ES2895355T3 - Sistema de antena remota - Google Patents

Abstract

Sistema de antena remota, del tipo que incluye medios de fibra óptica (1) de conexión de una fuente óptica (2) a medios que forman una antena de emisión de señales (3), que incluye: medios (4; 6) de modulación del haz procedente de la fuente óptica (2) en función de las señales que serán emitidas por una parte por los medios que forman la antena (3) y por otra parte por los medios (5) de conversión optoeléctrica de alimentación de energía de los medios que forman la antena (3), comprendiendo los medios de conversión optoeléctrica una red de celdas fotovoltaicas adaptadas para convertir el haz modulado procedente de los medios de fibra óptica (1) en energía eléctrica de impulso de los medios que forman la antena (3), y caracterizado porque los medios de óptica de difracción (7) están interpuestos entre los medios de fibra (1) y la red de celdas fotovoltaicas (5) para adaptar el haz óptico en salida de fibra a la red de celdas y optimizar la tasa de iluminación de esta red.

Description

DESCRIPCIÓN

Sistema de antena remota

[0001] La presente invención se refiere a un sistema de antena remota.

[0002] Más en particular, la invención se refiere a dicho sistema de antena que incluye medios de fibra óptica de conexión de una fuente óptica a medios que forman una antena de emisión de señales, por ejemplo, radioeléctricas.

[0003] Este tipo de sistemas de antena remota presenta un cierto atractivo especialmente por su discreción en el campo de las comunicaciones para submarinos o equivalentes.

[0004] Se han realizado ya diferentes trabajos en torno a estas antenas remotas y en particular se han usado ya medios de fibra óptica entre la fuente óptica y los medios que forman la antena propiamente dichos para transmitir las señales que se emitirán.

[0005] A partir del documento US 5136295 A se sabe cómo remolcar uno o varios señuelos con una aeronave usando cables de remolque. Estos cables de remolque comprenden componentes de fibra óptica que transmiten ópticamente a los señuelos las dos señales de radiofrecuencia para la retransmisión hacia un radar hostil y una alimentación de corriente continua.

[0006] A partir del documento US 4885589 A se sabe distribuir señales de radiofrecuencia por medio de fibras ópticas entre un emisor-receptor de radar central y módulos de emisión-recepción distantes asociados a elementos de una red activa de control de fase.

[0007] El problema es que los medios que forman la antena necesitan una alimentación de energía eléctrica.

[0008] Esta alimentación se ha garantizado hasta ahora usando conductores eléctricos asociados a los medios de fibra óptica.

[0009] Así se usan medios de fibra óptica para transportar las señales que se emitirán mientras que los conductores eléctricos se usan para transmitir la potencia eléctrica con destino a medios de control correspondientes asociados a los medios en forma de antena.

[0010] Se observa que esta solución presenta una serie de inconvenientes ya que es necesario entonces prever circuitos electrónicos cerca de los medios en forma de antena.

[0011] Además, los enlaces tanto eléctricos como ópticos necesitan cables que pueden ser pesados y voluminosos, de una masa y un volumen perjudiciales para la discreción buscada.

[0012] Además, se plantean también problemas de enlace galvánico, de potencia, de rendimiento y de compatibilidad electromagnética.

[0013] El objetivo de la invención es por tanto resolver estos problemas.

[0014] Para este fin la invención tiene por objeto un sistema de antena remota tal como se define en la reivindicación 1.

[0015] Según otros aspectos de la invención, el sistema de antena remota comprende una o varias de las características de las reivindicaciones 2 a 9.

[0016] La invención se comprenderá mejor a la luz de la siguiente descripción, facilitada únicamente a modo de ejemplo y realizada haciendo referencia a los dibujos adjuntos en los que:

- la figura 1 representa un primer ejemplo de realización de un sistema de antena remota según la invención;

- la figura 2 representa un segundo ejemplo de realización de un sistema de antena remota según la invención; - la figura 3 ilustra un tercer ejemplo de realización de un sistema de antena remota según la invención; y

- la figura 4 ilustra el detalle de la iluminación de celdas.

[0017] De hecho, en estas figuras, y en particular en la figura 1, se ha ilustrado un sistema de antena remota que incluye medios de fibra óptica denotados por la referencia general 1 en esta figura 1, de conexión de una fuente óptica denotada por la referencia general 2 a medios que forman una antena de emisión de señales, por ejemplo, radioeléctricas, denotados por la referencia general 3.

[0018] Naturalmente, pueden contemplarse otros tipos de señales.

[0019] Según la invención este sistema incluye también medios de modulación del haz procedente de la fuente óptica en función de las señales que serán emitidas por una parte por los medios que forman la antena y por otra parte por los medios de conversión optoeléctricos de este haz modulado de alimentación de medios en forma de antena.

[0020] En la figura 1, los medios de modulación se denotan por la referencia general 4 y están adaptados para controlar directamente la fuente óptica 2 para que esta suministre un haz modulado en función de las señales que se emitirán.

[0021] Los medios de conversión optoeléctricos de alimentación de los medios en forma de antena 3 se denotan por su parte por la referencia general 5.

[0022] De hecho, la fuente óptica 2 puede ser, por ejemplo, una fuente láser mientras que los medios de conversión optoeléctricos comprenden una red de celdas fotovoltaicas adaptadas para convertir el haz de láser modulado procedente de los medios de fibra óptica en energía eléctrica de impulso de los medios en forma de antena 3.

[0023] Naturalmente pueden contemplarse otras realizaciones como la ilustrada en la figura 2, en la que se reconoce la fuente óptica 2, de manera que los medios de fibra óptica 1, los medios que forman las celdas fotovoltaicas 5, los medios en forma de antena 3 y los medios de modulación del haz procedente de la fuente 2, de manera que estos medios se denotan por la referencia general 6 en esta figura 2.

[0024] A diferencia de la modulación directa de la fuente ilustrada en la figura 1, en esta figura 2 los medios 6 de modulación del haz de láser procedente de esta fuente 2 están interpuestos entre la salida de haz de esta fuente y el extremo correspondiente de los medios de fibra óptica 1.

[0025] En la figura 3 se ha ilustrado el uso de medios de óptica de difracción interpuestos entre el extremo correspondiente de los medios de fibra 1 y la red de celdas fotovoltaicas 5.

[0026] En esta figura 3 siempre se reconoce la fuente óptica tal como, por ejemplo, la fuente láser denotada por la referencia general 2, los medios de fibra óptica denotados por la referencia general 1 y la red de celdas fotovoltaicas denotada por la referencia general 5.

[0027] De forma ventajosa, los medios de fibra óptica pueden estar formados, por ejemplo, por medios de fibra microestructurada, medios de fibra de núcleo hueco y/o medios de fibra, por ejemplo, de sección no circular como, por ejemplo, cuadrada o rectangular, pudiendo estas tres características acumularse, como se ilustra en la figura 4, o no.

[0028] También pueden contemplarse otros medios de fibra como, por ejemplo, medios de fibra de gradiente de índice o medios de fibra de revestimiento de aire de tipo «airclad».

[0029] Los medios de óptica de difracción denotados por la referencia general 7 están interpuestos entre el extremo correspondiente de estos medios de fibra 1 y la red de celdas 5 para iluminar el conjunto de las mismas y optimizar la tasa de iluminación de esta red.

[0030] Se entiende así que, al estar el sistema según la invención basado en el uso de una fuente óptica tal como, por ejemplo, una fuente láser y medios que permiten modular esta fuente directamente o de manera externa, es decir, actuando directamente sobre esta fuente o sobre el haz procedente de la misma, para modular este haz en función de las señales que serán emitidas por los medios en forma de antena, esta señal es transportada así por medios de fibra óptica hasta una red de celdas fotovoltaicas que permite reconvertir la energía luminosa en energía eléctrica modulada que puede aplicarse directamente en los medios en forma de antena o en cualquier otro dispositivo que permita generar, por ejemplo, la emisión de una señal radioeléctrica.

[0031] Puede usarse una red de n celdas fotovoltaicas para suministrar, cada una, una potencia p, que se usarán así para aumentar la potencia total suministrada por esta red, siendo P total igual a np.

[0032] Se inserta un elemento de óptica de difracción entre los medios de fibra de transporte y la red de celdas fotovoltaicas con el fin de mejorar la eficacia de la conversión.

[0033] De hecho, este elemento permite dividir el haz de láser que sale de los medios de fibra en varios haces según un motivo de difracción predeterminado que corresponde, por ejemplo, a la forma de la matriz de la red de celdas usadas para reconvertir la energía luminosa en energía eléctrica.

[0034] Este tipo de configuración, que permite una iluminación no uniforme de la red, es necesario si la separación entre cada celda es importante visto que toda la parte del haz que no llega a las celdas se pierde, ya que no se convierte en energía eléctrica.

[0035] Si la separación entre las celdas es nula o muy baja (red MIM, de Monolithic Interconnected Module), otra solución puede consistir, para optimizar el acoplamiento entre la fibra y la red, en usar una fibra de transporte de núcleo hueco y/o, por ejemplo, de sección no circular como, por ejemplo, cuadrada o rectangular, que permite insolar uniformemente una red de celdas de la misma forma, usando la divergencia natural del haz.

[0036] Esta solución permite mejorar el rendimiento del conjunto pasando del elemento de óptica de difracción que puede ser costoso y voluminoso.

[0037] El inconveniente de este tipo de arquitectura es la menor banda de paso de las redes MIM que puede resultar un obstáculo para el uso de este tipo de configuración en la transmisión de señales de frecuencia elevada.

[0038] La fibra de transporte también debe diseñarse de forma especial para transmitir la alta potencia modulada. De hecho, debe aprovecharse de una banda de paso específica. El uso de fibras microestructuradas permite sortear algunas limitaciones impuestas por las fibras clásicas.

[0039] La microestructura conlleva un grado de libertad suplementario y, por tanto, una mayor flexibilidad en el diseño de la fibra. En particular, estas nuevas fibras pueden permitir soportar potencias más intensas usando, por ejemplo, fibras de núcleo hueco, transmitir bandas de paso mayores para las señales moduladas (fibras de gradiente de índice muy alto) y optimizar el acoplamiento de la fibra con elementos externos (fibras de muy alta apertura numérica de tipo AIRCLAD).

[0040] A modo de ejemplo, la potencia eléctrica buscada en los medios en forma de antena puede ser de 100 o 200 vatios. La eficacia de la red de celdas fotovoltaicas es del orden del 50%. Por tanto, debe insolarse con una potencia óptica de 200 o 400 vatios. Sabiendo que las pérdidas del resto del sistema, es decir, en los medios de modulación, de la fibra y de la óptica de difracción, son del orden del 50%, la potencia óptica de la fuente láser puede ser, por ejemplo, del orden de 400 u 800 vatios.

[0041] Dicho sistema encuentra numerosas aplicaciones, en especial en los sistemas de antena para las arboladuras integradas o para la emisión de señales en inmersión para los submarinos.

[0042] Naturalmente pueden contemplarse otras realizaciones más.

Claims (9)

REIVINDICACIONES

1. Sistema de antena remota, del tipo que incluye medios de fibra óptica (1) de conexión de una fuente óptica (2) a medios que forman una antena de emisión de señales (3), que incluye:

medios (4; 6) de modulación del haz procedente de la fuente óptica (2) en función de las señales que serán emitidas por una parte por los medios que forman la antena (3) y por otra parte por los medios (5) de conversión optoeléctrica de alimentación de energía de los medios que forman la antena (3), comprendiendo los medios de conversión optoeléctrica una red de celdas fotovoltaicas adaptadas para convertir el haz modulado procedente de los medios de fibra óptica (1) en energía eléctrica de impulso de los medios que forman la antena (3), y caracterizado porque los medios de óptica de difracción (7) están interpuestos entre los medios de fibra (1) y la red de celdas fotovoltaicas (5) para adaptar el haz óptico en salida de fibra a la red de celdas y optimizar la tasa de iluminación de esta red.

2. Sistema de antena según la reivindicación 1, caracterizado porque los medios de modulación comprenden medios de modulación directa (4) de la fuente óptica (2).

3. Sistema de antena según la reivindicación 1, caracterizado porque los medios de modulación comprenden medios (6) de modulación del haz en salida de la fuente óptica (2).

4. Sistema de antena según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la fuente óptica (2) es una fuente láser.

5. Sistema de antena según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque los medios de fibra óptica (1) comprenden medios de fibra microestructurada.

6. Sistema de antena según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque los medios de fibra óptica (1) comprenden medios de fibra de gradiente de índice.

7. Sistema de antena según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque los medios de fibra óptica (1) comprenden medios de fibra de revestimiento de aire.

8. Sistema de antena según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque los medios de fibra óptica (1) comprenden medios de fibra de núcleo hueco.

9. Sistema de antena según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque los medios de fibra óptica (1) comprenden medios de fibra que presentan una sección no circular.