Antena montada en un vehículo y procedimiento para transmitir y/o recibir señales.

Una antena para la comunicación con un satélite de un vehículo móvil,

que comprende:

una base giratoria (106);

reflectores principal y secundario (101) (102);

un transductor ortomodo (OMT) (401) situado detrás de dicho reflector principal (101) y configurado parapolarizar una señal de transmisión; y

una guía de ondas (107) asociada con dicho OMT (401) y situada para conducir dicha señal de transmisiónpolarizada desde dicho OMT (401) a una bocina de alimentación (108) conectada a su extremo anterior paraconformar e irradiar dicha señal de transmisión polarizada (A);

una unidad de accionamiento (104) configurada para ajustar un ángulo de inclinación de dicho reflectorprincipal (101) en relación con dicha base giratoria (106) para mantener una línea de visión entre dicho reflectorprincipal (101) y dicho satélite;

caracterizada porque:

dicho reflector principal (101) tiene un nicho (250) en la porción media inferior del mismo y dicha guía deondas (107) está situada en dicho nicho (250),

en la que dicha bocina de alimentación (108) está situada entre dichos reflectores principal y secundario ydicho reflector principal (101) está dispuesto entre dicho OMT (401) y dicha bocina de alimentación (108),estando dicha bocina de alimentación (108) configurada para irradiar dicho reflector secundario (102) con unhaz generado entre dichos reflectores principal y secundario a partir de dicha señal de transmisión polarizada,estando dicho reflector secundario (102) configurado para redirigir dicho haz hacia dicho reflector principal(101), estando dicho reflector principal (101) configurado para proyectar dicha señal de transmisión redirigidacomo un haz de la antena hacia el satélite en dicho ángulo de inclinación.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/IL2008/000350.

Solicitante: MOBILE SAT LTD.

Nacionalidad solicitante: Israel.

Dirección: 23 AMINADAV STREET 67898 TEL-AVIV ISRAEL.

Inventor/es: BEREJIK,ZACHARIA.

Fecha de Publicación: .

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.
  • H01Q1/18 H01 […] › 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). › Medios para estabilizar antenas sobre plataformas inestables.
  • 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.
  • H01Q13/02 H01Q […] › 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.
  • H01Q13/06 H01Q 13/00 […] › Terminaciones de guías de ondas (cuernos H01Q 13/02).
  • H01Q19/19 H01Q […] › H01Q 19/00 Combinaciones de elementos activos primarios de antenas con dispositivos secundarios, p. ej. con dispositivos cuasi ópticos, para dar a la antena una característica direccional deseada. › comprendiendo una superficie reflectante principal cóncava asociada a una superficie reflectante auxiliar.
  • H01Q3/08 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. › para variar dos coordenadas de la orientación.
  • H01Q3/20 H01Q 3/00 […] › en donde el elemento activo primario es fijo y el dispositivo reflector móvil.

PDF original: ES-2424626_T3.pdf

 


Fragmento de la descripción:

Antena montada en un vehículo y procedimiento para transmitir y/o recibir señales Campo y antecedentes de la invención La presente invención, en algunas realizaciones de la misma, se refiere a un aparato y a un procedimiento para antenas montadas en vehículos y, más particularmente, pero no exclusivamente, a un aparato y a un procedimiento para antenas montadas en vehículos para la comunicación por satélite.

Existe un creciente interés en la implementación de sistemas de comunicación de banda ancha en diversas formas de plataformas móviles, por ejemplo, buques marítimos y vehículos terrestres. Con un sistema de comunicaciones por satélite de banda ancha que tiene una antena montada en un vehículo, la antena se utiliza para ayudar a formar un enlace de comunicaciones con un satélite con base en el espacio en órbita geosíncrona. La antena forma parte de un terminal de comunicaciones que es transportado por el vehículo.

Se requieren antenas con una capacidad para hacer seguimiento, con alta precisión, a satélites de comunicaciones desde plataformas móviles tales como aeronaves, buques y vehículos terrestres, entre otras cosas, para optimizar la velocidad de datos, mejorar la eficacia de transmisión de enlace ascendente y de enlace descendente, y/o evitar la interferencia con satélites que orbitan adyacentes a un satélite diana. Tales antenas permiten plataformas móviles de comunicación por satélite que tienen aceleraciones de posiciones de despegue relativamente elevadas, tales como aeronaves y vehículos terrestres para recibir señales de y/o para transmitir señales a satélites tales como los satélites geoestacionarios.

Para recoger las señales procedentes de las fuentes remotas y/o para transmitir señales a las mismas, es necesario mantener la antena apuntando hacia el satélite mientras toma el movimiento de un vehículo en cuenta. Para permitir que la antena apunte al satélite, las antenas montadas en vehículos se fabrican para hacer seguimientos de lado a lado (acimut) y hacia arriba y abajo (elevación) . Sin embargo, debe tenerse en cuenta que para evitar interferir con el flujo de aire suave sobre el vehículo o afectar negativamente a la estética del vehículo, el perfil de las antenas montadas en vehículos tiene que permanecer bajo.

Por ejemplo, la Solicitud de Patente Internacional con Nº de pub. WO/2008/015647, publicada el 07 de febrero de 2008 describe una antena de telecomunicaciones de bajo perfil que apunta a un mecanismo de desplazamiento de reflector dual, para ser utilizada sobre todo en vehículos, incluso los de alta velocidad. Sus dimensiones físicas reducidas facilitan su uso, con respecto a las soluciones conocidas, ya que permite su conexión al sistema de comunicaciones, tal como un satélite, aunque se instale en un tren o en una aeronave. La invención se encuentra dentro del campo técnico de las telecomunicaciones y el campo aplicativo de antenas estacionarias, móviles de dimensiones reducidas y, por lo tanto, dentro de las telecomunicaciones en general. La antena de reflector dual original se obtiene a partir de un polinomio de segundo orden que se configura en el espacio cartesiano XYZ. Otro ejemplo se describe en la Solicitud de Patente Internacional con Nº de pub. WO 2008/015647, que describe una antena de telecomunicaciones de bajo perfil que apunta a un mecanismo de desplazamiento de reflector dual, para ser utilizada sobre todo en vehículos, incluso los de alta velocidad. Sus dimensiones físicas reducidas facilitan su uso, con respecto a las soluciones conocidas, ya que permite su conexión al sistema de recepción, tal como un satélite, aunque se instale en un tren o en una aeronave. La invención se encuentra dentro del campo técnico de las telecomunicaciones y el campo aplicativo de antenas estacionarias, móviles de dimensiones reducidas y, por lo tanto, dentro de las telecomunicaciones en general. La antena de reflector dual original se obtiene a partir de un polinomio de segundo orden que se configura que en el espacio cartesiano XYZ.

Otro ejemplo se describe en la Solicitud de Patente de Estados Unidos con Nº de pub. 2003/071758, que describe una antena de reflector de microondas para su uso en una aeronave. La antena de reflector de microondas tiene una placa estacionaria que está unida a y estacionaria en relación con la aeronave. Una placa giratoria gira en relación con la placa estacionaria alrededor de un eje azimutal. Una junta giratoria está unida a la placa giratoria y tiene un eje de giro que está alineado con el eje azimutal. Un reflector está unido a la placa giratoria adyacente la junta giratoria de manera que el eje azimutal no se interseca con el reflector. Rodamientos de bolas individuales se sitúan entre la placa giratoria y la placa estacionaria para permitir que la placa giratoria gire alrededor del eje azimutal. La placa estacionaria tiene dientes de engranaje situados a lo largo de una pared lateral periférica de la placa estacionaria. Un motor de azimut está unido a la placa giratoria y acoplado con los dientes de los engranajes para hacer girar selectivamente la placa giratoria alrededor del eje azimutal. Otro ejemplo se describe en la Solicitud de Patente Estados Unidos con Nº de pub. 2003/128168, que describe una antena de reflector adaptada para su uso con una plataforma móvil, en particular, con una aeronave. La antena de reflector incluye una abertura de antena, un primer subsistema de procesamiento de señales situado estrechamente adyacente a la abertura de antena exteriormente de la plataforma móvil, una junta giratoria coaxial de dos canales para permitir el giro de la abertura de antena alrededor de un eje azimutal, y un segundo subsistema de procesamiento de señales de la antena situado en el interior de la plataforma móvil. Una bocina de alimentación de la abertura de antena se dispone dentro de una abertura en un centro coaxial de un reflector principal para permitir que se emplee una bocina de alimentación de mayor longitud sin interferir físicamente con un reflector secundario de la abertura de antena. El primer subsistema de procesamiento de señales de la antena incluye canales separados para procesar la energía de RF verticalmente

polarizadas y la energía de RF horizontalmente polarizada. El segundo subsistema de procesamiento de señales de la antena incluye un subsistema de transmisión para amplificar y cambiar de fase las señales transmitidas que se envían a la abertura de antena para su transmisión, y un subsistema de recepción para procesar las señales de RF recibidas para proporcionar señales circularmente polarizadas a la derecha y circularmente polarizadas a la izquierda.

Sumario de la invención De acuerdo con un aspecto de algunas realizaciones de la presente invención, se proporciona una antena para la comunicación con un satélite desde un vehículo móvil de acuerdo con las reivindicaciones 1-12 y procedimientos de acuerdo con las reivindicaciones 13 y 14.

Breve descripción de los dibujos Algunas realizaciones de la invención se describen en el presente documento, solamente a modo de ejemplo, con referencia a los dibujos adjuntos. Con referencia específica ahora a los dibujos en detalle, se insiste en que los detalles mostrados son a modo de ejemplo y para fines de descripción ilustrativa de las realizaciones de la invención. A este respecto, la descripción tomada junto con los dibujos hace evidente para los expertos en la materia cómo pueden ponerse en práctica las realizaciones de la invención.

En los dibujos:

La Figura 1 es una ilustración esquemática de una antena montada en un vehículo para la comunicación con un sistema de comunicaciones, tal como un satélite, de acuerdo con algunas realizaciones de la presente invención; La Figura 2 es una ilustración esquemática de un conjunto ejemplar de reflectores de la antena montada en un vehículo de la Figura 1, de acuerdo con algunas realizaciones de la presente invención; La Figura 3 es una ilustración esquemática de una radiación electromagnética que se emite desde una alimentación de guía de ondas hacia un reflector secundario y redirigida hacia un reflector principal, de acuerdo con algunas realizaciones de la presente invención; La Figura 4A es una ilustración esquemática de la antena montada en vehículo, de acuerdo con algunas realizaciones de la presente invención; La Figura 4B es una ilustración esquemática de una ampliación de una bocina corrugada que se representa en la Figura 4A, de acuerdo con algunas realizaciones de la presente invención; La Figura 4C es un gráfico que representa la ganancia de la antena como una función del ángulo de inclinación en un intervalo de 50 grados; La Figura 5 es una ilustración esquemática de la alimentación de guía de ondas a modo de... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Una antena para la comunicación con un satélite de un vehículo móvil, que comprende:

una base giratoria (106) ; reflectores principal y secundario (101) (102) ; un transductor ortomodo (OMT) (401) situado detrás de dicho reflector principal (101) y configurado para polarizar una señal de transmisión; y una guía de ondas (107) asociada con dicho OMT (401) y situada para conducir dicha señal de transmisión polarizada desde dicho OMT (401) a una bocina de alimentación (108) conectada a su extremo anterior para conformar e irradiar dicha señal de transmisión polarizada (A) ; una unidad de accionamiento (104) configurada para ajustar un ángulo de inclinación de dicho reflector principal (101) en relación con dicha base giratoria (106) para mantener una línea de visión entre dicho reflector principal (101) y dicho satélite; caracterizada porque:

dicho reflector principal (101) tiene un nicho (250) en la porción media inferior del mismo y dicha guía de ondas (107) está situada en dicho nicho (250) , en la que dicha bocina de alimentación (108) está situada entre dichos reflectores principal y secundario y dicho reflector principal (101) está dispuesto entre dicho OMT (401) y dicha bocina de alimentación (108) , estando dicha bocina de alimentación (108) configurada para irradiar dicho reflector secundario (102) con un haz generado entre dichos reflectores principal y secundario a partir de dicha señal de transmisión polarizada, estando dicho reflector secundario (102) configurado para redirigir dicho haz hacia dicho reflector principal (101) , estando dicho reflector principal (101) configurado para proyectar dicha señal de transmisión redirigida como un haz de la antena hacia el satélite en dicho ángulo de inclinación.

2. La antena de la reivindicación 1, en la que dicha guía de ondas (107) tiene un paso flexionado con un ángulo de flexión de al menos 5 grados.

3. La antena de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1-2, en la que dicha unidad de accionamiento (104) está configurada para ajustar dicho ángulo de inclinación para mantener una línea de visión entre dicho reflector principalv (101) y el satélite durante un movimiento del vehículo móvil.

4. La antena de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1-3, en la que dicha base giratoria (106) está configurada para soportar dichos reflectores principal y secundario y dicha guía de ondas (107) en el vehículo móvil, estando dicha unidad de accionamiento configurada para ajustar un ángulo de giro de dicha base giratoria (106) para mantener una línea de visión entre dicho reflector principal (101) y el satélite.

5. La antena de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1-4, en la que al menos uno de dichos reflectores principal y secundario (101) (102) tiene un perfil de superficie reflectante interior sustancialmente elipsoidal.

6. La antena de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1-5, en la que dicho haz tiene un lóbulo principal, dicha inclinación permite la inclinación del centro de dicho lóbulo principal en un intervalo de al menos 50 grados en relación con dicha base giratoria (106) sin una degradación de ganancia de más de 2 decibelios.

7. La antena de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1-6, en la que al menos uno de dichos reflectores principal y secundario (101) (102) es dimensionado y conformado para reflejar un haz sustancialmente elipsoidal que tiene un punto elíptico con una proporción de anchura-altura de al menos 3, 5:1 sobre dicho reflector principal (101) .

8. La antena de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1-7, que comprende además una pista de calibración configurada para permitir el ajuste de la posición de dicha guía de ondas en relación con dicho reflector secundario para calibrar dicho haz de la antena.

9. La antena de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1-8, en la que dicho reflector principal está configurado para inclinarse alrededor de un eje de inclinación situado en las proximidades de una porción inferior de dicho reflector principal.

10. La antena de la reivindicación 9, en la que dicho reflector principal está configurado para inclinarse en un intervalo que está entre ángulos de inclinación de más de 15 grados en relación con dicha base giratoria.

11. La antena de cualquiera de las reivindicaciones 9-10, en la que dicho haz de la antena tiene un lóbulo principal, dicha inclinación permite la inclinación del centro de dicho lóbulo principal en un intervalo de al menos 50 grados en relación con dicha base giratoria sin una degradación de ganancia de más de 2 decibelios.

12. La antena de la reivindicación 11, en la que dicho lóbulo principal tiene una ganancia seleccionada de un grupo que consiste en al menos 30 decibelios isotrópicos (dBi) a 14 GHz y al menos 25 decibelios isotrópicos (dBi) a 11GHz.

13. Un procedimiento para transmitir una señal a un satélite, que comprende:

proporcionar una antena con un transductor ortomodo (OMT) (401) y reflectores principal y secundario uno frente a otro, estando dicho reflector principal (101) dispuesto entre dicho OMT (401) y dicho reflector secundario; proporcionar una señal de transmisión desde un transmisor a dicho OMT (401) ; polarizar dicha señal de transmisión; utilizar una guía de ondas (107) para conducir dicha señal de transmisión polarizada de dicho OMT (401) a una bocina de alimentación (108) orientada hacia a dicho reflector secundario; utilizar dicha bocina de alimentación para irradiar dicha señal de transmisión polarizada como un haz hacia un reflector secundario; inclinar dicho reflector principal (101) para mantener una línea de visión con el satélite, y redirigir dicho haz hacia dicho reflector principal (101) para permitir la proyección del mismo hacia el satélite:

caracterizado porque:

dicho reflector principal (101) tiene un nicho (250) en la porción media inferior del mismo y dicha guía de ondas está situada en dicho nicho (250) , en el que dicha bocina de alimentación (108) está dispuesta entre dichos reflectores principal y secundario (101) (102) ; y en el que dicho reflector principal (101) está dispuesto entre dicho OMT (401) y dicha bocina de alimentación (108) .

14. Un procedimiento para recibir una señal de comunicación procedente de un satélite, que comprende:

Inclinar un reflector principal (101) de una antena montada en un vehículo para permitir la recepción de la señal de comunicación durante un movimiento de dicho vehículo; redirigir la señal de comunicación hacia un reflector secundario (102) , estando dicho reflector secundario (102) situado en frente de un extremo de guía de ondas que tiene una bocina de alimentación (108) ; utilizar dicha guía de ondas (107) para conducir una reflexión de la señal de comunicación redirigida a partir de dicho reflector secundario (102) hacia un transductor ortomodo (OMT) (401) ; y polarizar la reflexión dirigida para permitir la recepción de dicha señal de comunicación procedente del satélite durante dicho movimiento;

caracterizado porque:

dicho reflector principal (101) tiene un nicho (250) en la porción media inferior del mismo y dicha guía de ondas (107) está situada en dicho nicho (250) , en el que dicha bocina de alimentación (108) está situada entre dichos reflectores principal y secundario y dicho reflector principal (101) está dispuesto entre dicho OMT (401) y dicha bocina de alimentación (108) ; y en el que dicha polarización es realizada después de conducir dicha reflexión a dicho OMT (401) detrás de dicho reflector principal (101) .


 

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