ES2945992T3 - Antena elemental con dispositivo radiante plano - Google Patents

Abstract

La invención se refiere a una antena elemental que comprende un dispositivo radiante plano (10) que comprende un elemento radiante sustancialmente plano (11) que tiene un centro (C), el plano que contiene el elemento radiante (11) está definido por una primera línea recta (D1) pasando por el centro (C) y una segunda recta (D2) perpendicular a la primera recta (D1) y pasando por el centro (C), comprendiendo dicho elemento radiante (11) una pluralidad de pares de puntos de excitación dispuestos en al menos un primer cuádruple de puntos de excitación situados a una distancia de la primera recta (D1) y de la segunda recta (D2), que comprende un primer par de puntos de excitación (1+, 1-) dispuestos sustancialmente de forma simétrica con respecto a dicha primera línea recta (D1) y un segundo par de puntos de excitación (2+,2) dispuesta sustancialmente de forma simétrica con respecto a dicha segunda línea recta (D2), comprendiendo la antena elemental una pluralidad de circuitos de procesamiento que pueden suministrar señales diferenciales de excitación para excitar los puntos de excitación y/o conformar señales emitidas desde los puntos de excitación, cada par de los puntos de excitación están acoplados a un circuito de procesamiento de manera que el circuito de procesamiento excita el par de puntos de excitación de manera diferencial y/o procesa señales diferenciales emitidas desde el par de puntos.estando acoplado cada par de puntos de excitación a un circuito de procesamiento de manera que el circuito de procesamiento excita el par de puntos de excitación de manera diferencial y/o procesa señales diferenciales emitidas desde el par de puntos.estando acoplado cada par de puntos de excitación a un circuito de procesamiento de manera que el circuito de procesamiento excita el par de puntos de excitación de manera diferencial y/o procesa señales diferenciales emitidas desde el par de puntos. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Antena elemental con dispositivo radiante plano

La presente invención se refiere al campo de los conjuntos de antenas y, en particular, a las antenas activas. Se aplica en particular a los radares, los sistemas de guerra electrónica (como los detectores de radar y los inhibidores de radar) y los sistemas de comunicación u otros sistemas multifuncionales.

Un conjunto de antenas comprende una pluralidad de antenas que pueden ser de tipo plano, es decir, de tipo circuito impreso, a menudo denominadas antenas de parche. La tecnología de antenas planas permite obtener antenas delgadas y direccionales grabando patrones metálicos sobre una capa dieléctrica con un plano de tierra metálico en la parte posterior. Esta tecnología da lugar a antenas direccionales de barrido electrónico muy compactas, más sencillas de construir y, por tanto, menos costosas que las antenas de tipo Vivaldi.

Una antena activa comprende típicamente un conjunto de antenas elementales cada una de las cuales comprende un elemento radiante sustancialmente plano acoplado a un módulo de transmisión/recepción (o T/R circuit por “transmit/receive reception circuit” en inglés). En la transmisión, el módulo de transmisión/recepción adapta la fase y amplifica una señal de excitación recibida de una electrónica centralizada de generación de señales y aplica esta señal de excitación al elemento radiante. En recepción, el módulo de transmisión/recepción amplifica una señal de recepción de bajo nivel recibida por el elemento radiante, adapta su fase y la transmite a un circuito de concentración que la transmite a un circuito de adquisición centralizado.

En las aplicaciones de radar, en particular, es necesario trabajar con potencias elevadas.

Sin embargo, las potencias accesibles están limitadas por las propiedades de las tecnologías utilizadas para producir los elementos radiantes. En particular, las tecnologías MMIC (por “Monolithic Microwave Integrated Circuit” en inglés o circuito integrado monolítico de microondas) utilizadas convencionalmente se caracterizan por unas potencias máximas limitadas más allá de las cuales es deseable poder trabajar para las aplicaciones antes mencionadas.

Se conoce una solicitud de patente US 2006/007044 A1 que divulga una antena elemental que comprende un dispositivo radiante plano que comprende un cuádruplo de puntos formado por dos pares de puntos de excitación dispuestos ortogonalmente. Otras antenas elementales planas con pares de puntos de excitación se divulgan en los documentos US 2014/176369 A1, US 2012/188917 A1 y US 2005/206568 A1.

Uno de los objetivos de la invención es superar este problema.

A tal fin, es objeto de la invención proporcionar una antena elemental que comprende un dispositivo radiante plano que comprende un elemento radiante sustancialmente plano que tiene un centro, estando definido el plano que contiene el elemento radiante por una primera línea recta que pasa por el centro y una segunda línea recta perpendicular a la primera línea recta y que pasa por el centro, comprendiendo dicho elemento radiante una pluralidad de pares de puntos de excitación dispuestos en al menos un primer cuádruplo de puntos de excitación, situados a una distancia de la primera línea recta y de la segunda línea recta, que comprende un primer par de puntos de excitación dispuestos de forma sustancialmente simétrica con respecto a dicha primera recta y un segundo par de puntos de excitación dispuestos de forma sustancialmente simétrica con respecto a dicha segunda recta, comprendiendo la antena elemental una pluralidad de circuitos de procesamiento adaptados para proporcionar señales de excitación diferenciales para excitar los puntos de excitación y/o adaptados para conformar las señales procedentes de los puntos de excitación, estando cada par de puntos de excitación acoplado a un circuito de procesamiento tal que el circuito de procesamiento está adaptado para excitar diferencialmente el par de puntos de excitación y/o para procesar señales diferenciales procedentes del par de puntos.

Según la invención, el elemento radiante comprende un segundo cuádruplo de puntos de excitación situados a una distancia de la primera línea recta y de la segunda línea recta que comprende:

• un tercer par de puntos de excitación dispuestos de forma sustancialmente simétrica con respecto a dicha primera línea recta, estando los puntos del tercer par de puntos dispuestos al otro lado de la segunda línea recta con respecto al primer par de puntos de excitación,

• un cuarto par de puntos de excitación dispuestos de forma sustancialmente simétrica con respecto a dicha segunda recta, estando los puntos del cuarto par de puntos dispuestos al otro lado de la primera recta con respecto al segundo par de puntos de excitación.

En realizaciones particulares, la antena elemental según la invención comprende una o más de las siguientes características, tomadas solas o en cualquier combinación técnicamente posible:

• la antena elemental comprende medios de desplazamiento de fase de transmisión para introducir un primer desplazamiento de fase de transmisión entre una primera señal de excitación aplicada al primer par de puntos de excitación y una segunda señal de excitación aplicada al segundo par de puntos de excitación y/o medios de desplazamiento de fase de recepción para introducir un primer desplazamiento de fase de recepción entre una primera señal de recepción procedente del primer par de puntos de excitación y una segunda señal de recepción procedente del segundo par de puntos de excitación,

• los puntos de excitación del primer cuádruplo de puntos de excitación están dispuestos de tal manera que la impedancia del dispositivo radiante medida entre los puntos de cada par de puntos de excitación del primer cuádruplo de puntos es la misma,

• los puntos de excitación del primer par de puntos están situados en el mismo lado de una tercera recta en el plano que contiene el elemento radiante, la tercera recta pasa por el centro y es bisectriz de las rectas primera y segunda,

• el elemento radiante tiene una forma sustancialmente rectangular, siendo la primera y la segunda línea recta paralelas a los lados del rectángulo,

• los puntos de excitación del segundo cuádruplo de puntos de excitación están dispuestos de tal manera que la impedancia del dispositivo radiante medida entre los puntos de cada par de puntos de excitación del segundo cuádruplo de puntos es la misma,

• el tercer par es simétrico al primer par con respecto a la segunda línea recta y en el que el cuarto par es simétrico al segundo par con respecto a la primera línea recta,

• la antena elemental comprende medios de desplazamiento de fase de transmisión para introducir un primer desplazamiento de fase de transmisión entre una primera señal de excitación aplicada al primer par de puntos de excitación y una segunda señal de excitación aplicada al segundo par de puntos de excitación y un segundo desplazamiento de fase de transmisión, que puede ser diferente del primer desplazamiento de fase de transmisión entre una tercera señal de excitación aplicada al tercer par de puntos de excitación y una cuarta señal de excitación aplicada al cuarto par de puntos de excitación y/o medios de desplazamiento de fase de recepción para introducir un primer desplazamiento de fase de recepción entre una primera señal de recepción procedente del primer par de puntos de excitación y una segunda señal de recepción procedente del segundo par de puntos de excitación y un segundo desplazamiento de fase de recepción que puede ser diferente del primer desplazamiento de fase de recepción, entre una tercera señal de recepción aplicada al tercer par de puntos de excitación y una cuarta señal de recepción aplicada al cuarto par de puntos de excitación,

• cada par de puntos de excitación está acoplado a un canal de transmisión configurado para excitar diferencialmente el par de puntos de excitación, estando los canales de transmisión acoplados al primer cuádruplo de puntos adaptados para excitar el primer cuádruplo de puntos mediante señales de una frecuencia distinta de una frecuencia a la que los canales de transmisión acoplados al segundo cuádruplo de puntos están adaptados para excitar el segundo cuádruplo de puntos.

La invención también se refiere a una antena que comprende una pluralidad de antenas elementales según la invención, en la que los elementos radiantes forman un conjunto de elementos radiantes.

Ventajosamente, la antena comprende medios de desplazamiento de fase de apuntamiento de transmisión para introducir primeros desplazamientos de fase de transmisión globales entre las señales de excitación aplicadas a los primeros cuádruplos de puntos de las antenas elementales respectivas y segundos desplazamientos de fase de transmisión globales entre las señales de excitación aplicadas a los segundos cuádruplos de puntos de las antenas elementales respectivas, en los que los desplazamientos de fase de transmisión globales primero y segundo pueden ser diferentes, y/o que comprenden medios de desplazamiento de fase de apuntamiento de recepción para introducir primeros desplazamientos de fase de recepción globales entre las señales de excitación aplicadas a los primeros cuádruplos de puntos de las antenas elementales respectivas y segundos desplazamientos de fase de recepción globales entre las señales de excitación aplicadas a los segundos cuádruplos de puntos de las antenas elementales respectivas, en los que el primer y el segundo desplazamientos de fase de recepción globales pueden ser diferentes.

Otras características y ventajas de la invención se pondrán de manifiesto a partir de la siguiente descripción detallada, que se da a modo de ejemplo no limitativo y con referencia a los dibujos adjuntos en los que:

• la figura 1 muestra esquemáticamente una antena elemental según una primera realización de la invención, • la figura 2 muestra una vista lateral de una antena elemental,

• la figura 3 muestra una tabla en la que se enumeran las diferentes polarizaciones que pueden obtenerse mediante el sistema de la figura 1,

• la figura 4 muestra esquemáticamente una antena elemental según una segunda realización de la invención,

• la figura 5 muestra esquemáticamente una antena elemental no reivindicada,

• la figura 6 muestra esquemáticamente las polarizaciones que pueden obtenerse mediante el sistema de la figura 5.

De una figura a otra, los mismos elementos están marcados por las mismas referencias.

En la Figura 1, se muestra una antena elemental 1 según una primera realización de la invención.

La antena elemental comprende un dispositivo radiante plano 10, mostrado en la figura 1, que comprende un elemento radiante 11 sustancialmente plano, que se extiende sustancialmente en el plano de la lámina, que comprende un centro C. El dispositivo radiante plano es una antena plana más conocida como antena de parche. La invención también se refiere a una antena que comprende una pluralidad de antenas elementales según la invención. La antena puede ser de tipo red. Los elementos radiantes 11 o dispositivos radiantes planos 10 de las antenas elementales forman un conjunto de elementos radiantes. La antena es ventajosamente una antena activa. El dispositivo radiante plano 10 forma una pila como se muestra en la Figura 2. Comprende un elemento radiante 11 sustancialmente plano dispuesto por encima de una capa que forma el plano de tierra 12, estando previsto un hueco entre el elemento radiante 11 y el plano de tierra 12. Este espacio comprende, por ejemplo, una capa eléctricamente aislante 13, por ejemplo de un material dieléctrico. Preferentemente, el elemento radiante 11 es una placa de material conductor. Alternativamente, el elemento radiante 11 comprende varias placas metálicas apiladas. Suele tener forma cuadrada. Alternativamente, el elemento radiante tiene otra forma, por ejemplo, una forma de disco u otra forma de paralelogramo, como un rectángulo o un rombo. Independientemente de la geometría del elemento radiante 11, se puede definir un centro C.

La antena comprende líneas de alimentación 51a, 51b, 52a, 52b, 53a, 53b, 54a y 54b acopladas al elemento radiante 11 en los puntos de excitación 1+, 1-, 2+, 2-, 3+, 3-, 4+ y 4- incluidos en el elemento radiante 11. Este acoplamiento permite excitar el elemento radiante 11.

El acoplamiento se realiza, por ejemplo, mediante el acoplamiento electromagnético por ranuras. El dispositivo radiante plano 10 comprende entonces un plano de alimentación 16 visible en la figura 2 que lleva los extremos de las líneas de alimentación 51a, 51b, 52a, 52b, 53a, 53b, 54a y 54b. Estando el plano 16 ventajosamente separado del plano de tierra 12 por una capa de material aislante 17, por ejemplo un dieléctrico. El dispositivo radiante plano 10 también tiene varias ranuras. Cada ranura se realiza en la capa del plano de tierra. Un extremo de cada línea 51a, 51b, 52a, 52b, 53a, 53b, 54a, 54b está dispuesto para solapar una ranura correspondiente desde abajo, con el elemento radiante 11 situado por encima de la capa de plano de tierra 12. El punto de excitación 1+, 1-, 2+, 2-, 3+, 3­ , 4+, o 4- se sitúa entonces en la ranura y en el extremo correspondiente. En la figura 1, las proyecciones de las ranuras se muestran como líneas discontinuas y cada una tiene forma rectangular. Estas proyecciones no figuran en las demás cifras para mayor claridad. Cada ranura está diseñada para un par de puntos de excitación. Alternativamente, el dispositivo comprende una ranura por punto de excitación. Las ranuras no tienen por qué ser rectangulares, se pueden considerar otras formas.

Alternativamente, el acoplamiento se realiza conectando eléctricamente el extremo de la línea a un punto de excitación del elemento radiante. Por ejemplo, en el extremo de la línea de alimentación, la corriente de excitación fluye hacia el elemento radiante a través del material aislante, por ejemplo mediante una vía metalizada para conectar el extremo de la línea a una clavija situada en la parte posterior del elemento radiante a la derecha del punto a excitar. El acoplamiento puede realizarse en el plano del elemento radiante plano, o "parche", atacándolo directamente con una línea impresa o “microstrip” conectada al borde del elemento radiante. El punto de excitación se sitúa entonces al final de la línea de alimentación. La excitación también se puede lograr mediante el acoplamiento de proximidad a una línea “microstrip” impresa a un nivel entre el “parche” y la capa de plano de tierra. El acoplamiento puede realizarse de la misma forma o de forma diferente para los distintos puntos de excitación. Según la invención, para optimizar la potencia, los puntos de excitación se dividen. En el ejemplo de la figura 1, el elemento radiante 11 tiene cuatro pares de puntos de excitación 1+, 1-; 2+, 2-; 3+ y 3- y 4+, 4-.

El plano del elemento radiante 11 está definido por dos direcciones ortogonales. Estas dos direcciones son la primera línea recta D1 y la segunda línea recta D2. Cada una de estas direcciones ortogonales pasa por el centro C. Según la invención, el elemento radiante 11 comprende un primer cuádruplo de puntos de excitación que están todos situados a una distancia de las rectas D1 y D2, es decir, que están todos espaciados de dichas rectas D1 y D2, comprendiendo dicho primer cuádruplo de puntos:

• un primer par de puntos de excitación 1+, 1- consistente en un punto de excitación 1+ y un punto de excitación 1- dispuestos de forma sustancialmente simétrica con respecto a la primera línea recta D1, • un segundo par de puntos de excitación 2+, 2- consistente en un punto de excitación 2+ y un punto de excitación 2- sustancialmente simétricos entre sí con respecto a la segunda línea recta D2.

El elemento radiante 11 comprende un segundo cuádruplo de puntos de excitación que están todos situados a una distancia de las líneas rectas D1 y D2, comprendiendo el segundo cuádruplo de puntos:

• un tercer par de puntos de excitación 3+, 3- formado por un punto de excitación 3+ y un punto de excitación 3- dispuestos de forma sustancialmente simétrica con respecto a la primera recta D1, estando los puntos de excitación 3+ y 3- del tercer par de puntos dispuestos al otro lado de la segunda recta D2 con respecto al primer par de puntos de excitación 1+, 1-,

• un cuarto par de puntos de excitación 4+, 4- que comprende un punto de excitación 4+ y un punto de excitación 4- dispuestos de forma sustancialmente simétrica con respecto a la segunda línea recta D2, estando los puntos de excitación 4+ y 4- del cuarto par de puntos dispuestos al otro lado de la primera línea recta D1 con respecto al segundo par de puntos de excitación 2+, 2-.

En otras palabras, los puntos de cada par ocupan posiciones sustancialmente simétricas entre sí con respecto a D1 o D2. En otras palabras, los puntos de cada par son sustancialmente simétricos entre sí por simetría ortogonal del eje D1 o D2.

Los puntos de excitación de cada uno de los dos cuartetos de puntos son distintos. En otras palabras, los dos cuartetos de puntos no tienen ningún punto de excitación en común. Los distintos pares no tienen puntos de excitación comunes.

Los puntos de excitación de cada par de puntos de excitación están dispuestos de manera que puedan excitarse diferencialmente, es decir, con dos señales opuestas. Para ello, los puntos de un mismo par de puntos de excitación se disponen de forma que tengan impedancias idénticas medidas con respecto a tierra.

Así, en los ejemplos no limitativos de las figuras, siendo las rectas D1 y D2 paralelas a los lados respectivos del cuadrado formado por el plano del elemento radiante 11, las distancias que separan los puntos de cada par son idénticas.

La antena elemental 1 también comprende un módulo de transmisión y recepción 20, como se ilustra en particular en la figura 1. El módulo emisor/receptor 20 de la figura 1 comprende cuatro circuitos electrónicos emisores/receptores 21 a 24.

Los circuitos 21 a 24 están dispuestos entre, por una parte, los circuitos de generación de señales de microondas y/o los circuitos centralizados de adquisición y procesamiento y, por otra parte, las líneas de alimentación.

Cada par de puntos de excitación 1+, 1-; 2+, 2-; 3+, 3- y 4+, 4- está acoplado a su circuito de excitación 21, 22, 23 o respectivamente 24 por medio de una línea de transmisión que comprende dos líneas de alimentación 51a, 51b; 52a, 52b, 53a, 53b o respectivamente 54a, 54b cada una de las cuales comprende un extremo acoplado a uno de los puntos de excitación 1+ o 1-; 2+ o 2-; 3+ o 3- y 4+ o 4- que componen el par. Cada línea de transmisión transporta una señal diferencial desde/hasta el circuito asociado.

Cada circuito 21, 22, 23 o 24 está acoplado a un par de puntos de excitación para poder aplicar una señal de excitación diferencial a uno del par de puntos de excitación y adquirir señales de recepción diferenciales del par de puntos de excitación a través de la línea. Ventajosamente, cada circuito está configurado para aplicar una señal de excitación diferencial a los respectivos pares de puntos de excitación.

En los ejemplos no limitativos de las figuras, los cuatro circuitos de transmisión/recepción 21 a 24 son idénticos. Los circuitos de transmisión/recepción 21 a 24 se realizan ventajosamente en tecnología MMIC. Se utiliza preferentemente la tecnología SiGe (Silicio Germanio), pero también podría utilizarse la tecnología GaAs (Arseniuro de Galio) o GaN (Nitruro de Galio). Ventajosamente, pero no de forma restrictiva, como se ilustra en la Figura 1, los circuitos de transmisión/recepción de una antena elemental única se implementan en un único sustrato para constituir un único circuito 20. Esta variante ocupa poco espacio, lo que facilita la integración del circuito 20 en la parte trasera del dispositivo radiante plano 10.

Cada circuito de transmisión/recepción 21, 22, 23 y respectivamente 24 comprende, en el ejemplo de la figura 1, un canal de transmisión 110 acoplado a un par de puntos de excitación y destinado a suministrar señales de excitación destinadas a excitar el par de puntos de excitación y un canal de recepción 120 adaptado para conformar la señal de recepción procedente del par de puntos de excitación. Cada una de estas cadenas está acoplada a un par de puntos por medio de uno de los pares de líneas de alimentación 51a, 51b; 52a, 52b; 53a, 53b y 54a, 54b respectivamente a través de un interruptor 121a, 121b, 121c y 121d respectivamente. Las líneas de alimentación están formadas por conductores, es decir, pistas.

Las pistas son, por ejemplo, pistas sintonizadas en frecuencia.

Cada circuito puede ser un circuito de transmisión y/o un circuito de recepción. Puede incluir un canal de transmisión y/o un canal de recepción.

Cada canal está diseñado para tener un rendimiento óptimo cuando se carga (en la salida para el canal de transmisión o en la entrada para el canal de recepción) con una impedancia óptima bien definida; tiene un rendimiento degradado cuando se carga con una impedancia diferente de su valor óptimo. Ventajosamente, los puntos están colocados y acoplados al dispositivo radiante de tal manera que para cada circuito 21 a 24, el canal de transmisión 110 y/o el canal de recepción 120 están cargados a su impedancia óptima.

La impedancia óptima de entrada o de salida de un canal es sustancialmente la impedancia óptima de entrada del amplificador de entrada de ese canal o la impedancia óptima de salida del amplificador de salida de ese canal respectivamente.

Ventajosamente, la impedancia cargada en un circuito 21, 22, 23 o 24 es la impedancia de la cadena formada por cada línea de alimentación que conecta el dispositivo radiante al circuito 21, 22, 23 o 24 y por el dispositivo radiante entre estas líneas. Por lo tanto, la solución propuesta permite optimizar el consumo de energía, en modo de transmisión, y/o mejorar el factor de ruido, en modo de recepción. Esto evita tener que hacer concesiones en la adaptación de impedancias, que puede ser costosa en términos de rendimiento, o la necesidad de un transformador de impedancias para al menos uno de los canales.

Ventajosamente, pero no necesariamente, los puntos están colocados y acoplados al dispositivo radiante de tal manera que la impedancia del dispositivo radiante 10 medida entre dos puntos de un par de puntos de excitación, denominada impedancia diferencial, es sustancialmente la conjugada de una impedancia del circuito de transmisión/recepción 21, 22, 23 o 24 del lado del dispositivo radiante, es decir, sustancialmente la conjugada de una impedancia de salida de un canal de transmisión y/o una impedancia de entrada de un canal de recepción del circuito de transmisión/recepción 21, 22, 23 o 24 acoplado al par de puntos. Los canales de transmisión y recepción se describirán más adelante.

La impedancia de salida de un canal de transmisión es sustancialmente una impedancia de salida de un amplificador de salida del canal. La impedancia de salida de un canal de recepción es sustancialmente una impedancia de entrada de un amplificador de entrada del canal.

La posibilidad de ajustar la impedancia de esta manera evita el uso de componentes para igualar, por transformación de impedancia, la impedancia entre los circuitos de transmisión/recepción 21 a 24 y el dispositivo radiante 10. Este ahorro de componentes ayuda a mejorar la eficiencia energética del dispositivo de transmisión y/o recepción, ya que toda la potencia de salida de un canal de transmisión y/o recepción se aplica al medio radiante. Además, la adaptación de la impedancia del dispositivo radiante a la del circuito de excitación permite limitar las corrientes y potencias máximas que se pueden generar. Alternativamente, se proporciona un dispositivo de transformación de impedancia entre el dispositivo radiante 10 y el circuito de transmisión/recepción 20 para adaptar la impedancia del dispositivo radiante entre los dos puntos del par de puntos a la impedancia de salida del canal de transmisión y/o la impedancia de salida del canal de recepción. Sin embargo, la posibilidad de ajustar la impedancia de los puntos facilita la adaptación de impedancias.

Ventajosamente, los puntos de excitación de los respectivos pares 1+ y 1- o 2+ y 2- o 3+ y 3- o 4+ y 4- están dispuestos de tal manera que la impedancia del dispositivo radiante 10 presentada a un circuito de transmisión/recepción 21 a 24 entre los puntos de excitación del par de puntos de excitación acoplados al circuito de transmisión/recepción es la misma para todos los pares de puntos de excitación.

Esta impedancia es por ejemplo, pero no limitada a, 50 ohmios. Esta impedancia puede ser diferente de 50 ohmios y puede depender de la tecnología y la clase de amplificadores utilizados en los circuitos transmisor/receptor.

Los puntos de ambos cuádruplos de puntos tienen la misma impedancia. A tal fin, en el ejemplo de las figuras, los pares primero y tercero de cada conjunto son simétricos entre sí con respecto a la línea recta D2 y los pares segundo y cuarto de cada conjunto son simétricos entre sí con respecto a la línea recta D1. De este modo, los puntos de excitación de cada par de puntos están situados ventajosamente a una distancia sustancialmente igual D del centro C y los puntos de los pares de puntos están todos separados por la misma distancia. Alternativamente, las impedancias del dispositivo radiante entre los respectivos pares de puntos no son todas idénticas. Por ejemplo, en una realización, los puntos están dispuestos de tal manera que las impedancias formadas por el dispositivo radiante entre los pares de puntos 1+; 1- y 2+, 2- son iguales y de tal manera que las impedancias formadas por el dispositivo radiante entre los pares de puntos de excitación 3+, 3- y 4+, 4- son iguales pero diferentes de las formadas entre los puntos 1+; 1- y 2+, 2-. Para ello, los puntos 1+, 1-; 2+, 2- están por ejemplo a la misma distancia del centro diferente de otra distancia que separa los puntos 3+, 3- y 4+, 4- del centro C.

En la realización de la Figura 1, en la transmisión, una señal de excitación SE aplicada por la electrónica de generación de señales de microondas a la entrada del circuito 20 se divide en cuatro señales de excitación elementales aplicadas a la entrada de los canales de transmisión 110 de los respectivos circuitos de transmisión/recepción 21 a 24. Las cuatro señales de excitación elementales son idénticas dentro de las fases relativas y posiblemente de las amplitudes. El módulo 20 comprende un divisor 122 para dividir la señal de excitación común SE en dos señales de excitación, que pueden ser asimétricas o simétricas (es decir, diferenciales o equilibradas), inyectadas respectivamente a la entrada de los respectivos desfasadores de transmisión 25, 26. Cada desfasador 25, 26 proporciona una señal diferencial o asimétrica. La señal que sale del primer desfasador de transmisión 25 se inyecta en la entrada del canal de transmisión 110 del primer circuito 21 y en la entrada del canal de transmisión 110 del tercer circuito 23. La señal que sale del segundo desfasador de transmisión 26 se inyecta en la entrada del canal de transmisión 110 del segundo circuito 22 y en la entrada del canal de transmisión 110 del cuarto circuito 24.

Los canales de transmisión incluyen al menos un amplificador 114 para amplificar la señal de excitación SE. Los canales de transmisión incluyen, por ejemplo, un amplificador de alta potencia en aplicaciones de radar y guerra electrónica.

Cada canal de transmisión 110 proporciona una señal diferencial. Estas señales se aplican a los respectivos pares de líneas 51a y 51b, 52a y 52b, 53a y 53b, 54a y 54b para excitar los respectivos pares de puntos de excitación. Esto permite la excitación diferencial de los respectivos pares de puntos de excitación. Los puntos del mismo par se excitan entonces mediante señales opuestas.

Los respectivos canales de transmisión 110 están acoplados ventajosamente a los respectivos puntos de excitación, de modo que las ondas elementales excitadas por el primer circuito 21 y el tercer circuito 23 estén polarizadas en el mismo sentido, y de modo que las ondas elementales excitadas por el segundo circuito 22 y el cuarto circuito 24 estén polarizadas en el mismo sentido. En otras palabras, los campos eléctricos de las señales de excitación aplicadas al primer y tercer par de puntos de excitación 1 , 1-, 3+, 3- tienen el mismo sentido. Así, estos dos pares de puntos permiten emitir la misma señal que desde dos puntos excitados asimétricamente. La potencia que debe suministrar el amplificador 114 se divide por dos y la corriente que debe suministrar este amplificador se divide por la raíz cuadrada de dos. Por tanto, las pérdidas óhmicas son menores y es más fácil fabricar dos amplificadores de menor potencia que un amplificador que suministre toda la potencia. Del mismo modo, los campos eléctricos de las señales de excitación aplicadas al segundo y cuarto par de puntos de excitación 2+, 2-, 4+, 4-ventajosamente tienen el mismo sentido.

El módulo de transmisión/recepción 20 comprende medios de desplazamiento de fase de transmisión 25, 26 que comprenden al menos un desfasador que permite introducir un primer desplazamiento de fase, denominado primer desplazamiento de fase de transmisión, entre la señal aplicada al primer par 1+, 1- y la señal aplicada al segundo par 2+, 2- e introducir este mismo primer desplazamiento de fase de transmisión entre la señal aplicada al par 3+, 3-y la señal aplicada al par 4+, 4. Las señales elementales de excitación inyectadas a la entrada del canal de transmisión 110 del primer circuito 21 y del circuito 23 están en fase. Las señales elementales de excitación inyectadas a la entrada del canal de transmisión 110 del segundo circuito 22 y del cuarto circuito 24 están en fase. Ventajosamente, el primer desplazamiento de fase de transmisión es ajustable. Ventajosamente, el conjunto de antenas comprende un dispositivo de ajuste 35 para ajustar el primer desplazamiento de fase de transmisión a fin de introducir un primer desplazamiento de fase de transmisión predeterminado.

Cada par de puntos de excitación genera una onda elemental. Con el primer desplazamiento de fase en la transmisión, las ondas elementales emitidas por los pares 1+, 1- y 3+, 3- están desfasadas con respecto a las ondas elementales emitidas por los pares 2+, 2- y 4+, 4-. Al recombinar las ondas elementales en el aire, obtenemos una onda total cuya polarización puede variarse variando el primer desplazamiento de fase en emisión. En la tabla de la figura 3 se dan ejemplos de las fases relativas entre las señales de emisión inyectadas en las líneas acopladas en los respectivos puntos de acoplamiento, junto con las polarizaciones resultantes. La polarización vertical es la polarización en el eje z que se muestra en la figura 1. Dos puntos excitados en oposición de fase, separados 180°, tienen tensiones de excitación instantáneas opuestas. Como ejemplo, la primera fila de la tabla de la figura 3 ilustra el caso en que las líneas acopladas a los puntos 1+, 2+, 3+, 4+ están a la misma tensión y las líneas acopladas a los puntos 1-, 2-, 3-, 4- están a la tensión opuesta. El diferencial de tensión es entonces simétrico con respecto a la línea recta D3. Por lo tanto, la polarización se orienta a lo largo de esta línea recta, verticalmente. La polarización lineal a 45° se obtiene excitando sólo los pares 1+, 1- y 3+, 3- con señales de excitación en diferenciales en fase sin excitar los pares 2+, 2- y 4+, 4-. Esto se realiza, por ejemplo, ajustando la ganancia de los amplificadores de potencia 114 de los circuitos 22 y 24 para que suministren potencia cero. Para ello, los amplificadores disponen de ganancia variable y medios de ajuste de ganancia. En el ejemplo de la quinta línea, los desplazamientos de fase entre los puntos permanecen invariables a lo largo del tiempo. La evolución de las fases en el tiempo produce una polarización circular derecha.

En recepción, las señales de recepción recibidas por los respectivos pares de puntos de excitación 1+ y 1-, 2+ y 2-, 3+ y 3- , 4+ y 4- se aplican respectivamente en la entrada de los canales de transmisión 120 de los respectivos circuitos de excitación 21, 22, 23, 24. El canal de recepción 120 de cada uno de los circuitos tiene medios de protección, como un limitador 117, y al menos un amplificador 118, como un amplificador de bajo ruido en aplicaciones de guerra electrónica. El canal de recepción 120 también incluye un combinador 119 para combinar señales de recepción elementales de las dos líneas 51a y 51b o 52a y 52b o 53a y 53b o 54a y 54b conectadas al canal aplicando un desplazamiento de fase de 180° a una de las señales. Alternativamente, el canal de recepción transmite una señal diferencial a un desfasador.

Las señales de recepción elementales que salen del canal de recepción 120 del primer circuito 21 y del canal de recepción 120 del tercer circuito 23 se inyectan en la entrada de un primer desfasador de recepción 29 y las señales que salen del canal de recepción 120 del segundo circuito 22 y del canal de recepción 120 del cuarto circuito 24 se inyectan en la entrada de un segundo desfasador de recepción 30. Estos desfasadores 29, 30 permiten introducir un primer desplazamiento de fase en recepción entre las señales de recepción entregadas por los canales de recepción 120 del primer y tercer circuitos 21, 23 y las entregadas por los canales de recepción del segundo y cuarto circuitos 22, 24. Estos desfasadores de recepción 29, 30 comprenden cada uno, de manera no limitativa, un dispositivo sumador que realiza la suma de las señales que se inyectan a la entrada del desfasador. Las señales de recepción procedentes de los desfasadores de recepción 29, 30 se suman mediante un dispositivo sumador 220 en el módulo 20, antes de que la señal de recepción resultante SS se transmita a la electrónica de adquisición remota.

Así, el módulo de transmisión/recepción 20 comprende medios de desplazamiento de fase de recepción 29, 30 para introducir un primer desplazamiento de fase de recepción entre las señales de recepción de los pares 1+, 1- y 2+, 2-y entre las señales de recepción de los pares 3+, 3- y 4+, 4-. En la realización no limitativa mostrada en la figura 1, estos medios están situados a la salida de los canales de recepción 120.

Ventajosamente, el primer desplazamiento de fase de recepción es ajustable. El dispositivo comprende ventajosamente un dispositivo de ajuste para ajustar el desplazamiento de fase en la recepción, que es el dispositivo 35 en la realización no limitante mostrada en la figura 1.

Ventajosamente, los primeros desplazamientos de fase de recepción y transmisión son idénticos. Esto permite la recepción de ondas elementales con la misma fase que las ondas elementales transmitidas y, por lo tanto, se pueden realizar mediciones en una onda de recepción total con la misma polarización que la onda total transmitida por la antena elemental. Alternativamente, estas fases pueden ser diferentes. Ventajosamente, pueden ajustarse de forma independiente. Esto permite transmitir y recibir señales con polarizaciones diferentes.

Alternativamente, el número de desfasadores es diferente y/o los desfasadores están dispuestos en otro lugar, ya sea a la entrada de los canales de transmisión o a la salida de los canales de transmisión.

Ventajosamente, la antena comprende los denominados medios de desplazamiento de fase de apuntamiento para introducir desplazamientos de fase globales ajustables entre las señales de excitación aplicadas a los puntos de las respectivas antenas elementales de la antena y/o entre las señales de recepción procedentes de los puntos de las respectivas antenas elementales de la antena.

En el ejemplo no limitativo de la figura 1, estos medios comprenden un dispositivo de control 36 que genera una señal de control para los medios de ajuste 35 y los desfasadores. El dispositivo de control 36 genera una señal de control que comprende una primera señal S1 que controla la introducción del primer desplazamiento de fase en transmisión y recepción (que es la misma en el caso de la figura 1) y una señal global Sg que controla la introducción del desplazamiento de fase global a aplicar a las señales recibidas a la entrada de cada desfasador. El desplazamiento de fase global puede controlar la introducción del mismo desplazamiento de fase global en las respectivas señales elementales de excitación y en las respectivas señales elementales de recepción del elemento radiante. Este desplazamiento de fase global permite, recombinando el total de las ondas transmitidas por las antenas elementales del conjunto, elegir la dirección de apuntamiento de la onda transmitida por la antena y de la onda medida por la antena. Alternativamente, el controlador 36 recibe diferentes señales de control para controlar la introducción de desplazamientos de fase de transmisión y recepción (primeros desplazamientos de fase y desplazamientos de fase globales). Esto permite controlar de forma independiente las polarizaciones y las direcciones de apuntamiento de las ondas transmitidas y medidas. La exploración electrónica de un conjunto de antenas se basa en los desplazamientos de fase aplicados a las antenas elementales que componen el conjunto, estando la exploración determinada por una ley de fase.

Ventajosamente, la antena elemental comprende medios de conmutación para dirigir las señales de salida de los circuitos 21 a 24 al dispositivo 10 y una señal de recepción a la entrada del canal de recepción de cada uno de los circuitos.

En la realización no limitativa de la Figura 1, estos medios de conmutación comprenden un interruptor controlado 121a, 121b, 121c, 121d para conmutar dicho circuito 21, 22, 23 y 24 respectivamente, ya sea en el modo de operación de transmisión, conectando el canal de transmisión 110 de los circuitos 21, 22, 23, 24 a las líneas 52a, 52b; 53a, 53b; 54a, 54b, o en un modo de funcionamiento de recepción, conectando los canales de recepción 120 de los circuitos a las líneas 51a, 51b; 52a, 52b; 53a, 53b; 54a, 54b.

Alternativamente, cada circuito excitador comprende un circulador electrónico conectado al par de puntos de excitación correspondiente y a los canales de transmisión y recepción del circuito. Los circuitos funcionan entonces simultáneamente en transmisión y recepción.

El dispositivo según la invención tiene muchas ventajas.

Cada circuito 21 a 24 es apto, en transmisión, para aplicar una señal diferencial y, en recepción, para adquirir una señal diferencial, es decir, una señal "equilibrada". Los circuitos que ya funcionan con señales diferenciales evitan la necesidad de interponer un componente, como un balun (por "balanced unbalanced transformer") para pasar de una señal diferencial a una desequilibrada. Sin embargo, este componente intermedio degrada la eficiencia energética. De este modo se mejora la eficiencia energética del dispositivo.

Para operar a altos niveles de potencia, la invención utiliza circuitos de transmisión/recepción acoplados a cuatro puertos de polarización en cuadratura de dos a dos, cada circuito operando a una potencia consistente con la potencia máxima aceptable de la tecnología utilizada para fabricarlo.

Por lo tanto, la potencia de las ondas electromagnéticas transmitidas o recibidas por los medios radiantes puede ser superior a la potencia nominal de funcionamiento del circuito acoplado a este par de puntos de excitación. Cada par de puntos de excitación diferencialmente excitados del elemento radiante genera una onda elemental. La antena funciona en doble diferencial en transmisión y recepción. La potencia de la onda elemental emitida por el par de puntos de excitación es el doble de la potencia nominal de transmisión del circuito emisor.

Esto es particularmente ventajoso cuando la potencia nominal está cerca de la potencia máxima permitida por la tecnología utilizada para construir los circuitos de excitación. Aunque la potencia en cada circuito de excitación se mantiene por debajo de la potencia máxima, la antena elemental puede transmitir ondas a una potencia superior. La elección de la tecnología del dispositivo radiante determina la tensión que debe aplicarse a los puntos de excitación. Cuanto mayor sea la tensión y menor la corriente para la misma potencia e impedancia, menores serán las pérdidas óhmicas. Para una misma impedancia, dividir la potencia de salida por dos equivale a dividir la corriente por la raíz cuadrada de dos. Como la solución propuesta suma la potencia directamente al parche o elemento radiante 11, las pérdidas óhmicas se reducen considerablemente.

Como se ha mencionado anteriormente, la suma de energía se realiza directamente en los puntos de excitación. Por tanto, no es necesario, para emitir cuatro veces más potencia, dotar a los circuitos de amplificadores cuatro veces más potentes. Tampoco es necesario sumar señales de amplificadores de potencia limitada fuera del medio radiante, por ejemplo mediante sumadores anulares o de Wilkinson. La invención permite limitar el número de líneas utilizadas, así como las pérdidas óhmicas en los conductores y, en consecuencia, la potencia generada para compensar estas pérdidas. Tampoco es necesario, para limitar las pérdidas, sumar la energía en los MMIC. Si las sumas se realizan en los MMIC, las pérdidas se disiparán en esta zona ya de por sí crítica. Esto reduce el calentamiento de la antena y las pérdidas óhmicas.

Además, la recombinación en el espacio de las cuatro ondas elementales emitidas por el elemento radiante conduce a una onda total cuya potencia es cuatro veces superior a la potencia de cada onda elemental.

En recepción, la onda incidente total se descompone en cuatro ondas elementales transmitidas a los circuitos de excitación respectivos. Una onda elemental tiene cuatro veces menos potencia que la onda incidente total. Esto permite que la antena sea más robusta frente a agresiones externas, como la iluminación de la antena por un dispositivo que realiza una inhibición intencionada o no. El riesgo de dañar el amplificador de bajo ruido es limitado. Por ejemplo, la agresión de los campos fuertes se reducirá, por el hecho de que las señales elementales no se reciben en la polarización óptima sino a 45° (cuando las emisiones están en polarización Horizontal o Vertical pero no oblicua). La antena de la figura 1 permite realizar mediciones con polarización cruzada, por ejemplo, transmisión en polarización horizontal y recepción en polarización vertical, al no aplicar los mismos primeros desplazamientos de fase en transmisión y recepción.

Además, excitando los puntos de excitación de cada par diferencialmente, es decir, de manera equilibrada, cada par de puntos emite una onda elemental en polarización lineal. Aplicando un desplazamiento de fase entre la señal de excitación del primer par de puntos 1+, 1- y el tercer par de puntos 3- , 3+ y las señales de excitación del segundo par de puntos 2+, 2- y el cuarto par de puntos 4+, 4- ortogonales al primer y tercer par de puntos, el elemento radiante 11 es capaz de generar por sí mismo una onda polarizada por recombinación en el espacio de las cuatro ondas elementales.

Esto evita el uso de interruptores de selección de polarización interpuestos entre el circuito de transmisión/recepción y el elemento radiante para seleccionar una dirección en la que el elemento radiante debe ser excitado. Esto también permite conectar el circuito de transmisión/recepción directamente a los puntos de excitación, lo que aumenta el rendimiento de potencia, es decir, limita las pérdidas. De este modo se reduce el calentamiento de la antena elemental.

En la Figura 4, se muestra un segundo ejemplo de una antena elemental 200 según la invención.

El dispositivo radiante plano 10 es idéntico al mostrado en la Figura 1. La antena comprende los mismos circuitos de transmisión/recepción 21 a 24 acoplados del mismo modo que en la figura 1 a los respectivos pares de puntos de excitación 1+, 1-; 2+, 2-; 3+, 3- y 4+, 4-.

Por el contrario, el módulo de transmisión/recepción 222 difiere del mostrado en la figura 1. Comprende medios de desplazamiento de fase de transmisión que comprenden al menos un desfasador para introducir un primer desplazamiento de fase de transmisión ^1 entre las señales de excitación aplicadas a los pares de puntos de excitación 1+, 1- y 2+, 2- y un segundo desplazamiento de fase de transmisión ^2 entre las señales de excitación aplicadas a los pares de puntos 3+, 3- y 4+, 4-, siendo posible que estos dos desplazamientos de fase de transmisión sean diferentes. Esto permite transmitir ondas con polarizaciones diferentes mediante los dos cuádruplos de puntos.

En el ejemplo no limitativo mostrado en la Figura 4, estos medios de desplazamiento de fase de transmisión comprenden un primer desfasador de transmisión 125a y un segundo desfasador de transmisión 125b que reciben la misma señal, posiblemente dentro de una amplitud, y cada uno introduce un desplazamiento de fase a la señal recibida para introducir el primer desplazamiento de fase de transmisión entre las señales de excitación aplicadas al par 1+, 1- y al par 2+, 2-. Los medios de desplazamiento de fase comprenden un tercer 126a y un cuarto 126b desfasadores de transmisión que reciben la misma señal, posiblemente dentro de una amplitud, y cada uno aplica un desplazamiento de fase a la señal a fin de introducir el segundo desplazamiento de fase entre las señales de excitación aplicadas al par 3+, 3- y al par 4+, 4-. Los desplazamientos de fase de transmisión primero y segundo pueden ser diferentes. Las señales de excitación procedentes de los desfasadores 125a y 125b se introducen en las entradas de los circuitos 21 y 22 respectivamente. Las señales de excitación procedentes de los desfasadores 126a y 126b se introducen en la entrada de los circuitos 23 y 24 respectivamente. Esto permite emitir simultáneamente dos haces con polarizaciones diferentes utilizando los dos cuádruplos de puntos.

El módulo de transmisión/recepción 222 comprende medios de desplazamiento de fase de recepción 129a, 129b, 130a, 130b para introducir un primer desplazamiento de fase de recepción entre las señales de excitación aplicadas a los pares de puntos de excitación 1+, 1- y 2+, 2- y un segundo desplazamiento de fase de recepción ^2 entre las señales de excitación aplicadas a los pares de puntos 3+, 3- y 4+, 4-, cuyos dos desplazamientos de fase pueden ser diferentes. Las señales de recepción procedentes de los canales de recepción de los respectivos circuitos 21 a 24 se introducen en los respectivos desfasadores de recepción 129a, 129b, 130a, 130b, cada uno de los cuales es capaz de introducir un desplazamiento de fase en la señal que recibe. Cada señal de recepción se introduce en uno de los desfasadores.

Ventajosamente, los desplazamientos de fase introducidos entre las señales de excitación o de recepción de los pares de puntos 1+, 1- y 2+, 2- y entre los pares 3+, 3- y 4+, 4- son idénticos. Alternativamente, estos desplazamientos de fase pueden ser diferentes. Esto permite transmitir y recibir dos ondas cuyas polarizaciones pueden ser diferentes.

Ventajosamente, los desplazamientos de fase son ajustables.

Ventajosamente, los desplazamientos de fase introducidos entre las señales de transmisión o recepción de los pares de puntos 1+, 1- y 2+, 2- y entre los pares 3+, 3- y 4+, 4- pueden fijarse ventajosamente de forma independiente. Las polarizaciones de las ondas elementales emitidas o medidas por el primer cuádruplo de puntos 1+, 1-, 2+, 2- y por el segundo cuádruplo de puntos 3+, 3-, 4+, 4- pueden entonces ajustarse independientemente.

Ventajosamente, el conjunto de antenas comprende un dispositivo de ajuste 135 para ajustar los desplazamientos de fase en transmisión y recepción.

Ventajosamente, la antena comprende los denominados medios de desplazamiento de fase de apuntamiento para introducir primeros desplazamientos de fase globales en la transmisión entre las señales de excitación aplicadas a los primeros cuádruplos de puntos 1+, 1-, 2+, 2- de las respectivas antenas elementales y segundos desplazamientos de fase globales en la transmisión entre las señales de excitación aplicadas a los segundos cuádruplos de puntos 3+, 3-, 4+, 4- de las respectivas antenas elementales del conjunto, los desplazamientos de fase de transmisión globales primero y segundo pueden ser diferentes y/o los desplazamientos de fase de recepción globales primero entre las señales de recepción procedentes de los primeros cuádruplos de puntos 1+, 1-, 2+, 2- de las antenas elementales respectivas y los desplazamientos de fase de recepción globales segundo entre las señales de recepción procedentes de los segundos cuádruplos de puntos 3+, 3-, 4+, 4- de las antenas elementales respectivas del conjunto, los desplazamientos de fase de recepción globales primero y segundo pueden ser diferentes. Así es posible transmitir dos haces simultáneamente en dos direcciones distintas.

Ventajosamente, los desplazamientos de fase globales en transmisión y/o recepción son ajustables.

Ventajosamente, los desplazamientos de fase globales de transmisión y/o recepción son ajustables independientemente. Las direcciones de apuntamiento se pueden ajustar de forma independiente.

El dispositivo de la figura 4 ofrece la posibilidad de medir un haz en una dirección y transmitir un haz en otra dirección simultáneamente o de realizar dos mediciones en dos direcciones simultáneamente, recibiendo entonces el dispositivo de control señales globales diferentes para controlar la introducción de desplazamientos de fase en la transmisión y la recepción. Es posible transmitir y recibir una señal en una dirección y transmitir y recibir comunicación en otra dirección. Por tanto, es posible realizar transmisiones/recepciones cruzadas. Se puede formar un patrón de radiación de recepción o transmisión que cubra los lóbulos laterales y las dispersiones para permitir funciones de oposición de lóbulos laterales (SLO) que protejan al radar de señales de inhibición intencionadas o no intencionadas. Es posible transmitir a diferentes frecuencias, lo que complica la tarea de los detectores de radar (ESM: "Electronic Support Measures” en terminología anglosajona, es decir medidas de apoyo electrónico).

En el ejemplo no limitativo mostrado en la figura 4, estos medios comprenden un dispositivo de control 136 para generar una señal de control para el dispositivo de ajuste y los desfasadores. El generador de señales 136 genera una señal de control que comprende una primera señal S1 que controla la introducción del primer desplazamiento de fase en transmisión y en recepción (cuando son idénticas) y una primera señal global S1g que controla la introducción de un primer desplazamiento de fase global que se aplicará a las señales recibidas a la entrada de cada desfasador acoplado a un par del primer cuádruplo de puntos 1+, 1-, 2+, 2-. El dispositivo de control 136 también genera una segunda señal S2 que controla la introducción del segundo desplazamiento de fase en transmisión y recepción (cuando son idénticas) y una segunda señal global S2g que controla la introducción de un desplazamiento de fase global que se aplicará a las señales recibidas a la entrada de cada desfasador acoplado a un par del segundo cuádruplo de puntos 3+, 3-, 4+, 4-. Alternativamente, el dispositivo de control 136 recibe diferentes señales de control para controlar la introducción de los desplazamientos de fase de transmisión y recepción. Esto permite controlar de forma independiente las polarizaciones y las direcciones de apuntamiento de las ondas transmitidas y medidas para cada uno de los cuádruplos de puntos.

En la realización mostrada en la Figura 4, los canales de transmisión de las dos cuádruples de puntos 1+, 1-, 2+, 2-y 3+, 3-, 4+, 4- son alimentadas por dos fuentes de alimentación diferentes SO1, SO₂. Esto permite emitir dos ondas con frecuencias diferentes, una por medio del primer cuádruplo de puntos 1+, 1-, 2+, 2- y la otra por medio del segundo cuádruplo de puntos 3+, 3-, 4+, 4-, cuando las fuentes emiten señales de excitación E1 y E2 con frecuencias diferentes.

Esto permite emitir dos ondas de frecuencias diferentes, una por medio del primer cuádruplo de puntos 1a+, 1a-, 2a+, 2a- y la otra por medio del segundo cuádruplo de puntos 3a+, 3a-, 4a+, 4a-, cuando las fuentes emiten señales de excitación E1 y E2 de frecuencias diferentes. De este modo, la antena de la figura 4 puede transmitir simultáneamente dos haces dirigidos en dos direcciones de apuntamiento ajustables independientemente a frecuencias diferentes. Esta capacidad de apuntar dos haces en dos direcciones simultáneamente proporciona el equivalente de un haz doble: un haz de barrido rápido y un haz de barrido lento. Por ejemplo, un haz lento a 10 rpm puede utilizarse en modo vigilancia y un haz rápido, a 1 rpm, en modo seguimiento. Este modo de barrido no es entrelazado como en las antenas monohaz, sino que puede ser simultáneo. La posibilidad de transmitir a distintas frecuencias hace más compleja la tarea de los detectores de radar (ESM: Electronic Support Measures). Esto también permite un enlace de datos en una dirección y una función de radar en otra. Esta realización también permite emitir dos haces de forma diferente. Se puede emitir un haz estrecho o un haz ancho en función del número de antenas elementales del conjunto que se exciten.

El módulo de transmisión/recepción 20 comprende un primer divisor 211a para dividir la señal de excitación E1 de la primera fuente SO1 en dos señales idénticas inyectadas a la entrada de los dos primeros desfasadores de transmisión respectivos 125a, 125b. El circuito 120 incluye un segundo divisor 211b para dividir la señal de excitación E2 de la segunda fuente en dos señales idénticas inyectadas en la entrada de los otros dos respectivos desfasadores de transmisión 126a, 126b.

Las señales de recepción procedentes de los desfasadores de recepción se suman por pares mediante los sumadores respectivos 230a, 230b del módulo 20. Las señales de los respectivos veranos se transmiten por separado a la electrónica de adquisición remota. En el ejemplo no limitativo mostrado en la figura 4, las dos señales procedentes del primer desfasador de recepción 129a que recibe como entrada una señal de recepción procedente del primer par de líneas 51a, 51b y del segundo desfasador de recepción 129b que recibe como entrada una señal de recepción procedente del segundo par de líneas 52a, 52b se suman mediante un primer dispositivo sumador 230a para generar una primera señal de salida SS1. Las dos señales del tercer desfasador de recepción 130a que recibe como entrada una señal de recepción del tercer par de líneas 53a, 53b y del cuarto desfasador de recepción 130b que recibe como entrada una señal de recepción del cuarto par de líneas 54a, 54b se suman mediante una segunda unidad sumadora 230b para generar una segunda señal de salida SS2. Las señales de los respectivos veranos se transmiten por separado a la electrónica de adquisición remota. Esto permite diferenciar las señales de recepción con frecuencias diferentes. Dado que las señales de los dos cuádruplos de puntos se suman por separado, es posible formar una antena receptora que cubra los lóbulos laterales y los disperse para permitir funciones de oposición de lóbulos laterales (SLO) que protejan al radar de señales de inhibición intencionadas o no. Alternativamente, los canales de transmisión y/o recepción asociados con los dos cuádruples de puntos pueden ser diferentes, es decir, tener diferentes potencias y/o anchos de banda. Así, se pueden proporcionar canales de transmisión de alta potencia y ancho de banda estrecho para que uno de los cuádruples de puntos transmita, por ejemplo, una señal de radar, y canales de transmisión de baja potencia y ancho de banda ancho para transmitir, por ejemplo, señales de inhibición.

Alternativamente, las dos señales de excitación E1 y E2 tienen la misma frecuencia. Por lo tanto, se puede obtener una onda total más potente, como en la realización mostrada en la figura 1. También pueden transmitirse dos haces a la misma frecuencia en dos direcciones diferentes y/o con polarizaciones diferentes.

En la Figura 5, se muestra una antena elemental 300 según una tercera realización no reivindicada.

La antena elemental difiere del de la figura 4 en que su elemento radiante 311 comprende sólo el primer cuádruplo de puntos 1+, 1-, 2+, 2-. El dispositivo emisor/receptor asociado 320 difiere del de la figura 4 en que comprende únicamente la parte del dispositivo emisor/receptor acoplada a este cuádruplo de puntos 1+, 1-, 2+, 2-. Comprende únicamente el primer circuito 21 y el segundo circuito 22.

La excitación del elemento radiante con dos señales de excitación aplicadas a los pares de puntos de excitación situados en cuadratura entre sí permite que el diagrama de transmisión/recepción de la antena elemental sea simétrico.

Esta antena elemental es capaz de transmitir una onda con una polarización ajustable y recibir una onda en una dirección de polarización ajustable. En la tabla de la figura 6 se dan ejemplos de las fases de las señales inyectadas en las líneas acopladas en los respectivos puntos de acoplamiento, junto con las polarizaciones resultantes. Como ejemplo, consideremos la primera línea. Los puntos 1+ y 2+ tienen la misma excitación (mismas fases) y los puntos 1- y 2- tienen la misma excitación, opuesta a los otros puntos. Por tanto, la polarización es vertical, es decir, a lo largo del eje z mostrado en la figura 5. También son posibles los medios de desplazamiento de fase global Esta antena elemental permite también la realización de un conjunto de antenas que permiten la transmisión de una onda total con dirección de apuntamiento ajustable.

La potencia de la onda emitida por el dispositivo de la figura 5 es, por otra parte, dos veces inferior a la emitida por el dispositivo de la figura 1. La reducción de la potencia de recepción es dos veces menor que la del dispositivo de la figura 1.

Ventajosamente, los puntos de excitación de la antena elemental de la figura 5 están situados en el mismo lado de una tercera recta D3 situada en el plano definido por el elemento radiante 11, que pasa por el centro C y es bisectriz de las dos rectas D1 y D2. Esto libera una mitad del elemento radiante para otros tipos de excitación, por ejemplo. Cuando el elemento radiante es sustancialmente cuadrado, como en las figuras, la línea recta D3 une los dos vértices del cuadrado.

Ventajosamente, el primer cuádruplo de puntos 1-, 1+, 2+ y 2- de las antenas de las Figuras 1 y 4 también están situados en el mismo lado de la línea recta D3 y en el otro lado de la línea recta D3 desde el segundo cuádruplo de puntos 3+, 3-, 4+, 4-.

En las realizaciones de las Figuras 1, 4 y 5, los circuitos de transmisión/recepción acoplados a cada par de puntos son idénticos. Alternativamente, estos circuitos pueden ser diferentes.

Claims (11)

REIVINDICACIONES

1. Antena elemental que comprende un dispositivo radiante plano (10) que comprende un elemento radiante (11) sustancialmente plano que tiene un centro (C), estando definido el plano que contiene el elemento radiante (11) por una primera línea recta (D1) que pasa por el centro (C) y una segunda línea recta (D2) perpendicular a la primera línea recta (D1) y que pasa por el centro (C), comprendiendo dicho elemento radiante (11) una pluralidad de pares de puntos de excitación dispuestos en al menos un primer cuádruplo de puntos de excitación, situados a una distancia de la primera recta (D1) y de la segunda recta (D2), que comprenden un primer par de puntos de excitación (1+, 1-) dispuestos de forma sustancialmente simétrica con respecto a dicha primera recta (D1) y un segundo par de puntos de excitación (2+, 2) dispuestos de manera sustancialmente simétrica con respecto a dicha segunda línea recta (D2), comprendiendo la antena elemental una pluralidad de circuitos de procesamiento adaptados para suministrar señales de excitación diferenciales destinadas a excitar los puntos de excitación y/o adaptados para conformar señales procedentes de los puntos de excitación, estando cada par de puntos de excitación acoplado a un circuito de procesamiento de manera que el circuito de procesamiento está adaptado para excitar diferencialmente el par de puntos de excitación y/o para procesar señales diferenciales procedentes del par de puntos, caracterizada porque dicho elemento radiante (11) comprende un segundo cuádruplo de puntos de excitación situados a una distancia de la primera línea recta (D1) y de la segunda línea recta (D2) comprendiendo:

- un tercer par de puntos de excitación (3+, 3-) dispuestos de forma sustancialmente simétrica con respecto a dicha primera recta (D1), estando los puntos del tercer par de puntos (3+, 3-) dispuestos al otro lado de la segunda recta (D2) con respecto al primer par de puntos de excitación (1+, 1-),

- un cuarto par de puntos de excitación (4+, 4-) dispuestos de forma sustancialmente simétrica con respecto a dicha segunda recta (D2), estando los puntos del cuarto par de puntos (4+, 4-) dispuestos al otro lado de la primera recta (D1) con respecto al segundo par de puntos de excitación (2+, 2-).

2. La antena elemental según la reivindicación 1, que comprende medios de desplazamiento de fase de transmisión (25, 26) para introducir un primer desplazamiento de fase de transmisión entre una primera señal de excitación aplicada al primer par de puntos de excitación (1 , 1-) y una segunda señal de excitación aplicada al segundo par de puntos de excitación (2+, 2-) y/o medios de desplazamiento de fase de recepción (29, 30) para introducir un primer desplazamiento de fase de recepción entre una primera señal de recepción procedente del primer par de puntos de excitación (1+, 1-) y una segunda señal de recepción procedente del segundo par de puntos de excitación (2+, 2-).

3. Antena elemental según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en la que los puntos de excitación del primer cuádruplo de puntos de excitación están dispuestos de tal manera que la impedancia del dispositivo radiante medida entre los puntos de cada par de puntos de excitación del primer cuádruplo de puntos es la misma.

4. Antena elemental según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en la que los puntos de excitación del primer par de puntos están situados en un mismo lado de una tercera recta (D3) del plano que contiene el elemento radiante, pasando la tercera recta (D3) por el centro (C) y siendo bisectriz de la primera recta (D1) y de la segunda recta (D2).

5. Antena elemental según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en la que el elemento radiante tiene una forma sustancialmente rectangular, siendo la primera línea recta (D1) y la segunda línea recta (D2) paralelas a los lados del rectángulo.

6. Antena elemental según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en la que los puntos de excitación del segundo cuádruplo de puntos de excitación están dispuestos de tal manera que la impedancia del dispositivo radiante medida entre los puntos de cada par de puntos de excitación del segundo cuádruplo de puntos es la misma.

7. Antena elemental según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que el tercer par es simétrico al primer par con respecto a la segunda línea recta y en la que el cuarto par es simétrico al segundo par con respecto a la primera línea recta.

8. Antena elemental según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, que comprende medios de desplazamiento de fase de transmisión (125a, 125b, 126a, 126b) para introducir un primer desplazamiento de fase de transmisión entre una primera señal de excitación aplicada al primer par de puntos de excitación (1+, 1-) y una segunda señal de excitación aplicada al segundo par de puntos de excitación (2+, 2-) y un segundo desplazamiento de fase de transmisión, que puede ser diferente del primer desplazamiento de fase de transmisión, entre una tercera señal de excitación aplicada al tercer par de puntos de excitación (3+, 3-) y una cuarta señal de excitación aplicada al cuarto par de puntos de excitación (4+, 4-) y/o medios de desplazamiento de fase de recepción (129a, 129b, 130a, 130b) para introducir un primer desplazamiento de fase de recepción entre una primera señal de recepción del primer par de puntos de excitación (1+, 1-) y una segunda señal de recepción del segundo par de puntos de excitación (2+, 2-) y un segundo desplazamiento de fase de recepción, que puede ser diferente del primer desplazamiento de fase de recepción, entre una tercera señal de recepción aplicada al tercer par de puntos de excitación (3+, 3-) y una cuarta señal de recepción aplicada al cuarto par de puntos de excitación (4+, 4-).

9. Antena elemental según la reivindicación precedente, en el que cada par de puntos de excitación está acoplado a un canal de transmisión (110) configurado para excitar diferencialmente el par de puntos de excitación, estando los canales de transmisión acoplados al primer cuádruplo de puntos adaptados para excitar el primer cuádruplo de puntos mediante señales de una frecuencia distinta de una frecuencia a la que los canales de transmisión acoplados al segundo cuádruplo de puntos están adaptados para excitar el segundo cuádruplo de puntos.

10. Antena que comprende una pluralidad de antenas elementales según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en la que los elementos radiantes forman un conjunto de elementos radiantes.

11. Antena según la reivindicación precedente, que comprende medios de desplazamiento de fase de apuntamiento de transmisión para introducir primeros desplazamientos de fase de transmisión globales entre las señales de excitación aplicadas a los primeros cuádruplos de puntos de las antenas elementales respectivas y segundos desplazamientos de fase de transmisión globales entre las señales de excitación aplicadas a los segundos cuádruplos de puntos de las antenas elementales respectivas, pudiendo los desplazamientos de fase de transmisión globales primero y segundo ser diferentes, y/o que comprenden medios de desplazamiento de fase de apuntamiento de recepción para introducir primeros desplazamientos de fase de recepción globales entre las señales de excitación aplicadas a los primeros cuádruplos de puntos de las antenas elementales respectivas y segundos desplazamientos de fase de recepción globales entre las señales de excitación aplicadas a los segundos cuádruplos de puntos de las antenas elementales respectivas, pudiendo el primer y el segundo desplazamientos de fase de recepción globales ser diferentes.