estaciones de base dentro de una celda individual, tal como la celda 50. La invención es aplicable, de manera adicional, a cualquier dispositivo o sistema de comunicación inalámbrica.

Ha de comprenderse también por parte de los expertos de la técnica que la Figura 1 puede ser un sistema de comunicaciones de tipo celular estándar que emplea esquemas de señalización tales como el CDMA, el TDMA, el GSM u otros en los que los canales de radiofrecuencia son asignados al transporte de datos y/o de voz entre las estaciones de base 65 y las unidades de abonado 60. En una realización preferida, la Figura 1 es un sistema similar al CDMA, que utiliza principios de multiplexación por división en código tales como los que se definen en las especificaciones IS-95B para la interfaz aérea.

En una realización del sistema basado en celdas, las unidades de abonado móviles 60 se sirven de una antena 70 que hace posible la recepción direccional de las señales de radio de enlace directo transmitidas desde la estación de base 65, así como la transmisión direccional de las señales de enlace inverso o de retorno (por medio de un proceso denominado formación de haz), que se transmiten desde las unidades de abonado móviles 60 a la estación de base 65. Este concepto se ilustra en la Figura 1 mediante los ejemplos de configuraciones de haz 71 a 73, que se extienden hacia fuera desde cada unidad de abonado móvil 60 más o menos una dirección correspondiente a la mejor propagación hacia la estación de base 65. Al dirigir la transmisión más o menos hacia la estación de base 65 y recibir de manera orientada las señales que se originan en la estación de base 65, el aparato de antena 70 reduce los efectos de la interferencia entre celdas y del desvanecimiento de camino múltiple para las unidades de abonado móviles 60. Además, puesto que los patrones 71, 72 y 73 de haz de antena se extienden hacia fuera, en dirección a la estación de base 65, pero están atenuados en la mayor parte de las otras direcciones, se requiere menos potencia para la transmisión de señales de comunicación eficaces desde la unidad de abonado móvil 60 hasta la estación de base 65.

La Figura 2 ilustra un conjunto geométricamente ordenado 120 de antena, formado en, y fabricado a partir de, un único sustrato dieléctrico de material flexible o deformable 122. Los componentes del conjunto geométricamente ordenado 120 de antena, que se explicarán aquí adicionalmente más adelante, están formados mediante el corte o estampación de una lámina previa o de partida del material de sustrato dieléctrico, en la configuración de la Figura 2. El corte del material dieléctrico forma una pluralidad de alas radiales 126 (se dan, a modo de mero ejemplo, cinco alas radiales, según se muestra en la Figura 2) y un elemento central 130. En otra realización en la que el conjunto geométricamente ordenado 120 de antena funciona a modo de conjunto geométricamente ordenado y en fase, el elemento central 130 no está presente. Cada una de las alas radiales 126 y el elemento central 130 se extienden desde un zócalo central 128. Como se muestra, las alas radiales 126 se extienden desde la circunferencia o perímetro del zócalo central 128, y el elemento central 130 se extiende desde aproximadamente el centro del zócalo central 128. Cuando las alas radiales 126 y el elemento central 130 están fabricados a partir de la lámina dieléctrica, se forma un espacio de separación en el sustrato dieléctrico 122, entre las alas radiales adyacentes, y se forma un espacio de separación en cada uno de los lados del elemento central 130. En la Figura 2, un plano de tierra 132 está situado por debajo del sustrato dieléctrico 122. Puesto que en la realización de la Figura 2, que se proporciona a modo de ejemplo, el plano de tierra 132 tiene un diámetro ligeramente mayor que el diámetro del zócalo central 128, el plano de tierra 132 es visible a través de los espacios de separación.

En la Figura 2, las alas radiales 126, el elemento central 130 y el zócalo central 128 se han ilustrado en una configuración almacenada o plana. Esto es, las alas radiales 126, el elemento central 130 y el zócalo central 128 se encuentran en el mismo plano. En el modo operativo, cada una de las alas radiales 126 está deformada hacia arriba con respecto al cubo central 128 a lo largo de una línea de doblez 134 existente en el material deformable del sustrato dieléctrico 122. El elemento central 130 está similarmente deformado hacia arriba a lo largo de una línea de doblez 135. En una realización, las líneas de doblez 134 y 135 se constituyen simplemente como la línea a lo largo de la cual se dobla el respectivo elemento como consecuencia de la propiedad deformable del sustrato dieléctrico 122. En otra realización, la línea de doblez se constituye como una línea de perforación u orificios de cierre de cremallera, incluidos con el fin de mejorar la susceptibilidad de doblamiento o propiedades de flexión (es decir, que permiten la deformación de la junta de unión sin exceder los límites de esfuerzo de la junta de unión) de los elementos de antena.

Unos elementos conductores 136 se han formado en cada una de las alas radiales 126. Se ha formado un elemento conductor 137 en el elemento central 130. En una realización, los elementos de interacción se han formado tanto en las superficies frontales o anteriores como en las posteriores de las alas radiales 126 y del elemento central 130. Como se explicará aquí más adelante, en una realización, el elemento conductor 137 es un elemento activo destinado a enviar o recibir una señal, y los elementos conductores 136 están configurados, bien como elementos reflectantes o bien como elementos de direccionamiento con respecto a la señal recibida o transmitida. La forma de los elementos conductores 136 y 137 según se muestra en la Figura 2, se da meramente a modo de ejemplo. En otra realización, los elementos conductores 136 son antenas unipolares o de un único polo, las cuales se acoplan o desacoplan selectivamente del plano de tierra 132 con el fin de poner en práctica las propiedades de direccionamiento y reflectante. Un conmutador, no mostrado en la Figura 2, controla esta capacidad de conexión entre los elementos conductivos 136 y el plano de tierra 132. El conmutador puede realizarse en la práctica con un diodo de unión, un MOSFET (transistor de efecto de campo de metal-óxido-semiconductor), un transistor de unión bipolar o un conmutador de MEMS (estructura micro-electromecánica - "microelectronics machine structure").

La antena de la Figura 2 está encerrada dentro de un alojamiento destinado a utilizarse en combinación con un dispositivo de comunicaciones. De este modo, la forma y las dimensiones de una antena operativa y de sus elementos constituyentes depende de las características deseadas para el comportamiento de la antena (por ejemplo, la frecuencia de funcionamiento, la impedancia de entrada, la ganancia, la anchura de banda) y de las dimensiones y la forma del alojamiento preferido. De manera adicional, si las dimensiones del alojamiento imponen una cierta dimensión máxima para el elemento conductor, por ejemplo, una anchura del elemento, entonces puede resultar necesario incrementar otra dimensión del elemento conductor para compensar la limitación en la otra dimensión. No sólo se ven afectadas las dimensiones de los elementos conductores por estos parámetros, sino que la forma real que se emplee debe también tomar en consideración estos factores.

Nótese en la realización de la Figura 2 que un segmento o tramo 138 de los elementos conductores 136 puede extenderse hasta situarse sobre el zócalo central 128 y, de esta forma, es intersecado o cortado por la circunferencia o perímetro del zócalo central y la línea de doblez 138. De forma similar, un segmento 139 del elemento conductor 137 se extiende más allá de la línea de doblez 135, hasta situarse sobre el zócalo central 128. Los segmentos 138 y 139 son flexibles o deformables con el fin de evitar la rotura o fragmentación del material conductor cuando se doblan o deforman los elementos conductores 136 y 137. Los segmentos 138 y 139 están unidos a unas vías de conexión (no mostradas en la Figura 2) situadas dentro del zócalo central 128. Estas vías de conexión están en contacto con unas pistas conductoras (no mostradas en la Figura 2) que discurren a lo largo de la superficie inferior o superior, o en una capa embebida del zócalo central 128. Ciertas pistas que requieren ser conectadas a un dispositivo externo terminan en una interfaz 141. Las pistas conductoras y las vías de conexión transportan señales de potencia, de control y de RF (radiofrecuencia) para los elementos del conjunto geométricamente ordenado 120 de antena, y también para los componentes electrónicos de interconexión (no mostrados en la Figura 2) montados en la superficie superior o de fondo del zócalo central 128, en una o más de las alas radiales 126 ó en el elemento central 130. La interfaz 141 se conecta a componentes externos (a través de un conectador, que no se muestra) con el fin de suministrar potencia eléctrica, señales de control, la señal transmitida en el modo de transmisión y la señal recibida en el modo de recepción. Por otra parte, los conmutadores destinados a proporcionar la capacidad de conexión al plano de tierra 132, tal y como se ha expuesto en lo anterior, constituyen dichos componentes electrónicos.

Los elementos conductores 136 y 137 están formados de un material conductor y se han dispuesto sobre el sustrato dieléctrico 122 por impresión o ataque químico superficial. En una realización, el sustrato dieléctrico 122 comprende Mylar o Kapton con una superficie de cobre dispuesta sobre él. Los elementos conductores 136 y 137 comprenden unas configuraciones o formas de cobre conformadas por ataque químico superficial del cobre desde el sustrato de Mylar o de Kapton. Alternativamente, puede utilizarse tinta conductora o material epoxídico para imprimir los elementos conductores 136 y 137 sobre el sustrato dieléctrico.

La Figura 3 es una vista lateral del conjunto geométricamente ordenado 120 de antena, que muestra en particular dos alas radiales 126 y el zócalo central 128. El plano de tierra 132 es también visible. Nótese que, en esta realización, el plano de tierra 132 se extiende más allá de la circunferencia del zócalo central 128. Tal cosa no es un requisito de la presente invención.

La Figura 4 es una vista en planta inferior del conjunto geométricamente ordenado 120 de antena y, en esta realización, se ha incluido un sustrato 150 dotado de una configuración destinada a aceptar los componentes electrónicos 151 para su funcionamiento en combinación con los elementos conductores 136 y 137. Unas pistas 152 y vías de conexión 153, destinadas a interconectar los elementos conductores 136 y 137, los componentes electrónicos 151 y la interfaz 141, como se muestra sobre la superficie de fondo del sustrato 150, se dan únicamente a modo de ejemplo.

La Figura 4 ilustra asimismo unos elementos conductores 154 sobre la superficie trasera de cada ala radial 126. Existe un elemento conductor 155 dispuesto sobre la superficie trasera del elemento central 130. Ninguno de los elementos conductores 154 y 155 se requiere en ciertas realizaciones. Los elementos conductores 154 funcionan en cooperación con los elementos conductores 136 (acoplados ya sea conductiva, ya sea inductivamente a los mismos) para desempeñar una función bien reflectante o bien de direccionamiento, en relación con la señal recibida o transmitida. Por ejemplo, en una realización, los elementos conductores 154 forman una línea de transmisión para alimentar a los elementos conductores 136, por ejemplo, una antena bipolar de manguito. De forma similar, el elemento conductor 155 funciona en combinación con el elemento conductor 137 (ambos situados en el elemento central 130). Recuérdese que el elemento central 130 sirve como un elemento activo del conjunto geométricamente ordenado 120 de antena, pero resulta innecesario cuando el conjunto geométricamente ordenado de antena opera en un modo de conjunto geométricamente ordenado y en fase en el que la fase de la señal de entrada a cada uno de los elementos conductores 136/154 es controlable con el fin de dirigir el haz de la antena.

La Figura 5 es una vista lateral de las diversas capas expuestas en combinación con las Figuras 2, 3 y 4. Las capas se muestran de forma exagerada en aras de la claridad. El plano de tierra 132 está situado por debajo del sustrato dieléctrico 122, y el sustrato 150 está orientado por debajo del plano de tierra 132 y rodeándolo. Nótese que el plano de tierra 132 se extiende ligeramente más allá de la circunferencia del zócalo central 128. La Figura 5 ilustra también unas pistas 157 y vías de conexión 158 proporcionadas a modo de ejemplo, dentro del sustrato dieléctrico 122 y del sustrato 150 con el fin de proporcionar capacidad de conexión eléctrica entre los elementos conductores 136, 137, 154 y 155, los componentes electrónicos 151 y la interfaz 141. Se constata también que se ha de proporcionar alguna forma de aislamiento entre las pistas 157 y la tierra 132, y, de manera adicional, que se han dispuesto sobre el sustrato dieléctrico 122 pistas adicionales que no están en el plano de la Figura 5. Las pistas 157 están construidas típicamente a partir del material conductor de circuito flex que es consistente con las características deformables del sustrato dieléctrico.

La Figura 6 ilustra otra realización que excluye el sustrato 150. En esta realización, los componentes micro-electrónicos 151 están montados sobre el sustrato dieléctrico 122, preferiblemente dentro del zócalo central 128. Las pistas 157 y las vías de conexión 158 proporcionan un recorrido conductor desde los segmentos 138 y 139 de los elementos conductores 136 y 137, respectivamente, hasta los diversos componentes micro-electrónicos 151, y están también en comunicación de conducción con los elementos conductores 154 y 155. (Véase la Figura 4). En otra realización, las pistas 157 están dispuestas sobre la superficie superior del sustrato dieléctrico 122, ó bien tanto sobre la parte superior como sobre la parte inferior del mismo. Generalmente, con respecto a todas las realizaciones aquí descritas, las superficies de cobre están encapsuladas con una capa de material dieléctrico protector con el fin de obturar las superficies contra la exposición a los elementos. Las técnicas para llevar esto a cabo son bien conocidas en la estado de la técnica.

La Figura 7 ilustra una realización adicional para formar las diversas capas paralelas del conjunto geométricamente ordenado 120 de antena. En particular, se ha formado un sustrato dieléctrico 180 con pistas conductoras flexibles 182 (a las que se hace referencia como circuito flex) sobre las superficies tanto superior como inferior del mismo. Las vías de conexión 184 conectan las pistas conductoras 182 según se requiere para transportar las señales hacia y desde el conjunto geométricamente ordenado 120 de antena, a través de la interfaz 141, y adicionalmente entre los componentes micro-electrónicos 151 y los elementos conductores 136, 137, 154 y 155. El sustrato dieléctrico 180 se encuentra engrosado en una región 188. Esta región engrosada puede coincidir con la posición de las alas radiales 126 y del elemento central 130 con el fin de proporcionar a la junta de unión deformable una mayor durabilidad. Un sustrato dieléctrico 190 está situado por encima del sustrato dieléctrico 180, y un sustrato dieléctrico 192 está situado por debajo del sustrato dieléctrico 180. Los sustratos dieléctricos 190 y 192 están también formados de material rígido o deformable. Sin embargo, si los sustratos dieléctricos 190 y 192 están situados de tal modo que no se interponen o interfieren con las líneas de doblez 135 y 138 (véase la Figura 2), entonces los sustratos dieléctricos 190 y 192 pueden estar formados de un material rígido. Si bien no se muestra en la Figura 7, es posible disponer un plano de tierra por debajo del sustrato dieléctrico 192.

En lugar de crear las alas radiales 126 y el elemento central 130 a partir de una única lámina dieléctrica, tal y como se ha expuesto en lo anterior, en otra realización de la presente invención, los elementos de antena están formados independientemente y unidos. En una realización, las alas radiales 126 y el elemento central 130 están formados a partir de un material flexible o deformable, y están unidos al zócalo central 128 por una junta de unión adhesiva. Alternativamente, las alas radiales 126 y el elemento central 130 pueden ser unidos al zócalo central 128 mediante la formación, primeramente, de vías de conexión soldables por interposición material, en cada uno de los elementos que se unen. Las dos partes de pieza se llevan a contacto una con otra y, a continuación, las vías de conexión se sueldan con interposición de material, para crear una junta de unión entre ellas. Puesto que, en esta realización, las alas radiales 126 y el elemento central 130 están formados a partir de un material deformable, las alas radiales 126 y el elemento central 130 pueden ser deformados a lo largo de las líneas de doblez 135 y 138, según se indica en la Figura 2. De manera alternativa, uno o ambos de entre las alas radiales 126 (y el elemento central 130) y el zócalo central 128 pueden estar formados de un material rígido y unidos mediante la interposición de una pieza de material deformable o pivotante entre ellos. Las líneas de doblez 135 y 138 están formadas, por tanto, en el material de unión. Por ejemplo, las alas radiales 122 y el elemento central 130 puede estar formados a partir de un material dieléctrico rígido, y unidos al zócalo central 128 con una pieza de material deformable, fijada a cada ala radial 126 y al zócalo central 128 (por ejemplo, por pegado). El elemento central 130 está fijado de forma similar al zócalo central 128. En esta realización, el zócalo central 128 puede estar construido a partir de un material rígido, por ejemplo, un material de placa de circuito impreso, o bien a partir de un material flexible o deformable. Como alternativa al uso de un adhesivo para unir las alas radiales 126 y el elemento central 130 al zócalo central 128, es posible disponer vías de conexión soldables con interposición de material, sobre cada una de las dos superficies flexibles que se unen. Las partes de dos piezas se hacen coincidir y las vías de conexión se sueldan con interposición de material, con el fin de crear una unión deformable entre las dos piezas.

En una realización de la presente invención, los elementos conductores 136, 137, 154 y 155 están dispuestos sobre las caras opuestas del sustrato dieléctrico 122 (por impresión o ataque químico superficial, por ejemplo). Una segunda capa de material deformable (típicamente el mismo material que se utiliza para formar el sustrato dieléctrico 122) se dispone a continuación estratificada sobre tanto la superficie de fondo como la superior del sustrato dieléctrico 122, a fin de formar un sustrato de múltiples capas con los diversos elementos conductores dispuestos entre las capas dieléctricas, con lo que se protegen las superficies conductoras. En un modo operativo, el elemento central conductor 137 (en combinación con el elemento conductor 155) transmite y recibe señales de radiofrecuencia, al tiempo que los elementos conductores 136 (que operan en combinación con los elementos conductores 154) sirven, ya sea como reflectores, ya sea como elementos de direccionamiento. La longitud efectiva de cada uno de los elementos conductores 136 es susceptible de controlarse con el fin de conseguir un modo reflectante, al hacer la longitud efectiva más larga que la longitud resonante, de tal manera que la energía incidente en el elemento conductor 136 es reflejada de vuelta hacia la fuente. En un modo de direccionamiento (cuando la longitud efectiva es menor que la longitud resonante), el elemento conductor 136 es esencialmente invisible a la señal de radiofrecuencia. De esta forma, el patrón radiante procedente del elemento activo 132 puede ser apuntado o dirigido hacia un sector específico de un círculo de azimut de 360 grados. En otra realización operativa, los elementos conductores 136 y 154 de cada una de las alas radiales 126 funcionan como un conjunto geométricamente ordenado y en fase en el que el ángulo de fase de la entrada de señal a cada elemento de antena es susceptible de controlarse para apuntar el haz de antena. El elemento central 130 está ausente en el modo de conjunto geométricamente ordenado y en fase.

El conjunto geométricamente ordenado 120 de antena construido de acuerdo con las enseñanzas de la presente invención es relativamente fácil de fabricar utilizando componentes de bajo coste y unas pocas etapas de ensamblaje. El número reducido de operaciones de tratamiento durante el ensamblaje da lugar a una elevada capacidad de reproducción y a un alto contingente de producción, así como a un coste bajo. El uso de una única lámina de un sustrato dieléctrico deformable para los elementos de antena evita la formación de juntas de unión mecánicas independientes, y proporciona una configuración almacenada compacta y una configuración operativa totalmente funcional con doblar simplemente el elemento central 130 y las alas radiales 126 hasta sus posiciones verticales operativas.

Un alojamiento 198 proporcionado a modo de ejemplo para empacar el conjunto geométricamente ordenado 120 de antena, se ilustra en la Figura 8, en la que los elementos radiales individuales 126 y el elemento central 128 se encuentran encerrados dentro de un marco de plástico o dieléctrico 200 que se ajusta o encaja con unos rebajes respectivos 202 existentes en una base 204. Como se conoce por parte de los expertos de la técnica, existen diversos materiales plásticos adecuados para formar el alojamiento 198, por ejemplo, el Lexan, el polipropileno, el policarbonato y el plástico ABS. Cada uno de los marcos dieléctricos 200 que encierra un ala radial 126, comprende, de manera adicional, un labio o reborde 208 destinado a encajar con los respectivos rebajes 210 formados en el borde 212 de la base 204. El elemento central 127 está encerrado dentro de un marco dieléctrico 216. El marco dieléctrico 216 se encaja en un rebaje 220 practicado dentro de la base 204. Para un funcionamiento óptimo del conjunto geométricamente ordenado 120 de antena, las alas radiales 126 y el elemento central 130 han de ser doblados o rotados hacia arriba para formar un ángulo predeterminado con la base 204. En una realización, este ángulo es 90 grados. Al objeto de garantizar que las alas radiales 126 y el elemento central 130 son colocados en el ángulo óptimo, se construye una posición de detención dentro del alojamiento 198. La posición de detención se controla por las superficies de encaje o contacto a tope entre los marcos dieléctricos 200 y 216 y la base 204 cuando se está en el modo
operativo.

La Figura 9 muestra los marcos dieléctricos 200 en una posición cerrada o rebajada dentro de la base 204. La Figura 10 es una vista lateral de la base 204, en la que los marcos dieléctricos 200 son mostrados de nuevo en la posición almacenada. Nótese que el bajo perfil ofrecido por una antena construida de acuerdo con las enseñanzas de la presente invención, es especialmente adecuado para un equipo de comunicaciones portátil. Los marcos dieléctricos 200 y sus alas radiales asociadas 126, así como el marco dieléctrico 216 y su elemento central asociado 130, son desplegados fácilmente con el fin de proporcionar características direccionales ventajosas y una gran abertura eléctrica de la antena para el dispositivo de comunicaciones.

La Figura 11 ilustra un marco dieléctrico 200, que incluye una cubierta externa superior 230 y una cubierta de captación inferior 232. El ala radial 126 se extiende a través de una abertura existente en la porción inferior del marco dieléctrico 200, y se extiende hacia arriba en posición adyacente a la cubierta externa superior 230. Una vez que el ala radial 126 se encuentra en su lugar, la cubierta de captación inferior 232 se fija a la cubierta externa superior 230 por medio de, por ejemplo, un acoplamiento de salto elástico de plástico o un procedimiento de soldadura por ultrasonidos. Si bien no se muestra en la Figura 11, la cubierta de captación inferior 232 de una realización incluye un taco destinado a encajar en un orificio existe en la cubierta externa superior 230. El taco sobresale adicionalmente a través de un orificio existente en el ala radial 126, de manera que sujeta el ala radial 126 en una posición fija con respecto a la cubierta externa superior 230 y a la cubierta de captación inferior 232. El marco dieléctrico 200 gira hacia abajo para ajustarse dentro del rebaje 202, el cual también se ilustra en la Figura 8. Este movimiento rotativo se produce alrededor de un punto de pivote situado dentro del área que se muestra generalmente por los caracteres de referencia 238. Los expertos de la técnica constatarán que existen diversos mecanismos de pivote que pueden ser empleados en la presente invención. Una de tales técnicas de pivote se sirve de una barra o eje de plástico, situado dentro del área 238 y que encaja con unos orificios receptores situados en la base 204. El elemento central 127 se ajusta dentro del marco dieléctrico 216 de una forma similar.

La Figura 12A es una vista en despiece del alojamiento 198 de la Figura 8, que incluye los diversos elementos de la presente invención, según se ha expuesto anteriormente. El sustrato dieléctrico 122 es ensamblado por separado, y las alas radiales pasan a través de una o más aberturas existentes en los marcos dieléctricos 200, según se muestra en la Figura 11. Los marcos dieléctricos 200 se montan entonces de forma pivotante dentro de la base 204 (como también se explica en combinación con la Figura 11), y la base 204 se asegura de forma fija a la base 249 por medio de acoplamientos por salto elástico o tornillos 254. La realización de la Figura 11 incluye también una placa de
base.

La Figura 12B es una vista similar a la de la Figura 12A, pero que muestra un tipo alternativo de plano de tierra. Aquí, el plano de tierra no es simplemente un disco 132 como se ha descrito anteriormente. En lugar de ello, en esta realización, el plano de tierra consiste en un cierto número de dedos 132-1 que se extienden hacia fuera desde el zócalo central 128. Los dedos están situados radialmente en torno al zócalo, en aproximadamente la misma posición que los elementos radiantes 126. En una realización preferida, existe el mismo número de dedos 132-1 que de alas radiales 126, y cada uno de los dedos es de la misma forma general que una de las alas radiales 126.

En esta realización, cuando los elementos conductores 136 son antenas unipolares o de un único polo, éstas son, cada una de ellas, típicamente acopladas a, o desacopladas de, uno respectivo de los dedos 132-1 del plano de tierra, con el fin de llevar a efecto las propiedades de direccionamiento y de reflexión.

La Figura 13 es otra ilustración de ciertos elementos que se ilustran en las Figuras 2 y 13. Sin embargo, en la orientación de la Figura 13, las alas radiales 126 y el elemento central 130 están doblados hacia arriba hasta adoptar una posición erguida o aproximadamente vertical para su funcionamiento. De otro modo, las alas radiales 126 y el elemento central 130 son susceptibles de deformarse hasta una configuración replegada o doblada, sustancialmente más plana, tal y como se muestra en la Figura 12.

Claims (18)

1. Una matriz o conjunto geométricamente ordenado de antena, que comprende:

un sustrato dieléctrico deformable, que forma una pluralidad de elementos de antena que se extienden radialmente desde un zócalo central integral, de tal manera que se forma una unión deformable entre el zócalo central integral y la pluralidad de elementos de antena; y

un plano de tierra, formado como una pluralidad de dedos, de tal manera que existe un dedo de plano de tierra asociado con uno respectivo de los elementos de antena;

en el cual dicha pluralidad de elementos de antena son deformables hasta quedar sustancialmente perpendiculares al zócalo central integral, y, en caso contrario, son configurables según una orientación sustancialmente
plana; y

en el cual al menos uno de la pluralidad de elementos de antena es susceptible de hacerse funcionar como un elemento activo para recibir y enviar señales de radiofrecuencia.

2. El conjunto geométricamente ordenado de antena de acuerdo con la reivindicación 1, en el cual el sustrato dieléctrico es homogéneo, y en el que, de manera adicional, el sustrato dieléctrico está engrosado en la región de la unión deformable.

3. El conjunto geométricamente ordenado de antena de acuerdo con la reivindicación 1, en el cual la pluralidad de elementos de antena comprenden material conductor dispuesto sobre dicho sustrato dieléctrico.

4. El conjunto geométricamente ordenado de antena de acuerdo con la reivindicación 1, en el cual el número de dedos de plano de tierra es el mismo que el número de elementos de antena.

5. El conjunto geométricamente ordenado de antena de acuerdo con la reivindicación 1, en el que cada uno de la pluralidad de elementos de antena es un elemento activo destinado a recibir o a transmitir señales de radiofrecuencia, y en el cual cada uno de la pluralidad de elementos de antena es susceptible de controlarse para orientar o apuntar el patrón de haz de la antena para su funcionamiento como una antena de conjunto geométricamente ordenado y en fase, al controlar la fase de la señal transportada por el elemento de antena.

6. El conjunto geométricamente ordenado de antena de acuerdo con la reivindicación 5, en el cual cada uno de la pluralidad de elementos de antena es una antena unipolar o de un solo polo.

7. El conjunto geométricamente ordenado de antena de acuerdo con la reivindicación 1, que comprende adicionalmente una pluralidad de componentes electrónicos formados sobre una superficie del sustrato dieléctrico y susceptibles de hacerse funcionar para transportar señales para la pluralidad de elementos de antena.

8. El conjunto geométricamente ordenado de antena de acuerdo con la reivindicación 7, en el cual uno o más de la pluralidad de componentes electrónicos están dispuestos en uno o más de la pluralidad de elementos de antena.

9. El conjunto geométricamente ordenado de antena de acuerdo con la reivindicación 1, que comprende adicionalmente unas pistas conductoras dispuestas sobre el sustrato dieléctrico para transportar señales para la pluralidad de elementos de antena.

10. El conjunto geométricamente ordenado de antena de acuerdo con la reivindicación 1, en el cual la pluralidad de elementos de antena comprende un elemento activo, rodeado circunferencialmente por una pluralidad de elementos pasivos, de tal manera que la pluralidad de elementos pasivos son ajustables entre un primer modo de direccionamiento y un segundo modo reflectante, a fin de dirigir o reflejar la energía transmitida desde dicho elemento activo o recibida por éste.

11. El conjunto geométricamente ordenado de antena de acuerdo con la reivindicación 10, en el cual el elemento activo está formado a partir de la lámina deformable, al eliminar material del zócalo central integral de tal manera que se crea un espacio de separación en ambas caras del elemento activo, y en el que el borde de fondo del elemento activo permanece fijado al sustrato dieléctrico, de tal modo que el elemento activo puede ser deformado hasta situarse en una orientación sustancialmente vertical con respecto al zócalo central integral.

12. El conjunto geométricamente ordenado de antena de acuerdo con la reivindicación 10, en el cual la pluralidad de elementos pasivos son sensibles a una señal de control externa para colocar la pluralidad de elementos pasivos en el primer modo, de direccionamiento, o en el segundo modo, reflectante.

13. El conjunto geométricamente ordenado de antena de acuerdo con la reivindicación 12, que comprende adicionalmente un conmutador para interconectar cada uno de la pluralidad de elementos pasivos con uno respectivo de dichos dedos de plano de tierra, en respuesta a una señal de control destinada a determinar la posición de conmutación, y en el cual la posición de conmutación determina si cada uno de la pluralidad de elementos pasivos se encuentra en el primer modo de direccionamiento o en el segundo modo reflectante.

14. El conjunto geométricamente ordenado de antena de acuerdo con la reivindicación 1, en el cual cada uno de la pluralidad de elementos de antena incluye un segmento o tramo conductor superior, formado sobre la superficie superior del sustrato dieléctrico, así como un segmento conductor de fondo, formado sobre la superficie de fondo del sustrato dieléctrico.

15. El conjunto geométricamente ordenado de antena de acuerdo con la reivindicación 1, de tal manera que el conjunto geométricamente ordenado de antena comprende adicionalmente un plano de tierra, situado por debajo de la lámina deformable.

16. El conjunto geométricamente ordenado de antena de acuerdo con la reivindicación 14, en el cual el plano de tierra es integral con la lámina deformable.

17. El conjunto geométricamente ordenado de antena de acuerdo con la reivindicación 1, de tal manera que el conjunto geométricamente ordenado de antena está encerrado dentro de un alojamiento que comprende:

una base;

una pluralidad similar de marcos dieléctricos, de tal manera que cada uno de la pluralidad de elementos de antena está dispuesto dentro de uno de dicha pluralidad de marcos dieléctricos; y

un plano de tierra, formado como una pluralidad de dedos, de tal modo que hay un dedo de plano de tierra asociado con uno respectivo de los elementos de antena;

en el cual cada uno de dicha pluralidad de cuadros dieléctricos está fijado de forma pivotante a dicha base de tal forma que la pluralidad de elementos de antena son susceptibles de colocarse sustancialmente perpendiculares al zócalo central integral mediante la rotación, alrededor de dicha fijación pivotante, de dicha pluralidad de marcos dieléctricos hasta adoptar una posición sustancialmente vertical con respecto a dicha base, y en el que dicha pluralidad de marcos dieléctricos son susceptibles de hacerse pivotar hasta una posición próxima a dicha base.

18. El conjunto geométricamente ordenado de antena de acuerdo con la reivindicación 1, en el cual la unión entre el zócalo central integral y cada uno de la pluralidad de elementos de antena incluye una junta de unión perforada, de tal manera que se mejoren las características de flexión de la unión deformable.