ES2938845T3 - Conjunto de antenas orientable electrónicamente - Google Patents
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Abstract
La presente invención se refiere a una antena de matriz en fase (10) con un diagrama de antena electrónicamente variable, en el que las señales de control para al menos dos elementos de antena en fase (13) se procesan para una transmisión de difusión y se transmiten a los elementos de antena en fase (13) a través de un medio inalámbrico o usando líneas de alimentación para el componente de señal útil de los elementos de antena en fase en una banda de frecuencia diferente de la banda de frecuencia de los componentes de señal útiles. Como resultado del uso del método de transmisión de difusión en una banda de frecuencia diferente, no hay necesidad de señales y líneas adicionales para la antena agrupada y se puede reducir la complejidad de la antena agrupada y se puede mejorar la flexibilidad y reconfigurabilidad. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)
Description
DESCRIPCIÓN
Conjunto de antenas orientable electrónicamente
La invención se refiere a un conjunto de antenas controlado por fase (también llamado en inglés phased-array-antenne) con un diagrama de radiación variable electrónicamente y un procedimiento para controlar electrónicamente el diagrama de radiación de dicho conjunto de antenas controlado por fase.
En un conjunto de antenas controlado por fase, la energía de radiación se agrupa organizando e interconectando elementos de antena individuales (radiadores individuales). Si los emisores individuales pueden controlarse de manera diferente, el diagrama de radiación de la antena puede orientarse electrónicamente. El agrupamiento es tanto más fuerte cuanto mayor es la extensión transversal de la antena. Con agrupaciones de antenas bidimensionales, el diagrama de radiación puede agruparse en las direcciones vertical y horizontal. El diagrama de radiación (también llamado diagrama direccional) puede verse influenciado asimétricamente por una desviación deliberada de la posición de fase.
Un conjunto de antenas de este tipo utiliza el desplazamiento de fase de los elementos de transmisión dispuestos en una matriz para lograr el agrupamiento a través de la interferencia. La energía de transmisión se impulsa en la dirección deseada, mientras que las direcciones no deseadas se cancelan por la interferencia destructiva.
Los elementos de antena individuales no requieren en este sentido ningún equipo de agrupamiento.
Si se configura una diferencia de fase diferente disponiendo, p.ej. el ángulo de fase después de los elementos exteriores y disponiéndolo antes de los elementos interiores, el agrupamiento de la antena global cambia, es decir, cambia la forma del diagrama de radiación. Para un diagrama de radiación muy estrecho se requiere una gran cantidad de elementos de antena, cuya diferencia de fase entre los radiadores se añade al borde del grupo de antenas. Por lo tanto, los desfasadores utilizados para el desplazamiento de fase deben lograr un desplazamiento de fase de casi 360° y este desplazamiento de fase debe realizarse de forma extremadamente rápida. En la práctica, se utilizan varios elementos de retardo, que se conectan a la línea de alimentación en pasos de 22,5° en el caso de un desfasador de 4 bits conmutado, por ejemplo, con una palabra de control de 16 bits. A este respecto, la palabra de control también puede contener información para el direccionamiento.
Los conjuntos de antenas lineales constan de filas que pueden controlarse juntas usando un desfasador. Los desfasadores pueden realizarse de una manera en sí conocida, también como elementos de retardo. Los conjuntos de antenas planas pueden constar de elementos individuales con un desfasador en cada caso por elemento. Los elementos se disponen como en una matriz, en donde la disposición plana de todos los elementos forma el conjunto de antenas completo.
Los conjuntos de antenas pueden alimentarse por línea, en cuyo caso la energía se guía a través de cables coaxiales, una guía de ondas u otras líneas de suministro de alta frecuencia (líneas de suministro HF) en serie o en paralelo a los elementos de la antena.
Como alternativa a esto, la alimentación también puede realizarse mediante un radiador central, es decir con energía ya irradiada. A este respecto, se trata entonces de conjuntos de antenas alimentados por radiación.
Además se hace una distinción adicional entre la alimentación en serie, en la que los elementos radiantes se suministran sucesivamente con potencia de transmisión y un desplazamiento de fase creciente a través de una línea de alimentación que se prolonga, y una alimentación en paralelo, en la que cada elemento radiante se suministra con una línea de alimentación de la misma longitud y, por lo tanto, en la misma fase. Por lo tanto, en el caso de alimentación en paralelo, la longitud de las líneas de suministro puede ignorarse al calcular el desplazamiento de fase.
Con los conjuntos de antena controlados por fase, las ondas electromagnéticas pueden agruparse y controlarse electrónicamente en una dirección específica. Tal radiación dirigida también se conoce como formación de haces. La formación de haces puede utilizarse para aumentar la distancia de la transmisión de datos inalámbrica o la aplicación de radar y reducir interferencias y la propagación multitrayecto. En el caso de las aplicaciones de radar, puede lograrse una resolución espacial de los ecos de radar mediante formación de haces.
Para poder lograr diagramas de radiación agrupados de la manera más precisa posible, los conjuntos de antenas controlados por fase se equipan preferentemente con una pluralidad (por ejemplo, 1024) de elementos de antena. Para configurar electrónicamente la dirección del haz, la fase y la amplitud normalmente pueden configurarse por separado para cada elemento de antena individual. Como ya se mencionó, para ello se guían señales de control digital normalmente a una pluralidad (por ejemplo, 1024) de circuitos de conmutación de desfasador. Esta distribución de la información de control digital requiere una pluralidad de líneas y, por lo tanto, un diseño complicado de un módulo de antena. Dado el caso, deben preverse planos metálicos adicionales para el suministro de las correspondientes señales digitales, lo que aumenta la complejidad de fabricación.
Los documentos US 5.821.901 y US 5.986.590 divulgan un conjunto de antenas controlado por fase en el que las señales de control se modulan en la misma frecuencia portadora que las señales útiles de radiofrecuencia (RF) que deben transmitirse. Esto conduce a una complejidad elevada de modulación y circuitos para asegurar una separación entre las señales útiles y las señales de control.
Los documentos US 6.002.365 y XP11003590 divulgan más conjuntos de antenas controlados por fase.
El documento US 2009/0256748 A1 describe un sistema de matriz controlado por fase con una pluralidad de elementos de matriz, un ordenador de control de haz; múltiples elementos de control de atenuación y fase para controlar la atenuación y la fase de la energía, y una red de alimentación para alimentar datos de atenuación y fase de alimentación. La red de alimentación comprende al menos una unidad de recepción esclava inalámbrica conectada con elementos de atenuación y control de fase correspondientes; y una unidad de transmisión inalámbrica maestra acoplada al ordenador de control de haz y en comunicación inalámbrica con la al menos una de la pluralidad de unidades de recepción esclavas inalámbricas para transmitir los datos de fase y atenuación a al menos uno de los elementos de control de atenuación y fase. La unidad de recepción esclava y la unidad de transmisión maestra son unidades Bluetooth y forman un sistema de comunicación de espectro ensanchado.
El objetivo de la presente invención es proporcionar un conjunto de antenas en fase y un procedimiento de control para un conjunto de antenas de este tipo, por medio del cual puede reducirse la complejidad de circuito para el suministro de la información de control.
De acuerdo con un primer aspecto de la presente invención, se propone un conjunto de antenas controlado por fase con un diagrama de radiación variable electrónicamente de acuerdo con la reivindicación 1.
El conjunto de antenas tiene al menos dos elementos de antena controlados por fase para transmitir o recibir componentes de señal útil con distintas posiciones de fase, a través de al menos dos elementos de control de fase; y al menos dos elementos de recepción asignados a los elementos de control de fase para recibir señales de control difundidas para los elementos de control de fase en una banda de frecuencia diferente de la banda de frecuencia de las componentes se señal útil, estando diseñados los elementos de recepción para detectar las señales de control difundidas en líneas de suministro para las componentes de señal útil de los elementos de antena controlados por fase.
En el campo técnico actual, una difusión también se denomina transmisión broadcast de acuerdo con el uso del idioma inglés más común en la actualidad. Ambos términos se emplean en la presente solicitud juntamente con el mismo significado.
De acuerdo con un segundo aspecto de la presente invención, se propone un dispositivo de control de acuerdo con la reivindicación 10 para controlar el conjunto de antenas controlado por fase.
El dispositivo de control tiene una interfaz para recibir señales de control para al menos dos elementos de antena controlados por fase, una unidad de procesamiento de señales para procesar las señales de control para una transmisión de difusión al conjunto de antenas controlado por fase y una unidad de transmisión para difundir las señales de control procesadas al conjunto de antenas controlado por fase en una banda de frecuencia diferente de la banda de frecuencia de componentes de señal útil del conjunto de antenas, en donde la unidad de transmisión está diseñada para difundir las señales de control procesadas a través de líneas de suministro para componentes de señal útil del conjunto de antenas controlado por fase.
De acuerdo con un tercer aspecto de la presente invención, se propone un procedimiento de acuerdo con la reivindicación 15 para controlar electrónicamente el diagrama de radiación de un conjunto de antenas controlado por fase.
El procedimiento comprende los pasos de recibir señales de control para al menos dos elementos de antena controlados por fase, procesar las señales de control para la transmisión por difusión a los elementos de antena controlados por fase; y difundir las señales de control procesadas a los elementos de antena controlados por fase utilizando líneas de suministro para componentes de señal útil de los elementos de antena controlados por fase, en una banda de frecuencia diferente de la banda de frecuencia de las componentes de señal útil. De acuerdo con los aspectos mencionados anteriormente de la presente invención, el suministro de las señales de control se realiza a través de un procedimiento de difusión o broadcasten una banda de frecuencia que difiere de la banda de frecuencia de las componentes de señal útil. De este modo, puede prescindirse de señales y líneas adicionales en el módulo de antena y la información de control puede detectarse y recibirse de manera sencilla. De acuerdo con la invención, la información de control digital se transmite a los circuitos de control de los elementos de antena a través de las líneas HF que están presentes de todos modos. La transmisión de datos a los elementos de antena del conjunto de antenas controlado por fase puede realizarse por lo tanto por cable utilizando el procedimiento de multiplexación por división de frecuencia, con el objetivo de minimizar el número de líneas de suministro a los elementos de antena y mejorar la flexibilidad y la capacidad de reconfiguración. Como resultado, puede minimizarse el número de planos metálicos para las líneas de control en el módulo de antena. Además, la influencia de las características de radiación (diagrama de
radiación) de los elementos de antena puede reducirse mediante líneas adicionales.
Para la transmisión de difusión de señales de radio, los elementos de recepción del conjunto de antenas controlado por fase pueden presentar sus propias antenas de recepción para la información de control. Correspondientemente, la unidad de transmisión del dispositivo de control puede presentar su propia antena para la transmisión por radio adicional de las señales de control procesadas.
En el caso de una transmisión de difusión óptica, los elementos de recepción del conjunto de antenas pueden presentar detectores ópticos, como por ejemplo fotodiodos o similares. En este caso, la unidad de transmisión del dispositivo de control puede estar diseñada para una transmisión óptica adicional de las señales de control procesadas, por ejemplo, por medio de un transmisor óptico.
En la transmisión de difusión de las señales de control de acuerdo con la invención con la utilización de las líneas de suministro existentes para las componentes de señal útil de los elementos de antena controlados por fase, los elementos de recepción del conjunto de antenas están diseñados para detectar las señales de control difundidas.
A este respecto, la unidad de procesamiento de señales del dispositivo de control puede estar diseñada para conmutar el conjunto de antenas mediante el suministro de una señal de control de configuración en un modo de configuración en el que las líneas de suministro para transmitir las señales de control procesadas se habilitan para evitar influencias mutuas entre las componentes de señal útil y las señales de control.
Preferentemente, la unidad de procesamiento de señales puede diseñarse para modular las señales de control procesadas a una frecuencia portadora utilizando un procedimiento de modulación por desplazamiento, difundiéndose las señales de control en multiplexación por división de frecuencia en una banda de frecuencia predeterminada.
El conjunto de antenas puede estar diseñado para cambiar a un modo de configuración en respuesta a la señal de control de configuración. Además, el conjunto de antenas puede estar diseñado para habilitar las líneas de suministro para las componentes de señal útil en el modo de configuración para la transmisión de las señales de control. En este caso, los elementos de recepción pueden entonces estar diseñados preferiblemente para llevar a cabo una recuperación de reloj utilizando las señales de control difundidas.
En el caso de una transmisión por difusión de las señales de control en el procedimiento de multiplexación por división de frecuencia, los elementos de recepción pueden diseñarse para detectar las señales de control difundidas a través de una operación de filtro en una banda de frecuencia predeterminada. La operación de filtrado puede ser preferentemente un filtrado de paso bajo.
De acuerdo con un perfeccionamiento ventajoso de la presente invención, los elementos de recepción del conjunto de antenas pueden estar diseñados como enrutadores para recibir y reenviar las señales de control en un modo de operación de difusión, multidifusión o unidifusión.
Las características y ventajas del conjunto de antenas de acuerdo con la invención se explican con más detalle a continuación en relación con la descripción de ejemplos de realización con referencia a las figuras adjuntas. Muestran:
Fig. 1 un diagrama de bloques esquemático de un sistema de conjunto de antenas de acuerdo con distintos ejemplos de realización de la presente invención;
Fig. 2 un elemento de conjunto de antenas con control de radio;
Fig. 3 un elemento de conjunto de antenas con control óptico; y
Fig. 4 un elemento de conjunto de antenas con extracción de señal de acuerdo con un ejemplo de realización de la presente invención.
Ahora sigue una descripción de elementos de realización basados en un conjunto de antena controlado por fase con información de control difundida para controlar circuitos de conmutación de desfasador en elementos de conjunto de antenas del conjunto de antenas.
La Fig. 1 muestra un diagrama de bloques esquemático de un sistema de conjunto de antenas con conjunto de antenas 10 controlado por fase y módulo de control 20 para la difusión de la información de control en una banda de frecuencia que difiere del rango de frecuencia de las componentes de señal útil del conjunto de antenas 10.
De acuerdo con la Fig. 1, el conjunto de antenas 10 controlado por fase presenta una pluralidad de elementos de conjunto de antenas 13 controlados por fase, con una etapa de salida HF 12 en cada caso con una parte receptora para recibir la información de control difundida y un desfasador que se controla en función de la información de control recibida. Los elementos de conjunto de antenas 13 se alimentan en paralelo a través de líneas de suministro HF 14 desde una unidad HF 16 para todo el módulo, en donde la señal útil que debe enviarse se suministra a través de una
entrada HF 18. En el proceso de recepción, las componentes de señal útil de los elementos de conjunto de antenas 13 individuales se combinan en la unidad HF 16 y se ponen a disposición a través de una salida de señal correspondiente, que puede corresponder a la entrada HF 18 mencionada anteriormente.
El módulo de control 20 presenta una entrada o una interfaz 28 para suministrar la información de control que debe difundirse para los desfasadores de los elementos de conjunto de antenas 13. La información de control suministrada se codifica en una unidad de procesamiento de señales 26 y se procesa para la transmisión por difusión por cable o inalámbrica. En el caso de la transmisión por difusión, que no se reivindica en este caso, la información de control procesada se suministra únicamente por radio a una antena 24 a través de la cual la información de control procesada se transmite luego a las partes de recepción de los elementos de conjunto de antenas 13 individuales. En el caso de una transmisión de por difusión puramente óptica, que no se reivindica en este caso, la información de control procesada se suministra a una unidad de transmisión 22 que presenta un convertidor electroóptico para emitir una señal óptica correspondiente. De acuerdo con la invención, la información de control procesada se suministra a un transmisor de HF para alimentar la información de control que debe difundirse a las líneas de suministro HF 14 de los elementos de conjunto de antenas 13 en una banda de frecuencia que difiere de la banda de frecuencia de las componentes de señal útil del conjunto de antenas 10. En este último caso, la información de control que debe difundirse puede suministrarse a través de la unidad HF 16 del módulo general al conjunto de antenas 10.
El sistema de conjunto de antenas que se muestra en la Fig. 1 puede presentar una combinación de todas las opciones de transmisión por difusión con una opción de conmutación o solo la opción de transmisión de difusión a través de las líneas de suministro HF 14. En el primer caso, se produce la ventaja de la redundancia en caso de una interferencia en la ruta de difusión de radiodifusión antes mencionada a través de las líneas de suministro HF.
La Fig. 2 muestra un diagrama de bloques esquemático más detallado de un elemento de conjunto de antenas 13 de la Fig. 1 para la opción de control por radio con una transmisión por difusión de la información de control por señal de radio. El elemento de conjunto de antenas controlado por fase de acuerdo con la Fig. 2 presenta un elemento de antena (radiador individual) 122 que se alimenta a través de una etapa de salida RF 124 con control de fase. El control de fase se realiza a este respecto a través de una unidad de control 128 con su propia antena de radio 126 para recibir la información de control difundida.
Así, la información de control difundida del módulo de control 20 de la Fig. 1 puede recibirse a través de la antena de radio 126 y emplearse mediante la unidad de control 128 para el control de la fase y/o de la amplitud de la componente de señal útil suministrada a través de la línea de suministro HF 14. A este respecto, la unidad de control 128 puede estar diseñada para recibir y extraer la información de control prevista para el elemento de antena 122 en cuestión (por ejemplo, en función de una información de dirección o selección contenida) y para generar y aplicar una palabra de control digital correspondiente a un desfasador digital presente en la etapa de salida HF 124. La unidad de control 128 con la antena de radio 126 también forma un elemento de recepción adicional, asignado al desfasador en la etapa de salida HF 124, para la información de control difundida.
Naturalmente, también son concebibles otras opciones de desfasador a través de líneas de suministro conmutadas con diferentes longitudes.
De acuerdo con el primer ejemplo de realización, una transmisión por radio puede tener lugar adicionalmente en una frecuencia diferente (por ejemplo, más alta) que la frecuencia de la señal útil para la transmisión de los datos de configuración e información con una antena 126 independiente. La transmisión entre el módulo de control 20 y el conjunto de antenas 10 puede ser una transmisión unidireccional de la información de control (por ejemplo, datos de selección y configuración). Sin embargo, también puede ser una transmisión bidireccional de la información de control en una dirección (al conjunto de antenas 10) y parámetros de recepción (como la potencia recibida (RSSI), datos de temperatura, datos de pruebas de estado, datos de calibración, etc.) en la dirección opuesta (al módulo de control 20). La retransmisión puede tener lugar en una frecuencia diferente a la transmisión directa. El suministro de reloj también puede cambiar dependiendo de la dirección de transmisión, pudiendo tener lugar un suministro de reloj permanente a través de un nivel de tensión continua y, por ejemplo, una conmutación a un suministro de reloj en el rango HF (por ejemplo, 60 gigahercios) si el módulo Hf 124 quisiera enviar información al módulo de control 20 de acuerdo con la Fig. 1.
La etapa de salida HF 124 también puede estar configurada como enrutador en relación con la unidad de control 128 y la antena de radio 126, de modo que los elementos de conjunto de antenas 13 individuales de la Fig. 1 se integren en una arquitectura de enrutador y puedan intercambiarse informaciones en un procedimiento de difusión, multidifusión o unidifusión. Esto permite una transmisión dirigida, flexible y más eficiente de la información de control a los elementos de conjunto de antenas 13 individuales.
Para aumentar la seguridad de la transmisión y reducir la susceptibilidad a las interferencias, la información de control también puede transmitirse con los datos de configuración en un procedimiento de multiplexación por división de código utilizando códigos de ensanchamiento.
Los perfeccionamientos ventajosos antes mencionados en relación con el diseño de la etapa de salida HF 124 y la
unidad de control 128, así como la transmisión de la información de control, también pueden aplicarse a los siguientes ejemplos de realización y se prescinde de mencionarlos repetidamente.
La Fig. 3 muestra un diagrama de bloques esquemático más detallado de un elemento de conjunto de antenas con control óptico basado en la información de control difundida de acuerdo con un segundo ejemplo de realización. En este sentido, el elemento de antena (radiador individual) 122 se alimenta a través de una etapa de salida HF 124, que recibe la información de control difundida a través de una unidad de control 129, en donde la unidad de control 129 presenta un fotodetector 127 (por ejemplo, un fotodiodo u otro elemento convertidor optoeléctrico) para recibir una señal óptica difundida por la unidad de transmisión 22 del módulo de control 20. El modo de funcionamiento inventivo de la etapa de salida HF 124 y del módulo de control 129 corresponde a este respecto al modo de funcionamiento de la etapa de salida HF 124 y del módulo de control 128 en la Fig. 2 descrito en relación con el primer ejemplo de realización. A diferencia de esto, la unidad de control 129 puede estar diseñada para someter la señal recibida desde el fotodetector 127 a una operación de conformación de señal para registrar la información de control digital difundida. La unidad de control 129 con el fotodetector 127 forma así un elemento de recepción asignado al desfasador en la etapa de salida HF 124 para la información de control difundida. Por supuesto, en el primer ejemplo de realización también puede estar previsto un procesamiento de señales correspondiente.
La figura 4 muestra un diagrama de bloques esquemático más detallado de un elemento de conjunto de antenas con extracción de señal de acuerdo con un ejemplo de realización de la invención.
En el ejemplo de realización, la información de control se transmite por difusión desde el módulo de control 20 de la Fig. 1 al conjunto de antenas controlado 10 a través de las líneas de suministro HF existentes 14 de acuerdo con la Fig. 1 de manera que la información de control en el elemento de conjunto de antenas se realiza mediante extracción de señales o detección en la línea de suministro HF 14 individual del elemento de grupo de antenas en cuestión. Para este propósito, la etapa de salida HF 124 del elemento de conjunto de antenas controlado se controla por una unidad de control 125 a la que se suministran las señales en la línea de suministro HF 14 y que está diseñada para extraer o detectar la información de control difundida desde las señales en la línea de suministro HF 14. A este respecto, la información de control para los distintos elementos de grupo 13 puede transmitirse como un flujo de datos en serie a través de las líneas de suministro HF 14. Como alternativa a esto, puede estar prevista una señal de control de configuración adicional, por medio de la cual el conjunto de antenas 10 puede conmutarse a un modo de configuración. Esto puede suceder de manera que el conjunto de antenas 10 habilite las líneas de suministro HF 14 en respuesta a la señal de control de configuración para la transmisión de la información de control difundida. Por ejemplo, la unidad HF 16 para todo el módulo puede estar diseñada para desconectar la entrada HF 18 en respuesta a la señal de control de configuración y para conectar directamente la señal de salida de la unidad de transmisión 22 del módulo de control 20 a las líneas de suministro HF 14.
La información de control difundida puede transmitirse a los elementos de conjunto de antenas 13 utilizando un procedimiento de modulación por desplazamiento como, por ejemplo, la modulación todo-nada (OOK por sus siglas en inglés) a través de las líneas de suministro HF 14, utilizando una frecuencia portadora que se desvía de la frecuencia portadora normal de la señal útil. A este respecto, puede realizarse una recuperación de reloj en las unidades de control 125 a partir de la señal de recepción modulada, por ejemplo, mediante una detección de potencia. La unidad de control 125 forma así un elemento de recepción asignado al desfasador en la etapa de salida HF 124 para la información de control difundida.
A este respecto las señales moduladas de la información de control difundida en la multiplexación de frecuencia se transmiten en la banda de frecuencia independiente a las líneas de suministro HF 14. Esta banda de frecuencia puede ser, por ejemplo, una banda de frecuencia de baja frecuencia que incluya tensión continua, pudiendo optimizarse ventajosamente el consumo de energía mediante una mayor impedancia a bajas frecuencias. La información de control difundida se transmite por tanto como señal de banda base y puede extraerse en la unidad de control 125 por medio de un filtro correspondiente (filtro de paso bajo).
Mediante dicha transmisión en multiplexación por división de frecuencia también puede eliminarse la conmutación descrita anteriormente, ya que puede implementarse la posibilidad de transmisión/recepción simultánea en el rango de frecuencia de señal útil y la configuración de los elementos de conjunto de antenas.
La transmisión de difusión de la información de control de acuerdo con los ejemplos de realización descritos anteriormente permite una reducción en el número de líneas físicas del conjunto de antenas y, por lo tanto, una reducción en la complejidad del hardware, lo que conduce a una mejora en el factor de forma de un módulo de chip correspondiente. El uso de una banda de frecuencia diferente para la transmisión de la información de control conduce a este respecto a una extracción simplificada de la información de control en las unidades de control respectivas de los elementos de antena. Cuando se utiliza la arquitectura de enrutador descrita anteriormente, también puede reducirse la actividad digital del sistema de antena, lo que mejora la compatibilidad electromagnética mediante la reducción de la interferencia con la configuración simultánea y el funcionamiento de HF del conjunto de antenas. También resultan ventajas similares en la transmisión óptica y la distribución por radio a través de antenas independientes.
También son concebibles variantes híbridas mediante la combinación de los ejemplos de realización mencionados anteriormente. Por ejemplo, la información puede transmitirse desde el módulo de control 20 al conjunto de antenas 10 un primer procedimiento de transmisión (por ejemplo, transmisión óptica o por radio) y con un segundo procedimiento de transmisión (a través de las líneas de suministro existentes) en la dirección inversa. El suministro de reloj también puede realizarse a través de un procedimiento de transmisión propio.
Como ya se mencionó, la transmisión por difusión descrita anteriormente de la información de control de los elementos de conjunto de antenas también puede aplicarse a conjuntos de antenas de recepción con características de recepción controlables (diagrama de radiación). Las etapas de salida HF 12 de la Fig. 1 pueden estar realizadas a este respecto como módulos transceptores HF que influyen en la fase y la amplitud de la señal tanto de transmisión como de recepción.
El sistema de conjunto de antenas de acuerdo con la Fig. 1 descrito anteriormente puede estar realizado como un sistema integrado, estando integrados tanto el módulo de control 20 como el conjunto de antenas 10 controlado en el mismo módulo de chip. Como alternativa a esto, el módulo de control 20 también puede estar realizado en un chip independiente o como un circuito independiente o como aparato independiente.
En resumen, la presente invención se explicó anteriormente utilizando ejemplos de realización que contienen un conjunto de antenas 10 controlado por fase con un diagrama de radiación variable electrónicamente, en donde se procesan señales de control para al menos dos elementos de antena 13 controlados por fase para una transmisión por difusión y se difunden a los elementos de antena 13 controlados por fase empleando líneas de suministro para componentes de señal útil de los elementos de antena controlados por fase en una banda de frecuencia diferente de la banda de frecuencia de las componentes de señal útil del conjunto de antenas 10. Al utilizar el procedimiento de transmisión por difusión en una banda de frecuencia diferente, no se requieren señales ni líneas adicionales para el conjunto de antenas, y puede reducirse la complejidad del conjunto de antenas y puede mejorarse la flexibilidad y capacidad de reconfiguración.
Claims (15)
1. Conjunto de antenas (10) controlado por fase con diagrama de radiación variable electrónicamente, con:
- al menos dos elementos de antena (13) controlados por fase para transmitir o recibir componentes de señal útil con diferentes posiciones de fase a través de al menos dos elementos de control de fase (12); y
- al menos dos elementos de recepción (126, 128; 127, 129; 125) asignados a los elementos de control de fase (12) para recibir señales de control difundidas para los elementos de control de fase (12) en una banda de frecuencia diferente de la banda de frecuencia de las componentes de señal útil, caracterizado por que
- los elementos de recepción (126, 128; 127, 129; 125) están diseñados para detectar las señales de control difundidas en líneas de suministro (14) para las componentes de señal útil de los elementos de antena (13) controlados por fase.
2. Conjunto de antenas según la reivindicación 1, en donde los elementos de recepción (126, 128) presentan además antenas de recepción (126) para recibir las señales difundidas como señales de radio y otros detectores ópticos (127) para recibir las señales difundidas como señales ópticas, y el conjunto de antenas presenta una opción de conmutación entre la difusión en líneas de suministro y la difusión como señales de radio y la difusión como señales ópticas.
3. Conjunto de antenas según la reivindicación 2, en donde los detectores ópticos presentan fotodiodos (127).
4. Conjunto de antenas según la reivindicación 1, en donde el conjunto de antenas (10) está diseñado para conmutar a un modo de configuración en respuesta a la recepción de una señal de control de configuración.
5. Conjunto de antenas según la reivindicación 4, en donde el conjunto de antenas (10) está diseñado para habilitar las líneas de suministro (14) para las componentes de señal útil en el modo de configuración para la transmisión de las señales de control.
6. Conjunto de antenas según una de las reivindicaciones anteriores, en donde los elementos de recepción (126, 128; 127, 129; 125) están diseñados para recibir las señales de control con información de control impresa según un procedimiento de modulación por desplazamiento, y para llevar a cabo una recuperación de reloj mediante señales de control difundidas recibidas.
7. Conjunto de antenas según una de las reivindicaciones anteriores, en donde los elementos de recepción (125) están diseñados para detectar las señales de control difundidas a través de una operación de filtrado en una banda de frecuencia predeterminada.
8. Conjunto de antenas según la reivindicación 7, en el que la operación de filtrado es un filtrado de paso bajo.
9. Conjunto de antenas según una de las reivindicaciones anteriores, en donde los elementos de recepción (126, 128; 127, 129; 125) están diseñados como enrutadores para recibir y reenviar las señales de control entre sí en un modo de funcionamiento de difusión, multidifusión o unidifusión.
10. Dispositivo de control (20) para controlar un conjunto de antenas (10) controlado por fase según una de las reivindicaciones anteriores con diagrama de radiación variable electrónicamente, con:
- una interfaz (28) para recibir señales de control para al menos dos elementos de antena (13) controlados por fase;
- una unidad de procesamiento de señales (26) para procesar las señales de control para una difusión al conjunto de antenas (10) controlado por fase; y
- una unidad de transmisión (22, 24) para difundir las señales de control procesadas al conjunto de antenas (10) controlado por fase en una banda de frecuencia diferente a la banda de frecuencia de componentes de señal útil del conjunto de antenas (10), en donde
- la unidad de transmisión (22) está diseñada para difundir las señales de control procesadas a través de líneas de alimentación (14) para componentes de señal útil del conjunto de antenas (10) controlado por fase.
11. Dispositivo de control según la reivindicación 10, en donde la unidad de procesamiento de señales (26) está diseñada para conmutar el conjunto de antenas (10) a un modo de configuración mediante el suministro de una señal de control de configuración, en el que las líneas de alimentación (14) se habilitan para la transmisión de las señales de control procesadas.
12. Dispositivo de control según la reivindicación 10 u 11, en donde la unidad de procesamiento de señales (26) está diseñada para modular las señales de control procesadas utilizando un procedimiento de modulación por desplazamiento en una frecuencia portadora de la banda de frecuencia diferente.
13. Dispositivo de control según una de las reivindicaciones 10 a 12, en donde la unidad de transmisión (22) está diseñada además para la transmisión óptica de la señal de control procesada, y en donde la unidad de transmisión
(22, 24) comprende además una antena (24) para la transmisión por radio de la señal de control procesada.
14. Sistema de conjunto de antenas con un conjunto de antenas (10) controlado por fase según la reivindicación 1 y un dispositivo de control (20) según la reivindicación 10 para controlar el conjunto de antenas (10).
15. Procedimiento para el control electrónico del diagrama de radiación de un conjunto de antenas (10) controlado por fase según una de las reivindicaciones 1 a 9, con los pasos de:
- recibir señales de control para al menos dos elementos de antena (13) controlados por fase;
- procesar las señales de control para una difusión a los elementos de antena (13) controlados por fase; y - difundir las señales de control procesadas a los elementos de antena (13) controlados por fase utilizando líneas de suministro (14) para componentes de señal útil de los elementos de antena (13) controlados por fase, en una banda de frecuencia que se desvía de la banda de frecuencia de las componentes de señal útil.
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