ES2383884T3 - Antenna system with phase adjustment - Google Patents
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Abstract
Description
Sistema de antenas con ajuste de fase Antenna system with phase adjustment
La presente invención se refiere a un sistema de antenas de ajuste de fase que presenta, como mínimo, un segmento de antena de banda ancha, en el que el segmento de antena presenta múltiples elementos de antena ranurados que emiten ondas polarizadas linealmente, y en el que como mínimo dos elementos de antena están dispuestos en ángulo recto entre sí y el segmento de antena está conformado, por lo tanto, para la radiación de ondas en dos direcciones de polarización rectangulares entre sí. La invención se refiere, además, a un procedimiento para generar ondas electromagnéticas con polarización en el tiempo y en el espacio. The present invention relates to a phase adjustment antenna system that has at least one broadband antenna segment, in which the antenna segment has multiple slotted antenna elements that emit linearly polarized waves, and in the that at least two antenna elements are arranged at right angles to each other and the antenna segment is therefore formed for wave radiation in two rectangular polarization directions with each other. The invention also relates to a method for generating electromagnetic waves with polarization in time and space.
Actualmente, la alimentación de radio y televisión terrestre está en una fase de grandes cambios en la que la anticuada tecnología analógica es sustituida por la moderna tecnología digital. Al principio, en este cambio se aprovechan, generalmente, las antenas emisoras existentes de radio analógica para la radio digital. Al cambiar a la radio digital se adoptan esencialmente los rangos de frecuencia de la radio analógica, por esto se pueden seguir utilizando también las antenas emisoras en un principio. Pero la concepción de la radio digital presenta algunas diferencias básicas con respecto a la radio analógica. Currently, terrestrial television and radio power is in a phase of great changes in which the outdated analog technology is replaced by modern digital technology. At first, this change generally takes advantage of existing analog radio broadcasting antennas for digital radio. When switching to digital radio, the frequency ranges of the analog radio are essentially adopted, so that the transmitting antennas can also be used initially. But the conception of digital radio presents some basic differences with respect to analog radio.
A efectos de aprovechar de forma efectiva las escasas frecuencias de emisión de radio y televisión, en la radio analógica se utilizan, en la medida de lo posible, las antenas más altas y con mayor potencia en el menor número de emplazamientos posible para abastecer con una sola antena grandes territorios. Las emisoras emiten las ondas electromagnéticas con una polarización fija que está orientada ya sea en horizontal o bien en vertical. Para la recepción estacionaria de estas señales, las antenas receptoras de alta ganancia están orientadas hacia el emplazamiento de la emisora y se utilizan en la misma dirección de polarización que la emisora. Las antenas emisoras vecinas tienen que trabajar con otras frecuencias, ya que en la tecnología analógica se producirían interferencias y, por lo tanto, lagunas de recepción locales y alteraciones de recepción en una zona de solape entre dos antenas que emiten con la misma frecuencia. En sistemas digitales de alimentación de radio y televisión, el procesamiento digital de la señal hace posible que múltiples emisoras puedan emitir con la misma frecuencia. Todas las señales de estas emisoras son evaluadas en el receptor y mejoran substancialmente, de esta manera, las condiciones de recepción. El requisito previo es la radiación sincrónica en el tiempo con los mismos contenidos. De esta manera es posible conformar la radio digital como una denominada red de radio de longitud de onda única. In order to take advantage of the low frequencies of radio and television broadcasting effectively, the highest and most powerful antennas are used in the analog radio as far as possible in order to supply with a Single antenna large territories. The emitters emit the electromagnetic waves with a fixed polarization that is oriented either horizontally or vertically. For the stationary reception of these signals, the high gain receiving antennas are oriented towards the station location and are used in the same polarization direction as the transmitter. The neighboring transmitting antennas have to work with other frequencies, since in the analog technology there would be interference and, therefore, local reception gaps and reception alterations in an overlap area between two antennas that emit with the same frequency. In digital radio and television power systems, digital signal processing makes it possible for multiple stations to broadcast with the same frequency. All signals from these stations are evaluated at the receiver and substantially improve the reception conditions. The prerequisite is synchronous radiation over time with the same contents. In this way it is possible to form the digital radio as a so-called single wavelength radio network.
Debido a la instalación de redes de frecuencia única ya no es necesario cubrir grandes territorios con emisoras potentes. En lugar de ello, múltiples antenas emisoras pueden abastecer zonas pequeñas, respectivamente. El fin del desarrollo de las antenas para estas redes de radio digitales de zona pequeña es poder abastecer todos los territorios sin lagunas y conseguir una buena recepción en todas partes incluso con equipos móviles. Due to the installation of single frequency networks it is no longer necessary to cover large territories with powerful stations. Instead, multiple transmitting antennas can supply small areas, respectively. The purpose of the development of the antennas for these small area digital radio networks is to be able to supply all the territories without gaps and achieve a good reception everywhere even with mobile equipment.
Para equipos móviles cuyo lugar de recepción es variable y cambia con el tiempo, cuando el receptor se está desplazando, una buena comunicación por radio es una tarea muy exigente. Los equipos móviles utilizan sólo antenas pequeñas y las antenas pequeñas, además, no pueden ser orientadas de forma óptima a una polarización horizontal o vertical de las antenas emisoras que se utilizan en las radiocomunicaciones analógicas. Actualmente se utilizan grandes intensidades de campo para conseguir una suficiente relación señal/ruido para receptores móviles. Sin embargo, para evitar contaminación electromagnética y despilfarro de energía, son deseables potencias de emisión lo más pequeñas posible; estructuras de abastecimiento de zona pequeña pueden operar con una potencia de emisión total reducida. Además, las estructuras de abastecimiento de zona pequeña presentan niveles de señal muy uniformes, es decir una reducida dinámica de nivel, lo cual resulta beneficioso para una recepción sin interferencias. For mobile devices whose reception location is variable and changes over time, when the receiver is moving, good radio communication is a very demanding task. Mobile equipment uses only small antennas and small antennas, in addition, cannot be optimally oriented to a horizontal or vertical polarization of the transmitting antennas used in analogue radiocommunications. Currently large field strengths are used to achieve a sufficient signal / noise ratio for mobile receivers. However, to avoid electromagnetic contamination and waste of energy, emission powers as small as possible are desirable; Small area supply structures can operate with reduced total emission power. In addition, small-area supply structures have very uniform signal levels, that is, reduced level dynamics, which is beneficial for reception without interference.
La construcción de redes de longitud de onda única, de zona pequeña, es atractiva especialmente para zonas urbanas. Para conseguir una cobertura óptima de áreas en una red de longitud de onda única es deseable que se puedan formar diagramas adecuados para las antenas emisoras. En una red de frecuencia única no solamente se puede reducir la potencia, sino que mediante una recepción multicanal utilizada de forma dirigida se puede mejorar también según un múltiplo la señal de recepción total y la calidad de recepción. Para la construcción de una red de longitud de onda única resulta favorable utilizar antenas emisoras de alta ganancia y con un gran ancho de banda. Debido a la alta ganancia, la potencia de emisión se concentra en el área a abastecer y debido a la amplia anchura de banda, la radiación es posible en diferentes frecuencias. Con el fin de conseguir una buena calidad de recepción en receptores móviles con una orientación aleatoria de la antena receptora en el lugar de recepción, se lleva a cabo además una alimentación con ondas en cada dirección de polarización transversal, lo cual se consigue mediante una polarización circular. The construction of single wavelength networks, small area, is especially attractive for urban areas. In order to achieve optimum coverage of areas in a single wavelength network it is desirable that suitable diagrams can be formed for the transmitting antennas. In a single frequency network it can not only reduce the power, but by multichannel reception is used in a targeted manner may also improve as a multiple signal to total reception and the reception quality. For the construction of a single wavelength network it is favorable to use high gain and high bandwidth transmitting antennas. Due to the high gain, the emission power is concentrated in the area to be supplied and due to the wide bandwidth, radiation is possible at different frequencies. In order to achieve a good reception quality in mobile receivers with a random orientation of the receiving antenna at the reception site, a wave feeding is also carried out in each direction of transverse polarization, which is achieved by a polarization circular.
Según el estado de la técnica se conoce que se puede conseguir una ganancia alta de las antenas, por ejemplo formando un conjunto (array) de antenas mediante la combinación de varias antenas. Las soluciones conocidas para la realización de antenas de banda ancha son, por ejemplo, estructuras de antena Vivaldi. Las antenas Vivaldi son estructuras bidimensionales que están realizadas, por ejemplo, a partir de un material de circuito impreso de doble cara, en el que una delgada capa de metal aplicada sobre una base dieléctrica, o un correspondiente “microstrip” o microtira aplicado sobre un material dieléctrico presenta una ranura en el sentido de emisión, y en el que la ranura According to the state of the art it is known that a high gain of the antennas can be achieved, for example by forming a set (array) of antennas by combining several antennas. The known solutions for the realization of broadband antennas are, for example, Vivaldi antenna structures. Vivaldi antennas are two-dimensional structures that are made, for example, from a double-sided printed circuit material, in which a thin layer of metal applied on a dielectric base, or a corresponding "microstrip" or microtire applied on a dielectric material has a groove in the direction of emission, and in which the groove
está ensanchada exponencialmente en dirección al final de radiación de la capa de metal. Una antena de este tipo emite ondas polarizadas linealmente, estando situada la dirección de polarización de la intensidad de campo eléctrico de la radioonda generada en el plano del circuito impreso y perpendicularmente con respecto a la dirección de radiación. Para la alimentación de las antenas Vivaldi conocidas se necesita un segundo plano de circuitos impresos en el que está conformada una línea de ranura. it is exponentially widened in the direction of the end of radiation of the metal layer. An antenna of this type emits linearly polarized waves, the direction of polarization of the electric field strength of the radio wave generated in the plane of the printed circuit and perpendicular to the direction of radiation being located. For the supply of known Vivaldi antennas, a background of printed circuits is needed in which a groove line is formed.
Las antenas Vivaldi pueden ser fabricadas de forma económica mediante una técnica conocida de circuitos impresos. También se conocen conjuntos de estructuras de antenas Vivaldi cruzadas ortogonalmente que presentan estructuras de antenas para dos direcciones de polarización. Un conjunto de antenas de estructuras Vivaldi cruzadas se describe, por ejemplo, por el documento EP 0 349 069 A1. Una antena de este tipo se compone de elementos económicos. Sin embargo, el montaje y la conexión de una antena de este tipo resulta costoso, de manera que el coste total para una antena de este tipo es elevado. Vivaldi antennas can be economically manufactured using a known printed circuit technique. Sets of orthogonally crossed Vivaldi antenna structures that have antenna structures for two polarization directions are also known. A set of crossed Vivaldi structure antennas is described, for example, by EP 0 349 069 A1. An antenna of this type is made up of economic elements. However, the assembly and connection of such an antenna is expensive, so that the total cost for such an antenna is high.
Un conjunto similar también está descrito por el documento US 6839036. A similar set is also described by US 6839036.
Al controlar una antena de este tipo mediante una señal con desplazamiento de fase para las estructuras de antenas cruzadas también se pueden emitir o recibir ondas polarizadas circularmente. Un conjunto de antenas para la emisión de ondas polarizadas circularmente se conoce, por ejemplo, por el documento WO 89/08933. By controlling such an antenna by means of a phase shift signal for cross antenna structures, circularly polarized waves can also be emitted or received. A set of antennas for the emission of circularly polarized waves is known, for example, from WO 89/08933.
Partiendo de este estado de la técnica, el objetivo de la presente invención es dar a conocer un sistema de antenas de banda ancha que puede emitir ondas polarizadas circularmente y que se pueda fabricar de forma tecnológicamente sencilla y con dimensiones compactas. Además, se dará a conocer un procedimiento adecuado para generar un campo eléctrico con una polarización variable en el tiempo basada en un sistema de antenas de este tipo. Starting from this state of the art, the objective of the present invention is to make known a system of broadband antennas that can emit circularly polarized waves and that can be manufactured in a technologically simple way and with compact dimensions. In addition, an appropriate procedure for generating an electric field with a time-varying polarization based on such a system of antennas will be disclosed.
El problema se resuelve mediante un sistema de antenas del tipo indicado anteriormente en el que los elementos de antena están conformados de chapa de metal. Mediante la conformación de los elementos de antena, que pueden entenderse como antenas individuales en un conjunto de antenas, a partir de chapa de metal se consigue una notable simplificación de la tecnología de fabricación comparado con la técnica de circuitos impresos conocida por el estado de la técnica. La chapa de metal consiste en el caso más sencillo sólo de una capa de metal que se puede recortar y preparar de forma muy sencilla, por ejemplo doblándola. De la buena capacidad de manipulación de las chapas de metal en comparación con el material de circuito impreso de doble cara resulta, por un lado, un procedimiento de fabricación sencillo y, por otro lado, también existen otras posibilidades técnicas para el diseño del sistema de antenas que cuando se utiliza materiales de circuito impreso. Además, la chapa de metal puede deformarse de tal manera que el sistema de antenas puede ponerse a disposición de forma compacta ofreciendo, a pesar de ello, muy buenas características de radiación. Por lo tanto, el sistema de antenas, según la invención, es especialmente adecuado para la construcción de redes de frecuencia única de zona pequeña. The problem is solved by a system of antennas of the type indicated above in which the antenna elements are made of sheet metal. By shaping the antenna elements, which can be understood as individual antennas in a set of antennas, from a metal sheet, a remarkable simplification of manufacturing technology is achieved compared to the printed circuit technique known for the state of the technique. The metal sheet consists in the simplest case only of a layer of metal that can be cut and prepared very easily, for example by folding it. From the good handling capacity of the metal sheets compared to the double-sided printed circuit material, it is, on the one hand, a simple manufacturing process and, on the other hand, there are also other technical possibilities for the design of the system of antennas that when using printed circuit materials. In addition, the sheet metal can be deformed in such a way that the antenna system can be made available in a compact manner, offering, however, very good radiation characteristics. Therefore, the antenna system, according to the invention, is especially suitable for the construction of single zone small frequency networks.
Los elementos de antena presentan la estructura de una antena Vivaldi que presenta un espacio libre circular en una superficie de metal y una ranura que sale del espacio libre cuya anchura aumenta en la dirección de radiación; estando las superficies de los elementos de antena que se encuentran en oposición a los lados ranurados de dichos elementos de antena plegados perpendicularmente con respecto a la dirección de radiación. The antenna elements have the structure of a Vivaldi antenna that has a circular free space on a metal surface and a slot that leaves the free space whose width increases in the direction of radiation; the surfaces of the antenna elements being in opposition to the grooved sides of said antenna elements folded perpendicularly with respect to the direction of radiation.
Según una realización favorable del sistema de antenas, según la invención, en cada banda de chapa de metal están conformados, como mínimo, dos elementos de antena formando conjuntamente al menos una hilera de elementos de antena; y al menos dos hileras de elementos de antena están dispuestas de forma cruzada entre sí al menos una vez, formando un conjunto de elementos de antena, estando las ranuras de montaje formadas entre los elementos de antena guiadas una dentro de la otra. La conformación de varios elementos de antena en una banda de chapa de metal es un método muy sencillo y económico para la fabricación de elementos de antena. Prever ranuras de montaje en las bandas de chapa de metal y el hecho de guiar las ranuras de montaje una dentro de la otra para conformar conjuntos de elementos de antena son métodos de fabricación muy sencillos para la fabricación de un conjunto de antenas. Mediante el cruce de las bandas de chapa de metal se consigue una disposición ortogonal de los elementos de antena que es necesaria para generar cualquier dirección de polarización transversal tal como, por ejemplo, ondas polarizadas circularmente. According to a favorable embodiment of the antenna system according to the invention, in each band of sheet metal they are formed at least two antenna elements together forming at least one row of antenna elements; and at least two rows of antenna elements are cross-arranged with each other at least once, forming a set of antenna elements, the mounting slots being formed between the antenna elements guided one inside the other. The conformation of several antenna elements in a metal sheet band is a very simple and economical method for the manufacture of antenna elements. Anticipating mounting slots in the metal sheet bands and guiding the mounting slots inside each other to form sets of antenna elements are very simple manufacturing methods for manufacturing a set of antennas. By crossing the metal sheet bands an orthogonal arrangement of the antenna elements is achieved that is necessary to generate any transverse polarization direction such as, for example, circularly polarized waves.
Según una realización ventajosa del sistema de antenas, según la invención, la banda de chapa de metal está acodada formando al menos dos hileras de elementos de antena. Las bandas de chapa de metal también pueden estar dobladas varias veces o acodadas, por ejemplo, en forma de zigzag, pudiéndose fabricar a partir de dos bandas de chapa de metal una estructura de conjunto estable de forma sencilla y económica. According to an advantageous embodiment of the antenna system, according to the invention, the metal sheet band is angled forming at least two rows of antenna elements. The metal sheet bands can also be folded several times or angled, for example, in the form of a zigzag, and a stable assembly structure can be manufactured from two metal sheet bands in a simple and economical way.
Preferentemente, el plegado se lleva a cabo de tal manera que las superficies plegadas de antenas Vivaldi adyacentes entre sí no se solapan. Durante la fabricación, los elementos de antena de banda ancha, según la invención, constituyen primero estructuras planas que están realizadas en un plano. En esta realización concreta se utilizan las denominadas estructuras Vivaldi como elementos de antena. Estos elementos de antena pueden dividirse para su descripción en una superficie exterior y una superficie interior, siendo la superficie exterior aquella de la que una señal de antena es emitida o recibida, y la superficie interior es la parte de la estructura de antena que Preferably, the folding is carried out in such a way that the folded surfaces of Vivaldi antennas adjacent to each other do not overlap. During manufacturing, the broadband antenna elements, according to the invention, first constitute flat structures that are made in one plane. In this specific embodiment, the so-called Vivaldi structures are used as antenna elements. These antenna elements can be divided for description into an outer surface and an inner surface, the outer surface being that from which an antenna signal is emitted or received, and the inner surface is the part of the antenna structure that
está situada en el lado opuesto. En la estructura Vivaldi la superficie exterior se caracteriza por la ranura que se ensancha y la superficie interior porque la ranura desemboca en un espacio libre circular en medio de la superficie de metal. En la superficie interior de los elementos de antena se conecta la alimentación de la señal. Según una realización preferente de la presente invención, la superficie interior de la estructura de antena está acodada en un ángulo, por ejemplo en aproximadamente 90º, con respecto a la dirección de radiación. Durante el plegado se ha de tener en cuenta de que el punto plegado no ha de presentar aristas vivas. Debido a ello se consigue con los mismos parámetros técnicos de HF para los elementos de antena una reducción de la altura de construcción en un tercio. Debido a la longitud reducida de los elementos de antena se consigue finalmente una mayor compacticidad de todo el sistema de antenas. It is located on the opposite side. Vivaldi structure in the outer surface is characterized by the groove that widens and the inner surface that the slot opens into a circular through metal surface free space. On the inner surface of the antenna elements the signal power is connected. According to a preferred embodiment of the present invention, the inner surface of the antenna structure is bent at an angle, for example about 90 °, with respect to the direction of radiation. During folding, it must be taken into account that the folded point must not have sharp edges. Due to this, a reduction of the construction height by one third is achieved with the same technical parameters of HF for the antenna elements. Due to the reduced length of the antenna elements, a greater compactness of the entire antenna system is finally achieved.
Según un desarrollo muy favorable del sistema de antenas, según la invención, la superficie plegada de los elementos de antena comprende también el espacio libre circular, y la ranura de los elementos de antena se extiende de la superficie no plegada a la superficie plegada. Debido al plegado de las superficies interiores de los elementos de antena, los puntos de alimentación de los elementos de antena son doblados en un plano cuya normal a la superficie está orientada en la dirección de radiación de los elementos de antena. Dicho de otra manera, las superficies interiores de los elementos de antena constituyen en parte una superficie de respaldo para el conjunto de elementos de antena. Sobre esta superficie de respaldo, los puntos de alimentación de los elementos de antena pueden ser puestos en contacto de forma muy sencilla y el conjunto puede montarse fácilmente sobre una pared posterior. According to a very favorable development of the antenna system, according to the invention, the folded surface of the antenna elements also comprises the circular free space, and the slot of the antenna elements extends from the unfolded surface to the folded surface. Due to the folding of the inner surfaces of the antenna elements, the feeding points of the antenna elements are folded in a plane whose surface normal is oriented in the direction of radiation of the antenna elements. In other words, the interior surfaces of the antenna elements constitute in part a backing surface for the set of antenna elements. On this backing surface, the feeding points of the antenna elements can be contacted very easily and the assembly can easily be mounted on a rear wall.
Según una realización ventajosa del sistema de antenas, el segmento de antena está montado sobre una pared posterior dieléctrica. La pared posterior dieléctrica se utiliza como soporte mecánico del segmento de antena o como soporte mecánico para el conjunto de elementos de antena. En un primer momento, la característica de la antena no queda alterada por las propiedades dieléctricas de la pared posterior. According to an advantageous embodiment of the antenna system, the antenna segment is mounted on a dielectric back wall. The dielectric back wall is used as mechanical support of the antenna segment or as mechanical support for the set of antenna elements. At first, the characteristic of the antenna is not altered by the dielectric properties of the back wall.
Según una realización opcional del sistema de antenas de la invención, la pared posterior dieléctrica presenta elementos de alimentación y de funcionamiento del sistema de antenas. A cada segmento de antena del sistema de antenas, según la invención, se han de alimentar señales. Estas alimentaciones de señales pueden realizarse de forma muy sencilla y económica mediante estructuraciones de capas metálicas sobre placas dieléctricas en lo que se denomina la técnica de circuito impreso o de forma coaxial. Como material preferente para la pared posterior dieléctrica se puede utilizar, por ejemplo, un material plástico reforzado con fibra tal como Tecryl. Pero también se pueden utilizar otros materiales adecuados. Asimismo, las señales han de ser amplificadas y para cada elemento de antena se ha de realizar un desfase deseado. Estas tareas las llevan a cabo los elementos de funcionamiento del sistema de antenas. Los elementos de funcionamiento, es decir los amplificadores de señal y los desfasadores se montan lo más cerca posible de los elementos de antena, es decir sobre la pared posterior dieléctrica o directamente sobre el elemento de antena. According to an optional embodiment of the antenna system of the invention, the dielectric rear wall has power and operating elements of the antenna system. Signals must be fed to each antenna segment of the antenna system according to the invention. These signal feeds can be made very simply and economically by structuring metal layers on dielectric plates in what is called the printed circuit technique or coaxially. As a preferred material for the dielectric back wall, for example, a fiber-reinforced plastic material such as Tecryl can be used. But other suitable materials can also be used. Likewise, the signals must be amplified and for each antenna element a desired offset must be made. These tasks are carried out by the operating elements of the antenna system. The operating elements, that is to say the signal amplifiers and the phase shifters are mounted as close as possible to the antenna elements, that is to say on the dielectric rear wall or directly on the antenna element.
Según otra variante favorable del sistema de antenas de la invención, se pueden prever también reflectores sobre la pared posterior dieléctrica. Los reflectores pueden reflejar en la dirección deseada la radiación electromagnética que parte de los elementos de antena en dirección a la pared posterior dieléctrica y, de esta manera, pueden ser utilizados para optimizar las características de radiación. According to another favorable variant of the antenna system of the invention, reflectors can also be provided on the dielectric back wall. The reflectors can reflect in the desired direction the electromagnetic radiation that starts from the antenna elements in the direction of the dielectric back wall and, in this way, can be used to optimize the radiation characteristics.
Resulta muy ventajoso que el sistema de antenas presente un radom formado por un material dieléctrico. Dado que las antenas están destinadas para su uso en el exterior y durante su funcionamiento están expuestas a las inclemencias del tiempo, resulta oportuno prever un recubrimiento, un denominado radom, para el sistema de antenas que puede impedir que las condiciones atmosféricas influyan sobre las propiedades del sistema de antenas. Mediante el radom se impide, por ejemplo, el impacto de la lluvia y los depósitos de nieve sobre los elementos de antena que afectarían las propiedades de las características de las antenas. Como material para la fabricación del radom ha dado buen resultado el material plástico reforzado con fibras Tecryl. Pero también se pueden utilizar otros materiales adecuados. It is very advantageous for the antenna system to have a radom formed by a dielectric material. Since the antennas are intended for outdoor use and during operation they are exposed to inclement weather, it is appropriate to provide a coating, called a radom, for the antenna system that can prevent atmospheric conditions from influencing the properties of the antenna system. Radom prevents, for example, the impact of rain and snow deposits on antenna elements that would affect the properties of antenna characteristics. As a material for the manufacture of radom, the plastic material reinforced with Tecryl fibers has been successful. But other suitable materials can also be used.
De acuerdo con un desarrollo favorable de la invención en o sobre el radom están dispuestos los llamados “directores”. Los directores son elementos estructurales que influyen en el diagrama de la antena. En general, los directores son estructuras metálicas. Pero también se puede utilizar la forma y la composición de material del radom para optimizar la característica de radiación de la antena. According to a favorable development of the invention in or on the radom, the so-called "directors" are arranged. Directors are structural elements that influence the antenna diagram. In general, directors are metal structures. But the shape and composition of radom material can also be used to optimize the radiation characteristic of the antenna.
Según otro ejemplo de realización posible, los elementos de antena del sistema de antenas, según la invención, están escalados en función del rango de longitud de onda destinado a los mismos. Un escalamiento de la estructura geométrica de los elementos de antena hace posible la aplicación de la invención en un amplio rango de frecuencias. According to another possible embodiment, the antenna elements of the antenna system, according to the invention, are scaled according to the wavelength range intended for them. An escalation of the geometric structure of the antenna elements makes it possible to apply the invention over a wide range of frequencies.
Según una realización altamente desarrollada del sistema de antenas, según la invención, la fase y/o la potencia puede ser ajustada y/o modificada para cada elemento de antena por separado. Es decir, que para cada elemento de antena se prevé, por ejemplo, su propio amplificador de HF o su propio canal amplificador de HF y/o su propio dispositivo de ajuste de fase. Debido a ello, es posible hacer funcionar de forma muy flexible el segmento de antena con los elementos de antena individuales y existen las máximas posibilidades de influir sobre el diagrama de antena According to a highly developed embodiment of the antenna system, according to the invention, the phase and / or the power can be adjusted and / or modified for each antenna element separately. That is, for each antenna element, for example, its own HF amplifier or its own HF amplifier channel and / or its own phase adjustment device is provided. Because of this, it is possible to operate the antenna segment with the individual antenna elements very flexibly and there is the maximum possibility of influencing the antenna diagram
con la dirección y las características de radiación, así como sobre la polarización. with the direction and characteristics of radiation, as well as on polarization.
De acuerdo con una realización muy apropiada del sistema de antenas, según la invención, se prevé un circuito de control de HF con un amplificador de potencia y un controlador de fase para cada elemento de antena, en el que la posición del circuito de control de HF se prevé en el punto de control del elemento de antena, y en el que el elemento de antena está dispuesto como disipador de calor para el circuito de control de HF. Al prever un amplificador de potencia para cada elemento de antena se genera la potencia de HF directamente en el lugar donde se necesita y donde ha de ser emitida. Debido a ello se excluyen pérdidas en largos trayectos de transmisión. Al realizar el control de fase directamente en el circuito de control de HF en el elemento de antena, se puede ajustar la fase de forma exacta para el elemento de antena. Debido a la proximidad en el espacio del elemento de antena y del circuito de control de HF, además, es posible utilizar el elemento de antena adicionalmente a su función de emisión de radioondas también como disipador de calor para el circuito de control de HF. De este modo, se pueden ahorrar los costes para disipadores de calor adicionales y se puede realizar el sistema de antenas de forma muy compacta. According to a very appropriate embodiment of the antenna system, according to the invention, an HF control circuit is provided with a power amplifier and a phase controller for each antenna element, in which the position of the control circuit of HF is provided at the control point of the antenna element, and in which the antenna element is arranged as a heat sink for the HF control circuit. By providing a power amplifier for each antenna element, the HF power is generated directly where it is needed and where it is to be emitted. Due to this, losses in long transmission paths are excluded. By performing the phase control directly on the HF control circuit in the antenna element, the phase can be adjusted exactly for the antenna element. Due to the proximity in the space of the antenna element and the HF control circuit, it is also possible to use the antenna element in addition to its radio-wave emission function also as a heat sink for the HF control circuit. In this way, the costs for additional heat sinks can be saved and the antenna system can be realized very compactly.
Según una ampliación opcional del sistema de antenas, según la invención, los elementos de antena están recubiertos al menos parcialmente de un material dieléctrico. Debido al recubrimiento con materiales dieléctricos se puede conseguir una optimización de la característica de la antena deseada. According to an optional extension of the antenna system, according to the invention, the antenna elements are at least partially covered with a dielectric material. Due to the coating with dielectric materials, an optimization of the desired antenna characteristic can be achieved.
Según una realización ventajosa del sistema de antenas, según la invención, el sistema de antenas está compuesto de al menos dos segmentos de antena que están dispuestos y controlados de tal manera que se cubre una zona predeterminada del ángulo sólido. Los segmentos de antena descritos se caracterizan por una directividad. A veces ya se puede cumplir una tarea de radiación con un solo segmento de antena, por ejemplo cuando un pueblo alargado es “iluminado” por las características de radiación de un segmento de antena. En otros casos será necesaria una mayor cobertura, por ejemplo una cobertura de 360º alrededor del emplazamiento de la antena. En estos casos se combinan y se ajustan varios segmentos de antena de tal manera que cubren de forma óptima la zona de servicio definida en el planteamiento del problema. According to an advantageous embodiment of the antenna system, according to the invention, the antenna system is composed of at least two antenna segments that are arranged and controlled such that a predetermined area of the solid angle is covered. The antenna segments described are characterized by directivity. Sometimes a radiation task with a single antenna segment can already be accomplished, for example when an elongated town is "illuminated" by the radiation characteristics of an antenna segment. In other cases, greater coverage will be necessary, for example 360 ° coverage around the antenna site. In these cases, several antenna segments are combined and adjusted in such a way that they optimally cover the service area defined in the problem statement.
El problema se resuelve, además, mediante un procedimiento para generar un campo eléctrico con una polarización que varía en el tiempo, en el que se utiliza un sistema de antenas con ajuste de fase de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 14 como sistema de antenas de radio. Dado que, tal como se ha descrito anteriormente, el sistema de antenas con ajuste de fase, según la invención, emite en direcciones de polarización diferentes, se pueden generar señales que adoptan prácticamente cualquier dirección de polarización en el lugar de recepción. Dado que, además, se puede conseguir una alta ganancia y un gran ancho de banda debido al sistema de antenas con ajuste de fase, según la invención, con el procedimiento, según la invención, se puede concentrar la potencia de alta frecuencia mediante la alta ganancia en el área a abastecer y se puede realizar la emisión de varias señales en diferentes frecuencias con un solo sistema de antenas. Como resultado se puede poner a disposición una comunicación por radio mejorada, en especial para receptores móviles en redes de radio digitales de zona pequeña. The problem is further solved by means of a method for generating an electric field with a polarization that varies over time, in which a system of phase adjustment antennas according to one of claims 1 to 14 is used as the system of radio antennas Since, as described above, the phase adjustment antenna system, according to the invention, emits in different polarization directions, signals can be generated that adopt virtually any polarization direction at the reception site. Since, in addition, high gain and high bandwidth can be achieved due to the phase adjustment antenna system, according to the invention, with the method according to the invention, high frequency power can be concentrated by high gain in the area to be supplied and several signals can be emitted at different frequencies with a single antenna system. As a result, enhanced radio communication can be made available, especially for mobile receivers in small-area digital radio networks.
Las realizaciones preferentes de la presente invención, su construcción, función y ventajas se explicarán a continuación con más detalle haciendo referencia a las figuras que muestran: Preferred embodiments of the present invention, its construction, function and advantages will be explained in more detail below with reference to the figures showing:
Figura 1: vista esquemática de un ejemplo de realización de un sistema de antenas con ajuste de fase, según la invención; Figure 1: schematic view of an exemplary embodiment of a phase adjustment antenna system, according to the invention;
Figura 2: de forma esquemática, un ejemplo para un segmento de antena del sistema de antenas con ajuste de fase, según la invención; Figure 2: schematically, an example for an antenna segment of the antenna system with phase adjustment, according to the invention;
Figura 3: de forma esquemática, una estructura de Vivaldi como ejemplo para un elemento de antena del sistema de antenas con ajuste de fase, según la invención; Figure 3: schematically, a Vivaldi structure as an example for an antenna element of the antenna system with phase adjustment, according to the invention;
Figura 4: de forma esquemática, una hilera de elementos de antena según una realización del sistema de antenas con ajuste de fase, según la invención; Figure 4: schematically, a row of antenna elements according to an embodiment of the antenna system with phase adjustment, according to the invention;
Figura 5: de forma esquemática, bandas de chapa de metal acodadas con hileras de elementos de antena, según la figura 4; Figure 5: schematically, metal sheet bands bent with rows of antenna elements, according to figure 4;
Figura 6: ejemplos esquemáticos de diagramas de segmentos de antena, según una realización del sistema de antenas con ajuste de fase, según la invención; Figure 6: schematic examples of antenna segment diagrams, according to an embodiment of the antenna system with phase adjustment, according to the invention;
Figura 7: de forma esquemática, un circuito de control de HF para un segmento de antena de un sistema de antenas con ajuste de fase, según la invención; Figure 7: schematically, an HF control circuit for an antenna segment of a phase adjustment antenna system, according to the invention;
Figura 8: de forma esquemática, dos segmentos de antena escalados de forma diferente para diferentes sistemas de antenas con ajuste de fase, según la invención, con diferentes franjas de frecuencia; y Figure 8: schematically, two antenna segments scaled differently for different antenna systems with phase adjustment, according to the invention, with different frequency bands; Y
Figura 9: de forma esquemática, un radom para un segmento de antena de un sistema de antenas con Figure 9: schematically, a radom for an antenna segment of an antenna system with
ajuste de fase, según la invención. phase adjustment according to the invention.
La figura 1 es una representación esquemática de un sistema de antenas con ajuste de fases 1, según la invención, en una vista en perspectiva. El sistema de antenas 1 mostrado presenta cuatro segmentos 2, cada uno de los cuales presenta, a su vez, varios elementos de antena 3 conformados en chapa de metal. Los segmentos de antena 2 están recubiertos por un radom 12 y, en el ejemplo mostrado, están montados en un mástil 13. El ejemplo de realización mostrado para un sistema de antenas 1, según la invención, está destinado para la alimentación de radio de una zona de servicio que se encuentra en un perímetro alrededor del mástil de la antena 13. Cada segmento de antena 2 está destinado a iluminar una parte de la zona de servicio, concretamente un sector circular con un ángulo central de aproximadamente 90º. La dirección de radiación de los segmentos de antena 2 está dirigida radialmente hacia el exterior desde el mástil 13. Figure 1 is a schematic representation of an antenna system with phase adjustment 1, according to the invention, in a perspective view. The antenna system 1 shown has four segments 2, each of which has, in turn, several antenna elements 3 formed of sheet metal. The antenna segments 2 are covered by a radom 12 and, in the example shown, are mounted on a mast 13. The exemplary embodiment shown for an antenna system 1, according to the invention, is intended for radio feeding of a service area that is located on a perimeter around the antenna mast 13. Each antenna segment 2 is intended to illuminate a part of the service area, namely a circular sector with a central angle of approximately 90 °. The radiation direction of the antenna segments 2 is directed radially outward from the mast 13.
En otros sistemas de antena no mostrados, según la invención, se puede utilizar también un número distinto de segmentos de antena 2. Así, por ejemplo, se puede utilizar un solo segmento de antena 2 para la alimentación de radio de una zona de servicio unilateral, o se pueden utilizar, por ejemplo, ocho segmentos de antena 2 para una alimentación total. In other antenna systems not shown, according to the invention, a different number of antenna segments 2 can also be used. Thus, for example, a single antenna segment 2 can be used for radio feeding of a unilateral service zone , or, for example, eight antenna segments 2 can be used for total power.
En la figura 2 se muestra esquemáticamente un segmento de antena 2 individual que está formado por un conjunto de dos por seis elementos de antena 3. En este conjunto los elementos de antena 3 están dispuestos en dos orientaciones ortogonales. Una pared posterior dieléctrica 4 constituye la base mecánica del segmento de antena 2. Cada segmento de antena 2 presenta, además de los elementos de antena 3, también una alimentación de señal 20, un elemento de interconexión 21 y líneas de alimentación 22, aunque en la representación de la figura 2 sólo se perfilan dos de las doce líneas de alimentación 22 utilizadas en este caso. El elemento de interconexión 21 puede alimentar cada elemento de antena 3 del segmento de antena 2 con una amplitud y posición de fase ajustables. Los elementos de antena 3 con una primera orientación son alimentados, preferentemente. con una posición de fase, mientras que los elementos de antena 3 con otra orientación son alimentados, preferentemente, en una posición de fase desplazada en aproximadamente 90º, de manera que el segmento de antena 2 emite ondas polarizadas circularmente. Para cada elemento de antena individual 3 se realiza un ajuste fino de la posición de fase a efectos de optimizar las características de radiación. Además de una alimentación simétrica con la misma potencia para elementos de antena 3 de ambas orientaciones, también se puede llevar a cabo una alimentación asimétrica, predominando entonces en la onda emitida la polarización de la orientación del elemento de antena alimentado con la potencia superior. Se puede utilizar un control de potencia diferenciado de elementos de antena 3 individuales, a efectos de optimizar la dirección de radiación del segmento de antena 2. In Figure 2 an individual antenna segment 2 is schematically shown which is formed by a set of two by six antenna elements 3. In this assembly the antenna elements 3 are arranged in two orthogonal orientations. A dielectric rear wall 4 constitutes the mechanical base of the antenna segment 2. Each antenna segment 2 also has, in addition to the antenna elements 3, also a signal supply 20, an interconnection element 21 and power lines 22, although in The representation of Figure 2 only outlines two of the twelve power lines 22 used in this case. The interconnection element 21 can feed each antenna element 3 of the antenna segment 2 with an adjustable amplitude and phase position. The antenna elements 3 with a first orientation are preferably fed. with a phase position, while the antenna elements 3 with another orientation are preferably fed into a phase position displaced by approximately 90 °, so that the antenna segment 2 emits circularly polarized waves. For each individual antenna element 3 a fine adjustment of the phase position is performed in order to optimize the radiation characteristics. In addition to a symmetrical feed with the same power for antenna elements 3 of both orientations, an asymmetric feed can also be carried out, then the polarization of the orientation of the antenna element fed with the higher power prevails in the emitted wave. A differentiated power control of individual antenna elements 3 can be used, in order to optimize the radiation direction of the antenna segment 2.
Las líneas de alimentación 22 están realizadas en los ejemplos mostrados como líneas separadas. Según otras variantes no mostradas de la invención, también pueden estar conformadas en capas sobre la pared posterior dieléctrica 4 o entre capas de la pared posterior dieléctrica 4. La pared posterior dieléctrica 4 está fabricada, preferentemente, del material dieléctrico Tecryl. Pero la pared posterior 4 también puede estar hecha de otros materiales dieléctricos o de metal. The power lines 22 are made in the examples shown as separate lines. According to other variants not shown of the invention, they can also be formed in layers on the dielectric back wall 4 or between layers of the dielectric back wall 4. The dielectric back wall 4 is preferably made of Tecryl dielectric material. But the rear wall 4 can also be made of other dielectric or metal materials.
En la figura 3 se muestra una estructura Vivaldi como ejemplo para un elemento de antena 3. La estructura Vivaldi está conformada en una superficie metálica de una chapa de metal. Se caracteriza por una ranura 6, por un espacio libre circular 8 y un ensanchamiento de la ranura 7 en la dirección de radiación. Este ensanchamiento es ciertamente exponencial, según el ejemplo mostrado, pero en otras realizaciones de la invención también puede tener otras formas geométricas, tal como se conoce por el estado de la técnica. La dirección de radiación de la estructura Vivaldi está orientada desde el espacio libre circular 8 hacia el ensanchamiento. La onda emitida por un elemento Vivaldi está polarizada linealmente, estando el vector de campo eléctrico situado en el plano de la estructura Vivaldi y ortogonalmente con respecto a la dirección de radiación. Una estructura Vivaldi es adecuada para la emisión o la recepción de un amplio rango de frecuencias debido al ensanchamiento de la ranura 7 y debido al espacio libre circular 8. Por lo tanto, se trata de un elemento de antena 3 de banda ancha y universal. En función de la tarea que tiene que realizar el sistema de antenas 1, según la invención, también se pueden utilizar otras estructuras de elementos de antena que son, por ejemplo, elementos de antena 3 de banda estrecha optimizados para una frecuencia en concreto. Para una descripción más detallada resulta oportuno dividir la estructura Vivaldi en una superficie exterior 31 que está situada en el lado del elemento Vivaldi que emite, y una superficie interior 30 donde se encuentra el espacio libre circular 8 del elemento Vivaldi. A Vivaldi structure is shown in Figure 3 as an example for an antenna element 3. The Vivaldi structure is formed on a metal surface of a metal sheet. It is characterized by a groove 6, by a circular free space 8 and a widening of the groove 7 in the direction of radiation. This widening is certainly exponential, according to the example shown, but in other embodiments of the invention it can also have other geometric shapes, as is known from the state of the art. The radiation direction of the Vivaldi structure is oriented from the circular free space 8 towards the widening. The wave emitted by a Vivaldi element is linearly polarized, the electric field vector being located in the plane of the Vivaldi structure and orthogonally with respect to the radiation direction. A Vivaldi structure is suitable for the emission or reception of a wide frequency range due to the widening of the slot 7 and due to the circular clearance 8. Therefore, it is a universal and broadband antenna element 3. Depending on the task to be carried out by the antenna system 1, according to the invention, other antenna element structures that are, for example, narrowband antenna elements 3 optimized for a particular frequency can also be used. For a more detailed description it is appropriate to divide the Vivaldi structure into an outer surface 31 that is located on the side of the emitting Vivaldi element, and an inner surface 30 where the circular free space 8 of the Vivaldi element is located.
En la figura 4 se muestra esquemáticamente una hilera 5 de elementos de antena conformada de una chapa de metal que consta, según el ejemplo mostrado, de dos estructuras Vivaldi. Según otras conformaciones no mostradas, la hilera 5 de elementos de antena puede presentar claramente más de dos elementos de antena 3, tal como se muestra en la figura 5. Figure 4 schematically shows a row of antenna elements 5 formed of a metal sheet comprising, as the example shown, two structures Vivaldi. According to other conformations not shown, the row 5 of antenna elements can clearly have more than two antenna elements 3, as shown in Figure 5.
En la figura 5 se muestra esquemáticamente bandas de chapa de metal que están destinadas a conformar segmentos de antena 2 para su utilización en un sistema de antenas de ajuste de fase 1, según la invención. En las bandas de chapa de metal están conformadas hileras 5 con dos elementos de antena 3, respectivamente, mediante el doblado en zigzag de las bandas de chapa de metal. Es decir, en el ejemplo mostrado aquí, las bandas de chapa de metal están plegadas después de cada dos elementos de antena 3 formando hileras 5 de dos estructuras Vivaldi Figure 5 shows schematically metal sheet bands that are intended to form antenna segments 2 for use in a phase 1 antenna system according to the invention. In the metal sheet bands, rows 5 are formed with two antenna elements 3, respectively, by zigzag bending the metal sheet bands. That is, in the example shown here, the metal sheet bands are folded after every two antenna elements 3 forming rows 5 of two Vivaldi structures
cada una. En las hileras 5 de elementos de antena están practicadas ranuras de montaje 10, 11 en el límite entre dos elementos de antena 3, de tal manera que las ranuras de montaje 11 pueden ser guiadas en las ranuras de montaje 10 de la otra banda de chapa de metal formando una rejilla. each. Mounting slots 10, 11 are made in the rows 5 of antenna elements at the boundary between two antenna elements 3, such that the mounting slots 11 can be guided in the mounting slots 10 of the other sheet metal band of metal forming a grid.
Las superficies interiores 30 de los elementos de antena 3 están plegadas a partir del plano de los elementos de antena 3 alternativamente en una y otra dirección, siempre en 90º. El plegado se realiza sin dejar aristas vivas. Preferentemente, el plegado se realiza de tal manera que las superficies plegadas 30 de elementos de antena 3 adyacentes entre sí no se solapan. Debido al plegado, se puede reducir la altura de las bandas de chapa de metal en la dirección de radiación en aproximadamente un tercio. Los parámetros técnicos de HF de los elementos de antena 3 no son modificados por este plegado. Las zonas del borde de las superficies interiores 30 de elementos de antena 3 son cortadas en un canto 16, según el ejemplo mostrado, a efectos de reducir las dimensiones exteriores del conjunto de elementos de antena. Debido al recorte de la superficie interior 30 de los elementos de antena 3, también se puede influir sobre la característica de radiación del segmento de antena 2. The inner surfaces 30 of the antenna elements 3 are folded from the plane of the antenna elements 3 alternately in either direction, always in 90 °. The folding is done without leaving sharp edges. Preferably, the folding is performed in such a way that the folded surfaces 30 of antenna elements 3 adjacent to each other do not overlap. Due to the folding, the height of the metal sheet strips in the direction of radiation can be reduced by approximately one third. The technical parameters of HF of the antenna elements 3 are not modified by this folding. The edge regions of the inner surfaces 30 of antenna elements 3 are cut on a ridge 16, as the example shown, in order to reduce the outer dimensions of all antenna elements. Due to the cutting of the inner surface 30 of the antenna elements 3, the radiation characteristic of the antenna segment 2 can also be influenced.
De acuerdo con la invención, para conformar los segmentos de antena 2 se utilizan preferentemente chapas de metal, ya que éstas se pueden fabricar de forma muy sencilla y económica. Por una chapa de metal se entenderá, de acuerdo con la invención, en primer lugar una capa plana de un material metálico que puede ser deformada, por ejemplo por doblado. La capa también puede estar formada por varios materiales metálicos dispuestos uno al lado o encima de otro. En principio también es posible prever como chapa de metal, según la presente invención, una combinación de materiales metálicos y no metálicos, en la medida en la que esta combinación pueda ser deformada de forma similar a una chapa de metal sencilla, o bien que la deformación de este material sea posible con un esfuerzo sólo ligeramente superior en comparación con la deformación de chapas de metal sencillas. According to the invention, metal plates are preferably used to form the antenna segments 2, since they can be manufactured very simply and economically. By a metal sheet, according to the invention, it will be understood first of all a flat layer of a metallic material that can be deformed, for example by bending. The layer can also be formed of several metallic materials arranged one next to or above the other. In principle it is also possible to provide as a metal sheet, according to the present invention, a combination of metallic and non-metallic materials, to the extent that this combination can be deformed similarly to a simple metal sheet, or that the deformation of this material is possible with only slightly greater effort compared to the deformation of simple metal sheets.
En el ejemplo de realización mostrado, las superficies de metal de la zona exterior de los elementos de antena 3, que no son adyacentes a las ranuras de montaje 10, 11 están dotadas de muescas 9 que sirven para optimizar el comportamiento de frecuencia de los elementos de antena 3. In the example of embodiment shown, the metal surfaces of the outer zone of the antenna elements 3, which are not adjacent to the mounting slots 10, 11 are provided with notches 9 which serve to optimize the frequency behavior of the elements antenna 3.
En la figura 6 se muestran esquemáticamente dos diagramas de antena 32, 33 aplicados uno encima de otro pertenecientes a segmentos de antena 2, tal como se muestran en la figura 2. Los diagramas de antena mostrados son diagramas de coordenadas polares horizontales que representan la densidad de potencia radiada dependiendo del ángulo de radiación. El ángulo define la dirección de radiación y el radio define la densidad de potencia representada en escala logarítmica. El diagrama de antena 32 muestra las características de radiación de un segmento de antena 2, no optimizado, cuya máxima densidad de potencia está en 90º, lo cual se puede reconocer fácilmente en la orientación del denominado lóbulo principal. Además del lóbulo principal, el diagrama de antena 32 del segmento de antena 2 no optimizado presenta también lóbulos laterales no deseados en 40º y 140º. El segmento de antena 2 mostrado en la figura 2 presenta con un control optimizado de los elementos de antena 3, el diagrama de antena 33 mostrado en la figura 6, en el que los lóbulos laterales en 40º y 140º quedan totalmente eliminados y en el que la anchura del lóbulo principal pasa de 60º a casi 90º. In Figure 6 two antenna diagrams 32, 33 applied one above the other belonging to antenna segments 2 are shown schematically, as shown in Figure 2. The antenna diagrams shown are horizontal polar coordinate diagrams representing the density of radiated power depending on the angle of radiation. The angle defines the direction of radiation and the radius defines the power density represented in logarithmic scale. The antenna diagram 32 shows the radiation characteristics of an antenna segment 2, not optimized, whose maximum power density is at 90 °, which can be easily recognized in the orientation of the so-called main lobe. In addition to the main lobe, the antenna diagram 32 of the non-optimized antenna segment 2 also presents unwanted side lobes at 40 ° and 140 °. The antenna segment 2 shown in Figure 2 presents with an optimized control of the antenna elements 3, the antenna diagram 33 shown in Figure 6, in which the lateral lobes at 40 ° and 140 ° are completely eliminated and in which The width of the main lobe goes from 60º to almost 90º.
En la figura 7 se muestra esquemáticamente una realización favorable del sistema de antenas 1, según la invención, en el que se prevé un circuito de control de HF 24 directamente en el elemento de antena 3. Debido al posicionamiento directo del circuito de control de HF 24 en el punto de control 25 se puede eliminar el costoso dimensionado de las líneas de alimentación. Dado que el circuito de control de HF 24 se encarga de la amplificación de la potencia para la señal de HF, a través de la línea de señal y de información 23 sólo se ha de alimentar una señal de HF de poca potencia y flujos de alimentación y de información que no entrañan problemas. Con esta conformación del sistema de antenas 1, según la invención, se pueden controlar los elementos de antena 3 de forma óptima e individualmente, y el sistema de antenas 1 puede realizarse de forma muy eficaz y energéticamente eficiente. Además, se puede evacuar el calor generado por la potencia de pérdidas del circuito de control de HF 24 directamente a través de las superficies de metal de los elementos de antena 3. A través de la línea de señal y de información 23 también es posible modificar de forma sencilla las configuraciones o también ajustar de forma adaptativa el sistema de antenas 1. A favorable embodiment of the antenna system 1, according to the invention, is schematically shown in Figure 7, in which an HF control circuit 24 is provided directly on the antenna element 3. Due to the direct positioning of the HF control circuit 24 at control point 25 the costly dimensioning of the feed lines can be eliminated. Since the HF control circuit 24 is responsible for the amplification of the power for the HF signal, only a low power HF signal and power flows must be fed through the signal and information line 23 and information that do not involve problems. With this conformation of the antenna system 1, according to the invention, the antenna elements 3 can be controlled optimally and individually, and the antenna system 1 can be carried out very efficiently and energetically. In addition, the heat generated by the loss power of the HF control circuit 24 can be evacuated directly through the metal surfaces of the antenna elements 3. Through the signal and information line 23 it is also possible to modify easily configurations or adaptively adapt the antenna system 1.
En la figura 8 se muestran esquemáticamente dos segmentos de antena 2, 2’ en diferentes escalas geométricas que presentan diferentes tamaños de estructura en adaptación al correspondiente rango de frecuencias. En el ejemplo mostrado, el segmento de antena 2 está dispuesto para un rango de frecuencia de UHF de 474 MHz hasta 538 MHz que comprende 8 canales de una anchura de 8 MHz, respectivamente. Sin embargo, el segmento de antena 2’ está diseñado para un rango de frecuencias más altas de 656 MHz hasta 720 MHz. Para poder conformar el sistema de antenas 1, según la invención, de la forma más económica posible se pueden utilizar paredes posteriores 4 del mismo tamaño para los segmentos de antena 2 y 2’. De esta manera, se pueden utilizar otros elementos del sistema de antenas 1 tal como, por ejemplo, los radoms 12, 14 o elementos de fijación de forma universal. Además de los segmentos de antena mostrados 2, 2’ también se pueden realizar otros segmentos de antena 2 para otros rangos de frecuencia o con otro tamaño de conjunto para otras características de radiación. In Figure 8 two segments of antenna 2, 2 ’are shown schematically on different geometric scales that have different structure sizes in adaptation to the corresponding frequency range. In the example shown, the antenna segment 2 is arranged for a UHF frequency range of 474 MHz to 538 MHz comprising 8 channels of a width of 8 MHz, respectively. However, the antenna segment 2 'is designed for a higher frequency range from 656 MHz to 720 MHz. In order to form the antenna system 1, according to the invention, in the most economical way possible, rear walls 4 can be used. the same size for antenna segments 2 and 2 '. In this way, other elements of the antenna system 1 can be used such as, for example, radoms 12, 14 or fasteners universally. In addition to the antenna segments shown 2, 2 ’other antenna segments 2 can also be made for other frequency ranges or with another set size for other radiation characteristics.
En la figura 9 se muestra un radom 14 para un segmento de antena individual 2. El radom 14 está hecho preferentemente de un plástico reforzado con fibra, tal como Tecryl, en el que están integrados componentes metálicos 15. El radom 14 está destinado para la fijación estanqueizada de un segmento de antena 2 descrito anteriormente. El radom 14 protege el segmento de antena 2 de forma mecánica contra las influencias ambientales. La forma y la composición de materiales del radom 14 pueden ser utilizadas para optimizar las características de radiación. Por lo tanto, también se pueden utilizar otras formas de radom y materiales que los mostrados aquí. Figure 9 shows a radom 14 for an individual antenna segment 2. The radom 14 is preferably made of a fiber reinforced plastic, such as Tecryl, in which metal components 15 are integrated. The radom 14 is intended for sealed fixing of an antenna segment 2 described above. The radom 14 protects the antenna segment 2 mechanically against environmental influences. The shape and material composition of radom 14 can be used to optimize radiation characteristics. Therefore, other forms of radom and materials than those shown here can also be used.
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