MXPA97002023A - Sistema de antena de ultra-alta frecuencia,acoplada por ranura, de bajo costo - Google Patents

Abstract

La presente invención se refiere a un aparato de antena para montarse en una ventana y adaptado para operar en un rango de frecuencia ultra-alta, mayor de, o igual a aproximadamente 1.5 GHz, en conjunto con un dispositivo de utilización;que comprende:un elemento alargado de radiación que tiene una longitud eléctrica de al menos 1/2 longitud de onda;un primer alojamiento para acoplar una seperficie externa de la ventana, teniendo el primer alojamiento un medio para soportar en el mismo el elemento de radiación;un segundo alojamiento para acoplar una superficie interna de la ventana;un primer acoplador dispuesto en el primer alojamiento y conectado eléctricamente al elemento de radiación, incluyendo el primer acoplador un miembro plano que tiene primera y segunda superficies opuestas, teniendo la primera superficie un material eléctricamente conductor dispuesto sobre la misma, el cual define un plano de tierra del primer acoplador, teniendo además la primera superficie una cavidad plana dispuesta en la misma, estando la cavidad rodeada substancialmente por el material conductor, teniendo la segunda superficie una tira excitadora eléctricamente conductora dispuesta en la misma, en coincidencia con la cavidad plana de la primera superficie;un segundo acoplador conectado eléctricamente al dispositivo de utilización, incluyendo el segundo acoplador un miembro plano que tiene primera y segunda superficies opuestas, teniendo también la primera superficie un material eléctricamente conductor dispuesto en la misma para definir un plano de tierra para el segundo acoplador, teniendo también la primera superficie una cavidad plana dispuesta en la misma y estando rodeada substancialmente por el material conductor, teniendo la segunda superficie del miembro plano una tira excitadora formada de un material conductor dispersa en la misma, enalineamiento con la cavidad plana del segundo acoplador y generalmente perpendicular a la misma;un medio de coincidencia de impedancia dispuesto dentro del primer alojamiento y conectao entre la tira excitadora del primer acoplador y el elemento de radiación;un medio de conexión que comprende un cable coaxial que se extiende dentro del primer alojamiento y que tiene dentro del segundo alojamiento un conductor central conectado eléctricamente a la tira excitadora del segundo acoplador, y un conductor cubierto conectado al plano de tierra del segundo acoplador;y las primeras superficies del primero y segundo acopladores están dispuestas generalmente opuestas entre sísobre las superficies externa e interna de la ventana.

Description

SISTEMA DE ANTENA DE ULTRA-ALTA FRECUENCIA, ACOPLADA POR RANURA, DE BAJO COSTO Antecedentes de la Invención La presente invención se refiere, generalmente, a transmisiones de señales de radiofrecuencia (RF) , a través de una barrera dieléctrica, tal como un parabrisas de vehículo, y, más particularmente se refiere a un sistema móvil de antena mejorado, de bajo costo, montado en el vidrio. La expansión de teléfonos celulares, móviles y personales o sistemas de teléfonos, ha si rápido y amplio durante los últimos pocos años. Originalmente, los sistemas de teléfonos celulares se diseñaron para suministrar servicios de comunicación primariamente a vehículos y reemplazar así los sistemas de telecomunicaciones móviles de radio. Los avances en la tecnología y producción han disminuido significantemente el costo del servicio celular al punto en el cual el servicio de teléfonos celulares ha llegado ahora a estar disponible a la mayoría de la población general. Por lo tanto, el "sistema de teléfonos celulares" ya no se refiere estrictamente a los teléfonos celulares, los cuales originalmente se unían físicamente a y eran parte de un vehículo. El servicio de teléfonos celulares ahora incluye teléfonos personales portátiles, gue pueden ser llevados en un bolsillo o bolsa y que se pueden usar fácilmente dentro o fuera de un vehículo o edificio. Un objetivo final de la industria de comunicaciones es ensanchar el alcance de los servicios de comunicaciones celulares por la provisión a las personas con comunicadores manuales, pequeños y baratos, por los cuales los usuarios pueden alcanzar por las comunicaciones de voz o datos con un número de teléfono sencillo, independientemente de la ubicación del usuario. Este sistema propuesto se ha denominado generalmente como una red de comunicaciones personal / un sistema de comunicaciones personal ("PCN/PCS") . El sistema PCN/PCS es considerado para ser un sistema de comunicaciones inalámbrico, que "va a todas partes", el cual, cuando es para todo intento o propósito elimina la necesidad de números separados para la oficina, hogar, compaginador, facsímil o coche. En anticipación del desarrollo del PCN/PS, muchos países y proveedores de comunicaciones han convenido en normas internacionales de comunicaciones y colocan aparte una porción del espectro de microondas de radio de frecuencia ultra-alta como el intervalo de ancho de banda el cual será exclusivamente dedicado para el uso por el PCN/PCS. Todo el intervalo de ancho de banda esperado sea usado en el PCN/PCS en una base mundial se extiende desde 1.5 GHz hasta 2.4 GHz y países individuales han reservado diferentes intervalos, o anchos de banda dentro de este ancho de banda para sus operaciones nacionales. Por ejemplo, Japón ha reservado el intervalo de 1.429 a 1.521 GHz, aproximadamente. Europa de 1.710 a 1.880 GHz, aproximadamente, y los Estados Unidos de América de 1.850 a 1.990 GHz, aproximadamente. Estos diferentes anchos de banda representan todos aproximadamente el 11%, o alrededor de unos 200 MHz, del ancho de banda total reservado para el PCN/PCS. El extremo inferior de este ancho de banda general, 1.5 GHz es aproximadamente dos veces mayor que la frecuencia estándar en la cual operan los sistemas actuales de teléfonos celulares, es decir de 800 MHz. La presente invención se dirige a antenas de bajo costo para su uso en los intervalos de operación de frecuencia ultra-alta, intentados para las comunicaciones de PCN/PCS. Primariamente, las anteneis para su uso en comunicaciones de PCN/PCS se montarán en los vehículos para suministrar el aspecto móvil al PCN/PCS. Sin embargo, también se considera que las antenas se pueden montar en vidrios de ventanas de edificios para aumentar los servicios de PCN/PS directamente al hogar u oficinas del usuario. Ambas de estas antenas de edificios y vehículos serán de tipo de montaje en vidrio, lo cual eliminará la necesidad de perforar agujeros o modificar de otra manera un cuerpo de vehículo o pared de edificio.

Las antenas montadas en vidrio utilizan típicamente dos módulos, los cuales se montan en las superficies exterior e interior del vidrio de la ventana para transmitir señales a través del vidrio de la ventana entre módulos opuestos. El módulo de la antena externa incluye típicamente un elemento de radiación de antena, que se extiende verticalmente, mientras el módulo de antena interna contiene típicamente un conector o línea de carga de transmisión, la cual puede conducir a un dispositivo de utilización, tal como un teléfo-no, compaginador, facsímil o dispositivo similar. Los módulos de la antena, externos e internos, transmiten señales de RF entre sí a través del vidrio de la ventana. Ocurren pérdidas en las antenas montadas en el vidrio debido a que ellas deben transmitir sus señales a través de un material dieléctrico, tal como el vidrio de la ventana y también debe corresponder con la impedancia de la antena externa. Por lo tanto, una antena montada en el vidrio de una ventana tiene típicamente menor ganancia en comparación con una antena montada en el techo, la cual tiene una conexión física que se extiende a través el cuerpo del vehículo entre los módulos internos y externos. Las antenas previas de teléfonos móviles celulares de vehículos, montadas en vidrios, han empleado el acoplamiento capacitivo con el fin de transmitir señales de RF a través del vidrio de la ventana del vehículo. En antenas acopladas capacitivamente, dos placas de metal se colocan opuestas entre si en las superficies opuestas del vidrio de la ventana. Estas placas de metal cooperan y actúan como un capacitor para transmitir la energía de RF a través del vidrio de ventana que interviene. Donde la frecuencia de operación del sistema de comunicaciones de 800 MHz, tal como en un sistema celular de E. U. A,., las placas de metal son eléctricamente pequeñas en comparación a la longitud de onda de operación. Sin embargo, en el intervalo de frecuencia de 1.5 GHz a 2.4 GHz del PCN/PS, las señales de RF comienzan a perderse y las placas ya no actúan como acopladores capacitivos, sino más bien una de las placas de metal actúa como un elemento de antena de radiación primaria. Los sistemas acoplados capacitivamente y redes correspondientes de impedancia asociadas, se describen generalmente en la patente de E. U. A., No. 4,089,817, expedida en mayo de 1978 y la patente de E. U. A., No. 4,839,660, expedida en junio de 1989. El acoplamiento capaci-tivo presente un número de desventajas. Conforma la frecuencia de operación de la antena entra en el intervalo de frecuencia ultra-alta, las capas conductivas eléctricamente deben ser aumentadas en su tamaño en comparación con las longitudes de onda operativas para impedir que cualquier placa sencilla llegue a ser el elemento de radiación primaria en la antena. Debido a que las placas de metal no pueden hacerse suficientemente grandes en comparación con la longitud de onda de operación, un acoplamiento de alta impedancia de la naturaleza de varios cientos de ohms ocurre y no se puede evitar. Esta impedancia conducirá a una pérdida alta debido al escape del campo eléctrico a altas frecuencias. En el ancho de banda de frecuencia ultra-alta del PCN/PCS, aún una placa de metal pequeña puede ya no actuar como un elemento capacitor, considerando el espesor del vidrio del vehículo y la capacitancia perdida. En tcil situación, el circuito puede desviar la señal y hacerla más difícil de corresponder con la impedancia alta de la antena a los 50 ohms convencionales del dispositivo de utilización, o teléfono, usado dentro del vehículo o edificio. Con los problemas que ocurren en frecuencias de operación altas, es crítico que un sistema de antena tenga una distorsión baja del patrón. Un elemento convencional de látigo de arreglo colineal no tiene una distribución de corriente uniforme y la sección inferior del látigo exhibe típicamente la radiación más fuerte. Cuando se une a una ventana de un vehículo, la sección inferior del elemento de antena de látigo es bloqueado por el techo del vehículo, lo que resulta en la distorsión del patrón y profundidad cero. A 1.8 GHz de la banda de PCN/PCS, la situación llega a ser peor, debido a que la longitud del elemento radiador es típicamente de sólo la mitad de aquélla empleada en el ancho de banda celular, debido a que la frecuencia es el doble. Una antena de látigo de tipo arreglo colineal, con un punto de alimentación alto puede ser provisto aplicando la tecnología de un manguito desacoplador o de ranura. Este tipo de antena tiene típicamente una impedancia de entrada de 50 a 75 ohms, lo cual hace difícil de adaptar el acoplamiento capacitivo. La patente de E. U. A., Re. 33,743, describe un sistema de antena acoplado capacitivamente, para acoplar una línea de carga coaxial a través de un vidrio de ventana, usando un antena de 1/4 de onda. Sin embargo, a frecuencias del PCN/PCS, la antena de 1/4 de onda sugerido por esta patente tendrá una longitud de aproximadamente 4.32 c, la cual, para todos los intentos y propósitos se dispondrá debajo de la línea del techo de un vehículo y resultará en varias distorsiones del patrón y profundidad cero. Otro acercamiento se describe en la patente de E. U. A., No. 4,939,484, expedida el 3 de julio de 1980, que revela un arreglo de acoplamiento en el cual conductores helicoidales se alojan dentro de conductores externos y se usan para acoplar las señales de RF a través del vidrio de ventana. Esta patent indica que el tamaño de los conductores helicoidales y su alojamiento deben ser fijados para satisfacer la frecuencia del objeto. En la frecuencia de operación de 800 MHz, asociada con los sistemas convencionales de comunicaciones celulares, la cavidad helicoidal se diseña para 200 MHz. Sin embargo, en las frecuencias ultra-altas, intentadas para el PCN/PCS, y específicamente a unos 1.8 GHz, el conductor helicoidal debe ser diseñado para 600 MHz. En este tamaño, una caída significante de la Q descargada ocurrirá debido al pequeño conductor helicoidal y el coeficiente de acoplamiento obtenido por tal arreglo no será suficiente para retener el 11% de ancho de banda preferido para el PCN/PCS. Asimismo, el acercamiento del conductor helicoidal descrito en esta patente es difícil de sintonizar y es además difícil de fabricar debido a su estructura tridimensional compleja. El desempeño de los conjuntos de antena de la técnica anterior, descrito anteriormente, se degradará considerablemente para frecuencias mayores de 1.5 GHz. Las antenas de la técnica anterior son sistemas de frecuencia relativamente bajos, en comparación con las frecuencias ultra-altas intentadas para el PCN/PCS y ellas utilizan elementos de Q baja, LC concentrada, o elementos semi-concen-trados, provistos por la incorporación de un circuito LC colocado en un recinto de metal. La pérdida de tal circuito de LC, aumentará considerablemente debido a la naturaleza de Q baja de tal antena, cuando se usa a frecuencias e PCN/PCS mayores. Los sistemas de comunicación de PCN/PCS deben operar a niveles de potencia bajos de alrededor de un vatio y deben suministrar un intervalo uy amplio de cobertura a frecuencias ultra-altas, que comprenden el ancho de banda de tales sistemas. El ancho de banda mínimo está cerca del 11% y las antenas de la técnica anterior son simplemente no apropiadas para la operación en la banda de PCN/PCS, debido a sus acercamientos de baja frecuencia. Mi solicitud de patente, también pendiente, No. de Serie 128,367, presentada el 28 de septiembre de 1993, describe un sistema de antena el cual supera los problemas y desventajas antes descritos, que ocurren en la banda de PCN/PCS. En esa solicitud, se describe un sistema de antena en que se suministran a los módulos internos y externos, con cavidades metálicas huecas, que contienen resonadores de cerámica de alto Q, que se acoplan a la señal a través del vidrio. La operación de tal sistema es muy bien adecuada para las aplicaciones de PCN/PCS. Sin embargo, la estructura aquí revelada es relativamente costosa. Por lo tanto, existe una necesidad de un sistema de antena de montaje en vidrio el cual opere efectivamente a las frecuencias ultra-alta intentadas para el PCN/PCS de aproximadamente 1.5 GHz a 2.4 GHz, con pérdidas mínimas y el cual sea relativamente barato y fácil de fabricar. Las antenas de micro-tiras y particularmente las antenas de carga de ranura, se han descrito en la literatura y ofrecen algunas promesas sobre los sistemas de acoplamiento capacitivos e inductivos de la técnicas anterior. Las antenas de micro-tiras incluyen típicamente una antena de micro-tira, tal como un parche o dipolo impreso, ubicado en un substrato, el cual se fija a otro substrato en donde se ubica la línea de carga de la micro-tira. Un plano de tierra se define entre los dos substratos y contiene típicamente una abertura, a través de la cual se acopla el parche de antena y la línea de carga. Tal arreglo se describe por Pozar en Electronic Letters Volumen 21, Número 2, de fecha 17 de enero de 1985. La presente invención se dirige a un aparato de antena que utiliza la tecnología de micro-tira y particularmente un acoplamiento de ranura de cavidad plana, el cual es capaz de características convenientes de desempeño a las frecuencias ultra-altas asociadas con el PCN/PCS, en que dos elementos de acoplamiento se proporcionan con cavidades planas y tiras de excitador y se colocan en los costados opuestos de un vidrio de ventana, para suministrar un conjunto de antena a través del vidrio. La técnica anterior simplemente falla en enseñar la estructura apropiada para permitir la transmisión de la micro-tira de señales eléctricas, a través de un medio dieléctrico, tal como el vidrio de una ventana. Así, un objeto de la presente invención es suministrar un sistema de antena mejorado de montaje de vidrio, el cual tiene un desempeño general comparable en el ancho de banda de PCN/PCS a un acercamiento de resonador de cerámica, pero con un costo mucho menor y con algunas ventajas. Es otro objeto de la presente invención suministrar un sistema de antena de montaje de vidrio, adaptada para operar a frecuencias ultra-altas que exhiben una eficiencia de acoplamiento mayor y menor distorsión del patrón, que puede ser fabricado fácilmente. Es aún otro objeto de la presente invención suministrar un conjunto de antena de montaje de vidrio, adaptado para su uso en frecuencias de operación de PCN/PCS para la instalación en cualquier ventana de vehículo o de edificio, que utiliza el acoplamiento de abertura en elementos acopladores opuestos. Es aún un objeto más de la presente invención suministrar un conjunto de antena de montaje de vidrio, que tiene módulos alineados opuestos, interno y externo, el módulo interno se conecta a un dispositivo de utilización, tal como un teléfono, el módulo externo se conecta a un elemento de radiación, el dispositivo de utilización y los elementos de radiación se conectan eléctricamente, en forma respectiva, a los elementos deacoplamiento interno y externo, formados de tableros de circuito impreso, cada uno de los elementos de acoplamiento tienen una cavidad plana definida en sus superficies opuestas más internas, las cavidades están alineadas generalmente entre si en las superficies opuestas del vidrio de la ventana, los elementos de acoplamiento, interno y externo, además tienen, en sus superficies más externas, una tira de excitados que cruza las ranuras. Es aún otro objeto de la presente invención sumi-nistrar un conjunto de antena de montaje de vidrio, el cual utilice un acoplamiento de abertura para transmitir las señales de RF a través de una ventana, este conjunto de antena incluye módulos de antena, interno y externo, cada módulo de antena incluye placas de acoplamiento distintivas, que se oponen entre sí, estas pleicas de acoplamiento tienen cada una un plano de tierra formado sobre su superficie, con una abertura de acoplamiento ahí definida, las placas de acoplamiento demás tienen una tira de excitador en las superficies opuestas de los planos de tierra, estas tiras de excitador están dispuestas generalmente perpendiculares, alineadas a las ranuras de la placa de acoplamiento, los dos planos de tierra están alineados en la dirección resonante para reducir al mínimo las pérdidas. Es todavía otro objeto de la presente invención suministrar un aparato de antena barato que tenga módulos, externo e interno, adaptados para montarse en las superficies opuestas de una ventana, cada módulo, interno y externo tiene una placa de acoplamiento la cual incluye un tablero de circuito impreso, la placa de acoplamiento del módulo externo incluye un recubrimiento metálico sobre una de sus superfi-cies, que forma un plano de tierra, y esta placa de acoplamiento demás incluye sobre su superficie opuesta una tira de excitador, . que tiene una porción de adaptador alargada, la cual cruza la cavidad y además incluye una porción de exten-sión para formar una tira de excitador de barra en T, esta placa de acoplamiento del módulo interno también incluye un plano metálico de tierra con una cavidad plana y una tira de excitador de barra en T, o transversal, sobre la superficie opuesta de la placa de acoplamiento. Resumen de la Invención De acuerdo con estos y otros objetos, la presente invención suministra un novedoso conjunto de antena montado en vidrio, el cual se adapta para la operación en frecuencias ultra-altas, reservadas para el PCN/PCS, es decir de 1.5 a 2.4 GHz, aproximadamente, en conjunto con un dispositivo de utilización, tal como un teléfono, dentro de un área, al menos encerrada parcialmente, por una ventana, como un vehículo o una oficina o similares. El aparato de antena comprende módulos de antena opuestos, interior y exterior, un elemento de radiación alargado, conectado eléctricamente a un módulo de antena externo y una línea de carga coaxial, conectada eléctricamente al módulo de antena interno. Elementos para transmitir señales de RF entre los módulos de antena, interno y externo, se suministran en la forma de dos placas de acoplamiento planas, una de las cuales se dispone dentro del módulo de antena interno y ee conecta eléctricamente a la línea de carga coaxial, y la otra se dispone dentro del módulo de antena externo y se conecta eléctricamente al elemento de radiación. Además se suministran elemen-tos para montar los módulos de antena, interno y externo en las superficies respectivas opuestas, interna y externa, de la ventana. El aparato de antena de la presente invención además utiliza un acoplamiento de ranura, para suministrar un sistema de acoplamiento estable, el cual es relativamente insensible al espesor del vidrio en el cual se monta y no requiere la sintonización subsecuente. En este aspecto, las dos placas de acoplamiento del aparato de antena además comprenden una pareja de tableros de circuito impreso (PC) alojados respectivamente dentro de los módulos de antena, interno y externo. Las placas de acoplamiento generalmente se oponen entre sí cuando los módulos de antena se fijan a los costados opuestos de un vidrio de ventana en registro general entre sí. El tablero PC del módulo externo tiene un recubrimiento metálico que forma una placa de tierra sobre una superficie, con una cavidad plana ahí formada. Una red en correspondencia de impedancia se imprime sobre la otra superficie del tablero de PC y suministra un elemento para hacer corresponder la impedancia de la antena con aquélla del dispositivo de utilización. La red también incluye una tira de excitador que cruza la cavidad plana, dispuesta en el costado opuesto del tablero de PC. Este tablero de PC de módulo interno tiene también un recubrimiento metálico dispuesto en una superficie para definir un plano de tierra, el cual está alineado con el recubrimiento metálico del tablero de PC del módulo externo y tiene además una cavidad plana ahí dispuesta. La superficie opuesta de esta tablero de PC contiene un tirante para la conexión a una línea de carga de un dispositivo de utilización y también contiene una tira de excitador, la cual cruza la ceividad. Los dos módulos de antena se aplican a las superficies opuestas de un vidrio de ventana, de modo que las cavidades planas estén alineadas entre sí. En esta posición de recristro, los tableros de PC también se oponen entre sí. Las cavidades planas definen ranuras en las superficies opuestas de acoplamiento y toman preferiblemente la forma de una configuración de ranura en U o una configuración de "canilla". Las tiras excitaras son generalmente rectangu-lares en perfil, pero pueden incluir una configuración de barra T cuando se usa un tablero de PC ordinario para suministrar un substrato para los tableros de PC: De acuerdo con la presente invención, el acoplamiento de carga de la cavidad o ranura, se logra con un costo mínimo y se obtienen resultados confiables para el conjunto de antena a través del vidrio a las frecuencias ultra-altas intentadas para el sistema PCN/PCS. Éstos y otros objetos, características y ventajas de la presente invención serán evidentes de la lectura de la siguiente descripción detallada, tomada en conjunto con los dibujos acompañantes, en que números de referencia similares se refieren a partes similares. Breve Descripción de los Dibujos En el curso de la descripción, se hará referencia a los dibujos adjuntos, en los cuales: la Figura 1 es una vista en perspectiva, con piezas separadas, de un conjunto de antena construido de acuerdo con los principios de la presente invención; la Figura 2 es una vista en sección transversal del conjunto de antena de la Figura 1, en su lugar sobre una ventana; la Figura 3A es una vista de planta de la placa de acoplamiento externa del conjunto de antena de la Figura 2, tomada a lo largo de las líneas 3A-3A y vista en su superfi-cié superior; la Figura 3B es una vista de planta de la placa de acoplamiento externa del conjunto de antena de la Figura 2, tomada a lo largo de las líneas 3B-3B y que ilustra su superficie de fondo; la Figura 4A es una vista de planta de la placa de acoplamiento interna del conjunto de antena de la Figura 2, tomada a lo largo de las líneas 4A-4A y que ilustra su superficie superior; la Figura 4B es una vista de planta de la placa acopladora externa del conjunto e antena de la Figura 2, tomada a lo largo de las líneas 4B-4B, vista en su superficie de fondo; la Figura 5 es un diagrama esquemático del conjunto de antena de la Figura 1; la Figura 6 es una vista en perspectiva del conjunto de antena de la Figura 1, en su lugar, en la ventana posterior de un vehículo; la Figura 7 es una, vista en perspectiva, con piezas separadas, de una modalidad alternativa de un conjunto de antena construido de acuerdo con los principios de la presente invención; la Figura 7A es una vista amplificada en sección parcial de las placas de acoplamiento del conjunto de antena de la Figura 7 en su lugar en una ventana de vehículo que ilustra el alineamiento de las cavidades planas de la placa de acoplamiento; la Figura 8 es una vista de planta de una placa alternativa de acoplamiento externo e ilustra su superficie superior; la Figura 9 es una vista de planta de una placa alternativa de acoplamiento interno e ilustra su superficie inferior; la Figura 10 es una proyección gráfica que ilustra el VSWR de entrada y las proyecciones de pérdida de transmisión del conjunto de antena de la Figura 1; la Figura HA es una proyección gráfica que ilustra el VSWR de entrada y las proyecciones de la pérdida de transmisión del conjunto de antena de las Figuras 7 y 8; y la Figura 11B es otra proyección gráfica de un conjunto de antena que usa placas alternativas de acoplamiento de las Figuras 8 y 9, e ilustra el VSWR de entrada y la pérdida de transmisión." Descripción de las Modalidades Preferidas Haciendo referencia a las Figuras y particularmente a las Figuras 1 y 2, una primera modalidad de un aparato de antena 10 de teléfono móvil, construido de acuerdo con los principios de la presente invención, para su uso en un sistema de comunicaciones de PCN/PCS, el cual opera en el intervalo de frecuencia de aproximadamente 1.8 a 2.4 GHz, comprende generalmente un módulo interno 12 de antena, para montarse sobre la superficie interna 17 (Figura 2) de un vidrio 14 de ventana de un vehículo, y un módulo externo 16 de antena, para montarse sobre la superficie exterior del vidrio 14 de ventana en registro con el módulo interno 12.

Señales de radiofrecuencia ("RF") se transportan a y desde el módulo interno 12 de antena por una línea de carga coaxial 20, que tiene un alambre conductor central aislado 22 y un conductor intermedio, en la forma de un protector 24, que va por la longitud de la línea de carga 20, en una relación concéntrica con el alambre conductor central 22. De acuerdo con la práctica convencional, ambos conductores 22, 24 se extienden desde un dispositivo de utilización, tal como un teléfono celular (no mostrado) al módulo interno 12 de antena. La energía de RF es irradiada desde el módulo externo 16 de antena por un elemento de radiación 26, generalmente vertical, el cual se monta rotatoriamente al módulo externo 16 de antena por medio de un tornillo 27, que se extiende entre dos cubos opuestos 29, formados en el alojamiento del módulo externo. El elemento de radiación 26 es preferiblemente del tipo de arreglo colineal con un radiador 28 de longitud de onda superior de 1/2 a 5/8, dispu€isto en línea con el radia-dor 30 inferior de longitud de onda de 1/2. Estos dos radiadores 28, 30 del elemento radiador 26 se interconectan y separan por una bobina fasadora 32, la cual se encapsula por una cubierta 33 de plástico. Aunque el elemento inferior 30 de radiación no es el foco primario de la invención, se ha encontrado, a través de pruebas, que el diámetro del elemento radiador inferior entre 7 y 9 mm. fácilmente corresponde con una red de correspondencia de impedancia de la línea de transmisión sencilla de suficiente ancho de banda para suministrar una banda amplia de 1/2 o una longitud de onda de 5/8 sobre el arreglo colineal de longitud de onda de 1/2. Un radiador inferior de longitud de onda de 1/2 que tiene una relación L/D (longitud a diámetro) y una red de correspondencia de impedancia de línea de transmisión sencilla, mejorará el ancho de banda general. Para resultados preferidos, se utiliza un radiador inferior de longitud de onda de aproximadamente 4/9. El módulo interior 12 de antena incluye un alojamiento 34 el cual se forma de un plástico adecuado por un proceso convencional de moldeo de inyección. Este alojamiento 34 del módulo interno incluye una porción de cuna 36, la cual recibe y soporta parcialmente un extremo 38 de la línea de carga coaxial 20 y define un pasaje a través de la pared interna del alojamiento 34 en una cavidad interna 21 del módulo interno 12 de antena. Este alojamiento 34 también incluye un reborde, o labio de soporte 39, formado ahí, el cual soporta una placa interna 40 de acoplamiento. Elementos adicionales para soportar la placa interna 40 de acoplamiento, tal como los elementos de soporte 42, pueden además estar dispuestos en el alojamiento 34, como se ilustra en la Figura 2. Los elementos de soporte 42 tienen una altura suficiente para el contacto con la placa interna 40 de acoplamiento y soporta la misma en su registro con el labio 39 del alojamiento. La placa interna 40 de acoplamiento incluye prefe-riblemente un tablero 44 de circuito impreso, que tiene una porción de cuerpo 46 formada de un material dieléctrico adecuado, el cual define dos superficies planas opuestas, 48, 49, de placas de acoplamiento. La placa interna 40 de acoplamiento puede ser unida al alojamiento interno 34 por un adhesivo, para retenerse en el lugar y formar un módulo interno unitario de antena. El elemento para adherir el módulo interno a la superficie interna 13 del vidrio 14 de ventana está también provisto en la forma de un cojín adhesivo convencional de doble costado, el cual se aplica a la superficie 48 de la placa 40 de acoplamiento. El módulo externo 16 de antena se construye de una manera similar como el módulo interior 12 de antena, en que incluye un alojamiento exterior 52 de plástico que tiene un labio interior 56 que se extiende alrededor de su perímetro, el cual soporta ahí una placa externa 54 de acoplamiento. Esta placa externa 54 de acoplamiento también toma preferiblemente la forma de un tablero 58 de PC que tiene una porción 59 de cuerpo con dos superficies planas opuestas 60, 61. El tablero de PC llena una porción de extremo abierta del módulo exterior 16 para definir ahí una cavidad interna 72.

El módulo externo 16 también incluye un elemento para fijar el módulo 16 a la superficie externa 18 de ventana, tal como un cojín adhesivo 57 de doble costado. La placa externa 54 de acoplamiento se conecta eléctricamente al elemento 26 de radiación por medio de un sujetador 62 del módulo de antena, que forma parte de los cubos de contacto 29 del elemento de antena del módulo externo y se extiende en el módulo externo 16 de antena en contacto con la placa externa 54 deacoplamiento, la superfi-cié externa 60 de la placa externa 54 de acoplamiento puede contener un circuito 66 el cual se puede grabar en el recubrimiento metálico 70 y el cual se conecta eléctricamente al sujetador 62 para suministrar una conexión eléctrica entre la placa externa 54 de acoplamiento y el elemento de radiación 26. En un aspecto importante de la presente invención y como mejor se ilustra en las Figuras 2 a 4B, las dos placas de acoplamiento 40, 54 de los dos módulos ue antena, 12, 16, incorporan un elemento para el acoplamiento de ranura, más bien que el acoplamiento convencional capacitivo o inductivo. En este aspecto, las dos placas de acoplamiento 40, 54 están provistas cada una con un recubrimiento conductivo eléctricamente, 70, 80, preferiblemente un recubrimiento de cobre que tiene una cavidad, o ranura 72, 82, ahí formada. Enfocando sobre la placa de acoplamiento 54 del módulo externo de antena, el recubrimiento conductivo 70 se dispone en la superficie interna 61 del tablero 54 de PC y una cavidad 72 se dispone en su porción central general. La cavidad 72 se ilustra como teniendo una configuración en forma de U con dos extremos opuestos 73, 74 interconectados por una porción alargada 75 de banda intermedia. Esta cavidad 72 es plana por naturaleza y ocurre en la superficie 61 de tablero de PC, donde el cobre se ha removido. Por lo tanto, la cavidad plana 72 tiene una profundidad la cual es igual al espesor del recubrimiento metálico 70. Esta cavidad 72 puede ser formada más fácilmente en el tablero 58 de PC por un proceso adecuado de foto-grabado, empleado comúnmente en la fabricación de tableros de circuito impreso. Sobre la superficie opuesta 60 de la placa acopládora 54 del módulo externo de antena, se forma un circuito 66 de una manera similar, en alineamiento general con la cavidad 72. Este circuito 66 incluye tres elementos de tirante 67, 68 y 69, que definen una red de correspondencia de impedancia 76 de tipo r (tipo gamma) , como se ilustra, y un excitador, o tira 78 de línea de carga. La porción 76 de red de correspondencia de impedancia del circuito 66 incluye un circuito de micro-tira formado por elementos de tirante 67 y 68. La tira 78 del excitador tiene una impedancia característica que varía de 40 a 50 ohms, aproximadamente. El elemento de tirante 67 tiene una impedancia de aproximadamente 80 a 125 ohms y coopera con el sujetador 62 de interconexión para introducir una capacitancia parásita en el circuito 66. Este circuito 66 en su porción de extremo también incluye una tira 78 de excitador alargada (elemento de tirante 69) que se coloca en la superficie externa 60 de la placa de acoplamiento, en registro con la cavidad 72 de modo que intercepte y cruce la cavidad 72, cuando se ve a través del tablero 58 de PC. Esta relación se ilustra en la Figura 3A y la Figura 3B, que son vistas de planta del tablero 58 de PC que miran hacia abajo y hacia arriba, respectivamente. El elemento de tirante 67 incluye una abertura 77, la cual se extiende a través del tablero 58 de PC suministra un punto en el cual el sujetador 62 de antena puede ser conectado, tal como por soldadura, al tablero 58 de PC. Debido a que la placa externa 54 de acoplamiento se forma de un tablero de PC y los elementos de tirante 67-69 sirven como inductores y capacitores, los conjuntos de antena de la presente invención son mucho más baratos de producir que si los capacitores e inductores convencionales de clasificación equivalente se usan. Volviendo ahora al módulo interno 12 de antena, su tablero de PC 44 asociado también tiene un recubrimiento conductivo eléctricamente sobre su superficie 48, orientado dentro del alojamiento 34 del módulo interior, de modo que mire hacia afuera, es decir, de modo que su superficie externa 48 se oponga a la superficie interna 61 del tablero 58 de PC del módulo externo. Esta superficie 48 y también tiene una cavidad plana 82 dispuesta en su porción central general y rodeada substancialmente por el recubrimiento conductivo. La superficie opuesta 49 o más interna del tablero de PC 44 contiene un excitador de micro-tira o línea de carga 84, que se extiende desde un área de conexión para cruzar la cavidad 82, como se ilustra. El conductor central 22 de la línea de carga 20 se une a la línea de carga 84 y preferiblemente se suelda ahí. El conductor coaxial 24 de cubierta se separa en cables flexibles y se sueldan a la placa de tierra del tablero de PC a través de dos aberturas 86 y que están rodeadas por porciones 87 chapeadas metálicas. El otro extremo 90 de la línea de carga 20 coaxial se adapta adecuadamente para la conexión al dispositivo de utilización de PCT/PCS. La longitud del tablero de PC, es decir, la dimensión B, la cual es perpendicular a la cavidad plana, se selecciona preferiblemente para ser levemente mayor que una longitud de onda de 1/4 de espacio libre, pero menor que la longitud de onda de 1/2 de guía de onda, para evitar la resonancia en la frecuencia cuando se consideran las características dieléctricas y el espesor de la interfaz de adhesi-vo-vidrio-adhesivo. Los dos recubrimientos de metal 70, 80 de las superficies opuestas 48, 61 de las placas de acoplamiento 40, 54, sirven como planos de tierra y, por lo tanto, las cavida-des planas 72, 82 actúan como elementos de radiación con las dos cavidades planas espaciadas, que actúan como un complemento de un dipolo. Al usar una cavidad de ranura rectangular, se ha determinado que tales cavidades no poseen sufi-cíente coeficiente de acoplamiento para su uso confiable. La configuración de la cavidad de tipo canilla, descrita por Pozar, proporciona un alto coeficiente de acoplamiento para materiales dieléctricos bajos, tal como la espuma o el plástico. Sin embargo, para una interfaz dieléctrica mayor, tal como la interfaz de adhesivo-vidrio-adhesivo, la cual será usada más comúnmente en el sistema PCN/PCS, tales configuraciones se ha encontrado serán sobre-acopladas. Las prueban han resultado en una carga de extremo de canilla modificada, que suministra la cavidad en forma de U, o ranura, ilustrada en las Figuras 1-4B y se ha encontrado que tal configuración suministra un coeficiente de acoplamiento apropiado para vidrios de ventana que varían aproximadamente de 3.5 a 6 mm. de espesor y suministran además menor acoplamiento mutuo con alambres de una unidad descongeladora de ventana en el vidrio del vehículo, debido al tamaño delgado de la cavidad. Es conveniente tener la tira del excitador alineada con el centro de la cavidad, debido a que se ha encontrado que el acoplamiento de los dos módulos puede ser reducido conforme la tira del excitador está desplazada de su centro.

Las tras del excitador preferiblemente deben cruzar sus cavidades asociadas en un ángulo recto, de modo que las cavidades y las tiras del excitador sean perpendiculares entre sí. Con el fin de satisfacer el requisito mínimo de nacho de banda para el sistema PCN/PCS, que es de aproximadamente el 11%, la abertura debe tener una relación del anchoa la longitud (W:L) de aproximadamente 0.1 a 0.14, con los resultados preferidos siendo obtenidos cuando la relación de W:L es de alrededor de 0.1 En la modalidad preferida, la cavidad plana debe tener una longitud la cual s de aproximadamente 0.16 a 0.18 de longitud de onda. Con el fin de obtener la correspondencia preferida de la impedancia, la tira del excitador debe poseer preferiblemente un adaptador de correspondencia que se extiende a través de la abertura por unos 5 a 7 mm. , aproximadamente. Esta distancia de extensión se representa por la línea S en las Figuras. Los tableros de PC se forman preferiblemente de un material dieléctrico. Un material dieléctrico el cual tiene resultados deseables producidos es un material de PTFE lleno de cerámica (TefIon) , vendido para aplicaciones de substrato de microondas bajo el nombre comercial RO3003 Hugh Frequency Circuit Material, por Rogers Corporation de Chandler, Arizona, EUA. Este material RO3003 se vende con un recubrimiento exterior de cobre conductivo eléctricamente sobre ambas de sus superficies. Los tableros de PC utilizan aproxi-madamente 28 gramos de cobre por costado para la hoja completa (que mide 45.72 x 60.96 cm.) tienen un espesor de recubrimiento de aproximadamente 35 µm, que permite la formación confiable de las cavidades planas, que utilizan un proceso de grabado de foto-cubierta convencional del PC. La Figura 5 describe un diagrama esquemático simplificado del aparato de antena provisto por la presente invención, en términos de un sistema de circuitos equivalente. En este aspecto, la red 76 de impedancia de tipo T se representa por L-3 y C3 , en donde L3 representa un elemento de tirante 68 y C3 representa la combinación del elemento de tirante 67, el sujetador de antena 62 y la abertura de conexión 77 del sujetador del tablero de PC. Zarvr- representa la impedancia de la antena, la cual corresponde con la red de correspondencia de impedancia descrita antes. C2 representa una tira 78 de excitador, en tanto L2 representa la cavidad plana 72 del tablero de PC. Conforme al módulo interior de antena, L^ representa la cavidad 82 plana de la placa interna de acoplamiento y C^ representa la tira 88 del excitador de la placa interna de acoplamiento. La Figura 7 ilustra otra modalidad 100 de la presente invención que tiene un módulo interno 102, y un módulo externo 104, una línea de carga coaxial 106 y un elemento 108 de radiación externa. Cada módulo 102, 104 incluye un alojamiento de plástico 110, 112, que, a su vez, incluye placas de acoplamiento respectivas, interna y externa, 114, 116 y cojines de adhesivo 118. Las placas de acoplamiento 114, 116 cada una incluye tableros de PC, 120, 130, que tienen una superficie de plano de tierra, 122, 132 con una cavidad 123, 133, dispuesta ahí y la porción central de un recubrimiento metálico 124, 134 ahí dispuesto. La Figura 7A ilustra un alineamiento preferido de las dos placas de acoplamiento, donde las cavidades planas son paralelas eléctricamente entre sí (es decir, a lo largo de las líneas H) y donde las cavidades planas 123, 133 están alineadas substancialmente en forma geométrica entre sí, como separadas por la línea P. Las cavidades planas 123, 133 pueden estar levemente desplazadas del alineamiento mutuo con sólo una disminución menor en el desempeño. Hasta este punto, la estructura de esta modalidad es por mucho la misma como la descrita anteriormente e ilustrada en las Figuras l-4b. Las superficies 125, 135 del excitador del tablero de PC incluyen tiras excitadoras 126, 136 que tienen una configuración de barra en T, o cruzada, en que los adaptadores 127, 137 de let tira del excitador incluyen una porción transversal alargada 128, 138. La ubicación de la tira excitadora se dispone generalmente en la porción central de las cavidades 123, 133, que aparecen en las superficies del plano de tierra, 122, 132, de los tableros de PC. La extensión de la tira excitadora del módulo externo puede ser de aproximadamente 4 mm. de ancho por aproximadamente 21 mm. de largo, mientras la extensión de la tira del excitador del módulo interno puede ser aproximadamente de 4 mm. de ancho por aproximadamente 20 mm. de largo. Esta extensión 128, 138 de la tira excitadora de la barra en T mejora la pérdida a través del vidrio del aparato, aumentando la cantidad de acoplamiento cuando se usa en conjunto con cavidades planas de la ranura en U de la Figura 7 o con las cavidades planas en forma de canilla de las Figuras 8 y 9. Durante la prueba, se obtuvo una mejora de 0.4 dB independientemente de s la cavidad plana 123, 133 posee una configuración de tipo U, como se muestra, o una configuración de canilla. Se cree que la extensión aumenta la reacción entre la tira excitadora en la cavidad plana y bloquea la radiación hacia atrás para aumentar así la cantidad de acoplamiento y reducir la pérdida de radiación. Adicionalmente, se ha descubierto al usar la configuración de barra en T, un substrato regular de tablero de PC, tal como FR-4, un tablero de circuito impreso de epoxi y fibras de vidrio, puede ser usado como un substrato para los tableros de PC, 120, 130 y algo reducido, pero aceptable, se obtiene el mismo desempeño como el aparato que usa el tablero de PC Rogers RO3003, descrito en la primera modalidad 10, donde la tira excitadora no incluye una extensión de barra en T o cruzada.

La Figura 10 es una proyección de las característica de desempeño del conjunto de antena de la Figura 1 e ilustra el VSWR de entrada en la porción superior y la pérdida de transmisión en la porción de fondo. La antena se analizó en el intervalo de 1.6 a 2.0 GHz y los puntos se proyectaron como se indica entre 1.71 GHz y 1.88 GHz. Esta proyección fue para un conjunto de antena montado en un vidrio de vehículo de aproximadamente 3.8 mm. de espesor y que usa un material Roger R03003 mencionado antes, como el material dieléctrico para el tablero de PC y que usa cojines adhesivos de 3M. Las cavidades planas de este conjunto fueron las ranruas en U mostradas en las Figura 1-4B y se orientaron de modo que se extiendan en direcciones opuestas. Como se puede ver de la Figura 10, la antena experimenta una pérdida menor de 2dB. La Figura HA es una gráfica de las mismas características de desempeño del conjunto de antena de la Figura 7, en lugar de un vidrio de vehículo de aproximadamente 4.7 mm. de espesor y que usa un material de tejido de TefIon y fibras de vidrio, conocido como Ultralam 2000 y que tiene 1.524 mm. de espesor. Este conjunto de antena utiliza cavidades planas de ranura en U y las tiras excitadoras de estilo de barra en T. Se midió el desempeño de 1.6 a 1.0 GHz con puntos de datos proyectados entre 1.71 y 1.88 GHz, y el VSWR se bajó sobre todo el intervalo de frecuencia en comparación con el conjun-to de antena de la Figura 10. La pérdida de señal usando la tira excitadora de la barra T se redujo al orden de ldb. Esta tira excitadora de barra en T mejora el desempeño hasta unos 0.4 dB. La Figura 11b es una gráfica del desempeño de un conjunto de antena que usa las placas de acoplamiento ilustradas en las Figuras 8 y 9, que utilizan cavidades planas de estilo canilla y tiras excitadoras de barra en T. El material dieléctrico para los tableros PC tiene una composición de fibras de vidrio y epoxi FR-4. Esta composición del tablero de PC es menos costosa que cualquiera de la Rogers RO3003 o el material Teflon Ultralam, usado en las gráficas de las Figuras 10 y HA, pero tradicionalmente ha incurrido en una pérdida mucho mayor que la de los materiales arriba de 1.5GHz. Sin embargo, como ilustra la Figura 11B, la tira excitadora de barra en T hace aceptable a la antena. Se apreciará que las modalidades de la presente invención que se han discutido son meramente ilustrativas de algunas de las aplicaciones de esta invención y que se pueden hacer numerosas modificaciones por los expertos en la materia, sin apartarse del espíritu y ámbito de esta invención.

Claims (48)

1. REIVINDICACIONES 1. Un aparato de antenei, que se monta sobre una ventana y se adapta para la operación en un intervalo de frecuencia ultra-alta, mayor de, o igual a aproximadamente, 1.5 GHz, en conjunto con un dispositivo de utilización, este aparato comprende: un elemento alargado de radiación, que tiene un tramo eléctrico de al menos 1/2 longitud de onda; un primer alojamiento, para el contacto con la su- perficie externa de la ventana, este primer alojamiento tiene elementos para soportar ahí el elemento de radiación; un segundo alojamiento para el acoplamiento con la superficie interna de la ventana; un primer acoplador, dispuesto en el primer alojamiento y se conecta eléctricamente al elemento de radiación, este primer acoplador incluye un elemento plano, que tiene una primera y segunda superficies opuestas, la primera superficie tiene un material conductivo eléctricamen- te, dispuesto sobre ella, el cual define una placa de tierra del primer acoplador, estéi primera superficie tiene una cavidad plana dispuesta, esta cavidad está rodeada substancialmente por el material conductivo, la segunda superficie tiene una tira excitadora conductiva eléctrica-mente, dispuesta en registro con la cavidad plana de la primera superficie; un segundo acoplador, conectado eléctricamente al dispositivo de utilización, este segundo acoplador incluye un elemento plano, que tiene una primera y segunda superficies opuestas, la primera superficie también tiene un material conductivo eléctricamente, dispuesto en ella para definir un plano de tierra para el segundo acoplador, la primera superficie tiene también una cavidad plana, dis-puesta en ella y rodeada substancialmente por el material conductivo, esta segunda superficie del elemento plano tiene una tira excitadora, formada de un material conductivo, dispuesta ahí en alineamiento con la cavidad plana del segundo acoplador y generalmente perpendicular a la misma; un elemento de correspondencia de impedancia, dispuesto dentro del primer alojamiento y conectado entre la tira excitadora del primer acoplador y el elemento de radiación; un elemento de conexión, que comprende un cable coaxial que se extiende dentro del primer alojamiento y que tiene dentro del segundo alojamiento un conductor central, conectado eléctricamente a la tira excitadora del segundo acoplador y un conductor de cubierta, conectado al plano de tierra del segundo acoplador; y las primeras superficies del primero y segundo acoplador se disponen generalmente opuestas entre sí sobre las superficies, externa e interna, de la ventana.
2. 2. Un aparato de antena, según se define en la reivindicación 1, en que las cavidades planas del primero y segundo acopladores, son paralelas eléctricamente entre sí.
3. 3. Un aparato de antena, según se define en la reivindicación 1, en que las cavidades planas del primero y segundo acopladores están alineadas geométricamente entre sí.
4. 4. Un aparato de antena, según se define en la reivindicación 1, en que el elemento de correspondencia de impedancia del primer acoplador es una pluralidad de tirantes del material conductivo, dispuestas en la segunda superficie del primer elemento acoplador.
5. 5. Un aparato de antena, según se define en la reivindicación 4 , en que el elemento de correspondencia de impedancia incluye una red correspondiente de impedancia de tipo r.
6. 6. Un aparato de antena, según se define en la reivindicación 1, en que cada una de las cavidades planas incluye una ranura en U.
7. 7. Un aparato de antena, según se define en la reivindicación 1, en que al menos una de las tiras excitadoras del primero y segundo acopladores tiene una porción cruzada alargada, orientada perpendicular a la tira excitadora.
8. 8. Un aparato de antena, según se define en la reivindicación 1, en que cada una de las cavidades planas tiene una relación del ancho a la longitud de aproximadamente 0.1 hasta 0.14.
9. 9. Un aparato de antena, según se define en la reivindicación 1, en que cada unet de las cavidades planas incluye una ranura de tipo canilla.
10. 10. Un aparato de antena, según se define en la reivindicación 1, en que cada uno de los elementos planos del primero y segundo acopladores incluyen un tablero de circuito impreso.
11. 11. Un aparato de antena, según se define en la reivindicación 1, en que cada una de las tiras excitadoras del primero y segundo acopladores incluye porciones de adaptación que cruzan las cavidades planas asociadas con los primeros y segundos elementos planos y los adaptadores de la tira excitadora se extienden a través de las cavidades planas por aproximadamente 5 a 7.5 mm.
12. 12. Un conjunto de antena, que se puede montar en vidrio, el cual comprende: un elemento de radiación de antena, un elemento externo de base de antena, que soporta al elemento de radiación, un elemento interno de base, que soporta una línea de carga desde un dispositivo de utiliza-ción, una pareja de elementos acopladores, dispuestos en elementos de base respectivos, externo e interno, cada elemento acoplador tiene un cuerpo plano con dos superficies opuestas, la primera de las dos superficies tiene un recubri-miento de material conductivo y una cavidad plana dispuesta ahí, este recubrimiento de metal conductivo suministra un plano de tierra para cada elemento de acoplamiento, la segunda de las superficies opuestas tiene cada cual una tira excitadora de material conductivo, dispuesta ahí en una relación paralela eléctricamente y perpendicular en general geométricamente a las cavidades planas de la primera superficie, la línea de carga se conecta eléctricamente al elemento acoplador del elemento interno de base y el elemento de radiación se conecta eléctricamente al elemento acoplador del elemento externo de base.
13. 13. El conjunto de antena, que se puede montar en vidrio, según se define en la reivindicación 12, en que las cavidades planas incluyen ranuras en U.
14. 14. El conjunto de antena, que se puede montar en vidrio, según se define en la reivindicación 12, en que las cavidades planas incluyen ranuras de tipo canilla.
15. 15. El conjunto de antena, que se puede montar en vidrio, según se define en la reivindicación 12, en que cada una de las tiras excitadoras tiene un adaptador alargado de un ancho definido, el cual se extiende a través de las cavidades planas.
16. 16. El conjunto de antena, que se puede montar en vidrio, según se define en la reivindicación 15, en que el adaptador de la tira excitadora se extiende sobre la cavidad plana por un intervalo aproximado de 5 a 7.5 mm.
17. 17. El conjunto de antena, que se puede montar en vidrio, según se define en la reivindicación 12, en que las tiras excitadoras incluyen tirantes alargados de material conductivo.
18. 18. El conjunto de antena, que se puede montar en vidrio, según se define en la reivindicación 12, en que la cavidad plana tiene una relación del ancho a la longitud de aproximadamente 0.1 a 0.14.
19. 19. El conjunto de antena, que se puede montar en vidrio, según se define en la reivindicación 12, en que la segunda superficie del elemento de acoplamiento del elemento plano externo de base incluye una pluralidad de tirantes, que forman una red de correspondencia de impedancia de tipo T y que se conectan al elemento de radiación de antena.
20. 20. El conjunto de antena, que se puede montar en vidrio, según se define en la reivindicación 15, en que las tiras excitadoras tienen una configuración de estilo generalmente transversal, en la cual un tirante alargado cruza un cuerpo de la porción de tira.
21. 21. Un aparato de antena para montarse sobre una ventana y adaptado para la operación en el intervalo de frecuencia ultra-alta en conjunto con un dispositivo de utilización, este aparato comprende: un elemento alargado de radiación; un primer alojamiento para conectar la superficie externa de la ventana, este primer alojamiento tiene un elemento para soportar ahí al elemento de radiación; un segundo alojamiento, para conectar una superfi- cié interna de la ventana; un primero y segundo acopladores, dispuestos, respectivamente, en el primero y segundo alojamientos, el primer acoplador se conecta eléctricamente al elemento de radiación, el segundo acoplador tiene un elemento para conectar eléctricamente a un dispositivo de utilización, cada uno del primero y segundo acopladores incluyen, respectivamente, un primero y segundo elementos planos, que tienen una primera y segunda superficies opuestas respectivas, las primeras superficies del primera y segundo aco- piadores tienen cada una un material conductivo eléctricamente, dispuesto para definir planos de tierra respectivos del primero y segundo acopladores, cada una de las primeras superficies del primero y segundo acopladores además incluyen una cavidad plana dispuesta ahí y rodeada subs- tancialmente por el material conductivo, cada una de las segundas superficies del primero y segundo acoplador tienen una tira excitadora conductiva eléctricamente, dispuesta ahí en registro con las cavidades planas de las primeras superficies del primero y segundo acoplador, al menos una de las tiras excitadoras se dispone en su segunda superficie del elemento plano del acoplador, generalmente transversal a la cavidad plana de su primera superficie del elemento plano del acoplador; un elemento de correspondencia de impedancia, dis- puesto dentro del primer alojamiento y conectado entre la tira excitadora del primer acoplador y el elemento de radiación; el elemento de conexión tiene dos conductores conectados eléctricamente en forma respectiva a la tira ex- citadora del segundo acoplador y el plano a tierra del segundo acoplador; y las primeras superficies del primero y segundo acopladores se disponen generalmente opuestas entre sí sobre las superficies externa e interna de la ventana.
22. 22. Un aparato de antena, según se define en la reivindicación 21, en que las cavidades planas del primero y segundo acoplador son paralelas eléctricamente entre sí.
23. 23. Un aparato de antena, según se define en la reivindicación 21, en que las cavidades planas del primero y segundo acopladores están alineadas geométricamente entre sí.
24. 24. Un aparato de antena, según se define en la reivindicación 21, en que el elemento de correspondencia de impedancia del primer acoplador incluye una pluralidad de tirantes del material conductivo, dispuestas en la segunda superficie del primer elemento acoplador.
25. 25. Un aparato de antena, según se define en la reivindicación 24, en que el elemento de correspondencia de impedancia incluye una red correspondiente de impedancia de tipo r.
26. 26. Un aparato de antena, según se define en la reivindicación 21, en que cada una de las cavidades planas incluye una ranura en U.
27. 27. Un aparato de antena, según se define en la reivindicación 21, en que al menos una de las tiras excitado-ras del primero y segundo acopladores tiene una porción cruzada alargada, orientada perpendicular a la tira excitadora.
28. 28. Un aparato de antena, según se define en la reivindicación 21, en que cada una de las cavidades planas tiene una relación del ancho a la longitud de aproximadamente 0.1 hasta 0.14.
29. 29. Un aparato de antena, según se define en la reivindicación 28, en que cada una de las cavidades planas tiene una relación de ancho a longitud de aproximadamente 0.1.
30. 30. Un aparato de antena, según se define en la reivindicación 21, en que cada una de las cavidades planas incluye una ranura de tipo canilla.
31. 31. Un aparato de antena, según se define en la reivindicación 21, en que cada uno de los elementos planos del primero y segundo acopladores incluyen un tablero de circuito impreso.
32. 32. Un aparato de antena, según se define en la reivindicación 31, en que los tableros de circuito impreso son tableros de circuito PTFE llenos de cerámica.
33. 33. Un aparato de antena, según se define en la reivindicación 21, en que cada unan de las tiras excitadoras del primero y segundo acopladores incluyen porciones de adaptador que cruzan las cavidades planas asociadas con el primero y segundo elementos planos y los adaptadores de tira excitadora se extienden a través de las cavidades planas de aproximadamente 5 a 7.5 mm.
34. 34. Un aparato de antena, según se define en la reivindicación 21, en que cada una de las tiras de excitador del primero y segundo acopladores incluyen porciones de adaptador que cruzan las cavidades planas asociadas con el primero y segundo elementos planos en los centros aproximados de las cavidades planas.
35. 35. Un aparato de antena, según se define en la reivindicación 21, en que al menos una de las cavidades planas del primero y segundo acoplador tiene una profundidad aproximadamente igual al espesor de su material conductivo que las rodean eléctricamente.
36. 36. Un aparato de antena para montarse en los costados opuestos de una interfaz de vidrio y adaptada para la operación en el intervalo de frecuencia ultra-alta en conjunto con un dispositivo de utilización, este aparato comprende: un elemento alargado de radiación; un primer alojamiento, para el contacto con una primera superficie de la interfaz, el primer alojamiento tiene elementos para soportar el elemento de radiación en él; un segundo alojamiento para el contacto con una segunda superficie de la interfaz; un primer acoplador dispuesto dentro del primer alojamiento y conectado eléctricamente al elemento de radiáción, el primer acoplador incluye un elemento plano que tiene una primera y segunda superficies opuestas, la primera superficie tiene un material eléctricamente conductivo dispuesto sobre ella, el cual define un plano de tierra del primer acoplador, la primera superficie además tiene una cavidad plana, dispuesta sobre ella, esta cavidad está rodeada substancialmente por el material conductivo, la segunda superficie tiene una tira excitadora conductiva eléctricamente, dispuesta sobre ella, en registro con la cavidad plana de la primera superficie; un segundo acoplador, par la conexión al dispositivo de utilización, el segundo acoplador incluye un elemento plano que tiene una primera y segunda superficies opuestas, la primera superficie también tiene un material conductivo eléctricamente dispuesto sobre ella, para definir un plano de tierra para el segundo acopla-dor, la primera superficie tiene también una cavidad plana dispuesta en ella y está rodeada substancialmente por el material conductivo, esta segunda superficie del elemento plano tiene una tira excitadora formada de un material conductivo, dispuesta sobre ella en alineamiento con la cavidad plana del segundo acoplador y generalmente perpendicular a la misma; un elemento de correspondencia de la impedancia, dispuesto dentro del primer alojamiento y conectada entre la tira excitadora del primer acoplador y el elemento de radiación; un elemento de conexión que comprende un cable coaxial que se extiende en el segundo alojamiento y que tiene un primer conductor conectado eléctricamente a la tira excitadora del segundo acoplador y un segundo conductor, conectado al plano de tierra del segundo acoplador; y, las primeras superficies del primero y segundo acopladores se dispone generalmente opuestas entre sí sobre las primeras y segundas superficies opuestas de la interfaz.
37. 37. Un conjunto de antena, que se puede montar sobre vidrio, que tiene un elemento de radiación de antena, un elemento base externo de antena, que soporta el elemento de radiación, un elemento interno base, el cual soporta una línea de carga desde el dispositivo de utilización, una pareja de elementos acopladores, dispuestos en los elementos base, externos e internos, respectivos, cada elemento acoplador tiene un cuerpo plano con dos superficies opuestas, la primera de las dos superficies opuestas tiene un recubrimiento de material conductivo y una ranura dispuesta en ella, este recubrimiento de metal conductivo proporciona un plano de tierra para cada uno de los elementos acopladores, la segunda de las superficies opuestas tiene cada cual una tira excitadora de material conductivo dispuesta sobre ella en un a relación paralela eléctricamente y perpendicular generalmente en forma geométrica a las primeras ranuras de la superficie, la línea de carga se conecta eléctricamente al elemento acoplador del elemento interno base y el elemento de radiación se conecta eléctricamente al elemento acoplador del elemento externo base.
38. 38. El conjunto de antena, que se puede montar sobre vidrio, según se define en la reivindicación 37, en que las ranuras incluyen ranuras planas en U.
39. 39. El conjunto de antena, que se puede montar sobre vidrio, según se define en la reivindicación 37, en que las ranuras incluyen ranuras planas de tipo canilla.
40. 40. El conjunto de antena, que se puede montar sobre vidrio, según se define en la reivindicación 37, en que cada una de las tiras excitadoras tiene un adaptador alargado -vt -de un ancho definido, el cual se extiende a través de las ranuras.
41. 41. El conjunto de antena, que se puede montar sobre vidrio, según se define en la reivindicación 34, en que la cavidad plana tiene una relación del ancho a la longitud de aproximadamente 0.1 a 0.14.
42. 42. El conjunto de antena, que se puede montar sobre vidrio, según se define en la reivindicación 37, en que la segunda de las superficies opuestas del elemento acopíador, dispuesta en el elemento externo base, incluye una pluralidad de tirantes que forman una red correspondiente de impedancia de tipo T y que se conectan al elemento de radiación de la antena.
43. 43. El conjunto de antena, que se puede montar sobre vidrio,, según se define en la reivindicación 37, que tiene una configuración generalmente de estilo cruzado, en la cual un tirante alargado cruza un cuerpo de las tiras excitadoras.
44. 44. El conjunto de antena, que se puede montar sobre vidrio, según se define en la reivindicación 37, en que las ranuras de la primera superficie tienen una profundidad aproximadamente igual al espesor del recubrimiento del metal conductivo.
45. 45. El conjunto de antena, que se puede montar sobre vidrio, según se define en la reivindicación 37, en que las ranuras se disponen aproximadamente en los centros de las primeras superficies del elemento acoplador.
46. 46. El conjunto de antena, que se puede montar sobre vidrio, según se define en la reivindicación 37, en que las ranuras se graban en las primeras superficies del elemento acoplador.
47. 47. El conjunto de antena, que se puede montar sobre vidrio, según se define en la reivindicación 40, en que cada adaptador de la tira excitadora se extiende sobre la ranura plana por un intervalo de aproximadamente 5 mm. a 7.5 mm.
48. 48. Un aparato de antena para montarse sobre una interfaz de vidrio, este aparato comprende: una pareja de elementos de acoplamiento de ranura, adaptados para montarse sobre las superficies opuestas de la ventana, cada elemento acoplador incluye un elemento plano con una primera y segunda superficies opuestas, la primera superficie de cada elemento acoplador tiene un recubrimiento de metal conductivo cobre ella y una ranura plana ahí dispuesta, este recubrimiento de metal conductivo suministra un plano de tierra para cada uno de los elementos acopladores, la segunda superficie de cada elemento acoplador tiene una tira excitadora de material conductivo, dispuesta ahí en alineamiento con y generalmente transversal a la ranura plana de la primera superficie del elemento acoplador asociado.