Antena de doble vía de banda ancha VHF-UHF.

Antena de doble vía compacta que funciona al menos en dos bandas de frecuencia,

una banda alta [Fsup1, Fsup2] y una banda baja [Finf1, Finf2] que incluye al menos los siguientes elementos:

• un cable (26) coaxial puesto a masa (M) de referencia que incluye un alma (28) y un trenzado (26a) y enrollado alrededor de un elemento (27a) magnético para constituir un bobinado (27b),

• un elemento (21) de antena adaptado para funcionar en la banda alta de frecuencia [Fsup1, Fsup2], que tiene una longitud Linf, y caracterizado porque incluye también al menos los siguientes elementos:

• un contrafaldón (30) cuya longitud corresponde esencialmente a Linf y colocado alrededor del mencionado

elemento (21) de antena, estando situado dicho elemento (21) de antena así rodeado entre el plano de masa (M) de referencia y un elemento (29) de antena adaptado para funcionar en la banda baja de frecuencia [Finf1, Finf2], teniendo el conjunto (20) compuesto por el elemento (29) de antena y por el contrafaldón (30), una longitud Lsup, siendo alimentado vía el alma (28) del mencionado coaxial (26), estando adaptado dicho conjunto (20) para funcionar en la banda baja de frecuencia [Finf1, Finf2], siendo alimentado dicho elemento (21) de antena vía el exterior del trenzado (26a) del mencionado coaxial (26), a la altura de un punto P de derivación,

• dos células (31, 32) de adaptación banda ancha,

y porque

• las señales de la banda alta UHF se transmiten vía el trenzado del coaxial (26) formando el bobinado (27b) a través de la primera célula (31) de adaptación y de la toma o punto P de derivación,

• la alimentación de la vía baja VHF se realiza vía el interior del bobinado (27b) por medio del alma (28) del cable (26) coaxial a través de la segunda célula (32) de adaptación.

Antena de doble vía de banda ancha VHF-UHF

El objeto de la invención se refiere a las antenas de doble vía, de banda ancha, para aplicaciones en las que predomina el parámetro del volumen. En particular, tiene por objeto las antenas cuyas frecuencias de trabajo se sitúan en la banda de las ondas métricas y decimétricas habitualmente llamadas VHF y UHF, abreviatura anglosajona de "Ver y High Frequency" y de "Ultra High Frequency". Los valores para estas bandas de frecuencia son, por ejemplo, para la banda VHF, llamada banda baja: 30-88 MHz, y para la banda UHF, llamada banda alta: 225-520 MHz.

Por antena de doble vía debe entenderse una antena hecha con al menos dos elementos radiantes que se alimentan separadamente mediante dos vías. En algunos casos estos elementos radiantes pueden activarse simultáneamente en las dos bandas de frecuencia o bien de manera alternativa.

Se conoce la realización de una antena doble con un elemento radiante de tipo monopolar adaptado para las frecuencias bajas, rematado con un elemento radiante de tipo dipolo adaptado para las frecuencias altas y alimentado a través del elemento radiante de tipo monopolar. La mayoría de las antenas de este tipo funcionan en una banda de frecuencias que es insuficiente para algunas aplicaciones.

La patente EP 0 851 532 (figura 1) describe una antena doble de acuerdo con la técnica anterior, en particular para vehículo, caracterizada porque incluye un plano de masa perforado con un orificio, con el espacio exterior al vehículo por un lado del plano de masa y por el otro lado un espacio protegido; un cable 2 coaxial atraviesa el orificio, con un primer extremo en el espacio exterior al vehículo y un segundo extremo en el espacio protegido, formando el cable espiras 22 entre el orificio y su segundo extremo; una conexión entre el conductor externo del cable y el plano de masa a la altura del segundo extremo; un elemento 1 radiante de tipo dipolo conectado al primer extremo del cable para alimentarse; un transformador compuesto por un núcleo 5 magnético y las espiras 22 cuyo secundario incluye el conductor externo de las espiras, una impedancia 6 de valor igual a la impedancia característica del cable, dos cables de alimentación 8a, 8b. El alma del cable 8a está conectada al punto P que se sitúa sobre el trenzado externo de la porción del cable coaxial que forman las espiras 22 y que tiene por objeto transmitir las señales RF de la banda VHF o banda baja para la aplicación. En cambio, el coaxial 8b tiene su alma conectada a la del cable 2 coaxial a través del duplexor 9 y transmite las señales RF de la banda UHF, llamada banda alta. La alimentación de la Banda Baja se realiza mediante el trenzado del cable 2 coaxial. Los elementos de antena están constituidos por monopolo y por dipolo.

Uno de los inconvenientes de una antena de este tipo es que no se adapta, debido a su tamaño, a aplicaciones de tipo portátil, en las que el binomio (volumen, rendimiento) es un factor primordial.

La patente de los Estados Unidos 5 311 201 describe una antena capaz de funcionar en las bandas de radiodifusión AM/FM y también en la banda de frecuencia más alta reservada para la radio móvil. Esta antena de dos accesos para vehículo que tiene por objeto solo la recepción de la radiodifusión AM/FM y la emisión-recepción de la banda de radioteléfono UHF (GSM) tiene como inconveniente que solo asegura la recepción por una de las vías.

La patente WO 97/41628 describe una antena bibanda compuesta por dos antenas monopolo concéntricas, estando realizada la más corta con la forma de un faldón que contiene a la más larga.

Uno de los objetivos de la invención es proporcionar una antena adaptada para utilizarse en aplicaciones de radiocomunicación portátil de doble vía y disponer de una estructura de antena compacta que posea un alto rendimiento y un aislamiento suficiente entre vía en una banda ancha de frecuencias, al menos un octavo, para un funcionamiento simultáneo en las dos vías en emisión y/o en recepción invariablemente.

El objeto de la invención se refiere a una antena de doble vía compacta que funciona al menos en dos bandas de frecuencia, una banda alta [Fsup1, Fsup2] y una banda baja [Finf1, Finf2], que se caracteriza por incluir al menos los siguientes elementos:

! un cable coaxial con salida a masa (M) de referencia que incluye un alma y un trenzado, ! un elemento de antena adaptado para funcionar en la banda alta de frecuencia [Fsup1, Fsup2] que tiene una

longitud Linf, ! un contrafaldón de longitud que corresponde esencialmente a Linf, y colocado alrededor del mencionado elemento de antena, estando situado dicho elemento de antena de este modo rodeado entre el plano de masa (M) de referencia y un elemento de antena adaptado para funcionar en la banda baja de frecuencia [Finf1, Finf2], ! el conjunto compuesto por el elemento de antena y por el contrafaldón, que tiene una longitud Lsup, se alimenta vía el alma del mencionado coaxial, estando dicho conjunto adaptado para funcionar en la banda baja de frecuencia [Finf1, Finf2],

! siendo alimentado dicho elemento de antena vía el exterior del trenzado del mencionado coaxial, a la altura de un punto P de derivación, ! dos células de adaptación banda ancha,

y por lo siguiente ! el cable coaxial está enrollado alrededor de un elemento magnético para constituir un bobinado, ! las señales de la banda alta UHF se transmiten vía el trenzado del coaxial que forma el bobinado a través de la

célula de adaptación y la toma o punto P de derivación, ! la alimentación de la vía baja VHF se hace vía el interior del bobinado por medio del alma del cable coaxial a través de la célula de adaptación.

La banda de frecuencia llamada alta frecuencia es, por ejemplo, la banda UHF [225-520 MHz] y la banda llamada baja frecuencia es la banda VHF [30-88 MHz].

La longitud Linf puede ser esencialmente igual a la cuarta parte de la longitud de onda de la frecuencia media geométrica FMOY de la banda alta.

El elemento de antena adaptado para funcionar en la banda baja consiste en un elemento monofilar colocado en la prolongación del alma del coaxial y del contrafaldón.

El cable coaxial atraviesa el plano de masa M de referencia y se prolonga por encima del plano de masa M de referencia en una altura LUHF igual a la cuarta parte de la longitud de onda de la frecuencia media geométrica FMOY de la banda alta [Fsup1, Fsup2]. La alimentación de la Banda Baja se desvía para realizar una alimentación más conocida por la abreviatura anglosajona "center-fed".

Los elementos radiantes que constituyen la antena son, por ejemplo, elementos de tipo monopolo.

El cable coaxial que está enrollado alrededor de un elemento magnético para constituir un bobinado incluye, además, un elemento (38) paso bajo adaptado para conectar a masa M el punto del trenzado del cable coaxial que constituye el final del mencionado bobinado.

El alma del cable coaxial está, por ejemplo, conectada con el hilo monofilar a través de una célula de adaptación banda ancha. Las señales de la Banda Baja se transmiten por el alma del coaxial.

La estructura de antena de acuerdo con la invención es una estructura compacta que tiene por objeto especialmente las aplicaciones de tipo portátil. El tamaño total de la estructura de antena se reduce al máximo conservando un rendimiento elevado y un aislamiento suficiente entre vías.

Con el objeto de reducir al máximo el tamaño de la antena, la invención permite especialmente utilizar solo elementos radiantes de tipo monopolo, para la banda alta y la banda baja, contrariamente a la patente EP 0 851 532

o a la patente de los Estados Unidos 5 311 201, que requieren una estructura de tipo dipolo para la banda alta. Los elementos radiantes están colocados de manera similar a los de WO 97/41621. Otra ventaja de la invención es que evita el efecto de desequilibrio que se genera por el posicionamiento en la punta de la antena del elemento dipolo utilizado para la banda alta descrito en las patentes anteriormente citadas.

Otras características y ventajas del dispositivo de acuerdo con la invención se mostrarán mejor durante la lectura de la descripción que sigue de un ejemplo de realización, dado a título ilustrativo y en modo alguno limitativo, con las figuras anexas que representan:

! La figura 1, el esquema de una antena de doble vía de acuerdo con la técnica anterior, ! La figura 2A, un ejemplo de estructura para la antena de acuerdo con la invención y la figura 2B, una imagen

sinóptica simplificada de la antena con su unión a un conector, y ! La figura 3, una variante de la invención.

La idea de la presente invención... [Seguir leyendo]

1. Antena de doble vía compacta que funciona al menos en dos bandas de frecuencia, una banda alta [Fsup1, Fsup2] y una banda baja [Finf1, Finf2] que incluye al menos los siguientes elementos:

! un cable (26) coaxial puesto a masa (M) de referencia que incluye un alma (28) y un trenzado (26a) y enrollado alrededor de un elemento (27a) magnético para constituir un bobinado (27b) , ! un elemento (21) de antena adaptado para funcionar en la banda alta de frecuencia [Fsup1, Fsup2], que tiene una longitud Linf, y caracterizado porque incluye también al menos los siguientes elementos: ! un contrafaldón (30) cuya longitud corresponde esencialmente a Linf y colocado alrededor del mencionado elemento (21) de antena, estando situado dicho elemento (21) de antena así rodeado entre el plano de masa (M) de referencia y un elemento (29) de antena adaptado para funcionar en la banda baja de frecuencia [Finf1, Finf2], teniendo el conjunto (20) compuesto por el elemento (29) de antena y por el contrafaldón (30) , una longitud Lsup, siendo alimentado vía el alma (28) del mencionado coaxial (26) , estando adaptado dicho conjunto (20) para funcionar en la banda baja de frecuencia [Finf1, Finf2], siendo alimentado dicho elemento (21) de antena vía el exterior del trenzado (26a) del mencionado coaxial (26) , a la altura de un punto P de derivación, ! dos células (31, 32) de adaptación banda ancha,

y porque ! las señales de la banda alta UHF se transmiten vía el trenzado del coaxial (26) formando el bobinado (27b) a través de la primera célula (31) de adaptación y de la toma o punto P de derivación, ! la alimentación de la vía baja VHF se realiza vía el interior del bobinado (27b) por medio del alma (28) del cable (26) coaxial a través de la segunda célula (32) de adaptación.

2. Antena según la reivindicación 1, caracterizada porque la banda de frecuencia llamada alta frecuencia es la banda UHF [225-520 MHz] y la banda llamada baja frecuencia es la banda VHF [30-88 MHz].

3. Antena según una de las reivindicaciones 1 o 2, caracterizada porque la longitud Linf es esencialmente igual a la cuarta parte de la longitud de onda de la frecuencia media geométrica FMOY de la banda alta.

4. Antena según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizada porque el elemento (20) de antena adaptado para funcionar en la banda baja consiste en un elemento (29) monofilar colocado en la prolongación del alma (28) del coaxial (26) y del contrafaldón (30) .

5. Antena según la reivindicación 1 o 4, caracterizada porque el cable (26) coaxial atraviesa el plano de masa M de referencia y se prolonga por encima del plano de masa M de referencia en una altura LUHF igual a la cuarta parte de la longitud de onda de la frecuencia media geométrica FMOY de la banda alta [Fsup1, Fsup2].

6. Antena según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizada porque los elementos radiantes que constituyen la antena son elementos de tipo monopolo.

7. Antena según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizada porque incluye, además, un elemento (38) paso bajo adaptado para conectar a masa M el punto (39) del trenzado del cable coaxial que constituye el final del mencionado bobinado (27b) .

8. Antena según unas de las reivindicaciones 4 a 7, caracterizada porque el alma (28) del cable (26) coaxial está conectada con el hilo (29) monofilar a través de una célula (37) de adaptación banda ancha.