Módulo de alimentación de antena.

Antena de red (220) que comprende:

una red sustancialmente planar de elementos de antena

(215, 225); y

un módulo de alimentación (100) que comprende

una estructura de tipo placa de circuito impreso, PCI, multicapa que comprende una parte de cuerpo (110) y partes extendidas en forma de pilares (115), estando cada parte extendida destinada a conectarse a un elemento de antena (215, 225), comprendiendo la parte de cuerpo y las partes extendidas múltiples capas de PCI, incorporando la parte de cuerpo (110) de la estructura de tipo (PCI) multicapa componentes de acoplamiento (400, 405; 500, 505) y secciones de línea para enlazar una pluralidad de primeros puntos de conexión del módulo de alimentación (100) con una pluralidad correspondiente de segundos puntos de conexión previstos en las partes extendidas (115) para su conexión con elementos de antena correspondientes (215, 225) de la antena de red (220),

en la que los componentes de acoplamiento (400, 405; 500, 505) y las secciones de línea están formados en capas planas de la estructura de tipo PCI multicapa, y las capas de la estructura de tipo PCI multicapa están orientadas sustancialmente perpendiculares a los elementos de antena (225) de la antena de red en la que está integrado el módulo de alimentación (100).

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/GB2008/051196.

Solicitante: BAE SYSTEMS PLC.

Nacionalidad solicitante: Reino Unido.

Dirección: 6 CARLTON GARDENS LONDON SW1Y 5AD REINO UNIDO.

Inventor/es: PANAGHISTON,Gary David, LEWIS,GARETH MICHAEL, TWEEN,LARRY BRIAN, HARPER,RICHARD JOHN.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION H — ELECTRICIDAD > ELEMENTOS ELECTRICOS BASICOS > ANTENAS (elementos radiantes o antenas para calentamiento... > Detalles de dispositivos asociados a las antenas... > H01Q1/38 (formados por una capa conductora sobre un soporte aislante)
  • SECCION H — ELECTRICIDAD > TECNICAS ELECTRICAS NO PREVISTAS EN OTRO LUGAR > CIRCUITOS IMPRESOS; ENVOLTURAS O DETALLES DE REALIZACION... > Circuitos impresos (conjuntos consistentes en una... > H05K1/02 (Detalles)
  • SECCION H — ELECTRICIDAD > ELEMENTOS ELECTRICOS BASICOS > GUIAS DE ONDAS; RESONADORES, LINEAS, U OTROS DISPOSITIVOS... > Dispositivos de acoplamiento del tipo guía de ondas > H01P5/10 (destinados al acoplamiento de líneas o dispositivos equilibrados con líneas o dispositivos desequilibrados)
  • SECCION H — ELECTRICIDAD > ELEMENTOS ELECTRICOS BASICOS > ANTENAS (elementos radiantes o antenas para calentamiento... > H01Q23/00 (Antenas que tienen circuitos o elementos de circuito activos que están integrados o ligados a ellos)
  • SECCION H — ELECTRICIDAD > ELEMENTOS ELECTRICOS BASICOS > ANTENAS (elementos radiantes o antenas para calentamiento... > Sistemas o redes de antenas (disposiciones para cambiar... > H01Q21/26 (Antenas en torniquete o similares comprendiendo tres o más elementos alargados dispuestos radial y simétricamente en un plano horizontal con relación a un centro común)
  • SECCION H — ELECTRICIDAD > ELEMENTOS ELECTRICOS BASICOS > ANTENAS (elementos radiantes o antenas para calentamiento... > Antenas eléctricamente cortas teniendo unas dimensiones... > H01Q9/28 (Elementos cónicos, cilíndricos, en forma de jaula, de cinta, de enrejado o elementos análogos que tienen una superficie de radiación extendida; Elementos que comprenden dos superficies cónicas que tienen ejes colineales y vértices adyacentes, estando alimentados por líneas de transmisión de dos conductores (cuernos o bocas de guías de ondas H01Q 13/00; antenas de ranura H01Q 13/00))
  • SECCION H — ELECTRICIDAD > ELEMENTOS ELECTRICOS BASICOS > ANTENAS (elementos radiantes o antenas para calentamiento... > H01Q21/00 (Sistemas o redes de antenas (disposiciones para cambiar o variar la orientación o forma del diagrama direccional de las ondas radiadas por una antena o sistema de antenas H01Q 3/00))
  • SECCION H — ELECTRICIDAD > TECNICAS ELECTRICAS NO PREVISTAS EN OTRO LUGAR > CIRCUITOS IMPRESOS; ENVOLTURAS O DETALLES DE REALIZACION... > H05K1/00 (Circuitos impresos (conjuntos consistentes en una pluralidad de semiconductores o de otros dispositivos de estado sólido individuales H01L 25/00; dispositivos que consisten en una pluralidad de componentes de estado sólido formados en o sobre un sustrato común, p. ej. circuitos integrados, circuitos de película delgada o de película gruesa H01L 27/00))
  • SECCION H — ELECTRICIDAD > ELEMENTOS ELECTRICOS BASICOS > GUIAS DE ONDAS; RESONADORES, LINEAS, U OTROS DISPOSITIVOS... > Dispositivos de acoplamiento del tipo guía de ondas > H01P5/08 (destinados al acoplamiento de   líneas o dispositivos diferentes (H01P 1/16, H01P 5/04   tienen prioridad; acoplamiento de líneas del mismo tipo pero de dimensiones diferentes H01P 5/02))
  • SECCION H — ELECTRICIDAD > CIRCUITOS ELECTRONICOS BASICOS > REDES DE IMPEDANCIA, p. ej. CIRCUITOS RESONANTES;... > Redes de varios accesos que tienen como componentes... > H03H7/42 (Redes que permiten transformar señales equilibradas en señales no equilibradas y recíprocamente)

PDF original: ES-2535041_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Módulo de alimentación de antena

La presente invención se refiere a alimentaciones de antena, en concreto, aunque no en exclusiva, a un módulo de alimentación de antena para una antena de red en fase de alta densidad.

El documento GB23374 describe un acoplador balun de microondas para una antena dipolo.

El documento WO2/19469 describe un módulo de antena de red en fase electrónicamente dirigible que comprende un elemento de circuito adaptable.

Uno de los problemas encontrados en el diseño y la construcción de una antena de red en fase de alta densidad para su uso, por ejemplo, en la gama de frecuencias de 2 GHz a 2 GHz se encuentra en recibir físicamente la interfaz requerida en el lado de alimentación de la red. En particular, es necesario encontrar una forma de recibir conectores que generalmente se requieren para alimentar todos los elementos de antena. Para algunas redes de antenas preferidas, las disposiciones de alimentación conocidas pueden no ser lo suficientemente compactas.

La presente invención consiste en una antena de red, como se define en la reivindicación 1.

Una PCI (placa de circuito impreso) multicapa proporciona una estructura particularmente conveniente en la que proporcionar componentes de acoplamiento para alimentar una serie de elementos de antena dispuestos preferiblemente en una fila. En concreto, la estructura de tipo PCI multicapa puede comprender una pluralidad de dichas partes extendidas separadas linealmente a lo largo de la parte de cuerpo del módulo de alimentación, teniendo cada una, una pluralidad de segundos puntos de conexión de manera que, en uso, el módulo de alimentación está dispuesto para alimentar una fila de elementos de la antena de red. El montaje de una antena de red que utiliza módulos de alimentación de acuerdo con este primer aspecto de la presente invención es particularmente simple en comparación con las técnicas convencionales. Cuando se integran en una antena de red, los elementos de la red son alimentados por una pluralidad de los módulos de alimentación dispuestos sustanclalmente en paralelo.

De manera preferible, los componentes de acoplamiento comprenden una pluralidad de acopladores balun para proporcionar una alimentación equilibrada a los respectivos pares de elementos dipolo de la antena de red. La integración de acopladores equilibrados en los módulos de alimentación simplifica significativamente los circuitos externos necesarios para alimentar la antena. Una aplicación preferida de los componentes de acoplamiento hace uso de acopladores Marchand balun que se aplican utilizando conductores stripline dentro de la parte de cuerpo de la estructura de alimentación de tipo PCI multicapa. Alternativamente, se pueden aplicar baluns ahusados dentro de la parte de cuerpo de la estructura de alimentación utilizando microstrip, yendo a la stripline para su enlace con los elementos de antena. Los conductores stripline, en particular, pueden estar dispuestos sobre una pluralidad de capas de la PCI multicapa y, cuando se requiere interconexión entre los conductores stripline en diferentes capas, esto se hace mediante taladros de enlace.

En una aplicación stripline preferida, cada una de la pluralidad de secciones de línea comprende al menos una línea de transmisión stripline que se extiende a través de al menos una parte extendida para conectarse a un elemento de la antena de red. Preferiblemente, el conductor stripline de la al menos una línea de transmisión stripline termina con al menos uno de la pluralidad de segundos puntos de conexión que comprende una almohadilla de conexión formada en un borde de la estructura de tipo PCI multicapa que forma una parte extendida correspondiente del módulo de alimentación. Esto hace que la conexión del conductor de línea de transmisión stripline con un elemento correspondiente de la antena de red sea particularmente simple, utilizando una unión de soldadura o una conexión de cable.

De acuerdo con una realización preferida de la presente invención, el módulo de alimentación puede comprender además componentes de un transmisor o receptor dentro de la parte de cuerpo del módulo de alimentación. Esto simplifica aún más los circuitos externos necesarios para alimentar una antena de red.

Las realizaciones preferidas de la presente invención se describen a continuación con más detalle, sólo a modo de ejemplo, y con referencia a los dibujos que se acompañan de los cuales:

La figura 1 proporciona una vista en perspectiva del exterior de un módulo de alimentación de acuerdo con realizaciones preferidas de la presente invención;

La figura 2 proporciona una vista en perspectiva que revela la estructura de una parte de una antena de red que incorpora un módulo de alimentación de acuerdo con realizaciones preferidas de la presente invención;

La figura 3 muestra dos disposiciones preferidas para un elemento de antena conectado a un módulo de alimentación en realizaciones preferidas de la presente invención;

La figura 4 muestra un diseño preferido para una aplicación stripline de un par de acopladores Marchand balun dentro del módulo de alimentación de acuerdo con una realización preferida de la presente invención;

La figura 5 muestra en una vista en planta, un diseño alternativo del balun para su uso en el módulo de alimentación de acuerdo con una realización preferida de la presente invención; y

La figura 6 muestra vistas en sección transversal del diseño alternativo de balun de la figura 5.

A continuación se describe un módulo de alimentación de antena de acuerdo con una realización preferida de la presente invención con referencia a las figuras 1 a 4.

Con referencia en primer lugar a la figura 1, se proporciona un diagrama que muestra la estructura exterior de una parte de un módulo de alimentación de antena 1, mostrada antes de su montaje en una red de antenas. La parte 1 que se muestra en la figura 1 está dispuesta para alimentar una fila de sólo tres elementos de antena, mientras que en la práctica, un módulo de alimentación 1 tendría una longitud suficiente para alimentar una fila que comprende un mayor número de elementos de antena, siendo números convenientes, por ejemplo, diez o dieciséis. Se acepta que un elemento de antena para los fines de la presente memoria descriptiva comprenda un grupo planar de elementos dipolo orientados de manera diferente, por ejemplo cuatro elementos dipolo formados en una disposición transversal. También son posibles configuraciones y números alternativos de elementos dipolo dentro de la definición de un elemento de antena. Por ejemplo, un elemento de antena puede comprender un grupo de sólo dos elementos dipolo dispuestos linealmente.

Preferiblemente, los elementos de antena de una antena de red en fase a la que se puede aplicar el módulo de alimentación 1 están dispuestos en filas, de modo que los módulos de alimentación para alimentar cada fila de elementos de antena pueden colocarse paralelos y yuxtapuestos.

La conexión del módulo de alimentación 1 para separar circuitos de transmisor o receptor con respecto a cada elemento de antena se hace mediante conectores 15. Sin embargo, en una realización preferida de la presente invención, los circuitos de transmisor y/o receptor pueden estar integrados en el mismo módulo de alimentación de antena 1 y por tanto puede ser adecuado un tipo diferente de conector 15.

El módulo de alimentación 1 comprende una placa de circuito impreso (PCI) multicapa que tiene una sección de cuerpo principal 11 que contiene elementos de acoplamiento y cualesquiera otros componentes, pasivos o activos, que puedan integrarse de manera ventajosa en el módulo de alimentación 1, y varias secciones extendidas, espaciadas de manera... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Antena de red (22) que comprende:

una red sustancialmente planar de elementos de antena (215, 225); y un módulo de alimentación (1) que comprende

una estructura de tipo placa de circuito impreso, PCI, multlcapa que comprende una parte de cuerpo (11) y partes extendidas en forma de pilares (115), estando cada parte extendida destinada a conectarse a un elemento de antena (215, 225), comprendiendo la parte de cuerpo y las partes extendidas múltiples capas de PCI, incorporando la parte de cuerpo (11) de la estructura de tipo (PCI) multlcapa componentes de acoplamiento (4, 45; 5, 55) y secciones de línea para enlazar una pluralidad de primeros puntos de conexión del módulo de alimentación (1) con una pluralidad correspondiente de segundos puntos de conexión previstos en las partes extendidas (115) para su conexión con elementos de antena correspondientes (215, 225) de la antena de red (22),

en la que los componentes de acoplamiento (4, 45; 5, 55) y las secciones de línea están formados en capas planas de la estructura de tipo PCI multicapa, y las capas de la estructura de tipo PCI multicapa están orientadas sustancialmente perpendiculares a los elementos de antena (225) de la antena de red en la que está Integrado el módulo de alimentación (1).

2. Red de antenas de acuerdo con la reivindicación 1, en la que cada pilar está provisto en su extremo de almohadillas de conexión conectadas por el borde para conectar los segundos puntos de conexión con elementos de antena correspondientes.

3. Red de antenas de acuerdo con la reivindicación 1 o la reivindicación 2, en la que la estructura de tipo PCI multicapa comprende una pluralidad de dichas partes extendidas separadas linealmente a lo largo de la parte de cuerpo del módulo de alimentación y comprendiendo cada una, una pluralidad de segundos puntos de conexión, de manera que el módulo de alimentación está dispuesto para alimentar una fila de elementos de la antena de red.

4. Red de antenas de acuerdo con la reivindicación 1, la reivindicación 2 o la reivindicación 3, en la que los componentes de acoplamiento comprenden una pluralidad de acopladores balun para proporcionar una alimentación equilibrada a pares correspondientes de elementos de la antena de red.

5. Red de antenas de acuerdo con la reivindicación 4, en la que los acopladores balun son acopladores balun ahusados que se aplican utilizando una combinación de conductores microstrip y stripline dentro de la parte de cuerpo de la estructura de tipo PCI multicapa.

6. Red de antenas de acuerdo con la reivindicación 4, en la que los acopladores balun son acopladores Marchand balun que se aplican usando conductores stripline dentro de la parte de cuerpo de la estructura de tipo PCI multicapa.

7. Red de antenas de acuerdo con la reivindicación 6, en la que los conductores stripline están dispuestos sobre una pluralidad de capas de la PCI multicapa y en la que la Interconexión entre conductores stripline en diferentes capas se efectúa mediante taladros de enlace.

8. Red de antenas de acuerdo con la reivindicación 6 o la reivindicación 7, en la que cada una de la pluralidad de secciones de línea comprende al menos una línea de transmisión stripline que se extiende a través de la al menos una parte extendida para conectarse a un elemento de la antena de red.

9. Red de antenas de acuerdo con la reivindicación 8, en la que el conductor stripline de dicha al menos una línea de transmisión stripline termina con al menos uno de la pluralidad de segundos puntos de conexión que comprende una almohadilla de conexión formada en un borde de la estructura de tipo PCI multlcapa que forma una parte extendida correspondiente del módulo de alimentación.

1. Red de antenas de acuerdo con la reivindicación 9, en la que la almohadilla de conexión tiene la misma forma que la de la parte correspondiente de un elemento dipolo de la antena de red a la que está destinada a conectarse.

11. Red de antenas de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende además componentes de un transmisor o receptor incorporados en la parte de cuerpo de la estructura de tipo PCI multicapa del módulo de alimentación.

12. Antena de red de acuerdo con la reivindicación 1 a 11, que comprende una pluralidad de módulos de alimentación colocados yuxtapuestos.

13. Antena de red de acuerdo con la reivindicación 12, que comprende una serie sustancialmente planar de elementos de antena montados sustancialmente paralelos a una capa de plano de tierra conductora y separados de la misma mediante una capa intermedia de material dieléctrico, en la que la capa de plano de tierra conductora está provista de orificios a través de los cuales puede pasar la al menos una parte extendida de cada uno de la pluralidad

de módulos de alimentación, y en la que las partes extendidas de la pluralidad de módulos de alimentación se extienden a través de la capa Intermedia hasta la serle planar de elementos de antena para conectarse a la misma.

14. Red de antenas de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que el módulo de alimentación está provisto de una capa dieléctrica adicional en cada cara de la PCI multlcapa de manera que la anchura del módulo de alimentación corresponde sustanclalmente a la de los elementos de antena.