Dispositivo para soportar, alojar y enfriar módulos radiantes de una antena, particularmente una antena direccional.

Dispositivo (1) para soportar, alojar y enfriar m6dulos radiantes (2) de una antena,

que comprende una placa (3) para enfriar dichos m6dulos radiantes (2) que puede fijarse a unos medios para soportar dicha antena, teniendo dicha placa (3) una superficie superior y una superficie inferior;

una pluralidad de guias salientes (5) dispuestas en al menos una de dichas superficies de dicha placa (3), de modo que cada par de dichas guias salientes (5) adyacentes a la superficie sobre la cual estan dispuestas forman unos asientos (6) de alojamiento, introduciendose en cada uno de dichos asientos de alojamiento uno de dichos m6dulos radiantes (2);

unos medios de prensado (7, 5, 6, 17), integrados con dichas guias salientes (5), aptos para ejercer una presión sobre dichos m6dulos radianes (2) con la finalidad de obtener un acoplamiento sustancialmente uniforme entre cada uno de ellos y la superficie de dicha placa (3) sobre la cual se disponen dichas guias salientes (5);

caracterizado porque cada una de dichas guias salientes (5) tiene una pluralidad de agujeros pasantes (18), a lo largo de su dimensión longitudinal, en los que estan colocados dichos medios de prensado (7, 15, 16, 17), teniendo dichos agujeros pasantes (18) sus ejes sustancialmente perpendiculares a la superficie de dicha placa (3), cada uno de dichos agujeros pasantes (18) esta roscado en su interior y dichos medios de prensado (7) proporcionan una chaveta (15) que puede atornillarse dentro de uno de dicho agujeros pasantes (18), comprendiendo dicha chaveta (15) unos medios elasticos interiores (16) y una esfera (17) sobre la que actuan dichos medios elasticos (16), permitiendo dicha esfera (17) el deslizamiento de dicho m6dulo radiante (2) durante su inserción dentro de dicho asiento (6), y ejerciendo una presión uniforme y ajustable sobre el mismo.

Dispositivo para soportar, alojar y enfriar m6dulos radiantes de una antena, particularmente una antena direccional.

La presente invención se refiere a un dispositivo para soportar, alojar y enfriar m6dulos radiantes de una antena, particularmente una antena direccional.

Mas especificamente, la invención se refiere a un dispositivo del tipo anterior, particularmente estudiado y realizado para permitir un alto "empaquetamiento" de m6dulos radiantes y, al mismo tiempo, facilitar el acceso a los mismos, permitiendo asi un mantenimiento facil.

Como es bien conocido, la tecnologia de antenas direccionales de radar esta difundida en diferentes sectores de teledetección.

Las antenas direccionales estan compuestas por un conjunto de m6dulos radiantes, que son generalmente todos del mismo tipo, dispuestos a lo largo de una linea o un plano, orientados igualmente y alimentados cada uno de ellos de amplitudes y fases diferentes.

La ventaja de usar la tecnologia anterior es la de obtener un diagrama de radiación configurable que varia las amplitudes y fases de las senales que suministran los m6dulos individuales que componen la antena. Ademas, es posible disenar una antena direccional con el fin de obtener diagramas polares con l6bulos principales y ceros en las posiciones deseadas.

Existen antenas direccionales programables, capaces de modificar su diagrama de radiación variando la alimentación de los m6dulos radiantes que componente la misma.

El uso de las antenas direccionales esta difundido en aplicaciones espaciales, en radares y en todas las aplicaciones 20 en las que sea necesaria una alta emisión de potencia.

Las antenas direccionales empleadas para radar permiten alcanzar una eficiencia operativa maxima cuando los m6dulos radiantes estan tan próximos como sea posible. Sin embargo, los m6dulos radiantes tienden a disipar mucho calor y aparecerian dificultades para enfriarlos si se les instalase muy próximos entre ellos.

Con el fin de colocar m6dulos radiantes tanto próximos como sea posible y, al mismo tiempo, permitir una disipación adecuada del calor generada, se emplean actualmente en este sector unos dispositivos de soporte, tambien conocidos como "placa fria", los cuales permiten tanto el alojamiento como el enfriamiento de m6dulos radiantes. Dichos dispositivos tienen una estructura sustancialmente plana que permite alojar una pluralidad de m6dulos radiantes, creando asi una linea de la antena direccional. Una pluralidad de dichos dispositivos crea una antena direccional plana. Cada uno de ellos esta fijo a una estructura de soporte. Dichos dispositivos se colocan unos encima de otros. Se disponen canales dentro de dichos dispositivos, en los que una bomba hace que fluya el liquido de enfriamiento.

El limite principal al alojamiento de dichos m6dulos radiantes es debido a la necesidad de permitir un reemplazo rapido de uno o mas m6dulos radiantes en caso de averia.

De hecho, hasta hoy, en caso de averia de uno o mas m6dulos radiantes, las soluciones mas comunes obligan al operador a extraer todo el m6dulo de soporte o "placa fria" con el fin de reemplazar incluso un m6dulo. Esto requiere un tiempo largo e implica un alto riesgo de danar todo el conjunto.

Ademas, con el fin de permitir las operaciones anteriores de mantenimiento, es necesario mantener dichos dispositivos de soporte a una distancia unos de otros que sea suficiente para permitirle al operador las operaciones de extracción.

Se conocen hoy en dia soluciones diferentes para solucionar el problema anterior. Por ejemplo, la patente norteamericana numero 5.431.582 se refiere a un aparato para alojar m6dulos radiantes para antenas de radar. Cada m6dulo comprende un conjunto tubular en un extremo de una ranura helicoidal y en el otro extremo lleva unos medios adecuados para permitir el acoplamiento de una herramienta.

Dicho aparato tambien comprende un pasador, que es integral con el elemento de enfriamiento, sobre el cual puede 45 ensamblarse dicho elemento tubular, de modo que, tras la rotación de este ultimo por dicha herramienta, dicho pasador entra en el interior de la ranura helicoidal. Esto implica una traslación lineal del m6dulo en dos direcciones ortogonales distintas, con el fin de mantener el m6dulo dentro del alojamiento.

Como se puede entender facilmente, la optimización del m6dulo con el elemento de enfriamiento se obtiene mecanicamente, mediante el acoplamiento de un elemento dotado de una ranura tubular con un pasador. Un limite 50 de esta solución es que la presión de acoplamiento entre el m6dulo transceptor y la superficie de enfriamiento del dispositivo de soporte no sea óptima y no sea uniforme, siendo posible ajustar la misma sólo por el operador usando

dicha herramienta.

Una segunda solución conocida se describe en la patente norteamericana numero 4.998.181, concerniente a un sistema de enfriamiento, posicionamiento y soporte para m6dulos de microondas de una antena direccional, que comprende un alojamiento, con una longitud establecida, provisto de una región interior y un región lateral, incluyendo dicha región lateral dicha región interior. Se disponen asientos en dicha región interior, en los que pueden introducirse dichos m6dulos.

Dicho sistema comprende ademas una trayectoria de entrada para el fluido de enfriamiento y una trayectoria de salida. El sistema puede permitir la introducción y extracción de m6dulos de microondas (preferiblemente con una disposición en matriz) en asientos de alojamientos adecuados de manera independiente unos de otros. La solución tambien permite enviar liquido de enfriamiento de una manera óptima.

Sin embargo, la solución anterior no tiene una estructura adecuada para ejercer una presión sobre los m6dulos con el fin de garantizar su acoplamiento con el dispositivo de soporte y enfriamiento.

La patente norteamericana numero 6.469.671 B1 se refiere a una antena direccional que comprende una pluralidad de m6dulos radiantes de radiofrecuencia acoplados termicamente con un elemento de enfriamiento de plano (placa fria) , al cual se acopla una estructura de soporte, siendo posible en dicha estructura de soporte insertar m6dulos radiantes de radiofrecuencia, paralelos entre ellos.

En el caso anterior, la estructura de soporte permite contener cada m6dulo dentro del alojamiento despues de su inserción y deslizamiento dentro del mismo. Sin embargo, dicha patente no describe un sistema para ejercer una presión sobre un m6dulo con el fin de optimizar el acoplamiento termico de m6dulo/placa fria. Ademas, los m6dulos no tienen un acoplamiento con un elemento de enfriamiento por medio de dichas superficies.

Otro problema comun a los dispositivos anteriormente conocidos mencionados es el relativo a la instalación de la red de distribución de senales de radiofrecuencia hacia dichos m6dulos radiantes. Dicha red esta compuesta por una pluralidad de circuitos, preferiblemente circuitos de microbandas, aptos para distribuir una senal de radiofrecuencia a los diferentes m6dulos radiantes, y se sabe que esto es muy delicado. De hecho, a menudo dicha red resulta danada principalmente durante los siguientes pasos de mantenimiento de los m6dulos radiantes, durante los cuales todo el dispositivo de -soporte alojamiento -enfriamiento debe montarse de nuevo. Ejemplos adicionales de dispositivos de la tecnica anterior se conocen por el documento norteamericano 6.611.430 B1 y el documento japones 2006278430.

A la vista de lo anterior, es, por tanto, un objeto de la presente invención el de superar los limites de la tecnica conocida, permitiendo tanto un alto empaquetamiento de los m6dulos radiantes de una antena direccional como el mantenimiento de una alta flexibilidad al reemplazar e incluso un solo m6dulo.

Es tambien un objeto de la presente invención el de permitir un ensamblaje de los m6dulos dentro de un dispositivo de soporte, alojamiento y enfriamiento que mantenga una presión prefijada y uniforme sobre una superficie (preferiblemente, pero no sólo identificada por la inferior) del mismo m6dulo transceptor para un enfriamiento eficiente.

Es un objeto adicional de la presente invención el de permitir un ensamblaje óptimo del dispositivo de soporte, alojamiento y enfriamiento para m6dulos transceptores con la red de distribución de las senales de radiofrecuencia que se han de transmitir.

Por tanto, es un objeto especifico de la presente invención un... [Seguir leyendo]

1. Dispositivo (1) para soportar, alojar y enfriar m6dulos radiantes (2) de una antena, que comprende una placa (3) para enfriar dichos m6dulos radiantes (2) que puede fijarse a unos medios para soportar dicha antena, teniendo dicha placa (3) una superficie superior y una superficie inferior;

una pluralidad de guias salientes (5) dispuestas en al menos una de dichas superficies de dicha placa (3) , de modo que cada par de dichas guias salientes (5) adyacentes a la superficie sobre la cual estan dispuestas forman unos asientos (6) de alojamiento, introduciendose en cada uno de dichos asientos de alojamiento uno de dichos m6dulos radiantes (2) ;

unos medios de prensado (7, 5, 6, 17) , integrados con dichas guias salientes (5) , aptos para ejercer una presión sobre dichos m6dulos radianes (2) con la finalidad de obtener un acoplamiento sustancialmente uniforme entre cada uno de ellos y la superficie de dicha placa (3) sobre la cual se disponen dichas guias salientes (5) ;

caracterizado porque cada una de dichas guias salientes (5) tiene una pluralidad de agujeros pasantes (18) , a lo largo de su dimensión longitudinal, en los que estan colocados dichos medios de prensado (7, 15, 16, 17) , teniendo dichos agujeros pasantes (18) sus ejes sustancialmente perpendiculares a la superficie de dicha placa (3) , cada uno de dichos agujeros pasantes (18) esta roscado en su interior y dichos medios de prensado (7) proporcionan una chaveta (15) que puede atornillarse dentro de uno de dicho agujeros pasantes (18) , comprendiendo dicha chaveta (15) unos medios elasticos interiores (16) y una esfera (17) sobre la que actuan dichos medios elasticos (16) , permitiendo dicha esfera (17) el deslizamiento de dicho m6dulo radiante (2) durante su inserción dentro de dicho asiento (6) , y ejerciendo una presión uniforme y ajustable sobre el mismo.

2. Dispositivo (1) segun la reivindicación 1, caracterizado porque comprende una pluralidad de guias salientes (5) , tanto en dicha superficie superior como en dicha superficie inferior de la placa (3) , con el fin de permitir la realización de dichos asientos (6) de alojamiento de dichos m6dulos radiantes (2) en ambas superficies de dicha placa (3) .

3. Dispositivo (1) segun una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque dichas guias salientes (5) tienen una sección transversal en forma de "T".

4. Dispositivo (1) segun una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque dichos uno o mas agujeros pasantes (18) de cada una de dichas guias salientes (5) se obtienen en la porción saliente de las mismas.

5. Dispositivo (1) segun una de las reivindicación precedentes, caracterizado porque dichos medios elasticos estan compuestos por un resorte (16) .

6. Dispositivo (1) segun una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque comprende una estructura de contención (21) , fijada en el lado opuesto al lado en el que estan alojados dichos m6dulos radiantes (2) , apta para alojar y aislar una red (11) para distribución de senales de radiofrecuencia a los m6dulos radiantes (2) , y una red para distribución de senales digitales y suministro electrico a los m6dulos radiantes (2) .

7. Dispositivo (1) segun una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque un circuito (10) de procesamiento de senal esta colocado en un asiento de dicha placa (3) y esta conectado electricamente a dicha red

(11) de distribución de senales de radiofrecuencia, y a dicha red de distribución de senales digitales y a suministros electricos mediante conectores adecuados.

8. Dispositivo (1) segun una de las reivindicación precedentes, caracterizado porque cada uno de dichos m6dulos radiantes (2) comprende una envuelta (2º) , dentro de la cual se dispone una unidad de procesamiento de senales, que tiene un extremo frontal y un extremo posterior y un par de aletas laterales (19) adecuadas para introducirse en dicha guia saliente (5) y sobre la cual dichos medios de presión (7) ejercen una presión, una porción de guia de ondas o boca radiante (2") , fijada a dicho extremo frontal de dicha envuelta (2") , apta para recibir y transmitir senales de radiofrecuencia, y un conector (2º") colocada en correspondencia con dicho extremo posterior de dicha envuelta (2º) , que puede conectarse a dicha red (11) de distribución de senales de radiofrecuencia.

9. Dispositivo (1) segun la reivindicación 8, caracterizado porque comprende, para cada m6dulo radiante (2) , un conector (6º) , colocado en la parte inferior de cada asiento (6) acoplado con el conector correspondiente (2º") del m6dulo radiante (2) alojado dentro de dicho asiento (6) ;

un espacio (13) , en correspondencia con cada asiento (6) y coplanar con respecto al mismo; y un cable de radiofrecuencia (12) , colocado dentro de dicho espacio (13) , cuyos extremos estan conectados a dicho conector (6º) y a dicha red (11) de distribución de senales de radiofrecuencia.

10. Dispositivo (1) segun una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque dichos m6dulos radiantes 5 (2) permiten recibir y transmitir senales de radiofrecuencia.

11. Dispositivo (1) segun una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque dicha placa (3) comprende uno o mas canales interiores (20) , para hacer fluir un liquido de enfriamiento, y unas aberturas de entrada y salida (4º, 4") para dicho liquido de enfriamiento.

12. Dispositivo (1) segun una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque comprende una cubierta de 10 protección frontal dispuesta sobre dichas guias radiantes (2") .

13. Dispositivo (1) segun una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque dicha placa (3) comprende unas pestanas (14) para fijarla con dichos medios de soporte de antena.

14. Antena direccional que comprende

una estructura de soporte;

una pluralidad de dispositivos (1) de soporte, alojamiento y enfriamiento para m6dulos radiantes (2) segun se definen en las reivindicaciones 1-13, cada uno de los cuales estan acoplados con dicha estructura de soporte de antena por dichas pestanas (14) con el fin de solaparse entre ellos, formando asi los m6dulos radiantes (2) un conjunto radiante en matriz.

15. Antena direccional segun la reivindicación 14, caracterizada porque comprende unos medios de bombeo de 20 fluido de enfriamiento acoplados con dichas aberturas (4º, 4") de cada dispositivo (1) .