SISTEMA DE TRANSCEPTOR DE ANTENA.

Un casco (500) que comprende: una pluralidad de módulos de transmisión/recepción (104,

106, 108) para transmitir y recibir señales; y una agrupación (102) de antenas que comprende una pluralidad de elementos radiantes (110, 112, 114), caracterizado porque los módulos de transmisión/recepción (104, 106, 108) y la agrupación (102) de antenas están formados como componentes integrales de la estructura del casco (500), y la estructura de dicho casco, que comprende una pluralidad de planos alineados verticalmente con respecto a una superficie exterior del casco, en el que los módulos de transmisión/recepción (104, 106, 108) y la agrupación (102) de antenas están dispuestos en una primera pluralidad de dichos planos (402), en donde cada módulo de transmisión/recepción (104, 106, 108) comprende un módulo de conjugación de fase (206, 208, 210); en donde una fuente de alimentación de energía (130), un procesador de señal (126) y un controlador/procesador de datos (128) y unos medios para refrigerar la agrupación (408) de antena y los módulos de transmisión/recepción (104, 106, 108) durante la operación, están formados como componentes integrales de la estructura del casco (500) y están dispuestos en una segunda pluralidad de dichos planos, en donde la agrupación (102) de antenas es una agrupación con barrido electrónico que incluye una pluralidad de cambiadores de fase (200, 202, 204) para gobernar electrónicamente las señales de RF transmitidas y recibidas; cuyo casco (500) comprende además: una pantalla de presentación visual con la información que se muestra en todo momento; un mezclador de RF (211); un primer conmutador (213); un segundo conmutador (215), y un filtro (217) en donde el mezclador de RF (211), el primer conmutador (213), el segundo conmutador (215) y el filtro (217) se usan para generar una señal transmitida que tiene un frente de onda idéntico a un frente de onda de una señal recibida, y además en donde la señal transmitida se desplaza a lo largo de un camino del haz de la señal recibida hasta una fuente de la señal recibida.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/US2006/033376.

Solicitante: RAYTHEON COMPANY.

Nacionalidad solicitante: Estados Unidos de América.

Dirección: 870 WINTER STREET WALTHAM, MASSACHUSETTS 02451-1449 ESTADOS UNIDOS DE AMERICA.

Inventor/es: NEWBERG, IRWIN L., CHANG,Ike Y.

Fecha de Publicación: .

Fecha Solicitud PCT: 28 de Agosto de 2006.

Clasificación PCT:

  • H01Q1/27 SECCION H — ELECTRICIDAD.H01 ELEMENTOS ELECTRICOS BASICOS.H01Q ANTENAS (elementos radiantes o antenas para calentamiento por microondas H05B 6/72). › H01Q 1/00 Detalles de dispositivos asociados a las antenas (dispositivos para hacer variar la orientación de un diagrama direccional H01Q 3/00). › Adaptación para la utilización en o sobre cuerpos móviles (H01Q 1/08, H01Q 1/12, H01Q 1/18 tienen prioridad).
  • H01Q1/28 H01Q 1/00 […] › Adaptación para la utilización en o sobre aviones, misiles, satélites o globos.
  • H01Q1/32 H01Q 1/00 […] › Adaptación para la utilización en o sobre vehículos de carretera o ferroviarios.
  • H01Q21/00 H01Q […] › 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).
  • H01Q3/26 H01Q […] › H01Q 3/00 Dispositivos para cambiar o hacer variar la orientación o la forma del diagrama direccional de las ondas radiadas por una antena o por un sistema de antenas. › 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).

Países PCT: Austria, Bélgica, Suiza, Alemania, Dinamarca, España, Francia, Reino Unido, Grecia, Italia, Liechtensein, Luxemburgo, Países Bajos, Suecia, Mónaco, Portugal, Irlanda, Eslovenia, Finlandia, Rumania, Chipre, Lituania, Letonia.

PDF original: ES-2366923_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

CAMPO DE LA INVENCIÓN Esta invención se refiere en general a un sistema de comunicación capaz de operar sobre múltiples bandas de frecuencias para transmitir y recibir señales. Más particularmente, esta invención se refiere a un sistema de transceptor integrado en un casco, que usa un diseño de un sistema apilado verticalmente, en el que el sistema transmite y recibe señales que pueden ser de voz, de datos, de infrarrojos (en adelante IR) o de radiofrecuencia (en adelante RF).

ANTECEDENTES Con el fin de comunicarse con sus mandos o con otras fuerzas amigas, los soldados tienen que transportar a menudo equipos de radio voluminosos que tienen antenas omnidireccionales de baja ganancia. Estas antenas omnidireccionales de baja ganancia desperdician energía por transmitir energía de RF en todas direcciones simultáneamente. Además, las antenas omnidireccionales someten al soldado a un mayor riesgo de detección por las fuerzas del enemigo que empleen contramedidas de comunicaciones.

Se plantean problemas similares para los servicios de contraincendios, personal de salvamento, agencias del orden público y otros usuarios que son parte de una red de comunicaciones. Los sistemas de comunicaciones omnidireccionales requieren grandes cantidades de energía, y la calidad de una señal transmitida o recibida es a menudo relativamente deficiente. Desde el punto de vista operativo, deben considerarse las restricciones de espacio y peso, además de la necesidad de comunicarse con eficacia. Estas limitaciones del sistema podrían impedir que el usuario, definitivamente, cumpla una misión de forma satisfactoria.

Un inconveniente adicional para los sistemas de comunicaciones convencionales es la dificultad en relación de asociación con la integración de los componentes, y la operación sobre diferentes bandas de frecuencias, en un sistema único, de bandas múltiples, compacto y liviano. Más específicamente, los sistemas diseñados para comunicaciones de voz y de datos no incluyen típicamente una posibilidad para detectar y rastrear blancos usando radar. Análogamente, estos sistemas no tienen sensores de infrarrojos (en adelante IR) para recibir y procesar señales de IR. La modificación de las agrupaciones convencionales de sensor o procesamiento para facilitar la transferencia de datos en bandas múltiples a menudo resulta en unos sistemas voluminosos, caros y difíciles de manejar, con alcance y utilidad limitados. El volumen requerido para alojar dichos sistemas, y la potencia necesaria para manejarlos, a menudo son prohibitivos.

Por tanto, se necesita un sistema de comunicaciones que proporcione una transmisión y una recepción eficaces y sin fisuras de señales dirigidas de voz y de datos, así como de señales de radar y de IR usadas para rastrear y detectar blancos. El sistema debe ser liviano, compacto, y fácil de manejar, permitiendo el funcionamiento a manos libres del sistema a discreción del usuario. En los documentos US5886667, US 549305 Y US6630905 se describen diversos sistemas relevantes de la técnica anterior.

COMPENDIO El sistema de transceptor de antena divulgado en la presente memoria y tal como se especifica en la reivindicación 1, constituye un adelanto para la técnica y soluciona los problemas enunciados anteriormente mediante la provisión de un sistema integrado y de fácil manejo, para la transmisión y recepción dirigidas de múltiples señales sobre una pluralidad de bandas de frecuencias.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

La Figura 1 es un esquema de un sistema de transceptor con antena;

La Figura 2 es un esquema del sistema de transceptor con antena de la Figura 1 que tiene al mismo tiempo

una posibilidad de generación o detección de una señal de radar y una posibilidad de conjugación de fase;

La Figura 3 es un esquema del sistema de transceptor con antena de la Figura 2 que tiene una posibilidad

de detección de señales de IR,

La Figura 4 es una vista en perspectiva de un entramado de estratos de antena;

La Figura 5 es una vista en despiece ordenado de un sistema de transceptor integrado en los estratos de un

casco que lleva un usuario;

La Figura 6 es una vista en perspectiva de una presentación visual con la información que se presenta en

todo momento en la pantalla,

La Figura 7 es una vista en perspectiva de un sistema montado en un vehículo,

La Figura 8 es una vista en perspectiva de un sistema montado en una mochila;

La Figura 9 es una representación de un entorno operativo en el que un usuario transmite y recibe una

pluralidad de señales, y

La Figura 10 es una representación de un entorno múltiple de “”estación principal de comunicación”.

DESCRIPCIÓN DETALLADA Antes de proceder con la descripción detallada, hay que hacer notar que la presente divulgación lo es a título de ejemplo y sin carácter limitativo. Los conceptos expuestos en la presente memoria no se limitan al uso o aplicación con un tipo específico de un sistema de transceptor con antena. Por tanto, aunque los instrumentos descritos en la presente memoria lo son por conveniencia de la explicación, mostrados y descritos con respecto a realizaciones ejemplares, los principios contenidos en esta memoria se podrían aplicar igualmente a otros tipos de sistemas de transceptor con antena.

La Figura 1 muestra un esquema de un sistema 100 de transceptor con antena para su integración en el casco de un usuario, o para uso con otros diseños de plataformas portadoras, tal como una mochila transportable por un hombre o un vehículo de combate. En la configuración montada en vehículo, el sistema 100 se podría montar en un vehículo como un subsistema “autónomo”. Alternativamente, el sistema 100 se podría integrar como un aplique en la estructura o “carrocería” del vehículo.

El sistema 100 incluye una agrupación 102 de antenas que es una agrupación activa de antenas controladas por fase. La agrupación 102 de antenas podría ser una agrupación de antenas controladas por fase con barrido electrónico (en adelante ESA); sin embargo, podría ser de cualquier tipo de antenas en agrupación controladas por fase bien conocido en la técnica. Asimismo, un módulo de transmisión/recepción (en adelante T/R), del que constituyen ejemplos los módulos 104, 106 y 108, está en relación de asociación con cada elemento radiante de la agrupación 102 de antenas, por ejemplo los elementos 110, 112 y 114. Cada módulo de T/R individual, por ejemplo el módulo 104, barre electrónicamente una pequeña área fijada, eliminando así la necesidad de mover toda la agrupación 102 de antenas cuando se requiera la realineación de la misma.

Una red corporativa de alimentación 116, de un tipo bien conocido en la técnica, está posicionada para transmitir una señal a - o recibir una señal de -los módulos de T/R 104, 106, 108. La red de alimentación 116 está acoplada a una unidad de transceptor 118 de diseño estándar. La unidad de transceptor 118 incluye un módulo 120 de transceptor y un módulo 122 de receptor. La unidad de transceptor 118 convierte a una resolución más baja (conversión descendente) las señales recibidas por el sistema 100 antes de la amplificación y del procesamiento subsiguientes de las señales. Alternativamente, la unidad de transceptor 118 convierte a una resolución más alta (conversión ascendente) las señales de transmisión a la frecuencia de transmisión antes de transmitir la señal a un receptor conocido o previsto. La conversión ascendente o descendente se facilita por una señal suministrada por un excitador de RF 124.

Refiriéndose aún a la Figura 1, el sistema 100 incluye un procesador de señal 126 para procesar las señales de RF recibidas por la unidad de transceptor 118. Similarmente, un controlador/procesador de datos 128 procesa las señales de datos recibidas por el sistema 100. El controlador/procesador de datos controla y dirige también la funcionalidad del sistema 100, así como muchas de las operaciones de manipulación realizadas por el sistema 100. Nótese que el procesador de señal 126 y el controlador/procesador de datos 128 son de un tipo bien conocido en la técnica pertinente. El procesador de señal 126 y el controlador/procesador de datos 128 se podrían ubicar conjuntamente con otros componentes del sistema 100, tales como la unidad de transceptor 118. Alternativamente,... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Un casco (500) que comprende:

una pluralidad de módulos de transmisión/recepción (104, 106, 108) para transmitir y recibir señales; y una agrupación (102) de antenas que comprende una pluralidad de elementos radiantes (110, 112, 114), caracterizado porque los módulos de transmisión/recepción (104, 106, 108) y la agrupación (102) de antenas están formados como componentes integrales de la estructura del casco (500), y la estructura de dicho casco, que comprende una pluralidad de planos alineados verticalmente con respecto a una superficie exterior del casco, en el que los módulos de transmisión/recepción (104, 106, 108) y la agrupación (102) de antenas están dispuestos en una primera pluralidad de dichos planos (402), en donde cada módulo de transmisión/recepción (104, 106, 108) comprende un módulo de conjugación de fase (206, 208, 210); en donde una fuente de alimentación de energía (130), un procesador de señal (126) y un controlador/procesador de datos (128) y unos medios para refrigerar la agrupación (408) de antena y los módulos de transmisión/recepción (104, 106, 108) durante la operación, están formados como componentes integrales de la estructura del casco (500) y están dispuestos en una segunda pluralidad de dichos planos, en donde la agrupación (102) de antenas es una agrupación con barrido electrónico que incluye una pluralidad de cambiadores de fase (200, 202, 204) para gobernar electrónicamente las señales de RF transmitidas y recibidas; cuyo casco (500) comprende además:

una pantalla de presentación visual con la información que se muestra en todo momento; un mezclador de RF (211); un primer conmutador (213); un segundo conmutador (215), y un filtro (217)

en donde el mezclador de RF (211), el primer conmutador (213), el segundo conmutador (215) y el filtro (217) se usan para generar una señal transmitida que tiene un frente de onda idéntico a un frente de onda de una señal recibida, y además en donde la señal transmitida se desplaza a lo largo de un camino del haz de la señal recibida hasta una fuente de la señal recibida.


 

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