MX2008012858A - Una antena celular y sistema y metodos para la misma. - Google Patents

Abstract

Se proporciona una antena celular que permite el ajuste del azimut mecánico en combinación con el ajuste de uno o más de otros atributos de antena como la inclinación hacia abajo eléctrica, ancho de haz eléctrico o ajuste de azimut eléctrico. Se proporciona un arreglo de control integrado el cual puede utilizar líneas de alimentación en serie, inalámbricas o de RF para transportar comunicaciones. Una modalidad multibanda proporciona ajuste de azimut para ambas bandas utilizando ajuste de azimut mecánico y eléctrico. También se proporcionan los sistemas que incorporan esas antenas y método para controlarlas.

Description

UNA ANTENA CELULAR Y SISTEMAS Y METODOS PARA LA MISMA CAMPO DE LA INVENCION Esta invención se relaciona con una antena celular y sistemas que incorporan la antena asi como con métodos para controlar la antena. De manera más particular, aunque no exclusivamente, se describe una antena que proporciona ajuste mecánico de la azimut del haz de la antena en combinación con el ajuste con otros atributos de la antena. También se describe un multiarreglo que permite direccionamiento independiente del haz de cada arreglo. Esta invención también se relaciona con una antena de comunicaciones celulares que incluye detectores para determinar la posición y/u orientación de un haz de la antena. Esta información de posición y/u orientación puede ser utilizada localmente para controlar atributos de la antena o puede ser comunicada a un controlador central el cual puede controlar los atributos de la antena.

ANTECEDENTES DE LA INVENCION La solicitud anterior de la solicitante Estadounidense 2004/0038714 Al (Rhodes), la descripción de la cual se incorpora aquí como referencia, describe un sistema de antena que proporciona ajuste remoto de haz eléctrico para inclinación hacia abajo, ancho y azimut del haz.

Los sistemas para efectuar el ajuste mecánico del azimut del haz de la antena son conocidos pero no han sido bien integrados a una antena celular. Aunque Rhodes describe sistemas de antena integrada que proporciona un ajuste de atributo eléctricos (por ejemplo, inclinación hacia abajo, azimut y ancho de haz) existe la necesidad de una antena que proporcione buena integración de ajuste de atributos mecánicos y eléctricos. También existe la necesidad de controlar independientemente atributos de antenas multiarreglo . Cuando se instalan antenas de comunicación celular ha sido la práctica orientar la antena con respecto a una estructura de soporte usando un compás e inclinómetro mecánico. Esto puede ser difícil y precario en la parte superior de la torre y puede ser inconveniente hacer un ajuste si se requiere posteriormente. Donde una antena puede ser orientada por un accionador, han sido proporcionados dispositivos para medir el movimiento pero esos no siempre pueden proporcionar información correcta sobre la orientación real de la antena debido a la calibración limitada en la instalación o debido a ausencia de linealidad. Además, si la orientación de una antena cambia en uso (por ejemplo debido al choque de una ave) esto puede no ser sabido por el operador de la red y el funcionamiento de la red puede verse comprometido.

El conocimiento de la posición y orientación verdadera de una antena simplificaría la instalación y permitiría mejorar las estrategias de control a ser empleadas.

MODALIDADES EJEMPLARES Se proporciona una antena que permite el ajuste de azimut mecánico en combinación con el ajuste de uno o más de otros atributos de la antena. Se proporciona un arreglo de control integrado el cual que puede utilizar líneas de alimentación en serie, inalámbricas o de RF para transportar comunicaciones. También se proporcionan sistemas que incorporan esas antenas y métodos para controlarlas. Se describe un número de modalidades y las siguientes modalidades deben ser leídas como modalidades ejemplares no limitantes únicamente. De acuerdo a una modalidad ejemplar se proporciona una antena celular que comprende: una antena arreglada montada de manera giratoria con respecto a un soporte de antena para permitir el direccionamiento de azimut del haz de la antena; un accionador de posición de azimut configurado para hacer girar la antena arreglada con respecto a un soporte de antena; y un controlador de accionador configurado para recibir datos de control asociado con una dirección asignada al controlador de accionador sobre un canal en serie direccionable y para controlar el accionador de posición de azimut de acuerdo con los datos de control de azimut recibidos . De acuerdo a otra modalidad ejemplar se proporciona un sistema de administración de red que comprende una pluralidad de sitios de antena de estación base, cada uno con un grupo de sistemas de antena como se describió anteriormente. De acuerdo a otra modalidad ejemplar se proporciona una antena celular que comprende: una antena arreglada montada de manera giratoria con respecto a un soporte de antena para permitir el direccionamiento de azimut del haz de la antena que tiene un primer arreglo de elementos radiantes para la operación sobre un primera banda de frecuencia y un segundo arreglo de elementos radiantes para la operación sobre una segunda banda de frecuencia; un accionador de posición de azimut configurado para hacer girar la antena arreglada con respecto a un soporte de antena; una primera red de alimentación configurada para suministrar señales y recibir señales del primer arreglo de elementos radiantes incluyendo un desviador de fase de azimut para hacer variar la fase de señales que pasan a través de la red de alimentación; un accionador del desviador de fase de azimut configurado para ajusfar el desviador de fase de azimut; y un controlador de accionador configurado para recibir datos de control y para controlar el accionador de posición de azimut de acuerdo con los datos de control de azimut mecánico recibidos para hacer girar la antena arreglada con respecto a un soporte de antena para alterar la dirección de la antena y para controlar el accionador del desviador de fase de azimut de acuerdo con los datos de control de azimut eléctricos recibidos para ajusfar la dirección del haz de azimut del primer arreglo con respecto a la dirección del haz de azimut del segundo arreglo. De acuerdo a otra modalidad ejemplar se proporciona un método para ajusfar el azimut de haz para una antena multibanda que tiene un primer arreglo y un segundo arreglo en el cual el primer arreglo tiene una red de alimentación que incluye uno o más elementos variables para ajusfar del azimut del haz, el método comprende: orientar mecánicamente la antena para lograr una dirección de haz de azimut deseada para el segundo arreglo; y ajusfar el elemento variable para lograr el azimut de haz deseable para el primer arreglo diferente al azimut de haz para el primer arreglo. En otro aspecto de la presente invención, se proporciona una antena que permite el direccionamiento del haz eléctrico y/o mecánico para proporcionar direccionamiento independiente de los haces de una antena multiarreglo integrada. Se proporciona un arreglo de control integrado el cual puede utilizar lineas de alimentación en serie, inalámbricas o de RF para transportar comunicaciones. Se proporciona un sistema en que se incorporan esas antenas y métodos para controlarlas. Se describe un número de modalidades y las siguientes modalidades deben ser leídas, como modalidades ejemplares no limitantes únicamente. De acuerdo a una modalidad ejemplar se proporciona una antena celular que comprende: a. un primer arreglo de elementos radiantes configurados para desarrollar cuando se excitan, un primer haz; b. una primera red de alimentación asociada con un primer arreglo que tiene uno o más primeros elementos controlables para ajustar la dirección de azimut del primer haz; c. un segundo arreglo de elementos radiantes configurados para desarrollar, cuando se exciten, un segundo haz; d. Una segunda red de alimentación asociada con el segundo arreglo que tiene uno o más segundos elementos controlables para ajustar la dirección de azimut del segundo haz, donde los primeros elementos controlables pueden ser controlados independientemente de los segundos elementos controlables para permitir el direccionamiento de azimut independiente del primer y segundo haces de los arreglos; y e. un alojamiento de antena que acomoda el primer y segundo arreglos; De acuerdo a otra modalidad ejemplar se proporciona un método de direccionamiento de azimut de los haces de una antena celular integrada que tiene un primer arreglo de elementos radiantes arreglados en columnas múltiples y un segundo arreglo de elementos radiantes arreglados en columnas múltiples donde las columnas del primer arreglo son alimentadas con señales desviadas en fase de modo que la dirección del azimut del haz del primer arreglo esté orientada en una primera dirección y donde las columnas del segundo arreglo son alimentadas con señales desviadas en fase, de modo que la dirección del azimut del haz del segundo arreglo se oriente en una segunda dirección, diferente a la primera dirección. De acuerdo a otra modalidad ejemplar se proporciona una antena celular que comprende: a. una antena arreglada que tiene primer y segundo arreglos de elementos radiales configurados para desarrollar, cuando se excitan, primero y segundo haces, respectivamente, siendo la antena arreglada montable de manera giratoria con respecto a un soporte de antena para permitir, el direccionamiento de azimut mecánico del primer y segundo haces; b. un accionador de azimut mecánico configurado para hacer girar la antena arreglada con respecto a un soporte de antena; c. una primera red de alimentación configurada para suministrar y recibir señales del primer arreglo de elementos radiantes que incluye un primer elemento variable para hacer variar la fase de las señales que pasen a través de la red de alimentación; d. un primer ajustador de elemento variable configurado para ajusfar el primer desviador de fase; y e. un controlador del accionador configurado para recibir datos de control y para controlar el accionador de azimut mecánico de acuerdo con los datos de control de azimut mecánico recibidos para hacer girar la antena arreglada con respecto a un soporte de antena para alterar la orientación de la antena y para controlar el primer ajustador de elemento variable de acuerdo con los datos de control de azimut eléctrico recibidos para ajusfar la dirección del haz de azimut del primer arreglo con respecto a la dirección del haz de azimut de segundo arreglo. De acuerdo a otra modalidad ejemplar se proporciona un método para ajusfar el azimut del haz para una antena multiarreglo que tiene primer y segundo arreglo de elementos radiantes configurados para desarrollar, cuando se exciten, primero y segundo haces, respectivamente, donde el primer arreglo tiene una red de alimentación que incluye uno o más elementos variables para ajustar el primer azimut del haz, el método comprende: a. orientar la antena mecánicamente de modo que se logre una dirección de azimut de haz deseada para el segundo haz; y b. fijar uno o más elementos variables de modo que se logre un azimut de haz deseado para el primer haz, diferente al azimut de haz para el segundo haz. De acuerdo a otra modalidad ejemplar se proporciona un método para establecer diferentes orientaciones de azimut de haz para el primer y segundo haces de una antena multiarreglo que tiene primer y segundo arreglo de elementos radiantes en los cuales el primer arreglo tiene una primera red de alimentación que incluye uno o más elementos variables para ajustar el azimut del haz y el arreglo secundario tiene una segunda red de alimentación que incluye uno o más elementos variables para ajustar el azimut del haz, el método comprende : a. orientar mecánicamente la antena para orientar una linea normal a la antena entre las direcciones de haz deseadas para el primero y segundo haces; b. Fijar uno o más elementos variables de la primera red de alimentación para lograr un azimut de haz deseado para el primer haz; y c. fijar uno o más elementos variables de la segunda red de alimentación para lograr un azimut de haz deseado para el segundo haz. De acuerdo a otra modalidad ejemplar se proporciona una antena celular que comprende un alojamiento de antena; una pluralidad de paneles de elementos radiantes relativamente giratorios con respecto al alojamiento de la antena y accionadores de azimut para hacer girar independientemente cada panel con respecto al alojamiento de la antena. De acuerdo a otra modalidad ejemplar se proporciona un método para dirigir el haz de una antena que comprende una pluralidad de paneles de elementos radiantes relativamente giratorios con respecto a un alojamiento de antena que tiene accionadores de azimut para hacer girar independientemente cada panel con respecto al alojamiento de la antena, el método comprende hacer girar los paneles seleccionados con respecto al alojamiento de la antena para lograr un patrón y/u orientación de haz deseada. De acuerdo a otra modalidad ejemplar se proporciona una antena celular que comprende: a. un panel central que tiene un primer arreglo de elementos radiantes; b. un par de paneles externos de elementos radiantes conectados de manera giratoria a los bordes de los paneles centrales; y c. un arreglo de accionador para ajustar ' las posiciones relativas de los paneles externos con respecto al panel central. De acuerdo a otra modalidad ejemplar se proporciona un método para ajustar el azimut de haz para una antena multiarreglo que tiene primer y segundo arreglos de elementos radiantes configurados para desarrollar, cuando se exciten, primero y segundo haces, respectivamente, el método comprende: a. orientar el primer haz para lograr una dirección de haz de azimut deseada para el primer haz; y b. orientar el segundo haz para lograr una dirección de haz de azimut deseada para el segundo haz diferente al azimut de haz para el primer haz. En otro aspecto de la presente invención, se proporciona una antena de comunicación celular que incluye detectores para determinar la posición y/u orientación de la antena. Esto permite que la instalación simplificada y estrategias de control avanzadas. Se describe un número de modalidades y las siguientes modalidades deben ser leídas como modalidades ejemplares no limitantes únicamente. De acuerdo a una modalidad ejemplar se proporciona una antena de comunicación celular que comprende: una antena arreglada para producir un haz; un detector de orientación de antena montado sobre o cerca de la antena y configurado para desarrollar una señal que caracteriza la orientación de la antena; un accionador para ajusfar un atributo de la antena arreglada o el haz; y un controlador de antena que responde a la señal del detector y configurado para controlar el accionador para lograr una configuración de antena o haz deseada. De acuerdo a otra modalidad ejemplar se proporciona una antena de comunicaciones celulares que comprende: una antena arreglada para producir un haz; un detector de posición y orientación de una antena montado sobre o cerca de la antena y configurado para desarrollar una señal que caracteriza la posición y la orientación de la antena; un accionador para ajusfar un atributo de la antena arreglada o el haz; y un controlador de antena que responde a la señal del detector y configurado para controlar el accionador y lograr una configuración de antena o haz deseada. De acuerdo a otra modalidad ejemplar se proporciona un sistema de antena de comunicación celulares que comprende: una pluralidad de antenas arregladas; una pluralidad de detectores de orientación de antena configurados para medir la orientación de cada antena arreglada ; accionadores para ajustar un atributo de las antenas arregladas; y un arreglo de control configurado para recibir información de orientación de los detectores de orientación y ajustar un atributo de las antenas arregladas para lograr una configuración de antena deseada. De acuerdo a otra modalidad ejemplar se proporciona un sistema de comunicaciones celulares que comprende: una pluralidad de sistemas de antena como se describió anteriormente aqui; y un controlador central en comunicación con los sistemas de antena para recibir información de orientación e información de control de envió para ajustar uno o más atributos de los sistemas de antena. De acuerdo a otra modalidad ejemplar se proporciona un método para controlar la orientación de una antena de comunicaciones celulares que tiene un detector de orientación para medir la orientación de la antena y un accionador para ajustar la orientación de la antena que comprende: determinar la orientación de la antena; y, si la orientación de la antena no está dentro de un intervalo deseado; accionar el accionador y verificar la orientación de la antena medida por el detector de orientación hasta que la orientación de la antena esté dentro del intervalo deseado. De acuerdo a otra modalidad ejemplar se proporciona un método para controlar un atributo de haz de una antena de comunicaciones celulares que tiene un detector de orientación para medir la orientación de la antena y un accionador para ajustar un elemento variable de una red de alimentación de la antena que comprende: determinar la orientación de la antena; y controlar el accionador de la antena para lograr un patrón de haz deseado dependiendo de la orientación de la antena . De acuerdo con otra modalidad ejemplar se proporciona en un sistema de comunicaciones celulares un método para determinar la configuración de una pluralidad de sistemas de antena que comprende una pluralidad de antenas que tienen detectores de orientación para medir la orientación de las antenas y detectores de posición para determinar la posición de las antenas, el método comprende: obtener lecturas de posición y orientación para antenas de cada sistema de antena y comunicar las lecturas a un controlador central. De acuerdo a otra modalidad ejemplar se proporciona un método para configurar una antena de comunicaciones celulares que incluyen un detector de orientación para medir la orientación de la antena y un detector de posición para determinar la posición de la antena que comprende: determinar la posición y orientación de la antena; almacenar la información de posición y orientación en un controlador ; y controlar los accionadores para ajustar lo atributos de la antena para proporcionar la cobertura de haz deseada sobre la base de la información de posición y orientación almacenada. De acuerdo a otra modalidad ejemplar se proporciona un método para controlar la cobertura en un sistema de comunicaciones celulares que incluye una o más estaciones base, que comprende los pasos de: a. obtener información en cuanto a la posición y orientación de una antena de una o más estaciones base; b. obtener la información de cobertura de haz deseada ; c. calcular una orientación de antena deseada para la antena sobre la base de al menos parte de la información de cobertura de haz deseada; y d. controlar la antena de modo que su haz se conforme a la orientación de antena deseada. De acuerdo a otra modalidad ejemplar se proporciona un método para controlar la cobertura en un sistema de comunicaciones celulares que incluye una o más estaciones base que comprende los pasos de: a. obtener información en cuanto a la posición y orientación de una antena de una o más estaciones base; b. presentar una proyección virtual del haz de antena sobre una topografía virtual correspondiente al ambiente en el cual se localiza la antena; c. modificar la orientación del haz de antena vía un dispositivo de entrada del usuario; d. presentar un haz de antena virtual modificada en el ambiente virtual correspondiente a la modificación del dispositivo de entrada del usuario; y e. controlar la antena de modo que el haz se conforme a la orientación de antena deseada. De acuerdo a otra modalidad ejemplar se proporciona un sistema de comunicaciones celulares que comprende: a. un controlador central; b. una o más estaciones base, teniendo cada estación base una o más antenas y un controlador de estación base el cual proporciona información en cuanto a la orientación de cada antena al controlador central; c. donde el controlador central controla la orientación de cada antena para lograr la cobertura deseada. De acuerdo a otra modalidad ejemplar se proporciona un sistema de comunicaciones celulares que comprende: a . un controlador central; y b. una o más estaciones base, teniendo cada estación base una o más antenas y un controlador de estación base el cual proporciona información en cuanto a la orientación de cada antena al controlador central; donde el controlador central incluye medios de visualización para visualizar haces de antena virtuales correspondientes a los haces de antena de las estaciones base superpuestas sobre un topología virtual y un dispositivo de entrada del usuario que permite a un usuario manipular un haz virtual para generar señales de control enviadas a atributos de control de la antena correspondiente.

BREVE DESCRIPCION DE LOS DIBUJOS Los dibujos acompañantes los cuales se incorporan y constituyen parte de la especificación ilustran modalidades de la invención y, junto con la descripción general de la invención dada anteriormente, y la descripción detallada de las modalidades dada más adelante, sirven para explicar los principios de la invención. La figura 1 muestra una vista lateral esquemática de una antena de acuerdo a una primera modalidad; La figura 2a muestra una vista lateral esquemática de una antena de acuerdo a una segunda modalidad, La figura 2a muestra una vista lateral esquemática de una antena de acuerdo a una tercera modalidad; La figura 3a muestra una vista esquemática de un arreglo de alimentación para una antena del tipo mostrado en las figuras 1 y 2 ; La figura 3b muestra un vista esquemática de una modalidad de antena multibanda; La figura 3c muestra una antena multiarreglo que consiste de un solo arreglo de banda baja de una sola columna y un arreglo de banda alta multicolumna; La figura 3d muestra una antena multiarreglo que consiste de un arreglo de banda baja multicolumna y un arreglo de banda alta multicolumna; La figura 3e muestra una antena multiarreglo que consiste de un arreglo de banda baja multicolumna y un arreglo de banda multicolumna que incluye una red de alimentación de desviación de fase eléctrica u óptica; La figura 3f muestra una antena que consiste de un número de paneles giratorios; Las figuras 3g a 31 muestran varias configuraciones de las antenas mostradas en la figura 3f; La figura 3m muestra una antena que tiene paneles externos articulados; La figura 4 muestra un diagrama esquemático de una estación base celular en la cual los datos de control son enviados vía o más lineas de alimentación RF; La figura 5 muestra un diagrama esquemático de un primer arreglo de comunicaciones de datos para la estación base celular mostrada en la figura 4; La figura 6 muestra un diagrama esquemático de un segundo arreglo de comunicaciones de datos para la estación base celular mostrada en la figura 4 ; La figura 7 muestra un diagrama esquemático de un tercer arreglo de comunicaciones de datos para la estación base celular mostrada en la figura 4 ; La figura 8 muestra un diagrama esquemático de una estación base celular en la cual los datos de control son enviados vía un canal en serie. La figura 9 muestra un diagrama esquemático de un arreglo de comunicaciones de datos para la estación base celular mostrada en la figura 8 ; La figura 10 muestra un diagrama esquemático de una estación base celular en la cual los datos de control son enviados vía un enlace inalámbrico; La figura 11 muestra un diagrama esquemático de un primer arreglo de comunicaciones de datos para la estación base celular mostrada en la figura 10; La figura 12 muestra un diagrama esquemático de un segundo arreglo de comunicaciones de datos para la estación base celular mostrada en la figura 10; La figura 13 muestra un diagrama esquemático de un sistema de administración de red; La figura 14 muestra un vista esquemática del arreglo de alimentación que proporciona inclinado hacia abajo, ajuste de azimut y ancho de haz; La figura 15 muestra una vista lateral esquemática de una antena de acuerdo a otra modalidad; La figura 16 muestra un diagrama esquemático del arreglo de control de antena mostrada en la figura 14; La figura 17 muestra una vista esquemática de un sistema de antena y el haz de una antena; La figura 18 muestra una representación esquemática de una antena que tiene accionadores de azimut, inclinación y giro de haz, mecánicos; La figura 19 muestra una vista esquemática de un sistema de una antena y el haz de una antena proyectado sobre un paisaje; y La figura 20 muestra una vista esquemática de un sistema de comunicaciones celulares.

DESCRIPCION DE LAS MODALIDADES DE LA INVENCION Los atributos de un haz de antena pueden ser ajustados orientando físicamente una antena o ajusfando los elementos variables en una red de alimentación de antena. El ajuste físico de la orientación de una antena mantiene mecánicamente un mejor patrón de radiación para el haz de antena que el ajuste de un elemento variable en la red de alimentación. Para la inclinación hacia abajo se obtiene un mejor patrón de radiación ajustando un elemento variable en la red de alimentación que orientando mecánicamente la antena. La figura 1 muestra una vista lateral de una antena celular 1 de acuerdo a una primera modalidad. La antena 1 incluye una antena arreglada 2 que tiene un reflector 3 y una pluralidad de elementos radiantes 4 (solo algunos de los cuales están indicados y el número de los cuales puede variar) .¦ El reflector 3 gira alrededor de los cojinetes 5 y 6 de modo que la antena arreglada 2 pueda girar con respecto al soporte de antena 7. Las abrazaderas de montaje 8 y 9 permiten que la antena sea montada a una estructura de soporte como una torre. Un accionador de posición de azimut 10 hace girar la antena arreglada 2 con respecto al soporte de la antena 7 en respuesta a las señales de accionamiento del controlador del accionador 11. El accionador de posición de azimut 10 puede estar en forma de un motor de azimut de engranado 12 que acciona un eje roscado 13 el cual acciona una tuerca 14 hacia arriba y hacia abajo cuando gira. La tuerca 14 tiene un perno 15 que se proyecta desde la misma el cual se localiza dentro una ranura helicoidal 16 en la guia semicilindrica 17. A medida que el perno 15 se mueve hacia arriba y hacia abajo la guia 17 hace que la antena arreglada 2 gire alrededor de su eje vertical para proporcionar direccionamiento del azimut mecánico. Se apreciará que podría emplearse una gama de arreglos de accionamiento mecánico como trenes de accionamiento engranados, arreglos de cigüeñal, accionadores de banda y polea, etc. En la modalidad mostrada en la figura 1 se suministra una alimentación de RF al conector 18 y una línea de alimentación helicoidal 19 suministra la alimentación de RF al arreglo de antena 2. En esta modalidad se proporcionan señales de control al conector del canal en serie 20 y suministradas al control del accionador 11 vía el cable 21. El control del accionador 11 controla el motor de azimut 12 vía el cable 22 y controla uno o más accionadores ajustando uno o más elementos variables contenidos dentro del montaje de alimentación variable 23 vía el cable 24. Ambas de la línea de alimentación helicoidal 19 y el cable 24 tienen exceso de longitud para permitir una fácil rotación del arreglo de antena 2. El montaje de alimentación variable 23 puede incluir un desviador de una sola fase o desviadores múltiples de fase para ajusfar la inclinación hacia abajo. El montaje de alimentación variable 23 puede adicionar o alternativamente incluir uno o más de un desviador de fase o divisor de energía o potencia para efectuar el ajuste del ancho del haz. El montaje de alimentación variable 23 también puede incluir uno o más desviadores de fase para efectuar el ajuste de azimut eléctrico. El ajuste de azimut eléctrico puede ser proporcionado por una antena multibanda de modo que el azimut del haz de la antena de un primer arreglo pueda ser ajustado mecánicamente y el haz . de la antena de un segundo arreglo pueda ser ajustado eléctricamente para lograr una desviación deseada. El controlador del accionador 11 puede recibir la información de estado y configuración del montaje de alimentación variable 23, de modo que la posición actual de los desviadores de fase o divisores de potencia o si un accionador tiene una condición de falla, etc. También puede ser proporcionado un compás 25 para dar una medición en tiempo real en cuanto a la orientación del azimut del arreglo de antena 2. La lectura básica puede ser ajustada con respecto al norte verdadero en el lugar de instalación. Esta información de estado y configuración puede ser suministrada del controlador del accionador 11 a un controlador del equipo auxiliar de la estación base via un cable en serie conectado a un conector de canal en serie 20. En uso los datos en serie recibidos por el controlador del accionador 11 incluirán una dirección para un controlador de accionador junto con datos que especifiquen parámetros de la operación deseada. Cuando el controlador del accionador 11 recibe datos asociados con su dirección controla los accionadores de acuerdo con los datos de control para un atributo a ser controlado. Por ejemplo, el control del accionador 11 puede recibir datos para el azimut mecánico con un valor de 222 grados. El controlador 11 obtiene información de orientación del compás 25 y acciona el motor de azimut 12 para hacer girar el arreglo de antena 2 hasta que la lectura del compás 25 corresponda con la orientación deseada. De igual modo, el controlador 11 puede recibir datos de un ángulo de inclinación hacia abajo requerido. Un accionador del desviador de la fase de inclinación hacia abajo, como un motor de engranes puede accionar uno o más del desviador de fase en la red de alimentación hasta que una posición asociada comunique al controlador del accionador 11 que se ha alcanzado la posición del desviador de fase deseada (veáse US6198458 la descripción de la cual se incorpora aquí como referencia) . De igual modo los accionadores de ancho de haz y accionadores de azimut pueden ser accionados por el controlador del accionador 11 para lograr los valores deseados . De esta manera el controlador del accionador 11 puede controlar el azimut mecánico y el azimut eléctrico, la inclinación hacia abajo y el ancho del haz en respuesta a órdenes recibidas de un canal en serie direccionable . La figura 2a muestra una segunda modalidad en la cual todas las señales de RF y datos de control son recibidos sobre una sola linea de alimentación RF. Se han dado enteros similares a números similares a aquéllos mostrados en la figura 1. En esta modalidad la linea de alimentación helicoidal 19 suministra señales de alimentación de RF a la interfaz de antena 26 las cual suministra las señales de RF al montaje de alimentación variable 23 y extrae suministrando datos de control al controlador del accionador 31. Cuando la interfaz de antena 26 es montada al reflector 3 se proporciona un cable de control flexible 27 para el motor de azimut 12. La interfaz de antena 26 puede extraer la energía suministrada por una línea de alimentación RF para operar el controlador del accionador 23 y sus accionadores asociados. Puede ser aplicado un voltaje de polarización DC a la línea de alimentación RF en la base de una torre estación base celular y extraído por la interfaz de antena 26 en la parte superior de la torre. Este arreglo tiene la ventaja de que necesita ser conectado a un conector de una línea de alimentación a cada antena RF para proporcionar ambas señales de RF y datos de control . La figura 2b muestra una variante de la modalidad mostrada en la figura 1 donde el accionador de posición de azimut 10a está en forma de un motor de engranes montado en la parte superior el cual soporta el arreglo de antena 2 y hace girar ésta. La base de la antena es mantenida en posición por el cojinete 6a asegurando la base de la antena que se extiende hacia las paredes del radomo 7a.

Refiriéndose ahora a la figura 3a en ella se muestra un arreglo de alimentación adecuado para ajustar la inclinación hacia abajo y el ancho de haz del haz de una antena del tipo mostrada en las figuras 1 y 2. En este caso la antena incluye tres hileras 38 g 40, 41 a 43 y 44 a 46 de elementos radiantes aunque se apreciará que puede emplearse cualquier número deseado. La linea de alimentación de RF 28 alimenta al desviador de fase diferencial 29 el cual en este ejemplo es un desviador de fase diferencial variable. El accionador 30 es accionado por el controlador del accionador 31 para ajusfarlo a la posición de desviador de fase diferencial variable 29 para lograr una inclinación hacia abajo del haz deseado. Los accionadores 35 a 37 son accionados por el control del accionador 31 para ajustar los divisores de energía 32 a 34 para ajustar el ancho del haz de la antena. Puede emplearse un número de arreglos de alimentación que utilicen una gama de diferentes elementos variables posibles, algunos ejemplos de los cuales se exponen en la US 2004/0038714 Al la cual se incorpora aquí como referencia. Aunque los elementos variables pasivos como los desviadores de fase diferencial serán mostrados apreciará que los elementos variables podrían ser elementos activos usando diodos PIN, dispositivos controlados ópticamente, etc. La figura 14 muestra una modalidad que incluye un desviador de fase de inclinación hacia abajo 200, accionado por un accionador de desviador de fase de inclinación hacia abajo 201 y divisores de energía 202, 203 y 204 accionados por el accionador del divisor de energía 205 y desviadores de fase de azimut 206, 207 y 208 accionados por el accionador de desviador de fase de azimut 209 para efectuar el ajuste de la inclinación hacia abajo, ancho del haz y azimut del haz de la antena. Se apreciará que cualquiera de uno o una combinación de atributos pueden ser ajustados dependiendo de la aplicación. En una aplicación simple, el ajuste de la inclinación hacia abajo, eléctrico puede ser proporcionado con el ajuste de azimut mecánico. En la modalidad multiarreglo mostrado en la figura 3b un primer arreglo de columnas de elementos radiantes 49 puede tener una red de alimentación como se muestra en la figura 3a mientras que el segundo arreglo de columnas de elementos radiantes 48 puede tener una red de alimentación 48a que incluya desviador de fase 48b para hacer variar la base suministrada a las columnas externas de los elementos radiantes para efectuar el direccionamiento de haz de azimut. De esta manera la dirección del haz para el primer arreglo puede ser fijada mecánicamente orientando mecánicamente la antena y la dirección del haz para el segundo arreglo puede ser desviada usando el ajuste de azimut eléctrico en la red de alimentación. El arreglo puede operar en la misma o diferentes bandas de frecuencia. En la modalidad mostrada en la figura 3b el arreglo 49 opera en una banda mayor que el arreglo 48. La figura 3c muestra una antena multiarreglo que tiene un arreglo de elementos radiantes de banda de baja frecuencia los cuales pueden, por ejemplo, tomar la forma de radiadores anulares 126, 127, 128, 129 y 130 y un arreglo que consiste de tres columnas 131, 132 y 133 de elementos radiantes de banda de alta frecuencia los cuales pueden, por ejemplo, tomar la forma de dipolos transversales 131a, 132a y 133a. Se apreciará que los elementos radiantes pueden ser de cualquier forma adecuada dependiendo de la aplicación. La red de alimentación 134 consiste de una linea recta 135 que alimenta la columna central 132 y el desviador de fase variable 136 que alimenta las columnas 131 y 133. Una accionador de azimut mecánico mostrado esquemáticamente 137 hace girar la antena 125 alrededor de su eje vertical para proporcionar direccionamiento de azimut mecánico. El uso de la dirección de azimut del haz de los elementos de banda baja 126 a 130 puede fijarse accionando el accionador de azimut mecánico 137 para orientar la antena 125 en la orientación deseada. El desviador de fase diferencial variable 136 puede entonces ser ajustado para orientar la dirección del azimut del haz de los elementos de banda alta. Un controlador local puede controlar el accionador de azimut mecánico 137 y un accionador para controlar el desviador de fase diferencial variable 136. Esto puede basarse en un arreglo de control local o en respuesta a órdenes de control de un controlador central . La figura 3d muestra una antena multiarreglo 138 que consiste de un arreglo de elementos de banda alta en forma de tres columnas de dipolos transversales (una de las cuales es indicada en 139) y un arreglo de elementos de banda baja en forma de tres columnas de radiadores anulares (una de las cuales se indica en 140) las cuales se pueden arreglarse e intercalarse como se muestra. En una modalidad puede ser proporcionada una red de alimentación 141 para alimentar las columnas de los elementos radiantes de banda alta, de modo que la columna central de elementos de banda alta sea alimentada por la linea 142 directamente desde la linea de alimentación de RF 143 y las columnas externas de los elementos de banda alta sean alimentadas por las lineas 144 145 de las salidas del desviador de fase 146 las cuales pueden ser cualquiera de una variedad de configuraciones electromecánicas o eléctricas. El arreglo de alimentación y control de RF podría ser cualquiera de una variedad de configuraciones, incluyendo aquellas descritas en las figuras 5-12 de esta especificación. El accionador de azimut mecánico 147 permite el direccionamiento del haz de azimut mecánico de la antena 138. Esta modalidad puede operar de la misma manera que la modalidad descrita en la figura 3c. Sin embargo, si las columnas de banda baja son alimentadas de la misma manera que las columnas de banda alta (es decir usando una red de alimentación como la red de alimentación 141) entonces los haces de ambos arreglos de banda alta y banda baja pueden ser direccionados electrónicamente de manera individual. Este accionador de azimut mecánico 147 puede ser ajustado para orientar la antena 138 en una primera orientación y las redes de alimentación de banda alta y banda baja independientes puedan ser usadas para direccionar electrónicamente las direcciones del haz de azimut para cada arreglo. Esto permite que la antena sea orientada mecánicamente a la posición entre la orientación de haz deseada para cada arreglo y para el haz de cada arreglo a la desviación por el direccionamiento de haz electrónico para lograr la orientación de haz deseada. Esto puede minimizar la distorsión de patrones de haz reduciendo la cantidad de direccionamiento de haz de azimut eléctrico requerido. Proporcionando la capacidad de ajustar la orientación de toda la antena 138 y de este modo ambos arreglos de banda alta y baja juntos, y además del ajuste de los arreglos de banda alta y baja por separado, una infinitud de ajustes de azimutal de los dos haces puede ser lograda para satisfacer los parámetros de tráfico y otros de diseño. En una modalidad ejemplar los elementos radiantes de banda de alta frecuencia pueden estar en el intervalo de 1710 a 1720 GHz y los elementos radiantes de banda de baja frecuencia pueden estar en el intervalo de 824 a 960 GHz. La figura 3e muestra una variante de la figura 3d en la cual la red de alimentación 141 es reemplazada por la red de alimentación 141a en la cual son empleados elementos activos para lograr la desviación de fase deseada de los elementos radiantes de cada columna. Los elementos activos pueden ser diodos PIN, elementos controlados ópticamente o cualquier otro elemento activo adecuado. La figura 3f muestra una antena 148 que tiene paneles de elementos radiantes que giran vía los accionadores 152 a 154 con respecto al alojamiento de la antena 155. Los arreglos pueden ser simples como se muestra esquemáticamente, o arreglos de columnas múltiples. Este arreglo permite que cada arreglo de cada panel 149 a 151 sea orientado independientemente con respecto al alojamiento de la antena 155. Además, el alojamiento de la antena 155 puede en si ser orientado rotacionalmente vía el accionador 156. Las figuras 3g a 31 ilustran posibles configuraciones de la antena 148. En la figura 3g todos los paneles están orientados planos con respecto al alojamiento de la antena 155. En la figura 3h todos los paneles giran la misma cantidad a la izquierda y en la figura 3j todos los paneles giraron la misma cantidad a la derecha. En la figura 3k los paneles externos 149 y 151 giraron hacia fuera para ampliar el haz de la antena. En la figura 31 la configuración de la figura 3k se hizo girar debido al accionador 156 que hace girar el alojamiento de la antena 155. De este modo la antena proporciona direccionamiento de azimut y formación de haz mediante la rotación de paneles radiadores de antenas múltiples. La figura 3m muestra una variante en la cual los paneles externos 210 y 211 de los elementos radiantes giran alrededor de las uniones 213 y 214 hacia el panel central de los elementos radiantes 212. Los paneles externos 210 y 211 pueden girar independientemente con respecto al panel central 212 por medio de accionadores mecánicos individuales o ambos pueden ser ajustados vía un enlace mecánico común 215. Este arreglo permite se genere un ancho de haz amplio usando una estructura de antena relativamente simple. Se apreciará que en las modalidades anteriores pueden emplearse diferentes formas de elementos radiantes. También se apreciará que en cada una de las modalidades anteriores el control puede ser efectuado por un controlador local o un controlador central. Cada antena puede proporcionar información en cuanto a la configuración y orientación de cada antena y control de la antena localmente de acuerdo a una estrategia de control local o centralmente basada en una estrategia de control global. Refiriéndose ahora a la figura 4 se muestra un diagrama esquemático de una estación base de antena 47 que tiene tres antenas 68, 69 y 70. El controlador de equipo auxiliar 51 incluye un conector 52 que permite que una computadora portátil 53 interconecte con el controlador del equipo auxiliar de la estación base 51. La figura 5 muestra una primera modalidad en la cual un controlador de la estación base 55 se comunica con un controlador central vía un enlace de trayecto inverso 54. Las órdenes para controlar los atributos de la antena son enviadas desde el controlador de la estación base 55 hasta el controlador del equipo auxiliar 51. Un arreglo de modulación/desmodulación transporta las órdenes entre la interfaz de control 50 y las interfaces de antena 59 a 61. El controlador de la estación base 55 envía señales de RF para la transmisión vía líneas de alimentación RF 57 a la interfaz de control 50. El controlador de equipo auxiliar 51 envía órdenes para controlar elementos de antena controlables para controlar la interfaz o interconexión 50 que superpone órdenes de control sobre las líneas de alimentación de RF 56 a 58. Cada antena incluye una interfaz de antena 59 a 61 la cual extrae las órdenes de control superpuestas y proporciona esas a los accionadores de controlador 62 a 64 los cuales controlan los accionadores 65 a 67 de las antenas 68 a 70. Se apreciará que cualquier número de accionadores puede ser controlado y que esos pueden incluir motores de control para ajusfar la posición física de una antena, accionadores para ajustar los desviadores de fase, accionadores para ajusfar los divisores de energía u otros elementos a ustables. Los datos de control incluirán un dirección para un controlador de accionador junto con datos de control que désignen el atributo a ser controlado (por ejemplo inclinación hacia abajo) y un valor deseado. Los controladores de accionador pueden enviar también información de estado y configuración a la interfaz de antena 59, 61 para ser transportada vía la interfaz de control 50 al controlador de equipo auxiliar 51. Esta información de estado y configuración puede ser proporcionada a un controlador central vía un enlace de trayecto inverso 54. La figura 6 muestra una versión modificada en la cual se han dado enteros similares y números similares. En este caso la interfaz de control 71 superpone los datos de control únicamente sobre la línea de RF 58. Se incorpora un interfaz de antena 72 dentro de la antena 68 y ésta proporciona los datos de control a los controladores de accionador 62 a 64 vía cables en serie 73 a 75. Este arreglo reduce el costo por requerir únicamente una sola interfaz de antena 72 y por la interfaz de control 71 para interconectarse únicamente con un cable de alimentación. La figura 7 muestra una modalidad similar a la de la figura 6, excepto que la interfaz de antena 77 se localiza externamente a las antenas 68 a 70 en la parte superior de una torre. Los controladores de accionador 62 a 64 son suministrados con datos de control vía conexiones de canal en serie 78 a 80. Este arreglo tiene la ventaja de que puede ser empleada una unidad de antena estandarizada 68 a 70 si los datos de control son enviados hacia arriba de la torre vía una linea de alimentación de RF o un cable en serie. La figura 8 muestra una modalidad en la cual son enviados datos de control hacia arriba de la torre 81 desde un controlador de equipo auxiliar 82 vía el cable en serie 83 a las antenas 84 a 86. Se proporciona un puerto de acceso 87 para permitir que un controlador portátil (por ejemplo una computadora portátil) 88 se comunique directamente con el controlador de equipo auxiliar 82 para efectuar el control local. Como se muestra en la figura 9 los controladores de accionador 89 a 91 y el controlador de equipo auxiliar 82 son interconectados por canales en serie 83, 92 y 93. Los accionadores 194 a 196 son controlados por los controladores de accionador 89 y 91 de acuerdo con los datos de control recibidos del controlador de equipo auxiliar 82. La información de estado y configuración de los controladores de accionador 89 a 91 es comunicada vía el canal en serie al controlador de equipo auxiliar 82. La figura 10 muestra una modalidad inalámbrica en la cual los datos de control son comunicados entre el controlador 94 y las antenas 95 a 97 directamente via un enlace inalámbrico. Se apreciará que el controlador 94 puede ser un controlador de equipo auxiliar en la estación base que soporte comunicaciones inalámbricas o un dispositivo portátil como una computadora portátil con una tarjeta inalámbrica, etc. El controlador 94 también puede localizarse remotamente y controlar las antenas 95 a 97 vía un enlace de radio de largo alcance. La figura 11 muestra una primera modalidad en la cual una sola interfaz de antena 98 se comunica de manera inalámbrica con un controlador 94 y se comunica con controladores de accionador 99 a 101 vía el canal en serie 102 a 104 para controlar los accionadores 108 a 110. Este arreglo permite que sean empleadas las antenas estándares 105 a 107 que tienen interfaces en serie. La figura 12 muestra una modalidad en la cual los controladores de accionador 111 a 113 incluyen circuitos de comunicación inalámbrica que permiten que cada controlador de accionador 111 a 113 se comunique directamente con un controlador 9 . La figura 13 muestra esquemáticamente un sistema de administración de red en el cual un controlador central 114 se comunica vía enlaces de trayecto inverso 115 a 119 con un número de estaciones base 120 a 124. El controlador central 114 obtiene información de estado y configuración de cada controlador de estación base y envía datos de control a las estaciones base 120 a 124. El controlador central 114 puede recibir periódicamente información de estado y configuración y/o la información de estado y configuración puede ser enviada o solicitada si existe un cambio. El controlador central 114 puede ajustar los atributos de la antena de acuerdo a un programa, una orden del operador, o activamente en respuesta a condiciones de operación actuales (por ejemplo, demandas de tráfico, etc.). En otra modalidad, la figura 15 muestra una antena 311. La figura 16 muestra esquemáticamente el arreglo de control para la antena. Una antena de arreglo 301 gira alrededor de los cojinetes 302 y 303 con la rotación de la antena arreglada siendo controlada por el accionador 304. Los datos de control son enviados al controlador de antena 305 via un canal en serie direccional 306, por ejemplo. Sin embargo, como se describe en Elliot, los datos de control pueden ser suministrados via la linea de alimentación de RF 307 o un enlace inalámbrico. En esta modalidad un receptor de satélite de posicionamiento global (GPS) 308, por ejemplo, suministra información de posición al controlador de antena 305. El controlador de antena 305 controla los accionadores 312 a 313 dentro de la red de alimentación 309 para controlar la orientación del haz de la antena con respecto a la antena arreglada. Los accionadores 312 a 313 de la red de alimentación 309 pueden ajustar los desviadores de fase o y/o los divisores de energía para ajustar el azimut, inclinación hacia abajo y/o ancho de haz del haz de antena con respecto al plano de la antena arreglada como se describe en Elliot y Rhodes. En esta modalidad un detector de orientación 310 es montado permanentemente a la antena arreglada 301 y desarrolla una señal que caracteriza la orientación de la antena. El detector de orientación puede incluir un compás y/o giroscopio electrónico para determinar el azimut del haz y/o un inclinómetro y/o giroscopio para medir la elevación del haz. En lugar de detectores de orientación absoluta, puede emplearse un método de determinación de la posición relativa, como determinar la orientación relativa con respecto a otra estación base (o radiobaliza, etc.) determinando la dirección en la cual el haz estrecho (RF, láser, etc.) debe ser dirigido para ser recibido por la estación base o radiobaliza. Conociendo las posiciones de las estaciones base pueden determinarse las orientaciones relativas de las antenas. La señal de detector del detector de orientación 310 es suministrada al controlador de antena 305. De acuerdo a una modalidad, el controlador de antena 305 de la antena de comunicaciones celulares 311 puede almacenar la información de orientación física deseada u orientación del haz de la antena. Durante la operación, sobre la base de la información del detector de orientación 310 y/o información de posición del receptor GPS 308, el controlador de antena puede controlar el accionador 304 para lograr una orientación de azimut deseada de la antena arreglada 301 y puede controlar los accionadores de la red de alimentación 309 para ajustar la inclinación hacia abajo y/o azimut y/o ancho de haz del haz de antena con respecto a la antena arreglada 301. Por ejemplo, un compás digital del detector de orientación 310 puede detectar la orientación real de la antena arreglada 301 y comunicar ésta al controlador de antena 305. El controlador de antena 305 puede determinar si la orientación de la antena arreglada 301 está dentro de un intervalo permitido de valores almacenados dentro del controlador de antena 305. Si está fuera de un intervalo permitido el controlador de antena 305 puede ajustar el accionador 304 para cambiar la orientación física de la antena arreglada 301 hasta que la señal del detector del detector de orientación 310 indique una orientación dentro del intervalo permitido. Los valores permitidos de atributos de antena pueden ser almacenados dentro del controlador de antena 305 y pueden ser actualizados vía el canal en serie direccionable 306 u otro canal de comunicaciones. Los intervalos permitidos de atributos de orientación física y orientación de haz pueden ser almacenados en un programa en el cual esos valores sean fijados para diferentes períodos de tiempo, o para tráfico variable, follaje variable u otros cambios de capacidad estacional u obstrucción de la señal, u otras condiciones de operación. Por ejemplo, puede requerirse la cobertura de una antena en la primera región durante un periodo de tiempo y otra región durante otro periodo de tiempo debido a la demanda de tráfico variable, etc. Este programa puede ser cargado periódicamente de un controlador central . Refiriéndose ahora a la figura 17 se muestra una vista esquemática del sistema de antena de comunicaciones celulares 314 que incorpora la antena de comunicaciones celulares mostrada en las figuras 15 y 16. La antena 318 recibe señales de posicionamiento GPS de satélites GPS 315, 316 y 317. Usando esta información el controlador de la antena 318 puede determinar su posición. El haz de antena 319 tiene atributos de haz ajustados incluyendo el ancho del haz 320, elevación del haz (referida aquí como la inclinación hacia abajo del haz) 321 y la orientación del haz horizontal (referida aquí como azimut del haz) 322. Esos atributos del haz de la antena pueden ser ajustados para proporcionar la cobertura de haz deseada. De manera adicional o alternativa la orientación de la antena puede ser ajustada físicamente para alterar la cobertura del haz de antena. La figura 18 muestra una vista esquemática de un arreglo para ajustar la orientación física de antena 323. Los accionadores 324, 325 y 326 pueden ajustar respectivamente el haz de azimut 327, giro 328 e inclinación hacia abajo 329 del haz. Los accionadores 324 a 326 pueden ser motores de engranes los cuales a través de enlaces adecuados ajustan la orientación de la antena 323 como es bien sabido en la técnica. Refiriéndose ahora a la figura 19 se muestra el haz 330 de la antena 331 proyectado sobre un paisaje. Se apreciará que ajustando estos atributos de orientación física y/o ajustando atributos del haz de la antena, ancho del haz, azimut del haz e inclinación hacia abajo del haz, y giro del haz pueden ser optimizados para una cobertura deseada sobre la base de la posición y orientación medidas de la antena 331. Una imagen como la que se muestra en la figura 19 puede ser presentada al usuario usando una tecnología de visualización 2D o 3D. La topografía representa el ambiente en el cual la antena 331 se localiza. También pueden mostrar obstrucciones, como edificios. Los niveles de tráfico, actuales deseados o históricos también pueden ser indicados (por color, textura u otros atributos visuales) . La antena 331 puede ser superpuesta sobre la base de la información recibida en cuanto a su ubicación física derivada de una unidad GPS en la estación base. La orientación de la antena 331 puede basarse en la información de orientación de detectores en la antena 331. La forma del haz 330 puede ser determinada sobre la base de información sobre la configuración de los elementos de formación del haz. Puede tener una característica óptica diferente como el color o tono dependiendo de la polarización del haz. Un usuario que use un guante de datos de realidad virtual u otro dispositivo de entrada puede modificar el haz 330. Sujetando el haz con el guante de datos un usuario puede orientar éste según desee o abriendo y cerrando los dedos, por ejemplo, hacer variar el ancho del haz. Un usuario será capaz de observar como la modificación del haz afecta el haz virtual en el dispositivo de representación visual virtual, y de este modo como el haz real se proyectaría sobre la topología. Esto proporciona un interfaz de usuario intuitiva simple. La figura 20 muestra un sistema de comunicación celular en el cual un controlador central 332 se comunica vía enlaces de trayecto inverso 333 a 335 con los controladores de estación base 336 a 339. Los controladores de estación base 336 a 339 reciben información de posición y/u orientación de las antenas 340 a 343 y proporcionan esta información al controlador central 332. De manera alternativa, los controladores de estación base 336 a 339 pueden incluir un receptor GPS, evitando la necesidad de proporcionar uno en cada antena. El controlador central 332 puede mantener una base de datos en la cual la mayoría de los datos de posición y orientación se almacena, junto con datos históricos si se requiere. La información de posición y orientación puede ser enviada periódicamente al controlador central 332 o a petición del controlador central 332. El controlador central 332 puede enviar órdenes de control vía los controladores de estación base 336, 337, 338 y 339 a cada controlador dentro de cada antena para ajustar la orientación física de la antena y/o los atributos de la antena sobre la base de la necesidad inmediata, respuesta a cambios de condición predeterminados, o de acuerdo con un programa de tiempo predeterminado, como se describió anteriormente. En una modalidad, cuando es instalada una nueva antena, ésta puede enviar información de posición y/u. orientación al controlador central 332. El controlador central 332 puede determinar los parámetros de operación deseados para la antena y enviar esos de regreso para ser almacenados en el controlador de la estación base o el controlador dentro de cada antena. Cada antena puede entonces controlar la orientación física de la antena y/u orientación de haz para satisfacer los parámetros de operación requeridos. De manera alternativa, la inteligencia puede ser mantenida dentro del controlador central 332 de modo que ordene directamente cada controlador de antena local hacer un ajuste hasta que reciba información de posición y/u orientación que reúna los parámetros de operación requeridos. Durante la operación, el controlador 332 puede enviar un programa de parámetros de operación deseados al controlador de estación base o controlador de antena que proporcione un programa de operación para diferentes periodos. El programa puede proporcionar diferente cobertura de haz para diferentes periodos. Además, el controlador central 332 puede verificar el uso del sistema y ajusfar la orientación mecánica y/o atributos de haz para proporcionar la cobertura deseada activamente a medida que cambia el uso. Regulando la verificación de la posición y orientación de cada antena, el controlador central 332 puede verificar la operación correcta de toda una red de comunicaciones celulares. Si, por ejemplo, una antena tuviera un encuentro de condición con un ave y se desalineara, el controlador central 332 puede detectar la orientación incorrecta de la antena y, si es posible, hacer el ajuste o de otro modo asegurar que se efectúe el mantenimiento apropiado. Cada controlador de antena puede ser programado de modo que si un parámetro de posición u orientación está fuera de un intervalo especificado es enviada una señal al controlador central 332 notificando esto de la excepción. El controlador 332 puede entonces ajusfar los parámetros de la antena para compensar o indicar que se requiere servicio. Se apreciará que la interfaz gráfica de usuario descrita con relación a la figura 19 puede ser aplicada a un sistema como se muestra en la figura 19 para permitir a un operador controlar todos lo haces de antena a través de un sistema vía una interfaz de usuario en el controlador central 332. El sistema permite que la posición y orientación de cada antena sea comunicada al controlador central 332 tras la instalación. Los ajustes de los elementos de formación de haz como los desviadores de fase y divisores de energía también pueden ser proporcionados al controlador central 332 para permitir que la forma del haz de cada uno sea determinada. El controlador 332 también puede ser provisto con información como obstrucciones fijas (edificios, etc.) y obstrucciones variables (por ejemplo follaje) . El controlador 332 puede además ser provisto con información para proyectar tráfico (por ejemplo perfiles de tráfico típicos para diferentes horas del día o para eventos como eventos deportivos) así como información en tiempo real en cuanto al tráfico (por ejemplo tráfico corriente actual o tráfico durante un periodo precedente) . El controlador 332 puede entonces calcular la posición física de la antena y configuración de haz deseadas para cada antena requerida para dar la cobertura deseada en una topografía particular. El controlador 332 puede hacer esto superponiendo la información de posición y orientación de la antena sobre un mapa topográfico del. área para calcular la cobertura deseada. El controlador 332 puede tomar en cuenta información como requerimientos de uso y cobertura del sistema para el área en cuestión. El controlador 332 puede operar una amplia gama de estrategias de control utilizando la información de posición y orientación de antena conocida como será evidente a aquellos expertos en la técnica. De manera alternativa un operador puede controlar la orientación y forma de haz de antena usando una interfaz de usuario. Un operador puede observar la topología completa o una porción de un área a ser controlada con estaciones base superpuestas sobre la topología. Los haces de las antenas pueden ser proyectados sobre la topología sobre la base de información en cuanto a la posición y orientación de cada antena y los parámetros de los elementos de formación de haz de cada antena. La duración no lineal de cada haz puede ser indicada por color o algún otro atributo óptico. Los edificios u otras construcciones también pueden ser mostrados usando atributos visuales, como el color. El sistema de tráfico puede ser superpuesto sobre la topografía para mostrar el tráfico actual, el tráfico histórico y/o tráfico predicho usando color o algún otro atributo visual. Donde sea necesario mostrar atributos múltiples en el mismo espacio un atributo puede ser el color y otro puede ser un efecto de relleno como tachado, etc. Un usuario puede seleccionar un haz usando un dispositivo de entrada (por ejemplo, cantidades, guante de datos de realidad virtual, etc.) y modificar atributos de haz de antena usando el dispositivo de entrada. Por ejemplo un operador puede sujetar un haz usando un guante de datos de realidad virtual y cambiar su orientación moviendo el guante de datos. El operador puede ajustar atributos de haz como el ancho abriendo y cerrando los dedos del guante de datos. De esta manera un operador puede ajustar un haz mientras observa visualmente otro haz y la cobertura del haz con respecto al tráfico en una región y como afectan las obstrucciones el haz. Se apreciará 'que podría ser empleada una variedad de dispositivos de entrada utilizando una gama de estrategias de control. Como una alternativa a la ubicación de posición basada en GPS, también pueden ser empleados métodos de triangulación. Cada controlador de antena puede incluir un receptor de RF para recibir transmisiones de lugares conocidos, como torres celulares, para calcular la posición de cada antena por triangulación. De este modo se proporciona una antena que proporciona ajuste de azimut e inclinación hacia abajo el cual mantiene buenos patrones de radiación de la antena. Un controlador común permite que el azimut mecánico, inclinación eléctrica hacia abajo, ancho del haz eléctrico y accionadotes de azimut eléctricos sean controlados continuamente. Una interfaz de canal en serie direccionables simplifica la interconexión de antenas y controladores . Los datos de control pueden ser enviados vía una línea de alimentación de RF, cable de datos en serie o conexión inalámbrica. Para aplicaciones multibanda la combinación del ajuste de azimut mecánico y eléctrico permite que el azimut sea ajustado independientemente para dos o más arreglos. También se proporciona una antena que proporciona direccionamiento de haz de azimut eléctrico doble, direccionamiento de azimut mecánico y eléctrico combinado, direccionamiento de columna mecánica independiente y direccionamiento mecánico doble. Este permite que el azimut del haz sea ajustado independientemente para dos o más arreglos. Un controlador común permite que el azimut eléctrico, la inclinación eléctrica hacia abajo, el ancho del haz eléctrico y los accionadores de azimut eléctricos sean controlados de manera común. Una interfaz de canal en serie direccionable simplifica la interconexión de antenas y controladores . Los datos de control pueden ser enviados via una linea de alimentación de RF, cable de datos en serie o conexión inalámbrica. También se proporciona una antena capaz de detectar su. posición y orientación y comunicar ésta a un controlador local o central. La antena puede incluir medios para mantener atributos de la antena dentro de parámetros deseados. Esos pueden ser preestablecidos o descargados. Un sistema de esas antenas simplifica la instalación requiriendo únicamente que las antenas sean montadas en orientaciones próximas de modo que puedan ser ajustadas posteriormente alterando la orientación mecánica de la antena y/o los atributos del haz de antena. El sistema permite que sea determinada la posición y orientación precisas de la antena en cualquier punto en el tiempo y empleadas en una gama de estrategias de control. Aunque la presente invención ha sido ilustrada por la descripción de las modalidades de la misma, y aunque las modalidades han sido descritas con detalle, no se pretende restringir o limitar de ninguna manera el alcance de las reivindicaciones anexas a esos detalles. Las ventajas y modificaciones adicionales serán fácilmente evidentes a aquellos expertos en la técnica. Por lo tanto, la invención en sus aspectos más amplios no se limita a detalles específicos, aparatos y métodos representativos, y ejemplos ilustrativos mostrados y descritos. En consecuencia, el aparato puede ser hecho sin que esos detalles se aparten del espíritu o alcance del concepto inventivo general de la Solicitante .

Claims (24)

1. REIVINDICACIONES 1. Una antena celular, caracterizada porque comprende : a. una antena arreglada que tiene primero y segundo arreglos de elementos radiantes configurados para desarrollar, cuando se excitan, primeros y segundo haces respectivamente, siendo la antena arreglada montada de manera giratoria con respecto a un soporte de antena para permitir el direccionamiento de azimut mecánico del primero y segundo haces ; b. un accionador de azimut mecánico configurado para hacer girar la antena arreglada con respecto a un soporte de antena; c. una primera red de alimentación configurada para suministrar señales a y recibir señales del primer arreglo de elementos radiantes, incluyendo un primer elemento variable para hacer variar la fase de las señales que pasan a través de la red de alimentación; d. un ajustador del primer elemento variable configurado para ajustar el primer desviador de fase; y e. un controlador de accionador configurado para recibir datos de control y para controlar el accionador de azimut mecánico de acuerdo con los datos de control de azimut mecánico recibido para hacer girar la antena arreglada con respecto a un soporte de antena para alterar la orientación de la antena y para controlar el ajustador del primer elemento variable de acuerdo con los datos de control de azimut eléctrico recibidos para ajustar la dirección del haz de azimut del primer arreglo con respecto a la dirección del haz de azimut del segundo arreglo.
2. 2. La antena celular de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque incluye un radomo, donde la antena arreglada es montada de manera giratoria en la parte superior del radomo.
3. 3. La antena celular de conformidad con la reivindicación 1 o la reivindicación 2, caracterizada porque la primera red de alimentación incluye uno o más desviadores de fase de inclinación hacia abajo para ajusfar la inclinación hacia abajo del haz del primer arreglo y uno o más accionadores de desviadores de fase de inclinación hacia abajo controlados por el controlador del accionador para ajusfar los accionadores de los desviadores de fase de inclinación hacia abajo.
4. 4. La antena celular de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque la primera red de alimentación incluye uno o más elementos de ajuste de ancho de haz para ajusfar el ancho de haz del haz del primer arreglo y uno o más accionadores del elemento de ajuste del ancho de haz controlados por el controlador del accionador para ajusfar los accionadores del elemento de ajuste del ancho de haz.
5. 5. La antena celular de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque el primer y segundo arreglos están configurados para la operación en diferentes bandas de frecuencia.
6. 6. La antena celular de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque incluye además un compás unido a la antena arreglada, de modo que la lectura del compás es indicativa de la dirección de la antena arreglada.
7. 7. Un método para ajustar el azimut de haz para una antena multiarreglo que tiene primer y segundo arreglos de elementos radiantes configurados para desarrollar, cuando se excitan, el primer y segundo haz respectivamente donde el primer arreglo tiene una red de alimentación que incluye uno o más elementos variables para ajustar el primer azimut de • haz, el método se caracteriza porque comprende: a. orientar mecánicamente la antena para lograr una dirección de haz de azimut deseada para el segundo haz; y b. fijar uno o más elementos variables para lograr un azimut de haz deseado para el primer haz diferente al primer azimut de haz para el segundo haz.
8. 8. El método de conformidad con la reivindicación 7, caracterizado porque incluye obtener información de orientación en cuanto a la orientación de la antena y orientar mecánicamente la antena dependiendo de la información de orientación.
9. 9. El método de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado porque la información de orientación es obtenida via un compás electrónico unido a la antena.
10. 10. Un método para fijar diferentes orientaciones de azimut de haz para el primer y segundo haces de una antena multiarreglo que tiene primer y segundo arreglos de elementos radiantes en los cuales el primer arreglo tiene una primera red de alimentación que incluye uno o más elementos variables para ajusfar el azimut de haz y el segundo arreglo tiene una segunda red de alimentación que incluye uno o más elementos variables para ajusfar el azimut de haz, el método se caracteriza porque comprende: a. orientar mecánicamente la antena para orientar una linea normal a la antena entre las direcciones de haz deseadas para el primer y segundo haces; b. fijar uno o más elementos variables de la primera red de alimentación para lograr un azimut de haz deseado para el primer haz; y c. fijar uno o más elementos variables de la segunda red de alimentación para lograr un azimut de haz deseado para el segundo haz.
11. 11. Un sistema de antena de comunicaciones celulares, caracterizado porque comprende: a. una pluralidad de antenas arregladas que producen haces que cubren una pluralidad de sectores celulares ; b. una pluralidad de detectores de orientación de antena asociados con la pluralidad de antenas y configuradas para detectar respectivamente las orientaciones físicas de las antenas arregladas; c. una pluralidad de accionadores para ajusfar respectivamente un atributo de las antenas arregladas; y d. un arreglo de control configurado para recibir información de orientación de los detectores de orientación y ajusfar un atributo de cada una de las antenas arregladas para lograr por cada antena una orientación de antena u orientación o configuración de haz deseada.
12. 12. El sistema de antena de comunicaciones celulares de conformidad con la reivindicación 11, caracterizado porque el arreglo de control ajusta los atributos de las antenas arregladas para igualar los valores de atributos deseados almacenados por el arreglo de control.
13. 13. El sistema de antena de comunicaciones celulares de conformidad con la reivindicación 11 o reivindicación 12, caracterizado porque el atributo de antena deseado de al menos una antena es seleccionado para lograr uno de: cobertura del sistema, uso del sistema y orientación de antena deseada.
14. 14. La antena de comunicaciones celulares de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 11 a 13, caracterizada porque el accionador ajusta la orientación física de la antena arreglada.
15. 15. La antena de comunicaciones celulares de conformidad con la reivindicación 14, caracterizada porque el ajuste en la orientación física produce cambios en el azimut de haz, elevación del haz o giro del haz.
16. 16. La antena de comunicaciones celulares de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 11 a 15, caracterizada porque el ajuste de orientación del haz incluye el ajuste en la elevación del haz, azimut del haz o ancho del haz .
17. 17. La antena de comunicaciones celulares de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 11 a 16, caracterizada porque el detector de orientación de la antena incluye un compás electrónico, inclinómetro, o un giroscopio.
18. 18. La antena de comunicaciones celulares de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 11 a 17, caracterizada porque incluye un detector de posición para determinar la posición del sistema de antena y proporcionar la información de la posición al arreglo del control.
19. 19. Un sistema de comunicaciones celulares, caracterizado porque comprende: a. una pluralidad de sistemas de antena de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 11 a 18; y b. un controlador central en comunicación con el sistema de antena para recibir información de orientación y/o posición y enviar información de control para ajusfar uno o más atributos de los sistemas de antena.
20. 20. El sistema de comunicaciones celulares de conformidad con la reivindicación 19, caracterizado porque el controlador central incluye medios de presentación para presentar los haces de antena virtual representativos de los haces de antena de las estaciones base superpuestas sobre una topología virtual y un dispositivo de entrada de usuario que permite al usuario manipular un haz virtual para generar las señales de control enviadas a los atributos de control de la antena correspondiente.
21. 21. Un método para controlar la orientación de una antena de comunicaciones celulares que tiene un detector de orientación para medir la orientación de la antena y un accionador para ajusfar la orientación de la antena, caracterizado porque comprende: determinar la orientación de la antena; y, si la orientación de la antena no está dentro de un intervalo deseado; accionar el accionador y verificar la orientación de la antena medida por el detector de orientación hasta que la orientación de la antena está dentro del intervalo deseado.
22. 22. El método para controlar la orientación de una antena de comunicaciones celulares de conformidad con la reivindicación 21, caracterizado porque la orientación es una o más seleccionada del grupo de azimut, orientación vertical y bandazo.
23. 23. Un método para controlar un atributo de haz de una antena de comunicaciones celulares que tiene un detector de orientación para medir la orientación de la antena y un accionador para ajustar un elemento variable de una red de alimentación de la antena, caracterizado porque comprende: determinar la orientación de la antena; y controlar el accionador de la antena para lograr un patrón de haz deseado dependiendo de la orientación de la antena.
24. 24. El método de conformidad con la reivindicación 23, caracterizado porque el patrón de haz es dependiente de la información en cuanto a obstrucciones, tráfico celular actual o al tráfico celular histórico.