Un sistema de control para controlar la inclinación eléctrica de una antena.

Una antena, que comprende un sistema de control dispuesto para controlar la inclinación eléctrica,

es decir, lainclinación controlada eléctricamente de un haz radiado, de la antena (70), por ejemplo una antena de estación base, estando provista dicha antena de una carcasa de antena que aloja varios elementos de antena (71a-e) y un cable de alimentación (76) acoplado a dichos elementos de antena para alimentar energí­a RF hacia y desde dichos elementos de antena, comprendiendo dicho sistema de control un dispositivo de desfasaje (73) que incluye un mecanismo de ajuste de la inclinación con un elemento mecánico desplazable para ajustar un valor de la inclinación eléctrica del lóbulo de antena que se está radiando desde la antena, comprendiendo además dicho sistema de control un dispositivo de accionamiento, que incluye un motor eléctrico (75) para accionar dicho elemento mecánico desplazable, y un sensor de posición (74) para detectar la posición de dicho elemento mecánico desplazable, caracterizado porqueel sistema de control comprende:

- una primera parte, que incluye todo el mecanismo (73) de ajuste de la inclinación, dicho motor eléctrico (75) y dicho sensor de posición (74), estando dispuesto dicho sensor de posición (74) para detectar o medir una posición actual del elemento mecánico desplazable, en la que los elementos de la primera parte constituyen componentes internos que están dispuestos dentro de la carcasa de antena (70), y

- una segunda parte, que incluye los componentes restantes del sistema de control, constituyendo dichos componentes unos componentes externos, que incluyen un circuito de control (51; 61) del motor eléctrico, y un circuito lógico (56; 66) que determina el ajuste de la inclinación eléctrica, estando dispuestos dichos componentes externos al menos en una unidad de control externa (50; 60), independiente, situada fuera, pero cerca, de dicha carcasa de antena (70), y estando adaptados para acoplamiento operativo, por medio de una conexión de cable eléctrico directo o un acoplamiento capacitivo, a dichos componentes internos (73, 74, 75) situados dentro de dicha carcasa de antena (70) para conseguir un control de bucle cerrado del movimiento del elemento mecánico por medio de señales de detección y señales de control que se transfieren a través de cables eléctricos de control asociados.

Un sistema de control para controlar la inclinación electrica de una antena.

CAMPO TECNICO DE LA INVENCION

La presente invención se refiere a una antena que comprende un sistema de control dispuesto para controlar la inclinación electrica, es decir, la inclinación controlada electricamente de un haz radiado, de la antena, por ejemplo una antena de estación base montada sobre una torre o sobre una estructura de bastidor, estando provista la unidad de antena de una carcasa que aloja varios elementos de antena, un cable de alimentación acoplado a dichos elementos de antena para alimentar energia RF hacia y desde los elementos de antena, y un dispositivo de desfasaje que incluye un mecanismo de ajuste de la inclinación con un elemento mecanico desplazable para ajustar un valor de la inclinación electrica del l6bulo de antena que se esta radiando desde la antena, comprendiendo dicho sistema de control un dispositivo de accionamiento, que incluye un motor electrico para accionar dicho elemento mecanico desplazable, y un sensor de posición para detectar la posición de dicho elemento mecanico desplazable.

La invención se refiere asimismo a un sistema de antena que comprende tal antena con tal sistema de control.

TECNICA ANTERIOR Y ANTECEDENTES DE LA INVENCION

Dichos sistemas de antenas ya son conocidos, por ejemplo de las solicitudes internacionales de patente publicadas WO 96/37922 A1 y WO 02/35651 A1 (ambas a nombre de la firma Allgon AB) . En estos sistemas conocidos, el mecanismo de ajuste de la inclinación comprende una varilla mecanica, que es desplazable linealmente hacia delante y hacia atras y que se extiende a traves de una abertura en la pared extrema inferior de la carcasa para un accionamiento manual o motorizado a fin de efectuar la regulación deseada del ajuste de la inclinación electrica.

Para un funcionamiento manual, la varilla puede estar formada con un pinón que engrana con un mecanismo de rueda dentada, acoplado a un mando de control que se puede hacer girar manualmente. En sistemas motorizados, vease por ejemplo el documento PCT/SE2005/001777 (Powerwave Technologies Sweden AB) , un motor electrico, tal como un motor de velocidad graduable, esta dispuesto por debajo de la carcasa de antena y esta conectado mediante una rueda dentada de accionamiento a la varilla, extendiendose el pinón para desplazar la varilla a traves de la pared de la carcasa de antena.

Se ha realizado asimismo una propuesta para acoplar un miembro motorizado, mediante un acoplamiento magnetico, con miembros de acoplamiento situados en el interior y en el exterior de la carcasa de antena. Vease el documento PCT/SE2005/001776 (Powerwave Technologies Sweden AB) .

Ademas, es bien conocido asimismo cómo efectuar el ajuste deseado por control remoto de dicho motor electrico, que esta conectado al mecanismo de ajuste de la inclinación, vease por ejemplo la memoria descriptiva de la patente US 6.198.458 B1 (Deltec) . En la misma, todo el sistema de control, incluyendo el mecanismo de ajuste de la inclinación, el motor electrico y la mayoria de la circuiteria electrónica asociada, esta dispuesto en el interior de la carcasa de antena.

Los sistemas anteriormente mencionados son relativamente complicados y caros de fabricar. No obstante, las antenas se tienen que reemplazar a veces para cumplir nuevos requisitos y estandares, y tal reemplazo o actualización es, por lo tanto, muy caro, ya que se tienen que reemplazar todas las partes del sistema, incluyendo los elementos de antena, la estructura de alimentación, el mecanismo de ajuste de la inclinación y el sistema de control.

En la solicitud internacional de patente publicada WO 02/061877 (Kathrein) se describe una propuesta que permite el reemplazo del sistema de control para una antena de estación base. En dicha solicitud, todo el sistema de control, incluyendo los circuitos electrónicos y un motor electrico, esta montado en una unidad independiente, exterior a la carcasa de antena, para permitir el reemplazo. El elemento mecanico desplazable, en forma de un husillo giratorio, se extiende a traves de una abertura en la parte inferior de la carcasa de antena y se aplica con el motor electrico (o un miembro de accionamiento acoplado al mismo) . Por supuesto, tales unidades independientes son asimismo relativamente caras de reemplazar en el lugar de la antena. Ademas, los elementos mecanicos dispuestos parcialmente exteriores a la carcasa de antena estan expuestos a las condiciones climaticas predominantes y tienen que ser robustos y resistentes a la intemperie.

SUMARIO DE LA INVENCION

Frente a estos antecedentes, un objeto principal de la presente invención es proporcionar un sistema de control mejorado para controlar la inclinación electrica de una unidad de antena, de manera que el sistema de control sea facil de fabricar y permita un montaje, una actualización y un reemplazo faciles y económicos. Un objeto adicional es proporcionar un sistema de antenas con un sistema de control integrado que este contenido de modo seguro en una carcasa, sin que ninguna parte desplazable se extienda a traves de la pared de la carcasa, y que tenga un aspecto exterior limpio.

Segun otro aspecto de la invención, aun otro objeto adicional es proporcionar un sistema en el que algunos de los componentes del sistema de control esten contenidos en un dispositivo portatil de mano, por lo que los componentes dentro de la carcasa de antena se pueden reducir a un minimo, haciendo que el sistema de antenas estacionario sea menos complicado y mas barato.

El objeto principal se consigue, para una antena de la clase definida en el parrafo inicial, dividiendo los componentes del sistema de control en dos partes, como se define en la reivindicación 1.

De esta manera, la idea principal de la invención es dividir el sistema de control en dos partes, una en el interior de la carcasa de antena y la otra en una unidad externa independiente situada fuera, pero cerca, de la carcasa de antena. De este modo, la unidad de antena dentro de la carcasa puede estar realizada de manera relativamente sencilla, y se pueden instalar realizaciones actualizadas o nuevas, que cumplen nuevos requisitos o estandares, en una unidad externa modificada, sin tener que reemplazar los elementos de antena, los cables de alimentación, el mecanismo de ajuste de la inclinación, el motor electrico o el sensor de posición en el interior de la carcasa de antena. El acoplamiento entre los componentes internos y los externos del sistema de control se consigue mediante una conexión de cable electrico directo o mediante un acoplamiento capacitivo. En cualquier caso, no hay necesidad de ninguna conexión mecanica entre la unidad de antena y la parte externa del sistema de control.

La unidad de control externa, independiente, puede tener la forma de una caja estacionaria, que funciona automaticamente y que esta dispuesta adyacente a la carcasa de antena, en particular en su pared extrema inferior, o la forma de una unidad de control portatil de mano, para el ajuste manual de la inclinación electrica de la antena. Es posible asimismo disponer una unidad de control portatil de mano en combinación con una caja estacionaria.

Como en los sistemas de control existentes, existe la posibilidad de controlar a distancia el ajuste de la inclinación electrica de la antena, por ejemplo desde una estación base, a traves de una red de control maestra de la linea de antena, o una Red IP desde un centro de operación y mantenimiento (OMC) .

Se describiran a continuación diversas realizaciones detalladas y ventajas del sistema de control segun la invención, con referencia a los dibujos adjuntos que ilustran algunas realizaciones preferentes.

BREVE DESCRIPCION DE LOS DIBUJOS

La figura 1 muestra esquematicamente un sistema global de comunicación que incluye un sistema de antenas y un sistema de control segun la presente invención;

la figura 2 muestra esquematicamente una unidad de antena que forma parte del sistema de comunicación de la figura 1;

la figura 3 muestra esquematicamente una unidad de control de mano segun la presente invención;

la figura 4 muestra esquematicamente una caja de control estacionaria segun la presente invención;

la figura 5 muestra esquematicamente un sistema de control segun la presente invención; y la figura 6 muestra una versión modificada del sistema de control de la figura 5.

DESCRIPCION DE REALIZACIONES... [Seguir leyendo]

1. Una antena, que comprende un sistema de control dispuesto para controlar la inclinación electrica, es decir, la inclinación controlada electricamente de un haz radiado, de la antena (70) , por ejemplo una antena de estación base, estando provista dicha antena de una carcasa de antena que aloja varios elementos de antena (71a-e) y un cable de alimentación (76) acoplado a dichos elementos de antena para alimentar energia RF hacia y desde dichos elementos de antena, comprendiendo dicho sistema de control un dispositivo de desfasaje (73) que incluye un mecanismo de ajuste de la inclinación con un elemento mecanico desplazable para ajustar un valor de la inclinación electrica del l6bulo de antena que se esta radiando desde la antena, comprendiendo ademas dicho sistema de control un dispositivo de accionamiento, que incluye un motor electrico (75) para accionar dicho elemento mecanico desplazable, y un sensor de posición (74) para detectar la posición de dicho elemento mecanico desplazable, caqacteqizadoºooqueº el sistema de control comprende:

- una primera parte, que incluye todo el mecanismo (73) de ajuste de la inclinación, dicho motor electrico (75) y dicho sensor de posición (74) , estando dispuesto dicho sensor de posición (74) para detectar o medir una posición actual del elemento mecanico desplazable, en la que los elementos de la primera parte constituyen componentes internos que estan dispuestos dentro de la carcasa de antena (70) , y

- una segunda parte, que incluye los componentes restantes del sistema de control, constituyendo dichos componentes unos componentes externos, que incluyen un circuito de control (51; 61) del motor electrico, y un circuito lógico (56; 66) que determina el ajuste de la inclinación electrica, estando dispuestos dichos componentes externos al menos en una unidad de control externa (50; 60) , independiente, situada fuera, pero cerca, de dicha carcasa de antena (70) , y estando adaptados para acoplamiento operativo, por medio de una conexión de cable electrico directo o un acoplamiento capacitivo, a dichos componentes internos (73, 74, 75) situados dentro de dicha carcasa de antena (70) para conseguir un control de bucle cerrado del movimiento del elemento mecanico por medio de senales de detección y senales de control que se transfieren a traves de cables electricos de control (77, 78) asociados.

2. La antena segun se define en la reivindicación 1, en la que dichos componentes externos en el interior de dicha al menos una unidad de control externa (50; 60) incluyen asimismo un descodificador (52, 62) del sensor de posición.

3. La antena segun se define en la reivindicación 1, en la que dicha al menos una unidad de control externa comprende una caja de control estacionaria (50) que esta situada adyacente a dicha carcasa de antena (70) , estando montada dicha caja de control estacionaria para permitir un reemplazo facil de la misma.

4. La antena segun se define en la reivindicación 3, en la que dicho circuito lógico (56) en dicha caja de control estacionaria (50) funciona segun un algoritmo de protocolo que esta preprogramado o controlado a distancia.

5. La antena segun se define en la reivindicación 3, en la que dicha caja de control estacionaria (50) aloja asimismo un dispositivo de fuente de alimentación (58) que esta alimentado desde una fuente externa.

6. La antena segun se define en la reivindicación 1, en la que dichos componentes externos en el interior de dicha al menos una unidad de control externa (50; 60) estan conectados electricamente a dichos componentes internos dentro de dicha carcasa de antena (70) a traves de un conector electrico (55, 79; 65, 79) .

7. La antena segun se define en la reivindicación 1, en la que dichos componentes externos en el interior de dicha al menos una unidad de control externa (50'; 60') estan acoplados capacitivamente a dichos componentes internos dentro de dicha carcasa de antena (70') .

8. La antena segun se define en la reivindicación 1, en la que dicha al menos una unidad de control externa comprende un dispositivo de control de mano (60) , alimentado con baterias, que se puede conectar de manera operativa a dichos componentes de control internos dentro de dicha carcasa de antena (70) , estando constituido dicho circuito lógico por un circuito lógico de interfaz de usuario (66) que esta acoplado a unos medios manuales (67, 69) de ajuste de la inclinación.

9. La antena segun se define en la reivindicación 8, en la que dicho circuito lógico de interfaz de usuario (66) esta acoplado a una pantalla (68) para la indicación visual del ajuste actual de la inclinación electrica de la antena.

10. La antena segun se define en la reivindicación 8, en la que dicho circuito lógico de interfaz de usuario (66) esta acoplado a medios de control por voz (69) que sirven como dichos medios manuales de ajuste de la inclinación.

11. La antena segun se define en la reivindicación 8, en la que dicha al menos una unidad de control externa comprende, ademas de dicho dispositivo de control de mano (60; 60') , una caja de control estacionaria (50; 50') que esta situada adyacente a dicha carcasa de antena (70; 70') y que esta acoplada de manera operativa a dichos componentes internos (73, 74, 75) del sistema de control, pudiendose conectar dicho dispositivo de control de mano

(60) a dicha caja de control estacionaria (50) para el ajuste manual de la inclinación electrica de la antena, en vez del control automatico o remoto.

12. La antena segun se define en la reivindicación 11, en la que el valor de la inclinación se ajusta modificando el programa en dicho circuito lógico (56) en dicha caja de control estacionaria (50) por medio de dicha unidad de control de mano (60) .

13. La antena segun se define en la reivindicación 11, en la que los componentes (51, 52, 56) en dicha caja de control estacionaria (50) estan en derivación (59, 55) durante dicho ajuste manual.

14. Un sistema de antenas que comprende una antena (70; 70') de la estación base y un sistema de control (50, 60, 73, 74, 75; 50', 60', 73', 74', 75') , como se define al menos en una de las reivindicaciones anteriores.