Reflector de antena.

Disposición (2, 3) de antena de satelite para un sistema de comunicación por satelite, que comprende:

unreflector

(4, 8) configurado para producir un diagrama de campo lejano con intensidad de campo cercana a cero en una ubicación predeterminada para rechazar senales no deseadas de dicha ubicación predeterminada o minimizar la potencia de serial transmitida a dicha ubicacion predeterminada, teniendo el reflector una superficie que comprende un perfil escalonado dispuesto para generar la intensidad de campo cercana a cero en la ubicación predeterminada,

caracterizada porque la superficie del reflector comprende un escalon que se extiende desde un borde del reflector hasta el centro del reflector.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/EP2009/061498.

Solicitante: ASTRIUM LIMITED.

Nacionalidad solicitante: Reino Unido.

Dirección: Gunnels Wood Road Stevenage, Hertfordshire SG1 2AS REINO UNIDO.

Inventor/es: ROBSON, DAVID, STIRLAND,SIMON JOHN.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION H — ELECTRICIDAD > ELEMENTOS ELECTRICOS BASICOS > ANTENAS (elementos radiantes o antenas para calentamiento... > Combinaciones de elementos activos primarios de antenas... > H01Q19/10 (utilizando superficies reflectantes)
  • SECCION H — ELECTRICIDAD > ELEMENTOS ELECTRICOS BASICOS > ANTENAS (elementos radiantes o antenas para calentamiento... > Dispositivos para cambiar o hacer variar la orientación... > H01Q3/26 (haciendo variar la fase relativa o la amplitud relativa de la energía de excitación entre dos o más elementos radiantes activos; haciendo variar la distribución de energía a través de una abertura radiante (H01Q 3/22, H01Q 3/24 tienen prioridad))
  • SECCION H — ELECTRICIDAD > ELEMENTOS ELECTRICOS BASICOS > ANTENAS (elementos radiantes o antenas para calentamiento... > H01Q25/00 (Antenas o sistemas de antenas que suministran al menos dos diagramas de radiación (disposiciones para hacer variar o cambiar la orientación o la forma del diagrama direccional H01Q 3/00))
  • SECCION H — ELECTRICIDAD > ELEMENTOS ELECTRICOS BASICOS > ANTENAS (elementos radiantes o antenas para calentamiento... > Detalles de dispositivos asociados a las antenas... > H01Q1/28 (Adaptación para la utilización en o sobre aviones, misiles, satélites o globos)
  • SECCION H — ELECTRICIDAD > ELEMENTOS ELECTRICOS BASICOS > ANTENAS (elementos radiantes o antenas para calentamiento... > Dispositivos para la reflexión, refracción, difracción... > H01Q15/16 (curvadas según dos dimensiones, p. ej. paraboloidal)
  • SECCION H — ELECTRICIDAD > ELEMENTOS ELECTRICOS BASICOS > ANTENAS (elementos radiantes o antenas para calentamiento... > Dispositivos para cambiar o hacer variar la orientación... > H01Q3/02 (utilizando el movimiento mecánico de una antena o sistema de antenas en su conjunto)

PDF original: ES-2462528_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Reflector de antena

Campo de la invencion

La invencion se refiere a un reflector para una antena de reflector para producir un diagrama de radiacion de campo lejano que tiene una intensidad de campo cercana a cero en una región predeterminada.

Antecedentes de la invencion

La comunicacion por satelite se ha vuelto una parte importante de nuestra infraestructura de telecomunicaciOn global general. Se usan satelites para negocios, entretenimiento, educación, navegacion, formación de imagenes y previsiOn meteorologica. A medida que confiamos cada vez mas en la comunicación por satelite, se ha vuelto

tambien mas importante proteger la comunicacion por satelite frente a interferencias y frente a la pirateria. En la actualidad los operadores de satelites comerciales demandan antenas de satelite que proporcionen un rechazo de setiales no deseadas o que minimicen la potencia de serial a receptores no deseados.

Especialmente, la comunicación por satelite puede degradarse o interrumpirse debido a setiales interferentes.

Algunas interferencias son accidentales y debidas a equipos de tierra defectuosos. Otras interferencias son intencionales y maliciosas. Dirigiendo una serial potente a un satelite, puede provocarse una interferencia intencionada en el satelite de modo que se impide que reciba y retransmita seliales que estaba previsto que recibiera y retransmitiera.

Los problemas mencionados anteriormente pueden solucionarse creando un diagrama de radiaciOn de recepcion o transmision con intensidad de campo cero o cercana a cero, tambien conocido como nub, en dirección a la serial interferente o al receptor no deseado. Convencionalmente, una región de directividad cero o un nub o en un diagrama de radiaciOn se produce mediante la suma de un diagrama principal que tiene una distribución de ganancia plana amplia y un haz de cancelaciOn que es de la misma amplitud pero en antifase con respecto al haz principal en la ubicacion requerida de intensidad de campo cero. Se conoce usar multiples elementos de alimentacion cuidadosamente combinados con la amplitud y fase relativas correctas para producir tal cancelacion.

El documento US 5 913 151 da a conocer una tecnica de sintesis apertura para crear nulos en el diagrama de radiacion.

Actualmente, la mayoria de satelites comerciales usan antenas de reflector conformadas para proporcionar la cobertura regional deseada. La superficie del reflector en la antena de reflector puede modificarse durante el proceso de diserio usando software de sintesis de perfil de reflector para producir el diagrama de haz requerido. Un ejemplo de software de sintesis de perfil de reflector adecuado es POS de Ticra. El software de sintesis de perfil de reflector del tipo usado en la sintetización de reflectores conformados para haces contorneados puede usarse tambien para generar un diagrama con intensidad de campo baja en una direcciOn predeterminada. El software de sintesis de perfil de reflector analiza numericamente el campo lejano deseado para sugerir un perfil de superficie del reflector para crear el haz deseado. En la figura 1 se muestra un ejemplo de un perfil de superficie de un reflector convencional para producir un diagrama con intensidad de campo baja en una posición predeterminada. En la figura

2se muestra un ejemplo de un diagrama de radiacion de campo lejano generado por un reflector convencional para producir un diagrama con intensidad de campo baja en una posicion predeterminada. Los algoritmos de minimo/maximo empleados por el software de sintesis convencional para producir el perfil de superficie apropiado se basan en hacer cambios diferenciables suaves en la superficie y el campo resultante, cercano a cero, presenta el comportamiento cuadratico tipico de un enfoque de haz de cancelaciOn. Un problema con este enfoque es que los diagramas de cancelacion cuadraticos son sensibles a errores de superficie aleatorios del reflector y a errores en el diagrama de alimentaciOn como se muestra en las figuras 8b y 9b.

La invencion tiene como objetivo mejorar la tecnica anterior.

Sumario de la invencion

La reivindicacion 1 define la invenciOn. Se proporciona un reflector para una antena de reflector para producir un diagrama de campo lejano que tiene intensidad de campo cercana a cero en una posición predeterminada, teniendo el reflector una superficie que comprende un perfil escalonado para generar la intensidad de campo cercana a cero.

El perfil escalonado puede comprender un escalOn radial. El perfil escalonado puede comprender tambien un escalOn en espiral. El perfil escalonado puede ser tambien un perfil escalonado suavizado que proporciona una aproximacion adecuada al escalOn discontinuo ideal.

La fase de dicho diagrama de campo lejano en la proximidad de la posiciOn de la intensidad de campo cercana a cero puede aumentar progresivamente a lo largo de 360° con progresión angular a lo largo de 360° alrededor de la

posiciOn y la amplitud de dicho diagrama de campo lejano en la proximidad de la posición puede variar de manera sustancialmente lineal alrededor dicha posicion de intensidad de campo cercana a cero.

El reflector puede tener una forma parabOlica y producir un haz puntual. El reflector puede estar conformado tambien para producir un haz contorneado. La intensidad de campo cercana a cero del diagrama de radiación de campo lejano puede ubicarse en o adyacente al haz contorneado.

Sag& la invencion se proporciona tambien un conjunto de antena que comprende una alimentacion y el reflector.

Por consiguiente, la invenciOn proporciona una antena de reflector adecuada para rechazar seriales no deseadas o minimizar la potencia de sena' a receptores no deseados. El perfil escalonado produce una región profunda y aguda de intensidad de campo cercana a cero que es robusta en presencia de errores de diagrama de alimentaciOn o superficie de reflector. La ubicación de la intensidad de campo cercana a cero puede orientarse posteriormente

moviendo solo el reflector. El conjunto de antena puede comprender un mecanismo de posicionamiento para orientar

el reflector para reposicionar la ubicaciOn de la directividad cercana a cero. La ubicaciOn de la directividad cercana a cero puede orientarse tambien ajustando la amplitud y fase de un haz de baja resolucion adicional que cubre la misma región. Por consiguiente, el conjunto de antena puede comprender ademas una alimentacion para producir

un haz que cubre la misma region que la antena, pudiendo controlarse la alimentaciOn para ajustar la amplitud y fase del hoz para reposicionar la ubicación de la intensidad de campo cercana a cero.

Segirn la invencion se proporciona tambien una carga util de satelite que incorpora el conjunto de antena. La carga (dil puede comprender adernas otros aparatos de comunicaciones tales como antenas adicionales, receptores y amplificadores de alta potencia.

Breve descripcion de los dibujos

A continuaciOn se describiran realizaciones de la invencion, a modo de ejemplo, con referencia a las figuras 3 a 15 de los dibujos adjuntos, en los que:

la figura 1 muestra un reflector convencional para producir un diagrama de respuesta de campo lejano con intensidad de campo cercana a cero en una region predeterminada;

la figura 2 es una ilustraciOn tridimensional de un diagrama de respuesta de campo lejano producido por un reflector convencional;

la figura 3 es un diagrama esquematico de un sistema de comunicación;

la figura 4 muestra un reflector segbn una realizaciOn de la invencion;

la figura 5 es un diagrama de contorno del diagrama de respuesta de campo lejano del reflector de la figura 4;

la figura 6 es una ilustracion... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Disposición (2, 3) de antena de satelite para un sistema de comunicación por satelite, que comprende:

unreflector (4, 8) configurado para producir un diagrama de campo lejano con intensidad de campo cercana a cero en una ubicación predeterminada para rechazar senales no deseadas de dicha ubicación predeterminada o minimizar la potencia de serial transmitida a dicha ubicacion predeterminada, teniendo el reflector una superficie que comprende un perfil escalonado dispuesto para generar la intensidad de campo cercana a cero en la ubicación predeterminada,

caracterizada porque la superficie del reflector comprende un escalon que se extiende desde un borde del reflector hasta el centro del reflector.

2. Disposición de antena de satelite segirn la reivindicaciOn 1, en la que el reflector (4, 8) este conformado para producir un haz contorneado.

3. Disposición de antena de satelite segun la reivindicacion 2, en la que la ubicación de intensidad de campo cercana a cero este ubicada adyacente al haz contorneado o descentrada con respecto al haz contorneado.

4. DisposiciOn de antena de satelite segtin una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende ademas una alimentacien (6, 10) configurada para recibir radiacion desde dicho reflector (4, 8) o transmitir radiacion hacia el reflector (4, 8) .

5. Disposición de antena de satelite segtin la reivindicacion 4, en la que el perfil escalonado este configurado

paragenerar una región de intensidad de campo cercana a cero en el haz principal de la radiacion reflejada por el reflector.

6. Disposición de antena de satelite segun la reivindicaciOn 5, que comprende ademas un radiador (16)

configurado para generar un diagrama de radiación para reposicionar la ubicaciOn de directividad cercana a cero.

7. Disposición de antena de satelite segun la reivindicaciOn 6, en la que la alimentacion (6, 10) configurada para recibir radiaciOn desde dicho reflector o transmitir radiacien hacia el reflector comprende una primera alimentaciOn y dicho radiador (16) comprende una segunda alimentaciOn posicionada para apuntar

directamente hacia el campo lejano y configurada para producir un haz que cubre sustancialmente la misma región que un haz reflejado por el reflector, pudiendo controlarse la segunda alimentacion para ajustar la amplitud y fase del haz de la segunda alimentacion para reposicionar la ubicaciOn de intensidad de campo cercana a cero.

8. Disposición de antena de satelite segun una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, que comprende

ademas un mecanismo (7, 11) de posicionamiento configurado para orientar el reflector para reposicionar la ubicación de intensidad de campo cercana a cero.

9. DisposiciOn de antena de satelite segOn una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que el perfil escalonado comprende un escalOn radial.

10. Disposicion de antena de satelite segun una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, en la que el perfil escalonado comprende un escalon en espiral.

11. Disposicion de antena de satelite segun una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que el perfil escalonado define una singularidad de fase en el diagrama de campo de apertura de la antena.

12. Disposición de antena de satelite segiin una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que el perfil escalonado comprende un perfil escalonado suave sin esquinas o bordes agudos.

13. Disposición de antena de satelite segiin una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que la fase de dicho diagrama de campo lejano en la proximidad de la posicion de la intensidad de campo cercana a cero aumenta progresivamente a lo largo de 360° con progresión angular a lo largo de 360° alrededor de la posicion y la amplitud de dicho diagrama de campo lejano en la proximidad de la posiciOn varia de manera

sustancialmente lineal alrededor de dicha posiciOn de intensidad de campo cercana a cero.

14. Carga (1) Ca de satelite que comprende la disposicien de antena de satelite segim una cualquiera de las reivindicaciones anteriores.

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Memoria

I -13

Controlador

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de senal de de senai de

recepcion transmision

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Fig. 3

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- • () .004

• f.!.. 005

Distancla/m

Fig. 4

Ganancla de potencla/ dBi

2 1 -1 40 35 30 25 20 15 10 5 0

Dlstancla angular/.

- 2

- 2 -1 0 1 2

DIstancla angular/.

Fig. 5

Ganancia de potencla/ dBi 40 20 10 Ganancia de potencia/ dBI • . 1 40 I.2 35

- 10

Distancia angular°

Distancia angular

Fig. 6

Ganancia de

Ganancia de potencla/dBi PotencialdBi

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Fig. ga

Distancia angular/. Reflector radlalmente escalonado

Reflector t convencionaG

• 0731,

Fig. 10

Distancla angular/.

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Distancia angular/.

Fig. gb

GHz

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Distancia/m

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Distancia Distancia

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Fig. 11

Distancia angular, ' Oil,

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16.

Fig. 15