Antena autodirectiva en polarización circular.

Antena autodirectiva en polarización circular de longitud de onda λ, caracterizada por que comprende primeros medios que permiten realizar un primer modo de funcionamiento, radiando una polarización circular y teniendo un diagrama tórico según un primer eje

(Ox), segundos medios que permiten realizar un segundo modo de funcionamiento, radiando una polarización circular y teniendo un diagrama tórico según un segundo eje (Oy), por que los primeros medios están dispuestos en la proximidad de los segundos de tal modo que los citados primeros medios y los citados segundos medios pueden estar contenidos en una esfera imaginaria cuyo radio es inferior a λ/2 y están orientados con un desfase de 90º (Ox perpendicular a Oy), y por que el primer modo de funcionamiento está en cuadratura en avance o en cuadratura en retardo con respecto al segundo modo y por que los primeros y segundos medios de funcionamiento comprenden una hélice en anillo que presenta un número de espiras (2, 2', 2") múltiplo de cuatro.

Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E10352003.

Solicitante: Ecole Nationale de l'Aviation Civile.

Nacionalidad solicitante: Francia.

Dirección: 7 Avenue Edouard Belin 31400 Toulouse Cedex FRANCIA.

Inventor/es: SOUNY,BERNARD.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION H — ELECTRICIDAD > ELEMENTOS ELECTRICOS BASICOS > ANTENAS (elementos radiantes o antenas para calentamiento... > Sistemas o redes de antenas (disposiciones para cambiar... > H01Q21/24 (Combinaciones de unidades de antenas polarizadas en direcciones diferentes para emitir o recibir ondas polarizadas circularmente o elípticamente u ondas polarizadas linealmente en cualquier dirección)

PDF original: ES-2539604_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Antena autodirectiva en polarización circular La presente invención concierne a una antena autodirectiva en polarización circular.

Los ámbitos de aplicación de una antena de acuerdo con la invención son variados. Pueden citarse aquí a título de ejemplo no limitativo antenas para chips RFID (del acrónimo inglés Radio Frecuency Identification, o en francés Identification par Radio Fréquence) , para teléfono móvil, para sistemas de localización (tales como los conocidos con los nombres de GPS, GLONASS, Galileo, ) o para la realización de redes locales inalámbricas tales como las redes WIFI o también las redes de cuerpo (body network) , especialmente con fines médicos. Pueden considerarse igualmente otras aplicaciones de una antena de acuerdo con la invención.

Para estas diversas aplicaciones, se desea a veces tener antenas directivas, es decir cuyo diagrama de radiación privilegie una dirección dada.

El documento US 6.208.302 describe una antena de teléfono móvil para satélite.

Para hacer una antena directiva se utilizan dos técnicas principales. Así, por una parte, se conoce tener una antena cuya forma la haga directiva. Este es el caso, por ejemplo, de un cornete que permite orientar las emisiones: se tiene entonces una antena denominada autodirectiva. Se conoce, por otra parte, utilizar un reflector para orientar las emisiones de la antena.

Estas dos técnicas de la técnica anterior presentan ambas el inconveniente de ser voluminosas. La utilización de un reflector permite ya una miniaturización con respecto a la utilización de un cornete. Sin embargo, conviene utilizar un reflector cuyo tamaño sea del orden de /4, donde es la longitud de onda de emisión de la antena.

Otro inconveniente de las antenas con reflector de la técnica anterior es que éstas son sensibles a la superficie sobre la cual están situadas. El funcionamiento de ciertas antenas puede verse así perturbado cuando estas antenas están dispuestas por ejemplo sobre una superficie metálica.

La presente invención tiene entonces por objetivo facilitar una antena autodirectiva miniatura. Preferentemente, una antena de este tipo será insensible a la naturaleza del soporte sobre el cual se encuentra la misma.

A tal efecto, la invención propone una antena autodirectiva en polarización circular.

De acuerdo con la presente invención, dicha antena comprende primeros medios que permiten realizar un primer modo de funcionamiento, radiando una polarización circular y teniendo un diagrama tórico según un primer eje (Ox) , segundos medios que permiten realizar un segundo modo de funcionamiento, radiando una polarización circular y teniendo un diagrama tórico según un segundo eje (Oy) ; los primeros medios están dispuestos en la proximidad de los segundos medios de funcionamiento y están orientados con un desfase de 90º (Ox perpendicular a Oy) , y el primer modo de funcionamiento está en cuadratura en avance o en cuadratura en retardo con respecto al segundo modo.

Como se definió en el párrafo precedente, una antena de acuerdo con la presente invención es así equivalente a dos antenas: una primera que emite una polarización circular está orientada de manera que su diagrama de radiación sea un toro de eje Ox (eje de revolución del toro) y la segunda está orientada de manera que su diagrama de radiación sea un toro de eje Oy (eje de revolución del toro) perpendicular a Ox. De esta manera pueden obtenerse dos antenas distintas realizadas por estructuras físicas distintas o bien una misma estructura que puede funcionar de acuerdo con los dos modos de funcionamiento descritos. La utilización de dos antenas, o de dos modos de funcionamiento, como se define en la presente invención, permite realizar una interferencia constructiva en un lado de un eje Oz, perpendicular a la vez a Ox y a Oy y una interferencia destructiva en el otro lado del eje Oz. Se realiza de este modo una directividad de la antena de acuerdo con la presente invención.

En lo que concierne a la noción de proximidad de los dos medios que permiten realizar un modo de funcionamiento en radiación, hay que observar que cuanto más próximos estén estos medios uno del otro, mayor es el efecto obtenido de acuerdo con la invención, a saber la directividad, en la proximidad de estos medios. De esta manera, se puede considerar por ejemplo que los dos medios que permiten realizar un modo de funcionamiento en radiación de una antena de acuerdo con la invención, están "en la proximidad" uno del otro si estos pueden estar contenidos en una esfera imaginaria de radio /2 o incluso preferentemente en una esfera imaginaria de radio /4, siendo la longitud de onda de la antena de acuerdo con la invención. Sin embargo, en una forma de realización preferida, para obtener un mejor funcionamiento de la antena de acuerdo con la presente invención, los dos medios que permiten realizar un modo de funcionamiento en radiación tienen ventajosamente una localización común.

Los medios utilizados para obtener un modo de funcionamiento que radia en polarización circular y con un diagrama de radiación tórico son por ejemplo una combinación de un dipolo magnético y de un dipolo eléctrico, o bien todavía un elemento en forma de hélice. Para estos dispositivos, deberá cumplirse la condición conocida con el nombre de condición de Wheeler. Sin embargo, en una forma de realización preferida, los primeros y segundos medios de funcionamiento definidos en la presente invención están formados por una hélice en anillo que presenta un número de espiras múltiplo de cuatro. Esto permite tener una invarianza por rotación de 90º (/2 rad) del dispositivo y tener dos modos de funcionamiento de características idénticas en una misma estructura física: cada modo de funcionamiento es de diagrama tórico y de polarización circular, uno orientado según un primer eje denominado Ox y el otro según un segundo eje denominado Oy, estando contenida la hélice en anillo en un toro de eje de revolución Oz, perpendicular a la vez a Ox y a Oy.

Para la realización de una antena autodirectiva de acuerdo con la presente invención poniendo en práctica una hélice en anillo, están previstos medios de excitación de la antena y permiten por ejemplo excitar la antena en dos puntos desfasados 90º con respecto al anillo. Se puede considerar en este caso igualmente que los medios de excitación de la antena permitan excitar la antena en un punto y presenten una pieza de acoplamiento dispuesta a 45º del punto de excitación.

En una forma de realización preferida, la excitación de cada antena elemental es una excitación eléctrica, permitiendo los primeros medios realizar un primer modo de funcionamiento así como permitiendo los segundos modos realizar un segundo modo de funcionamiento formando cada uno una antena elemental. En tal caso, los medios de excitación de la antena comprenden por ejemplo un disco metálico dispuesto debajo de la hélice en anillo para la excitación de la antena.

En el caso en que la antena de acuerdo con la presente invención comprenda una hélice en anillo, esta última puede ser obtenida por ejemplo por plegado de un alambre metálico, especialmente un alambre de cobre, o bien, en una variante, por plegado de una tira metálica, especialmente una tira de cobre. Ésta puede ser realizada igualmente por ensamblaje mecánico de placas para formar una hélice. Naturalmente, pueden considerarse otras formas de realización.

Detalles y ventajas de la presente invención se deducirán mejor de la descripción que sigue, hecha refiriéndose a los dibujos anejos, en los cuales:

- la figura 1 es una vista esquemática en perspectiva de una primera forma de realización de una antena autodirectiva de acuerdo con la presente... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Antena autodirectiva en polarización circular de longitud de onda , caracterizada por que comprende primeros medios que permiten realizar un primer modo de funcionamiento, radiando una polarización circular y teniendo un 5 diagrama tórico según un primer eje (Ox) , segundos medios que permiten realizar un segundo modo de funcionamiento, radiando una polarización circular y teniendo un diagrama tórico según un segundo eje (Oy) , por que los primeros medios están dispuestos en la proximidad de los segundos de tal modo que los citados primeros medios y los citados segundos medios pueden estar contenidos en una esfera imaginaria cuyo radio es inferior a /2 y están orientados con un desfase de 90º (Ox perpendicular a Oy) , y por que el primer modo de funcionamiento está en cuadratura en avance o en cuadratura en retardo con respecto al segundo modo y por que los primeros y segundos medios de funcionamiento comprenden una hélice en anillo que presenta un número de espiras (2, 2, 2") múltiplo de cuatro.

2. Antena autodirectiva de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizada por que comprende medios de excitación15 que permiten excitar la hélice en anillo en dos puntos (4, 6) desfasados 90º con respecto al anillo.

3. Antena autodirectiva de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizada por que comprende medios de excitación de la antena que permiten excitar la antena en un punto y que presenta una pieza de acoplamiento (12) dispuesta a 45º del punto de excitación.

4. Antena autodirectiva de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizada por que la hélice en anillo es obtenida por plegado de un alambre metálico, especialmente un alambre de cobre.

5. Antena autodirectiva de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizada por que la hélice en anillo 25 es obtenida por plegado de una tira metálica especialmente una tira de cobre.

6. Antena autodirectiva de acuerdo con una de las reivindicaciones 2 o 3, caracterizada por que los medios de excitación de la antena comprenden un disco metálico (8) dispuesto debajo de la antena en forma de hélice en anillo para la excitación de la antena.