ES2288259T3 - Conexion hf para una conexion de un componente hf con una antena. - Google Patents
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Abstract
Disposición de antena especialmente para una antena de radiotelefonía móvil de una estación base con las siguientes características: - con una antena (301) como componente (1) HF, - con un componente (1''; 319) HF adicional conectable, - el componente (1''; 319) HF adicional conectable está posicionado en una carcasa (307) de antena, - la antena (1) comprende un conector (7) y el componente (1''; 319) HF adicional conectable comprende un conector (9), formando ambos conectores (7, 9) en una interfaz (321) una conexión (5) HF eléctrica, - la conexión (5) HF eléctrica está configurada como conexión de enchufe de tal manera que ambos conectores (7, 9) pueden enchufarse uno en el otro axialmente, caracterizada por las siguientes características adicionales - el conector (7) que pertenece a la antena (1) está conectado en la interfaz (321) con el conector (9) correspondiente al componente (1'', 319) HF, con respecto al conductor (7a, 9a) interior y con respecto al conductor (7b, 9b) exterior, de manera capacitiva y/o sin contacto de manera electrogalvánica, - el conector (7), que está asociado al componente (1; 301, 315) HF en el lado de la antena, está configurado como conector de enchufe firme, que está conectado firmemente con el componente (1; 301, 315) HF en el lado de la antena, - el conector (9), que está asociado al componente (1''; 319) HF adicional conectable, está configurado como conector de enchufe firme, que está conectado firmemente con el componente (1''; 319) HF conectable, y - el componente (1''; 319) HF conectable puede conectarse con la antena en HF mediante la inserción o extracción por deslizamiento del al menos un conector (9) correspondiente en o desde el conector (7) en el lado de la antena estructurado de manera correspondiente.
Description
Conexión HF para una conexión de un componente
HF con una antena.
La invención se refiere a una conexión HF para
una conexión de un componente HF con una antena, especialmente una
antena de radiotelefonía móvil de una estación base según el
preámbulo de la reivindicación 1.
A través de antenas de radiotelefonía móvil
estacionarias, pude desarrollarse entre usuarios móviles la
comunicación en una célula asociada a una antena de radiotelefonía
móvil.
La antena de radiotelefonía móvil está montada
en este sentido normalmente sobre un mástil, sobre un techo de una
carcasa o en general sobre un edificio, etc. para iluminar una zona
correspondiente. Cerca del fondo o de la carcasa, en general en el
pie del mástil de la antena, está prevista la propia estación base,
en la que están alojados los componentes eléctricos, incluyendo
amplificadores, instalaciones de filtrado, etc. A través de los
cables que salen de aquí, que van a la antena, se produce entonces
la conexión eléctrica para alimentar así como para recibir las
señales emitidas o recibidas a través de la antena móvil.
Una antena del tipo genérico se ha dado a
conocer, por ejemplo, por el documento
EP-A2-0 973 231. Presenta en su
lado inferior una unión de conexión eléctrica para un componente
eléctrico/electrónico dispuesto como conexión entre los elementos
de antena y alejado. Para ello, la unión de conexión eléctrica debe
presentar una sección de conexión en el lado de la antena, que
actúa conjuntamente con una sección de conexión en el lado del
cable para conectar el cable con la antena.
Además de conexiones de enchufe coaxiales en el
campo de la técnica de antenas se ha dado a conocer también
básicamente un dispositivo de acoplamiento para sistemas de líneas
coaxiales por el documento EP-A1-0
489 252. En el caso de estos sistemas de líneas coaxiales, dos
secciones de conductores internos de dos líneas axiales se acoplan
sin contacto, de manera que es posible una transformación de
cortocircuito en vacío. Este dispositivo de acoplamiento para un
sistema de líneas coaxiales anteriormente conocido consiste en dos
recorridos de línea que están dispuestos en dos planos desplazados.
Los conductores exteriores están formados en sección transversal
cuadrada o rectangular, en los que con ayuda de soportes
dieléctricos están alojados conductores interiores con sección
transversal rectangular. Dos líneas coaxiales situadas una sobre
otra en cada caso están conectadas entre sí en su pared común a
través de una abertura de acoplamiento, estando colocada en el
conductor interior de la primera línea coaxial, a una distancia de
aproximadamente la mitad de la anchura de conductor exterior desde
un cortocircuito de terminación de las líneas coaxiales, una espiga
que se extiende a través de la abertura de acoplamiento hasta el
conductor interior de la segunda línea coaxial. En este conductor
interior de la segunda línea coaxial está fijado a una distancia de
aproximadamente la mitad de la anchura de conductor exterior desde
el cortocircuito de la segunda línea coaxial un manguito empujado
sin contacto sobre la barra y que se extiende casi hasta el
conductor interior de la primera línea coaxial.
Una disposición de antena de tipo genérico se
conoce por el documento EP-A-0 814
538. En éste se describe una disposición de antena plana integrada,
en la que el propio elemento de antena está configurado en una
superficie lateral de una carcasa en forma de caja.
En el interior de la carcasa está dispuesta una
unidad denominada de radiofrecuencia, que está unida a la propia
antena a través de un corto cable de alimentación. El cable está
conectado opuesto a la antena en un transmisor de microondas
mediante un conector.
Por el documento Khattab T et al:
"Principles of low PIM hardware design", National Radio Science
Conference, Cairo, Egipto, 19 de marzo de 1996, páginas
1-8, XP000985572 se muestra además la configuración
de conectores que pueden enchufarse unos en otros axialmente, que
permiten un contacto HF electrogalvánico libre, es decir, un
acoplamiento capacitivo.
Es un objetivo de la presente invención crear a
partir del estado de la técnica mencionado al inicio un conector HF
mejorado con el que debe ser posible un cambio sencillo y económico
de componentes HF.
El objetivo se soluciona según la invención
según las características indicadas en la reivindicación 1. Las
configuraciones ventajosas de la invención se indican en las
reivindicaciones dependientes.
A diferencia de la solución hasta la fecha, a
partir de ahora un amplificador próximo a la antena, un combinador,
un módulo de filtrado próximo a la antena, etc. puede alojarse
directamente en o junto a la carcasa de la antena, de manera que
los cables separados según el estado de la técnica entre los
componentes eléctricos o electrónicos de la estación base por un
lado y la entrada de la antena por otro lado ya no son necesarios.
De ahí que básicamente tampoco sea necesario ya alojar el
amplificador en una carcasa independiente separada de la carcasa de
antena y conectarlo con la entrada de la antena mediante cables de
alto valor. En el estado de la técnica eran necesarios para esto
sobre todo también por motivos de IMA (es decir, por motivos de
separación de intermodulación) conexiones por cable de alto valor,
que por un lado eran muy costosas y cuyo montaje, por otro lado,
también llevaba mucho tiempo y ocupaba mucho espacio.
\newpage
Según la invención está prevista ahora en la
carcasa de antena una interfaz para conectar y alojar directamente
por ejemplo un amplificador, un combinador, un módulo de filtrado
y/u otros componentes eléctricos o electrónicos. En este sentido se
habla a continuación sobre todo de componentes eléctricos
conectables. Estos componentes eléctricos o el al menos un
componente eléctrico puede introducirse mediante deslizamiento
preferiblemente como un módulo en la carcasa de antena.
En este sentido está previsto según la invención
que el componente conectable pueda unirse con la antena en HF
mediante introducción o extracción por deslizamiento de un conector
correspondiente en o del conector en el lado de la antena equipado
de manera correspondiente.
Además, ahora según la invención no está
prevista ninguna conexión de enchufe coaxial o galvánica, sino un
conector HF sin contacto, a través del cual puede realizarse la
conexión eléctrica entre los componentes eléctricos conectados
adicionalmente y los mismos componentes de la antena.
Especialmente se prefiere una conexión
totalmente libre de contacto y además coaxial. En este sentido está
previsto que tanto el conductor exterior como el interior estén
acoplados coaxialmente y sin contacto entre sí en la zona del
conector. Sin embargo, también es posible que o bien sólo el
conductor exterior o sólo el conductor interior estén acoplados sin
contacto y el otro conductor respectivo, es decir el conductor
interior o el exterior, estén entonces acoplados galvánicamente. Se
prefieren los conectores coaxiales porque éstos pueden acoplarse
entre sí también en posición de giro relativa.
Debido a la presente invención no son necesarios
a partir de ahora cables (puentes de conexión) adicionales. El al
menos un componente eléctrico que puede conectarse adicionalmente
está alojado en la carcasa de antena protegida frente a la
intemperie. El montaje puede realizarse por ejemplo a través de un
revestimiento de la antena que puede retirarse dirigido hacia
abajo. En el estado montado, la disposición parece como una antena
normal. Exteriormente no puede observarse que, por ejemplo, un
amplificador y/u otro componente o módulo eléctrico están
conectados adicionalmente.
En el marco de la presente invención se propone
según una forma de realización preferida un conector HF sin
contacto, cuyos componentes HF pueden unirse entre sí esencialmente
de forma más sencilla y económica que según el estado de la
técnica. Con una conexión sin contacto pueden excluirse problemas
como en el caso de una conexión clásica, tal como aparecen por
ejemplo en contacto frontales o elásticos. Los contactos galvánicos
deficientes originan concretamente sobre todo problemas de
intermodulación, que pueden llevar sobre todo en el caso de la
radiotelefonía móvil a fallos en los canales de recepción. Mediante
la conexión sin contacto se produce una separación de la función
mecánica y la eléctrica. Un atornillado o bloqueo no debe por tanto
cumplir una función eléctrica. Además, el conector sin contacto
también puede adaptarse a conectores estándar existentes (por
ejemplo conectores 7-16). También en la técnica de
medición y de prueba HF el conector sin contacto tiene ventajas
considerables, ya que puede por ejemplo utilizarse como conector
rápido libre IMA (intermodulación).
En una forma de realización especialmente
preferida, el conector HF sin contacto está construido por un lado
sin contacto y por otro lado coaxialmente, de manera que las
ventajas anteriormente mencionadas aparecen y se proporcionan de
forma acumulada.
En una forma de realización especialmente
preferida de la invención, la longitud eléctrica coaxial para el
acoplamiento del conductor interior y/o del conductor exterior sin
contacto puede presentar una longitud \lambda/4 (lambda
corresponde en este caso preferiblemente a la longitud de onda de la
frecuencia media de la gama de frecuencias que debe transmitirse),
y concretamente en referencia a la frecuencia que debe transmitirse,
preferiblemente la frecuencia media de una gama de frecuencias que
deben transmitirse. Dicho de otro modo, el acoplamiento del
conductor interior y/o del conductor exterior se forma a modo de una
copa \lambda/4. A diferencia de esto, en un perfeccionamiento
igualmente previsto de la invención, la estructura de adaptación
también puede realizarse evitando una longitud constructiva axial
\lambda/4 para el acoplamiento del conductor interior y/o del
conductor exterior, concretamente especialmente cuando una
estructura de adaptación correspondiente está prevista como
complemento. Esta medida puede presentar ventajas especialmente en
una superficie de acoplamiento pequeña y/o en longitudes de
acoplamiento cortas.
La antena según la invención con la técnica de
conexión y unión sin contacto propuesta puede construirse de manera
que los conectores que deben acoplarse en cada caso estén conectados
firmemente en cada caso con componentes HF correspondientes que
pueden ensamblarse directamente a través del conector. Dicho de otro
modo, el componente eléctrico insertable tiene al menos una sección
de conexión sin contacto unida firmemente que puede acoplarse con
una sección de conexión sin contacto correspondiente en el lado de
la antena. Se prefiere por tanto prever al menos una interfaz sin
contacto y además coaxial, de la que una mitad de conexión pertenece
al componente constructivo eléctrico, que debería conectarse a la
antena, formando la otra mitad de conexión parte de la antena o de
la disposición de antena. Por tanto, el componente que debe
conectarse, que está equipado con la interfaz correspondiente, debe
introducirse mediante deslizamiento con su mitad de conexión coaxial
y preferiblemente sin contacto sólo en la mitad de conexión sin
contacto y coaxial correspondiente en el lado de la antena, para
producir la conexión eléctrica. En esta posición, entonces, sólo
debe realizarse todavía únicamente la fijación mecánica para el
componente constructivo eléctrico conectado adicionalmente, para
garantizar una sujeción segura.
\newpage
Finalmente, en el marco de la invención, también
es posible preferiblemente reunir varios conectores o enchufes de
conexión de este tipo en un enchufe de múltiples conexiones
correspondiente, con lo cual al menos dos líneas separadas pueden
conectarse conjuntamente con las líneas correspondientes en el lado
de la antena, preferiblemente sin contacto.
Mediante la conexión capacitiva y/o sin contacto
electrogalvánico se obtienen grandes ventajas en cuanto al montaje.
Con el acoplamiento sin contacto según la presente invención se
evitan problemas que aparecen o pueden aparecer con la técnica de
contacto galvánica convencional con respecto a contactos elásticos y
frontales. La conexión de enchufe de un conector múltiple puede por
tanto realizarse con una unidad de montaje. No deben enchufarse
todos los conectores individualmente.
Tal como ya se ha mencionado anteriormente, en
el marco de la invención puede realizarse un acoplamiento o una
conexión sin contacto también mediante conectores estándar, como por
ejemplo casquillos 7-16 o N. La invención es
adecuada además especialmente también para la transmisión a mayores
potencias HF, pudiendo realizarse condicionado por el acoplamiento
sin contacto también un acoplamiento de corriente continua deseado,
lo que presenta ventajas especialmente cuando debe realizarse una
conexión eléctrica con un amplificador, un aparato de medición,
etc.
El conector HF según la invención también
permite además una realización a un ancho de banda de frecuencia
grande.
Finalmente, el conector HF explicado también
puede obturarse axialmente mediante un sencillo anillo en O (por
ejemplo de silicona) en su posición de acoplamiento del conductor
exterior (por ejemplo en la copa). Por tanto, una colocación de los
componentes constructivos eléctricos sería posible por ejemplo
directamente en el lado inferior de la antena a través de una
interfaz configurada allí, de manera que los componentes
constructivos conectados adicionalmente no podrían montarse bajo
una carcasa de antena común, sino directamente adyacente a la misma
en una carcasa separada.
Básicamente podría pensarse que no sólo se habla
de un conector HF sin contacto o una unión de conexión HF sin
contacto, sino de un "conector HF capacitivo". No obstante, tal
concepto sólo sería correcto de forma limitada. Un acoplamiento
capacitivo con líneas sólo está disponible cuando la longitud de las
líneas es esencialmente inferior a
L < \lambda/4. Según la presente invención, sin embargo, se prefiere utilizar una longitud que es correspondientemente mayor. De ahí que pueda reescribirse el acoplamiento de líneas sin contacto en todo caso en el sentido de un acoplamiento de líneas capacitivo y uno inductivo. De ahí que se hable a continuación esencialmente de "conector HF sin contacto".
L < \lambda/4. Según la presente invención, sin embargo, se prefiere utilizar una longitud que es correspondientemente mayor. De ahí que pueda reescribirse el acoplamiento de líneas sin contacto en todo caso en el sentido de un acoplamiento de líneas capacitivo y uno inductivo. De ahí que se hable a continuación esencialmente de "conector HF sin contacto".
La invención se explica a continuación más
detalladamente con ayuda de los dibujos. Muestran en detalle:
la figura 1, una vista desde arriba esquemática
de una disposición de antena según la invención con una carcasa de
antena (radomo) común, en cuyo lado inferior está conectado a través
de dos conectores HF sin contacto un componente constructivo
eléctrico;
la figura 2, una representación en sección
transversal esquemática a lo largo de la línea II-II
en el estado conectado del componente electrónico;
la figura 3, una representación correspondiente
a la figura 2, durante la conexión del componente constructivo
eléctrico;
la figura 4, una representación en sección axial
esquemática a través de un conector coaxial sin contacto, tal como
se emplea con la técnica de conexión según las figuras 1 a 3;
la figura 5, un ejemplo de realización desviado
respecto de la figura 4;
la figura 6, un ejemplo de realización desviado
respecto de la figura 4 empleando separadores dieléctricos;
la figura 7, un ejemplo de realización
nuevamente desviado con separadores desviados entre el conductor
interior y el exterior del conector empleado; y
las figuras 8 a 10, ejemplos de realización
adicionales desviados respecto del ejemplo de realización
anteriormente mencionado de conexiones coaxiales sin contacto con
diámetros diferentes, que puede utilizarse en las antenas de
radiotelefonía móvil.
En la figura 1 se muestra en una vista lateral
esquemática una antena 301 que puede fijarse a través de una
fijación 303 situada arriba y una fijación 305 situada abajo, por
ejemplo en un mástil de antena, que no se muestra en la
figura 1.
figura 1.
La antena comprende una carcasa 307 con una
placa 309 de montaje o base, sobre la que según la representación
de la figura 1 (en la que la antena se muestra en sección
transversal esquemática) puede colocarse una cubierta 311 de
carcasa, concretamente un denominado radomo, para proteger los
componentes correspondientes por debajo del radomo frente a las
influencias de la intemperie.
En el ejemplo de realización mostrado sólo se
muestra una antena para una ilustración esquemática, que comprende
dos dipolos 315 en cruz, que están dispuestos situados de manera
desplazada uno sobre otro en vertical. Los dipolos 315' y 315''
correspondientes están orientados además con un ángulo de +45º o
-45º con respecto a la horizontal (o a la vertical), tal como se
conoce ampliamente.
En el ejemplo de realización mostrado ahora está
conectado adicionalmente un componente 319 eléctrico, que por
ejemplo puede consistir en un amplificador (por ejemplo un
denominado amplificador TMA), es decir, por ejemplo un amplificador
montado en la parte superior.
Para ello están previstas en el ejemplo de
realización mostrado dos conexiones 5 HF que comprenden, por
ejemplo, respectivamente un conector 7 en el lado de la antena (en
el ejemplo de realización mostrado en forma de un conector 7 de
enchufe) y respectivamente un segundo conector 9 que puede
conectarse adicionalmente a la interfaz 32 así formada (en el
ejemplo de realización mostrado también en forma de un conector 9 de
enchufe), que en el ejemplo de realización mostrado es parte del
componente 319 eléctrico que puede conectarse adicionalmente y que
preferiblemente está firmemente unido con éste, es decir no a través
de cables coaxiales flexibles que unen el conector 9 con el
componente 319 que puede conectarse adicionalmente. Con respecto a
los conectores 7 y 9 se hablará en lo sucesivo parcialmente también
de secciones 7 ó 9 de conexión. Los conectores 7 ó 9 son
preferiblemente, como ya se ha mencionado, conectores de enchufe,
que pueden formarse en cada caso en forma de un enchufe y un
acoplador que coopera con el mismo. A partir de la descripción
conjunta se desprende además que los conectores pueden configurarse
tanto en forma de un acoplador como en forma de un enchufe como
conector (conector de enchufe) libre o fijo. Se habla de conectores
fijos (enchufes o acopladores) cuando éstos están integrados
firmemente por ejemplo en una pared o en un montante, tal como por
ejemplo en la carcasa del componente 319 HF mencionado.
A continuación se entrará más en detalle en la
construcción adicional de la conexión coaxial según las figuras 4 y
siguientes.
En la figura 4 puede observarse esquemáticamente
la zona de extremo de la antena 301 dispuesta abajo por regla
general en la zona de inserción, en la que está previsto un conector
7 coaxial. Además, en la figura 4 está mostrada a la derecha una
parte de la cubierta de carcasa del componente 319 eléctrico que
puede conectarse adicionalmente, en la que está previsto el
conector 9 sin contacto coaxial. En este caso, la antena 301 o los
elementos de antena correspondientes a la antena 301 u otros
dispositivos HF se denominarán en lo sucesivo componentes 1 HF y el
componente 319 eléctrico puede conectarse adicionalmente también se
designará en general como componente 1' HF.
Uno de los conectores 7 sirve en este caso por
ejemplo para alimentar o para recibir señales en relación al dipolo
orientado por ejemplo con -45º con respecto a la horizontal,
mientras que a través del segundo conector 7 es posible una
conexión HF eléctrica para alimentar o recibir a través de los
dipolos orientados con un ángulo de +45º, de manera que a través de
la conexión 5 puede realizarse una recepción o un envío en uno de
los planos de polarización y a través de la segunda conexión 5 en el
segundo plano de polarización situado en perpendicular al
mismo.
El conector 7 situado a la izquierda en la
figura 4 se encuentra en conexión eléctrica, en este caso, con una
línea coaxial HF en el lado de la antena, es decir, con el
componente 1 HF.
De manera correspondiente, el conector 9 situado
a la derecha en la figura 4 está conectado con una línea HF coaxial
correspondiente del componente 319 conectado, es decir con el
componente HF adicional designado en general con el número de
referencia 1'.
En el ejemplo de realización mostrado puede
observarse que la sección 7a de conductor interior está conformada
en forma de casquillo y presenta para ello una entalladura 17 de
conductor interior axial, que está configurada desde el lado
frontal correspondiente de la sección 7a de conductor interior a
modo de una perforación ciega que discurre axialmente. Puede
hablarse a este respecto también de un acoplador (más bien en forma
de casquillo).
De manera correspondiente, la sección 9a de
conductor interior del segundo conector 9 que coopera con el mismo
está configurada a modo de espiga 19 de conductor interior, que se
engancha en la posición de funcionamiento en la entalladura 17 del
conductor interior. En este sentido puede hablarse en este caso
igualmente de un conector, un conector de enchufe o un enchufe.
A partir del ejemplo de realización representado
esquemáticamente según la figura 4 resulta también evidente que las
secciones 7a y 9a de conductor interior están configuradas en
dirección axial adyacentes a la entalladura 17 de conductor
interior o a la espiga 19 de conductor interior con el mismo espesor
de diámetro o al menos casi el mismo espesor de diámetro.
A partir de la representación esquemática según
la figura 4 puede observarse que la sección 7b de conductor
exterior está configurada en forma de manguito y presenta un
diámetro que corresponde en sí a la sección 9'b de conductor
exterior del segundo conector 9. En la zona de la sección de
acoplamiento, sin embargo, la segunda sección 9b de conductor
exterior está dotada de una copa 109, de modo que la sección 9b de
conductor exterior sale a través de esta copa 109 a modo de
manguito, con lo cual el diámetro interior de la copa 109 es al
menos ligeramente más grande que el diámetro exterior de la sección
7b de conductor exterior del primer conector 7 que termina en la
copa en la posición de funcionamiento.
Puesto que tanto las secciones de conductor
interior como las secciones de conductor exterior no se tocan ni en
sus superficies de recubrimiento situadas interna o exteriormente ni
en sus extremos de cierre en el lado frontal, se realiza de esta
manera un acoplamiento de conductor interior y exterior sin
contacto.
El acoplamiento sin contacto se realiza mediante
las superficies 107a y 109a de acoplamiento de conductor interior
formadas en cada caso a modo de manguitos concéntricos así como
mediante las superficies 107b y 109b de acoplamiento de conductor
exterior. El tamaño de las superficies de acoplamiento de conductor
interior y exterior, es decir especialmente las longitudes de las
superficies de acoplamiento de conductor interior y exterior,
pueden resultar sin embargo, debido al dimensionamiento mecánico, de
manera diferente mecánicamente. El acoplamiento sin contacto de las
secciones 7a y 9a de conductor interior así como de las secciones 7b
y 9b de conductor exterior, es decir, especialmente en la zona de
la copa 109 en la sección 9b de conductor exterior, se produce
preferiblemente mediante una longitud eléctrica de \lambda/4, con
referencia a la frecuencia que debe transmitirse o la banda de
frecuencias que deben transmitirse. La magnitud \lambda
corresponde preferiblemente aproximadamente a la longitud \lambda
de onda de la frecuencia media de la gama de frecuencias que deben
transmitirse.
La longitud de la copa 109 puede ajustarse por
tanto de manera que el extremo abierto de la línea eléctrica actúe
en cada caso como marcha en vacío e interiormente como
cortocircuito. De ahí que los puntos de acoplamiento actúen en la
gama HF como una conexión directa, de manera que la transición de
conductor interior y el exterior se realice sin etapas. Por tanto
no es necesaria ninguna estructura de adaptación para la adaptación
de impedancia. No obstante, puede tener lugar una adaptación de la
copa con diferente longitud axial. Especialmente en caso de
superficies de acoplamiento que resultan pequeñas o longitud de
acoplamiento axial corta puede ser necesario por tanto todavía
prever en el conector una estructura de adaptación adicional.
Con ambos conectores 7 y 9 pueden unirse o
cooperar también medios 55a y 55b de bloqueo mecánicos no
conductores que, por ejemplo, se fijan entre sí a través de un
contacto roscado. Por tanto pueden conectarse entre sí de manera
mecánica un primer y un segundo medio 55a y 55b de bloqueo mecánico
para posicionar a través de ellos las partes eléctricas de los
conectores 7 y 9 en posición sin contacto predeterminada uno con
respecto al otro.
Mediante el empleo de los medios 511 y 53 de
bloqueo que cooperan mecánicamente no conductores, tal como se ha
mencionado, ambos conectores 7 y 9 coaxiales se retienen uno con
respecto a otro sin contacto. Por regla general, por ello se usa
aire como dieléctrico entre ambos conectores 7 y 9. Mediante la
configuración coaxial, ambos conectores 7 y 9 pueden girarse uno en
relación al otro, sin que por ello se perjudique o se empeore la
acción de acoplamiento. Incluso si ambos conectores 7 y 9 no se
enchufan a la misma profundidad de inserción, pueden excluirse
efectos perjudiciales en amplias gamas.
A diferencia del ejemplo de realización mostrado
se ha apuntado que en general dos componentes 1 y 1' HF que van a
acoplarse a través de la conexión 5 pueden unirse respectivamente
firme y directamente con el conector 7 ó 9 correspondiente (es
decir en forma de un conector firme o un conector de enchufe), de
modo que el respectivo componente 1 HF forma con el conector 7, y
el componente 1' HF con el conector 9, una unidad constructiva
firme. Dicho de otro modo, a diferencia de la figura 4, pueden
emplearse básicamente también líneas coaxiales flexibles.
En la figura 5 se describe en una reproducción
esquemática un acoplamiento sin contacto en un casquillo 31
estándar, que presenta en el ejemplo de realización mostrado una
sección 9a de conductor interior reproducida esquemáticamente y una
sección 9b de conductor exterior. La sección 9a de conductor
interior puede en este caso estar configurada básicamente en forma
de enchufe o casquillo, en los que normalmente puede enchufarse un
enchufe coaxial con conductores interiores en forma de enchufe
correspondientes para la creación de una conexión
electrogalvánica.
Mediante este casquillo 31 estándar convencional
puede realizarse una conexión de enchufe sin contacto empleando un
conector 7 correspondiente al ejemplo de realización según la figura
5. Este conector 7 presenta ahora una sección 7a de conductor
interior correspondiente con una entalladura 17 de conductor
interior a modo de copa. La entalladura 17 de conductor interior
presenta una dimensión radial mayor, que está dimensionada de modo
que la sección 9a de conductor interior puede introducirse en ella
sin contacto.
La sección 7b de conductor exterior presenta en
el ejemplo de realización mostrado una sección 7' de alojamiento
ampliada en forma de escalón, es decir en forma de escalón
radialmente hacia fuera, en cuya zona termina la sección 9b de
conductor exterior del casquillo 31 estándar. Dicho de otro modo, se
prefiere la configuración en la que la dimensión radial entre la
superficie de recubrimiento situada en el interior del conductor 9b
exterior del casquillo 31 estándar y la superficie de recubrimiento
situada en el exterior de la sección 7b de conductor exterior en la
zona de las superficies 107b, 109b de acoplamiento de conductor
exterior es igual al espesor 35 de pared radial de la sección 7'b
de conductor exterior del conector 7 desplazada con respecto a la
zona central.
Puesto que este caso debe partirse del hecho de
que las superficies de acoplamiento sin contacto de los conductores
interior y exterior no presentan una longitud eléctrica de
\lambda/4 (correspondiendo \lambda a la longitud de onda
Lambda) de la banda de frecuencia que va a transmitirse o de la gama
de frecuencias de van a transmitirse, especialmente no corresponden
a una longitud eléctrica de \lambda/4 de la frecuencia media de
una gama de frecuencias que van a transmitirse, sino que las
superficies de acoplamiento están configuradas más pequeñas
condicionadas constructivamente con respecto al ejemplo de
realización según la figura 1, en este ejemplo de realización está
previsto además una adaptación 41, 43 de impedancia. Esta adaptación
de impedancia puede estar configurada en la respectiva sección 7a
de conductor interior y/o en la sección 7b de conductor exterior
correspondiente del conductor 7. En el ejemplo de realización
mostrado, el conductor 7'a interior está configurado para ello a
través de una longitud axial determinada con diferente diámetro con
respecto a las secciones 7a de conductor interior conectadas
axialmente delante o detrás. De este modo se produce la adaptación
de impedancia para la banda de frecuencia respectiva mediante una
transformación de impedancia deseada.
Teniendo en cuenta la figura 5 puede indicarse
además que tanto el conductor 7b exterior como el conductor 7a
interior pueden presentar una dimensión radial más pequeña.
Concretamente, si la sección 9a de conductor interior del casquillo
31 estándar está configurada hueca, la dimensión exterior de la
sección 7a de conductor interior puede dimensionarse más pequeña,
de modo que este conductor 7a interior puede enchufarse en la
sección 9a de conductor interior hueca del segundo conector 9. En
el caso del conductor exterior también existe la posibilidad de una
inversión, de forma que la dimensión exterior o el diámetro del
conductor 7b exterior del conductor 7 esté dimensionada más pequeña
que la abertura interior del conductor 9b exterior del conductor 9
o del casquillo 31.
La construcción global de manera enchufable uno
dentro de otro del conector 7 y 9 o de un conector 7 y otro
conector en forma de un casquillo 31 estándar puede realizarse
mediante medios 51, 53 de fijación o de bloqueo eléctricamente no
conductores, de tal manera que el acoplamiento sin contacto de los
conductores interior y los conductores exteriores puede realizarse
sin emplear en medio materiales aislantes eléctricamente no
conductores situados en medio. Dicho de otro modo, se emplea por
tanto entre las superficies de acoplamiento, por ejemplo,
únicamente aire. Independientemente de ello, pueden emplearse sin
embargo también en estas zonas entre las superficies de
acoplamiento materiales aislantes ya habituales, especialmente en
forma de un dieléctrico.
Las figuras 4 y 5 muestran ejemplos de
realización en los que ambas secciones de conexión o conectores 7 y
9, en los que el acoplamiento sin contacto del conductor interior y
exterior se produce totalmente sin contacto, es decir no empleando
un aislante insertado firmemente o un dieléctrico. El dieléctrico en
la figura 1 y 2 consiste, empleando un conector correspondiente en
la atmósfera aérea, únicamente en aire.
El ejemplo de realización según la figura 6
muestra una desviación en el sentido de que, en este caso, para la
fijación relativa de ambos conectores 7 y 9 se han empleado
fijaciones parciales con material 52 ó 53 no conductor. Este
material 51 ó 53 no conductor está introducido en diferentes puntos
con diferentes formas. En el ejemplo de realización según la figura
6 se emplea este material no conductor, por ejemplo en forma de un
separador o anillo 51a para la fijación del conductor 9a interior
con respecto al conductor 7a interior, y concretamente en este caso
en la zona del extremo libre del conductor 9a interior. Un segundo
material 51b aislante se emplea esencialmente como separador para
limitar la profundidad de inserción del conector 7 y 9 y está
dispuesto para ello en el ejemplo de realización mostrado según la
figura 6 en la zona en la que el extremo del lado frontal de la
parte 7a de conexión está configurado adyacente al saliente 209a de
escalón en el conductor 9a interior, en el que la propia 9a sección
de conductor interior se convierte en una sección 9'a de línea de
conductor interior con sección transversal de material mayor.
De manera correspondiente están previstos
separadores 53a y 53b en forma de un dieléctrico 53 no conductor,
para evitar un contacto galvánico entre las secciones 7b y 9b de
conductor exterior. Está prevista una sección 53a con material 53
aislante en este caso de nuevo en el extremo libre en el lado
frontal de la sección 9b de conductor exterior y el otro material
53 aislante en el extremo del lado frontal de la otra sección 7b de
conductor exterior enchufada. Este material 53b también está
configurado de manera que, de este modo, la profundidad de
inserción de ambos conectores 7 y 9 se limita una en relación a la
otra.
En la figura 7 se muestra por el contrario que
los elementos 51a y 51b separadores correspondientes, separados en
la figura 6, pueden estar configurados para la orientación relativa
de ambos conductores interiores también como material 51 continuo
de una sola pieza. Lo mismo se aplica para el separador 53 de ambas
secciones exteriores. También en este caso se ha empleado
únicamente un único material separado, que une los elementos 53a y
53b separadores empleados individualmente en la figura 3 como una
sola pieza.
Sin embargo está previsto preferiblemente que el
acoplamiento sin contacto preferiblemente coaxial con, por ejemplo,
dos conectores dispuestos en paralelo uno junto a otro para un
componente 319 que va a conectarse se realice abriendo una tapa de
fondo en la antena, por ejemplo una tapa 301a en la figura 1, para a
continuación insertar únicamente los correspondientes componentes
1', 319 que van a conectarse o retirar un componente ya insertado y
conectado y reemplazarlo por otro, tras lo cual se abrirían posibles
piezas de fijación mecánicas. En determinadas circunstancias, esta
cubierta 301 de carcasa inferior también puede estar unida
firmemente con los componentes 1', 319 que van a integrarse, tal
como se indica en la figura 3.
En el ejemplo de realización mostrado también
puede observarse que, por ejemplo, el componente 319, es decir en
general el componente 1' HF, en determinadas circunstancias en forma
de un amplificador, puede intercambiarse con relativa facilidad, ya
que no debe destornillarse ninguna conexión HF entre la antena y el
amplificador. De este modo se reducen los costes de montaje y
mantenimiento. Mediante la conexión sin contacto se evitan
problemas de intermodulación. Además, en el ejemplo de realización
mostrado, el amplificador está integrado en la carcasa de la antena
de manera que desde el exterior sólo puede verse la antena habitual
de la cubierta 307 de carcasa.
Una ventaja adicional de la conexión sin
contacto explicada es también que, de este modo, se produce al mismo
tiempo un desacoplamiento de corriente continua. Además, en el caso
de antenas multibanda, pueden desacoplarse mediante un único módulo
enchufable al mismo tiempo todos los componentes necesarios para las
bandas de frecuencias individuales, por ejemplo todos los
amplificadores. Especialmente en el caso de las denominadas
"antenas inteligentes" ("Smart Antenas") pueden
acoplarse, además de los componentes explicados por ejemplo en forma
de amplificadores, también otros módulos de control o unidades de
control HF.
A continuación se pasa a detallar brevemente los
ejemplos de realización en un corte axial esquemático según las
figuras 8, 9 y 10, que muestran las desviaciones con respecto a los
ejemplos de realización precedentes.
Los ejemplos de realización según las figuras 8
a 10 se diferencian de los ejemplos de realización según las
figuras 1 a 6 esencialmente en que en las conexiones coaxiales sin
contacto se han empleado secciones de líneas que presentan un
diámetro diferente. Sin embargo, también es posible entonces un
acoplamiento de las secciones 7a, 9a, 7b, 9b de conductor interior
y/o exterior correspondientes con diferentes diámetros, si ambos
conectores tienen o tienen esencialmente la misma resistencia de
onda Z1 = Z2, es decir, la resistencia de onda no se diferencia en
más del 20%, preferiblemente no más del 10% o del 5%. En el ejemplo
de realización mostrado según la figura 8 puede emplearse en este
caso como dieléctrico, tal como ya se ha tratado, aire (u otro
dieléctrico en forma gaseosa), considerándose normalmente, en el
uso en condiciones atmosféricas, lógicamente sólo aire.
En el ejemplo de realización mostrado según las
figuras 9 y 10 se muestra por ejemplo para el primer conector 7 que
éste presenta de fuera a dentro un recubrimiento 71 de cable, por
ejemplo de un plástico adecuado como PVC, FEP, etc. Por debajo del
recubrimiento 71 de cable aislante se encuentra entonces el
conductor 7'b exterior con la sección 7b de conductor exterior
correspondiente. El conductor 7'a interior en forma de espiga está
dispuesto en el ejemplo de realización mostrado situado coaxialmente
en el centro con respecto a la sección 7a de conductor interior
correspondiente, que está separada del conductor exterior o la
sección 7'b, 7b de conductor exterior a través de un dieléctrico
75, que puede consistir en materiales aislantes adecuados de manera
correspondiente, por ejemplo también plástico, etc., aunque
igualmente también puede estar formado por aire.
En todas las figuras 8 a 10 puede observarse que
tanto el diámetro de ambos conductores exteriores como de los
conductores interiores de ambos conductores 7 y 9 es diferente,
siendo igual la relación de diámetros de ambas líneas, es decir, que
la relación del conductor interior con respecto al conductor
exterior en referencia a ambos conductores 7 y 9 es igual
respectivamente o al menos están aproximadamente en el mismo orden
de magnitud, de modo que las desviaciones a este respecto son
inferiores al 20%, preferiblemente inferiores al 10%. De esta manera
puede garantizarse que ambos conectores 7 y 9 de la conexión HF
presentan una misma resistencia de onda, es decir Z1 = Z2. Así,
puede enchufarse por ejemplo también un cable coaxial directamente
en el conector, es decir, que el cable coaxial formara el conector
7 situado a la izquierda en la figura 9 ó 10, que puede enchufarse
únicamente en el otro conector 9. En este caso, el conductor
interior debería sobresalir con la longitud L = \lambda/4
eléctrica eficaz, es decir, sobresalir por tanto axialmente con la
longitud correspondiente sobre la sección de conductor exterior
correspondiente. La desviación debería ser de menos del 20%,
preferiblemente menos del 10%. El mejor valor se consigue cuando
\lambda corresponde a la longitud de onda media de la gama de
frecuencias que van a transmitirse. El acoplamiento de conductor
exterior puede entonces realizarse con o sin salto de diámetro, tal
como está representado sólo a modo de ejemplo en las diferentes
figuras.
Además se indica que, en las figuras 4 a 7, el
conductor 7' interior reproducido a la izquierda y que corresponde
al conector 7, o la sección 7a de conductor interior, se ha
representado siempre en forma de casquillo, y la sección 9a de
conductor interior que pertenece a la parte 9 de conexión situada a
la derecha en las figuras se ha representado siempre en forma de
espiga. Esto puede configurarse también de manera inversa, tal como
puede observarse, entre otras también con ayuda de las figuras 7 a
9, en las que ahora el conductor 7a interior está configurado en
forma de espiga y el conductor 9a interior en forma de casquillo. Lo
mismo se aplica básicamente también para los conductores 7b y 9b
exteriores que pueden configurarse en cuanto a su geometría de
configuración de forma inversa con respecto a los ejemplos de
realización según las figuras 4 a 7, es decir, a diferencia de las
representaciones ilustradas, la sección 7b y 9b de conductor
exterior está configurada de forma, por así decirlo, cambiada.
A diferencia de los ejemplos de realización
actuales es posible también que o bien sólo para el acoplamiento de
conductor interior o también sólo para el acoplamiento de conductor
exterior esté previsto un acoplamiento capacitivo mostrado con
ayuda de los ejemplos de realización. En este caso, para el
conductor exterior o el interior no estaría previsto un
acoplamiento capacitivo, sino un acoplamiento electrogalvánico.
Claims (24)
1. Disposición de antena especialmente para una
antena de radiotelefonía móvil de una estación base con las
siguientes características:
- con una antena (301) como componente (1)
HF,
- con un componente (1'; 319) HF adicional
conectable,
- el componente (1'; 319) HF adicional
conectable está posicionado en una carcasa (307) de antena,
- la antena (1) comprende un conector (7) y el
componente (1'; 319) HF adicional conectable comprende un conector
(9), formando ambos conectores (7, 9) en una interfaz (321) una
conexión (5) HF eléctrica,
- la conexión (5) HF eléctrica está configurada
como conexión de enchufe de tal manera que ambos conectores (7, 9)
pueden enchufarse uno en el otro axialmente,
caracterizada por las siguientes
características adicionales
- el conector (7) que pertenece a la antena (1)
está conectado en la interfaz (321) con el conector (9)
correspondiente al componente (1', 319) HF, con respecto al
conductor (7a, 9a) interior y con respecto al conductor (7b, 9b)
exterior, de manera capacitiva y/o sin contacto de manera
electrogalvánica,
- el conector (7), que está asociado al
componente (1; 301, 315) HF en el lado de la antena, está
configurado como conector de enchufe firme, que está conectado
firmemente con el componente (1; 301, 315) HF en el lado de la
antena,
- el conector (9), que está asociado al
componente (1'; 319) HF adicional conectable, está configurado como
conector de enchufe firme, que está conectado firmemente con el
componente (1'; 319) HF conectable, y
- el componente (1'; 319) HF conectable puede
conectarse con la antena en HF mediante la inserción o extracción
por deslizamiento del al menos un conector (9) correspondiente en o
desde el conector (7) en el lado de la antena estructurado de
manera correspondiente.
2. Disposición de antena según la reivindicación
1, caracterizada porque tanto las secciones (7a, 9a) de
conductor interior como las secciones (7b, 9b) de conductor
exterior de ambos conectores (7, 9) están configuradas
coaxialmente.
3. Disposición de antena según la reivindicación
1 ó 2, caracterizada porque ambos conectores (7, 9) en la
zona de sus superficies (107a, 109a) de acoplamiento de conductor
exterior y/o sus superficies (107a, 107b) de acoplamiento de
conductor interior están dotados de uno o varios separadores (51,
51a, 51b, 53, 53a, 53b), a través de los que están separadas las
secciones (7a, 9a) de conductor interior y/o las secciones (7b, 9b)
de conductor exterior.
4. Disposición de antena según una de las
reivindicaciones 1 a 3, caracterizada por las siguientes
características:
- ambos conectores (7, 9) pueden posicionarse
uno respecto al otro mediante un dispositivo de retención en
posición relativa axial y/o radial que puede determinarse
previamente, y
- las secciones (7a, 9a; 7b, 9b) de conductor
interior y de conductor exterior dotadas de las superficies (107a,
107b) de acoplamiento de conductor interior o las superficies (109a,
109b) de acoplamiento de conductor exterior están dispuestas en su
posición de funcionamiento sin contacto sin materiales aislantes
situados en medio y/o un dieléctrico fijo.
5. Disposición de antena según una de las
reivindicaciones 1 a 4, caracterizada porque el componente
(1', 319) HF que va a conectarse puede conectarse o desmontarse
tras la apertura de una tapa de cierre, una cubierta de cierre u
otra limitación de fondo o de carcasa en la interfaz (311) en
cuestión con respecto a los elementos (301) de antena en la carcasa
(307) de antena mediante una inserción o extracción por
deslizamiento.
6. Disposición de antena según una de las
reivindicaciones 1 a 5, caracterizada porque los dos
conectores (7, 9) posicionados sobre un eje de extensión coaxial
común están configurados de manera que un conector (7 ó 9) puede
girarse relativamente con respecto al otro conector (9 ó 7)
alrededor de su eje de extensión coaxial.
7. Disposición de antena según una de las
reivindicaciones 1 a 6, caracterizada porque ambos conectores
(7, 9) coaxiales pueden conectarse uno con otro axialmente en
posición de giro relativa diferente.
8. Disposición de antena según una de las
reivindicaciones 1 a 7, caracterizada porque ambos conectores
(7, 9) están configurados alrededor de su eje axial con simetría de
rotación o esencialmente con simetría de rotación.
\newpage
9. Disposición de antena según una de las
reivindicaciones 1 a 7, caracterizada porque el acoplamiento
de conductor interior sin contacto está configurado a modo de una
copa (109).
10. Disposición de antena según una de las
reivindicaciones 1 a 8, caracterizada porque el acoplamiento
de conductor exterior sin contacto está configurado a modo de una
copa (109).
11. Disposición de antena según una de las
reivindicaciones 1 a 9, caracterizada porque la longitud
axial de las secciones (7a, 9a) de conductor interior acopladas sin
contacto corresponde a \lambda/4, preferiblemente a \lambda/4
\pm menos del 20%, preferiblemente \lambda/4 \pm menos del
10%, especialmente alrededor de o al menos aproximadamente
\lambda/4 con respecto a la gama de frecuencias que van a
transmitirse, preferiblemente con respecto a la frecuencia media
que va a transmitirse.
12. Disposición de antena según una de las
reivindicaciones 1 a 11, caracterizada porque la longitud
axial de las secciones (7b, 9b) de conductor exterior acopladas sin
contacto corresponde a \lambda/4, preferiblemente a \lambda/4
\pm menos del 20%, preferiblemente \lambda/4 \pm menos del
10%, especialmente alrededor de o al menos aproximadamente
\lambda/4 con respecto a la gama de frecuencias que van a
transmitirse, preferiblemente con respecto a la frecuencia media
que va a transmitirse.
13. Disposición de antena según una de las
reivindicaciones 1 a 12, caracterizada porque una sección
(7a) de conductor interior, con la formación de una entalladura
(17) de conductor interior que se extiende axialmente desde su lado
frontal, está configurada a modo de una copa (109) en la que puede
insertarse sin contacto la sección (9a) de conductor interior unida
eléctricamente al otro conector (9).
14. Disposición de antena según una de las
reivindicaciones 1 a 13, caracterizada porque la sección (9a)
de conductor exterior del un conductor (9'b) exterior, situada en
la zona de acoplamiento, está ampliada en forma de copa con un
diámetro interior mayor, y concretamente alojando la sección (7b) de
conductor exterior del otro conector (7) que coopera con el
mismo.
15. Disposición de antena según la
reivindicación 14, caracterizada porque la sección (7b) de
conductor exterior del un conductor (7) termina sin modificación
del diámetro exterior y/o interior en la zona de las superficies
(107a, 109a) de acoplamiento de conductor exterior.
16. Disposición de antena según la
reivindicación 14 ó 15, caracterizada porque el diámetro
interior y/o exterior de la sección (7b) de conductor exterior
corresponde al diámetro interior y/o exterior de la otra sección
(7b) de conductor exterior.
17. Disposición de antena según una de las
reivindicaciones 1 a 16, caracterizada porque varios
conectores (7 ó 9) sin contacto preferiblemente coaxiales están
reunidos en una sección de conector múltiple común.
18. Disposición de antena según una de las
reivindicaciones 1 a 17, caracterizada porque al menos uno de
los dos conectores (7, 9) de la conexión HF, o ambos conectores (7,
9), comprenden un anillo en O, preferiblemente de silicona, que
está previsto en la zona del acoplamiento de conductor exterior.
19. Disposición de antena según una de las
reivindicaciones 1 a 18, caracterizada porque mediante el
empleo de un separador (51, 53) aislante se limita la profundidad
de inserción axial máxima de ambos conectores (7, 9).
20. Disposición de antena según una de las
reivindicaciones 1 a 19, caracterizada porque la dimensión
del diámetro de los conductores (7'a, 9'a) interiores previstos
axialmente adyacentes a las superficies (107a, 109a) de
acoplamiento de conductor interior de los conectores (7, 9) que
deben unirse sin contacto de manera capacitiva o electrogalvánica
es al menos aproximadamente, preferiblemente igual.
21. Disposición de antena según una de las
reivindicaciones 1 a 19, caracterizada porque el diámetro
interior de los conductores (7'b, 9'b) exteriores previstos
axialmente adyacentes a las superficies (107b, 109b) de
acoplamiento de conductor exterior de los conectores (7, 9) que
deben unirse sin contacto de manera capacitiva o electrogalvánica
es, al menos aproximadamente, preferiblemente el mismo.
22. Disposición de antena según una de las
reivindicaciones 1 a 20, caracterizada porque el diámetro
exterior de los conductores (7'b, 9'b) exteriores axialmente
adyacentes a las superficies (109a, 109b) de acoplamiento de
conductor exterior es al menos aproximadamente preferiblemente, el
mismo.
23. Disposición de antena según una de las
reivindicaciones 1 a 22, caracterizada porque la conexión sin
contacto capacitiva o electrogalvánica presenta diámetros
diferentes para los conductores (7a, 7b; 9a, 9b) interiores y
exteriores.
24. Disposición de antena según una de las
reivindicaciones 1 a 23, caracterizada porque la conexión sin
contacto capacitiva o electrogalvánica presenta entre un conector
(7) y el otro conector (9) acoplado al mismo la misma resistencia
de onda \pm menos del 20%, preferiblemente \pm menos del 10%,
especialmente aproximadamente la misma resistencia de onda.
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