DISPOSITIVO DE TRANSDUCCIÓN ORTOMODAL CON COMPACIDAD OPTIMIZADA EN EL PLANO DE MALLA, PARA UNA ANTENA.

Dispositivo de transducción ortomodal (D) para una antena, que comprende i) una guía principal (GP) adaptada para la propagación según un eje principal de un primer y un segundo modos electromagnéticos que presentan una primera y una segunda polarizaciones ortogonales entre sí y provista de un primer extremo acoplado a un acceso circular (AC) adaptado a dichos primer y segundo modos y de un segundo extremo,

ii) una primera guía auxiliar (GA1) adaptada para la propagación dicho primer modo electromagnético según un primer eje auxiliar y provista de un primer extremo acoplado en serie a dicho segundo extremo de la guía principal (GP) por une ranura de acoplamiento en serie (FSP) y de un segundo extremo acoplado a un acceso en serie (AS) adaptado a dicho primer modo, y iii) una segunda guía auxiliar (GA2) adapta para la propagación de dicho segundo modo electromagnético según un segundo eje auxiliar, acoplado a dicha guía principal (GP) por al menos una ranura de acoplamiento en paralelo (FPT) y provista de une primera extremo acoplado a un acceso paralelo (AP) adaptado a dicho segundo modo, donde dichas primera (GA1) y segunda (GA2) guías auxiliares se colocan la una encima de la otra de manera que su primer segundo ejes auxiliares sean paralelos a dicho eje principal, y donde cada ranura de acoplamiento en paralelo (FPT) se define entre une pared superior (PS) de la guía principal (GP) y une pared inferior (Pl) de la segunda guía auxiliar (GA2) y orientada respecto de dicho eje principal para permitir el acoplamiento de la guía principal (GP) con la segunda guía auxiliar (GA2) para la transferencia selectiva del segundo modo de la una hacia la otra, y a obligar a dicho primer modo a propagarse entre la guía principal (GP) y la primera guía auxiliar (GA1 ), y donde dichos eje principal y segundo eje auxiliar se superponen sensiblemente el uno por encima del otro, y donde dicha primera guía auxiliar (GA1) y dicho acceso serie (AS) presentan secciones transversales rectangulares cuyos lados mayores son paralelos los unos a los otros, y dicha segunda guía auxiliar (GA2) y dicho acceso paralelo (AP) presentan secciones transversales rectangulares cuyos lados menores son paralelos los uno a los otros y perpendiculares a los lados mayores de la primera guía auxiliar (GA1) y del acceso en serie (AS), caracterizado porque comprende al menos une ranura de acoplamiento en paralelo (FPT) de forma rectangular, que presenta un lado mayor perpendicular a dicho eje principal y un lado menor de longitud muy inferior a dicho lado mayor, y definida en una posición descentrada respecto de dichos eje principal y segundo eje auxiliar

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/EP2007/057797.

Solicitante: THALES.

Nacionalidad solicitante: Francia.

Dirección: 45, RUE DE VILLIERS 92200 NEUILLY-SUR-SEINE FRANCIA.

Inventor/es: BOSSHARD,PIERRE, CHANE-KEE-SHEUNG,HARRY, GIRARD,THIERRY, LAVAL,LAURENCE.

Fecha de Publicación: .

Fecha Solicitud PCT: 27 de Julio de 2007.

Fecha Concesión Europea: 6 de Octubre de 2010.

Clasificación Internacional de Patentes:

  • H01P1/161 SECCION H — ELECTRICIDAD.H01 ELEMENTOS ELECTRICOS BASICOS.H01P GUIAS DE ONDAS; RESONADORES, LINEAS, U OTROS DISPOSITIVOS DEL TIPO DE GUIA DE ONDAS (que funcionan con frecuencias ópticas G02B). › H01P 1/00 Dispositivos auxiliares (dispositivos de acoplamiento del tipo guía de ondas H01P 5/00). › que funcionan según dos modos ortogonales independientes, p. ej. transductores ortomodos.
  • H01Q13/02E1
  • H01Q21/06B2

Clasificación PCT:

  • H01P1/161 H01P 1/00 […] › que funcionan según dos modos ortogonales independientes, p. ej. transductores ortomodos.
  • H01Q13/02 H01 […] › H01Q ANTENAS (elementos radiantes o antenas para calentamiento por microondas H05B 6/72). › H01Q 13/00 Cuernos o bocas de guía de onda; Antenas de ranura; Antenas guía de onda con ondas de fuga; Estructuras equivalentes que producen una radiación a lo largo del trayecto de la onda guiada. › Cuernos de guía de ondas.
  • H01Q21/06 H01Q […] › H01Q 21/00 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). › Redes de unidades de antenas, de la misma polarización, excitadas individualmente y espaciadas entre ellas.

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, Ex República Yugoslava de Macedonia, Albania.


Fragmento de la descripción:

La invención se refiere al campo de las antenas de emisión y/o recepción, eventualmente de tipo red y, más particularmente, a los dispositivos de transducción (o”transductores”) ortomodal que equipan a tales antenas.

Se entiende en la presente memoria por “antena” tanto una única fuente elemental de radiación acoplada a un dispositivo de transducción ortomodal como una antena de red.

Por otra parte, se entiende en el presente documento por “antena de red” una antena que puede funcionar en modo de emisión y/o en modo de recepción y que comprende una red de fuentes elementales de radiación y medios de control destinados a controlar mediante cadena(s) activa(s) la amplitud y/o la fase de las señales de radiofrecuencia a transmitir (o en sentido inverso, recibidos del espacio en forma de ondas) por las fuentes elementales de radiación según un diagrama seleccionado. En consecuencia, se tratará tanto de antenas de red denominadas de radiación directa (a menudo designadas por su acrónimo inglés DRA) activas o más raramente pasivas, como de fuentes de tipo red, activas o pasivas, instaladas delante de un sistema de reflector(es).

Por otra parte, se entiende en la presente memoria descriptiva por “transductor ortomodal” lo que el experto en la técnica conoce con el acrónimo OMT (para “Ortomodal Transducer”), es decir, un dispositivo destinado a conectarse a una fuente elemental de radiación, como por ejemplo una bocina, con el fin de alimentar (en modo de transmisión) o ser alimentado (en modo de recepción) selectivamente bien con un primer modo electromagnético que presenta una primera polarización, bien con una segundo modo electromagnético que presenta una segunda polarización ortogonal a la primera. La primera y la segunda polarizaciones son generalmente lineales (horizontal (H) y vertical (V)). Pero la polarización circular también se puede realizar mediante el añadido de componentes suplementarios para de este modo crear estados de fases adecuados Tal transductor ortomodal comprende por ejemplo: necesariamente con éste. La primera guía auxiliar está provista de un primer extremo, acoplado en serie al segundo extremo de la guía principal por une ranura de acoplamiento en serie, y de un segundo extremo acoplado a un acceso en serie adaptado al primer modo, y

- una guía (de ondas) principal adaptada para la propagación según un eje (radioeléctrico) principal de primer y segundo modos electromagnéticos que presentan una primera y una segunda polarizaciones ortogonales entre sí y provista de un primer extremo (acoplado a un acceso circular adaptado al primer y segundo modos y destinada a conectarse a una fuente elemental de radiación) y de un segundo extremo, - una primera guía (de ondas) auxiliar adaptada para la propagación del primer modo electromagnético según un primer eje (radioeléctrico) auxiliar. El primer eje radioeléctrico es colineal al eje radioeléctrico de la guía principal, pero no se confunde

- al menos una segunda guía auxiliar adaptada para la propagación del segundo modo electromagnético según un segundo eje (radioeléctrico) auxiliar, acoplado a la guía principal por al menos una ranura de acoplamiento en paralelo y provista de un primer extremo acoplado a un acceso paralelo adaptado al segundo modo. Como es conocido por el experto en la técnica, en una antena de red el espacio

disponible para implantar los elementos radiantes (o fuentes elementales de radiación) depende directamente de las dimensiones de la malla (o del motivo elemental) de la red, las cuales se fijan par necesidades operativas (banda de frecuencia señalada, optimización de las prestaciones, reducción de las pérdidas por lóbulos de red (en el caso de una DRA), muestreo de la tarea focal (en el caso de una antena de reflector(es) y fuente de tipo red)).

En las aplicaciones de bipolarización aquí señaladas, y en particular cuando la bipolarización es lineal, es necesario instalar el transductor ortomodal (OMT) justo detrás de la fuente elemental de radiación correspondiente. Ahora bien, cuando los OMTs se realizan con tecnología guíaondas, sus dimensiones en el plano de las mallas (perpendicular al eje principal) se convierten rápidamente en superiores a las de las mallas (típicamente superiores

o iguales a 1 ,2λ, donde λ es la longitud de onda de funcionamiento en el vacío). En efecto, en los OMT más utilizados, al menos una segunda guía auxiliar se conecta a la guía principal (o cuerpo de POMT) por un codo, aunque sus dimensiones en el plano de las mallas son típicamente del orden de 3λ. En este caso, hay incompatibilidad entre las dimensiones de los OMT y las de las mallas.

Se ha propuesto, en la patente DE 3824150 A1 o en el documento de W. Steffe «A novel compact OMJ for Ku band intelsat applicaciones», IEEE Antennas and Propagación Society International Symposium, june 1995, AP-S. Digest, volumen 1, realizar uniones ortomodales (o OMJs para «Ortomodal Junctions») con compacidad reducida. Este tipo de OMJ comprende un guíaondas principal, del tipo anteriormente mencionado, de sección transversal cuadrada y destinado a acoplarse, por une ranura de acoplamiento en serie, a una primera guía auxiliar en serie (adaptada para la propagación del primer modo electromagnético), y una segunda guía auxiliar de sección transversal rectangular, adaptada para la propagación del segundo modo electromagnético, acoplado a la guía principal por une ranura de acoplamiento en paralelo y provista de un primer extremo destinado a acoplarse a un acceso paralelo adaptado al segundo modo. La ranura de acoplamiento en paralelo se define entre una pared lateral de la guía principal y una pared lateral de la segunda guía auxiliar (que se extiende sobre una altura igual a la del menor lado de su sección transversal rectangular), aunque la segunda guía auxiliar se extiende en el plano de las mallas sobre una distancia igual a la del mayor lado de su sección transversal rectangular. La OMJ presenta entonces un volumen en el plano de las mallas típicamente del orden de 2λ, lo cual se revela aun demasiado elevado. Además, la disposición de los accesos hace todavía más compleja la arquitectura de la antena completa, y tiene por efecto aumentar los balances de masa y de volumen.

Al no aportar ninguna solución conocida con satisfacción plena, la invención tiene por lo tanto como objetivo mejorar la situación.

Esta propone con este fin un dispositivo de transducción ortomodal para une antena (eventualmente de tipo red), del tipo presentado al inicio de la parte de introducción, y en el cual:

- la primera y segunda guías auxiliares se instalan una encima de la otra, para que de este modo su primer y segundo ejes (radioeléctricos) auxiliares sean paralelos al eje (radioeléctrico) principal de la guía principal, y - cada ranura de acoplamiento en paralelo se define entre una pared superior de la guía principal y una pared inferior de la segunda guía auxiliar, y orientada respecto del eje principal con el fin de, por una parte, permitir el acoplamiento de la guía principal con la segunda guía auxiliar para la transferencia selectiva del segundo modo de una hacia otra, y por otra parte, obligar al primer modo a propagarse entre la guía principal y la primera guía auxiliar.

Dicho de otro modo, la invención propone instalar la segunda guía auxiliar encima de la guía principal (eventualmente con un ligero desfase lateral), y no al lado de la misma, y a continuación definir cada ranura de acoplamiento en paralelo en una posición paralela o transversal respecto del eje principal según que la primera y la segunda guías auxiliares presenten una misma orientación u orientaciones perpendiculares entre sí.

El dispositivo según la invención puede comprender otras características definidas por las reivindicaciones dependientes.

La invención propone igualmente una antena equipada de un dispositivo de transducción ortomodal del tipo presentado anteriormente y acoplado a una única fuente elemental de radiación.

La invención propone igualmente una antena de red equipada de una multiplicidad de dispositivos de transducción ortomodal del tipo presentado anteriormente acoplados respectivamente a fuentes elementales de radiación dispuestas en una red que presenta una malla seleccionada, por ejemplo de tipo hexagonal.

Otras características y ventajas de la invención aparecerán en la siguiente descripción detallada, y en los dibujos, en los cuales:

- la figura 1 ilustra de manera...

 


Reivindicaciones:

1. Dispositivo de transducción ortomodal (D) para una antena, que comprende i) una guía principal (GP) adaptada para la propagación según un eje principal de un primer y un segundo modos electromagnéticos que presentan una primera y una segunda polarizaciones ortogonales entre sí y provista de un primer extremo acoplado a un acceso circular (AC) adaptado a dichos primer y segundo modos y de un segundo extremo, ii) una primera guía auxiliar (GA1) adaptada para la propagación dicho primer modo electromagnético según un primer eje auxiliar y provista de un primer extremo acoplado en serie a dicho segundo extremo de la guía principal (GP) por une ranura de acoplamiento en serie (FSP) y de un segundo extremo acoplado a un acceso en serie (AS) adaptado a dicho primer modo, y iii) una segunda guía auxiliar (GA2) adapta para la propagación de dicho segundo modo electromagnético según un segundo eje auxiliar, acoplado a dicha guía principal (GP) por al menos una ranura de acoplamiento en paralelo (FPT) y provista de une primera extremo acoplado a un acceso paralelo (AP) adaptado a dicho segundo modo, donde dichas primera (GA1) y segunda (GA2) guías auxiliares se colocan la una encima de la otra de manera que su primer segundo ejes auxiliares sean paralelos a dicho eje principal, y donde cada ranura de acoplamiento en paralelo (FPT) se define entre une pared superior (PS) de la guía principal (GP) y une pared inferior (Pl) de la segunda guía auxiliar (GA2) y orientada respecto de dicho eje principal para permitir el acoplamiento de la guía principal (GP) con la segunda guía auxiliar (GA2) para la transferencia selectiva del segundo modo de la una hacia la otra, y a obligar a dicho primer modo a propagarse entre la guía principal (GP) y la primera guía auxiliar (GA1 ), y donde dichos eje principal y segundo eje auxiliar se superponen sensiblemente el uno por encima del otro, y donde dicha primera guía auxiliar (GA1) y dicho acceso serie (AS) presentan secciones transversales rectangulares cuyos lados mayores son paralelos los unos a los otros, y dicha segunda guía auxiliar (GA2) y dicho acceso paralelo (AP) presentan secciones transversales rectangulares cuyos lados menores son paralelos los uno a los otros y perpendiculares a los lados mayores de la primera guía auxiliar (GA1) y del acceso en serie (AS), caracterizado porque comprende al menos une ranura de acoplamiento en paralelo (FPT) de forma rectangular, que presenta un lado mayor perpendicular a dicho eje principal y un lado menor de longitud muy inferior a dicho lado mayor, y definida en una posición descentrada respecto de dichos eje principal y segundo eje auxiliar.

2. Dispositivo según la reivindicación 1, caracterizado porque dicha segunda guía auxiliar (GA2) comprende un segundo extremo opuesto al primero y cerrado para de este modo definir un cortocircuito. 3. Antena, caracterizada porque comprende un único dispositivo de transducción ortomodal (D) según una de las reivindicaciones precedentes y acoplado a una única fuente elemental de radiación. 4. Antena de red, caracterizada porque comprende una multiplicidad de dispositivos de transducción ortomodal (D) según una de las reivindicaciones 1 o 2 y acoplados respectivamente a fuentes elementales de radiación dispuestas en una red que presenta una malla seleccionada. 5. Antena de red según la reivindicación 4, caracterizada porque dicha malla es de tipo hexagonal.


 

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