Antena en grupo polarizada dualmente, en particular antena de telefonía móvil.

Antena en grupo polarizada dualmente, en particular antena de telefonía móvil,

que puede operar al menos en una banda de frecuencias, con las siguientes características:

- está previsto al menos un primer equipo emisor (103a) y al menos un segundo equipo emisor (3; 3a, 3b) y al menos un tercer equipo emisor (103b),

- el primer equipo emisor (103a), de los que al menos hay uno, y el segundo equipo emisor (3; 3a, 3b), de los que al menos hay uno, y el tercer equipo emisor (103b), de los que al menos hay uno, están dispuestos uno sobre otro,

- el segundo equipo emisor (3; 3a, 3b), de los que al menos hay uno, emite en al menos una banda de frecuencias en ambos planos de polarización (P1, P2),

- el primer equipo emisor (103a), de los que al menos hay uno, emite el una banda de frecuencias, de las que al menos hay una, en un primer plano de polarización (P1 ó P2),

- el tercer equipo emisor (103b), de los que al menos hay uno, emite en una banda de frecuencias, de las que al menos hay una, en un segundo plano de polarización (P2 ó P1), orientado en perpendicular al primer plano de polarización (P1 ó P2), en el que emite el primer equipo emisor (103a), de los que al menos hay uno,

- los equipos emisores (103a; 3a) que emiten en el primer plano de polarización (P1) se alimentan mediante una primera red (N1) y por el contrario los equipos emisores (3b; 103b) que operan en el segundo plano de polarización (P2) se alimentan mediante una segunda red (N2),

- la cantidad de primeros equipos emisores (103a) corresponde a la cantidad de terceros equipos emisores (103b),

caracterizada por las siguientes características adicionales:

- están previstos al menos dos grupos (A, B) de equipos emisores (103a; 3a, 3b; 103b) con en cada caso al menos un primer equipo emisor (103a), con al menos en cada caso un segundo equipo emisor (3; 3a, 3b) y con al menos en cada caso un tercer equipo emisor (103b),

- los equipos emisores (103a; 3a) del primer grupo (A) que emiten en el primer plano de polarización (P1) se alimentan entonces mediante la primera red (N1) asociada a estos equipos emisores (103a; 3a) y los equipos emisores (3b; 103b) del primer grupo (A) que emiten en el segundo plano de polarización (P2) se alimentan entonces mediante la segunda red (N2) asociada a estos equipos emisores (3b; 103b) y por el contrario los equipos emisores (103a; 3a) del segundo grupo (B) que operan en el primer plano de polarización (P1) son alimentados mediante una primera red separada (N11) asociada a estos equipos emisores (103a; 3a) y los equipos emisores (3b; 103b) del segundo grupo (B) que operan en el segundo plano de polarización (P2) se alimentan mediante una segunda red separada (N22) asociada a estos equipos emisores (3b; 103b) y

- antena en grupo polarizada dualmente está constituida entonces tal que

a) ambos grupos (A, B) de equipos emisores (103a; 3, 3a, 3b; 103b), de los que al menos hay dos, están dispuestos en la dirección de montaje (5) uno respecto a otro, estando previsto en la zona central del primer al segundo grupo (A, B) al menos un equipo emisor polarizado dualmente (103'), cuyo primer equipo (103a), de los que al menos hay uno, perteneciente al primer grupo (A) y que emite en el primer plano de polarización (P1) se alimenta desde la primera red (N1) asociada al primer grupo (A) y cuyo tercer equipo emisor (103b), de los que al menos hay uno, perteneciente al segundo grupo y que emite en el segundo plano de polarización (P2) se alimenta desde la segunda red (N22) separada asociada al segundo grupo (B), o

b) tal que ambos grupos (A, B) de equipos emisores (103a; 3, 3a, 3b; 103b), de los que al menos hay dos, presentan en forma de dos columnas de antena (7; 7a, 7b) al menos un primer equipo emisor (103'a) polarizado dualmente y al menos un tercer equipo emisor (103'b) polarizado dualmente, cuyo primer equipo emisor (103a), de los que al menos hay uno, perteneciente al primer grupo (A) y que emite en el primer plano de polarización (P1) y cuyo tercer equipo emisor (103b), de los que al menos hay uno, que igualmente pertenece al primer grupo (A) y que emite en el segundo plano de polarización (P2), se alimentan desde la red (N1 y N2 respectivamente) asociada al primer grupo (A) y correspondiente a su plano de polarización y cuyo primer equipo emisor (103a), de los que al menos hay uno, perteneciente al segundo grupo (B) y que emite en el segundo plano de polarización (P2) y cuyo tercer equipo emisor (103b), de los que al menos hay uno, que igualmente pertenece al segundo grupo (B) y que emite en el primer plano de polarización (P1), se alimentan desde la red (N11 y N22 respectivamente) asociada al segundo grupo (B) y correspondiente a su plano de polarización.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/EP2010/007168.

Solicitante: KATHREIN-WERKE KG.

Nacionalidad solicitante: Alemania.

Dirección: ANTON-KATHREIN-STRASSE 1-3 83022 ROSENHEIM ALEMANIA.

Inventor/es: GOETTL,MAXIMILIAN.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • H01Q1/24 SECCION H — ELECTRICIDAD.H01 ELEMENTOS ELECTRICOS BASICOS.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). › con aparato receptor.
  • 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.
  • H01Q21/08 H01Q 21/00 […] › estando las unidades espaciadas a lo largo del trayecto rectilíneo o adyacente a éste.
  • H01Q21/24 H01Q 21/00 […] › Combinaciones de unidades de antenas polarizadas en direcciones diferentes para emitir o recibir ondas polarizadas circularmente o elípticamente u ondas polarizadas linealmente en cualquier dirección.

PDF original: ES-2477224_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

La invención se refiere a una antena en grupo polarizada dualmente, en particular antena de telefonía móvil según el preámbulo de la reivindicación 1.

Para antenas de telefonía móvil se utilizan por lo general baterías de antenas de una o de varias columnas, que usualmente incluyen en cada columna varios emisores o equipos emisores dispuestos uno sobre otro en dirección vertical. A menudo pueden utilizarse aquí emisores dipolares por ejemplo en forma de cruces dipolares, cuadrados dipolares o los llamados dipolos vectoriales, tal como se conocen por ejemplo por el documento WO 00/39894 A1 o el documento WO 2004/100315 A1. Pero también son posibles otros emisores y formas de emisores, por ejemplo emisores de parche (patch) .

Puede tratarse al respecto de una configuración de antenas monobanda, de banda dual o preferiblemente multibanda, que preferiblemente emite y recibe no sólo en un plano de polarización, sino en dos planos de polarización perpendiculares entre sí. Estos planos de polarización están orientados preferiblemente a modo de una llamada polarización X, es decir que ambos planos de polarización perpendiculares entre sí están orientados a un ángulo de +45º y -45º respectivamente respecto a la horizontal (o bien vertical) .

Una antena en grupo polarizada dualmente conocida por el estado de la técnica debe poder generar usualmente dos diagramas de radiación coincidentes o bien controlables de forma coincidente, precisamente para cada una de ambas polarizaciones lineales, es decir, para ambos planos de polarización perpendiculares entre sí. Éstos deben ser eléctricamente independientes entre sí. Por un lado debe ser por tanto muy grande la distancia de polarización cruzada de la radiación. Además debe ser muy bajo el acoplamiento entre las conexiones de antena, es decir, el desacoplamiento (aislamiento) debe ser muy alto.

Esto es así básicamente para cualquier banda de frecuencias. Al respecto deben cumplirse todas las especificaciones para la gama de frecuencias (banda de frecuencias) completa. Esto es válido igualmente también en el caso de una antena en grupo de banda dual o incluso multibanda, ya que actualmente se asignan cada vez más bandas de frecuencias a la telefonía móvil. Actualmente debe cubrir una antena de telefonía móvil una gama de frecuencias de por ejemplo 1710 MHz a 2690 MHz. Esto corresponde a una anchura de banda de 980 MHz o bien a una anchura de banda relativa del 45% referida a la frecuencia central. Por lo tanto cada vez es más difícil y más exigente el cumplimiento de todas las condiciones a lo largo de una gama de frecuencias tan grande. Adicionalmente se tiene el agravante de que dado el caso también está prescrita además una segunda banda de frecuencias distanciada de por ejemplo 806 MHz hasta 960 MHz y de que los emisores y equipos emisores están realizados entonces en parte, como ya se indicó, como emisores duales o bien deben serlo. Así aumenta la cantidad total de emisores y elementos emisores entre los que pueden producirse interacciones.

Finalmente puede incluir una antena en grupo también varias columnas contiguas, por lo que hay que tener en cuenta no sólo el desacoplamiento entre dos planos de polarización perpendiculares entre sí en cuanto a los emisores o equipos emisores de una columna de antena, sino también adicionalmente el desacoplamiento entre polarizaciones iguales en emisores dispuestos en dos columnas de antena diferentes.

Partiendo de esta base, se necesita una antena en grupo en particular con un mejor desacoplamiento entre ambas polarizaciones. Esto es así por ejemplo tanto para una antena polarizada dualmente de una sola columna como también para una antena de varias columnas.

Así se ha propuesto ya según el documento WO 00/31824 A1 una antena en grupo que incluye grupos espacialmente separados de emisores de polarización simple para cada polarización. Pero esto origina una gran necesidad de espacio, por lo que tales sistemas no pueden realizarse en la práctica.

Según el documento WO 2004/051796 A1 se ha propuesto una batería de antenas agrupadas bidimensional, en la que está prevista en cada una de las columnas que discurren verticalmente, de las que al menos hay dos, la respectiva configuración de emisores, que se alimentan separadamente entre sí. Entonces está previsto por ejemplo en la segunda columna al menos un emisor o una configuración de emisor, que se alimenta junto con los emisores o configuraciones de emisor de la primera columna de antena. A la inversa, está prevista en la primera columna de antena al menos un emisor o una configuración de emisor que se alimenta conjuntamente con los emisores en la segunda columna de antena. Esto sirve en definitiva para la formación del haz sin tener que realizar así una mejora en cuanto al desacoplamiento.

También según el documento WO 2008/060206 A1 se propone una batería de antenas con emisores polarizados dualmente, que en los bordes presentan respectivas zonas con emisores de polarización simple con la misma polarización. Al respecto es distinta la cantidad de emisores interconectados en un grupo. También debe generarse así un diagrama de radiación diferente. En otros ejemplos se propone una antena de dos columnas, en la que por ejemplo en la primera columna sólo están orientados emisores en una dirección de polarización y en la segunda columna los emisores sólo en un plano de polarización perpendicular al anterior, siendo diferente la distancia de los emisores orientados con el mismo plano de polarización en ambas columnas de la antena. Todas estas medidas sirven, tal como se ha indicado, para generar diagramas de radiación distintos.

Partiendo de esta base ha de tenerse en cuenta en el marco de la presente solicitud un estado de la técnica como el que se muestra básicamente en la figura 10.

Una batería de antenas conocida correspondiente al estado de la técnica según la figura 10 presenta al respecto por ejemplo varios equipos emisores 3, que están configurados como equipos emisores polarizados dualmente y para ello incluyen emisores o elementos emisores 3a que se alimentan, es decir, emiten y/o reciben en un primer plano de polarización P1 y segundos emisores o elementos emisores 3b que reciben y/o emiten en un segundo plano de polarización P2 perpendicular al primer plano de polarización P1. Preferiblemente están orientados ambos planos de polarización a un ángulo llano de +/45º en la vertical u horizontal.

Los equipos emisores citados y mostrados en la figura 10 están dispuestos entonces en una dirección de montaje 5 (configuración lineal) uno junto a otro, en el ejemplo mostrado uno sobre otro. En este sentido se habla también de una antena en grupo de una columna, es decir, de una antena en grupo con una columna de antena 7 que usualmente está orientada en dirección vertical o predominantemente en dirección vertical, pero básicamente también en dirección horizontal y en cualquier otra dirección con una componente vertical y horizontal. Por razones de simplicidad se habla en este sentido a continuación siempre de una columna de antena independientemente de la orientación.

Los citados equipos emisores 3 están dispuestos entonces usualmente delante de un reflector 1. Los emisores polarizados dualmente pueden ser por ejemplo equipos emisores con forma de dipolo, por ejemplo cruces dipolares, cuadrados dipolares, dipolos vectoriales, etc., tal como los que se conocen por ejemplo por el citado documento WO 00/39894 A1. También se consideran emisores de parche (patch) y otros equipos emisores. En este sentido no existen limitaciones.

Mediante una tal configuración de antenas conocida por el estado de la técnica se crea una antena polarizada dualmente con diagramas de radiación del mismo tipo, es decir, al menos muy similares, para ambas polarizaciones. En otras palabras, presenta una tal configuración de antenas aproximadamente las mismas anchuras de lóbulo para el diagrama de radiación en uno de los planos de polarización P1 que en el otro plano de polarización P2.

Al respecto se alimentan los emisores 3a en cuanto a uno de los planos de polarización P1 mediante una red N1 y por el contrario los emisores 3b que emiten en el segundo plano de polarización P2, se alimentan mediante la red N2.

Contrariamente al estado de la técnica creador de tipo descrito en la figura 10, se ha dado a conocer una configuración de antena polarizada dualmente en distintas formas de ejecución también por el documento WO 2008/060206 A1. Según la figura 4 de esta publicación previa se describe por ejemplo una antena asimétrica que por ejemplo incluye configuraciones de antenas polarizadas dualmente, dispuestas distanciadas entre sí delante de un reflector... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Antena en grupo polarizada dualmente, en particular antena de telefonía móvil, que puede operar al menos en una banda de frecuencias, con las siguientes características: ! está previsto al menos un primer equipo emisor (103a) y al menos un segundo equipo emisor (3; 3a, 3b) y al menos un tercer equipo emisor (103b) , ! el primer equipo emisor (103a) , de los que al menos hay uno, y el segundo equipo emisor (3; 3a, 3b) , de los que al menos hay uno, y el tercer equipo emisor (103b) , de los que al menos hay uno, están dispuestos uno sobre otro, ! el segundo equipo emisor (3; 3a, 3b) , de los que al menos hay uno, emite en al menos una banda de frecuencias en ambos planos de polarización (P1, P2) , ! el primer equipo emisor (103a) , de los que al menos hay uno, emite el una banda de frecuencias, de las que al menos hay una, en un primer plano de polarización (P1 ó P2) , ! el tercer equipo emisor (103b) , de los que al menos hay uno, emite en una banda de frecuencias, de las que al menos hay una, en un segundo plano de polarización (P2 ó P1) , orientado en perpendicular al primer plano de polarización (P1 ó P2) , en el que emite el primer equipo emisor (103a) , de los que al menos hay uno, ! los equipos emisores (103a; 3a) que emiten en el primer plano de polarización (P1) se alimentan mediante una primera red (N1) y por el contrario los equipos emisores (3b; 103b) que operan en el segundo plano de polarización (P2) se alimentan mediante una segunda red (N2) , ! la cantidad de primeros equipos emisores (103a) corresponde a la cantidad de terceros equipos emisores (103b) , caracterizada por las siguientes características adicionales: -están previstos al menos dos grupos (A, B) de equipos emisores (103a; 3a, 3b; 103b) con en cada caso al menos un primer equipo emisor (103a) , con al menos en cada caso un segundo equipo emisor (3; 3a, 3b) y con al menos en cada caso un tercer equipo emisor (103b) , -los equipos emisores (103a; 3a) del primer grupo (A) que emiten en el primer plano de polarización (P1) se alimentan entonces mediante la primera red (N1) asociada a estos equipos emisores (103a; 3a) y los equipos emisores (3b; 103b) del primer grupo (A) que emiten en el segundo plano de polarización (P2) se alimentan entonces mediante la segunda red (N2) asociada a estos equipos emisores (3b; 103b) y por el contrario los equipos emisores (103a; 3a) del segundo grupo (B) que operan en el primer plano de polarización (P1) son alimentados mediante una primera red separada (N11) asociada a estos equipos emisores (103a; 3a) y los equipos emisores (3b; 103b) del segundo grupo (B) que operan en el segundo plano de polarización (P2) se alimentan mediante una segunda red separada (N22) asociada a estos equipos emisores (3b; 103b) y -antena en grupo polarizada dualmente está constituida entonces tal que a) ambos grupos (A, B) de equipos emisores (103a; 3, 3a, 3b; 103b) , de los que al menos hay dos, están dispuestos en la dirección de montaje (5) uno respecto a otro, estando previsto en la zona central del primer al segundo grupo (A, B) al menos un equipo emisor polarizado dualmente (103’) , cuyo primer equipo (103a) , de los que al menos hay uno, perteneciente al primer grupo (A) y que emite en el primer plano de polarización (P1) se alimenta desde la primera red (N1) asociada al primer grupo (A) y cuyo tercer equipo emisor (103b) , de los que al menos hay uno, perteneciente al segundo grupo y que emite en el segundo plano de polarización (P2) se alimenta desde la segunda red (N22) separada asociada al segundo grupo (B) , o b) tal que ambos grupos (A, B) de equipos emisores (103a; 3, 3a, 3b; 103b) , de los que al menos hay dos, presentan en forma de dos columnas de antena (7; 7a, 7b) al menos un primer equipo emisor (103’a) polarizado dualmente y al menos un tercer equipo emisor (103’b) polarizado dualmente, cuyo primer equipo emisor (103a) , de los que al menos hay uno, perteneciente al primer grupo (A) y que emite en el primer plano de polarización (P1) y cuyo tercer equipo emisor (103b) , de los que al menos hay uno, que igualmente pertenece al primer grupo (A) y que emite en el segundo plano de polarización (P2) , se alimentan desde la red (N1 y N2 respectivamente) asociada al primer grupo (A) y correspondiente a su plano de polarización y cuyo primer equipo emisor (103a) , de los que al menos hay uno, perteneciente al segundo grupo (B) y que emite en el segundo plano de polarización (P2) y cuyo tercer equipo emisor (103b) , de los que al menos hay uno, que igualmente pertenece al segundo grupo (B) y que emite en el primer plano de polarización (P1) , se alimentan desde la red (N11 y N22 respectivamente) asociada al segundo grupo (B) y correspondiente a su plano de polarización.

2. Antena en grupo según la reivindicación 1, caracterizada por las siguientes características:

- el primer y/o el segundo grupo (A, B) de emisores o equipos emisores incluye n emisores o equipos emisores (103a, 3) , que emiten en uno de los planos de polarización (P1) y n emisores o equipos emisores (3, 103b) , que emiten en un plano de polarización (P2) perpendicular al anterior, siendo n un número entero mayor que 1,

-de los n emisores o equipos emisores (103a, 3, 103b) están previstos m segundos emisores o equipos emisores (3) configurados como equipos emisores (3) polarizados dualmente, siendo m un número entero inferior a n,

-se prevén n-m primeros emisores o equipos emisores (103a) y n-m terceros emisores o equipos emisores (103b) y

-el equipo emisor (103a) , de los que al menos hay uno, que emite en uno de los planos de polarización (P1 ó P2) está dispuesto decalado respecto al segundo equipo emisor (3) polarizado dualmente, de los que al menos hay uno, en una de las direcciones de montaje (5) y el equipo emisor (103b) , de los que al menos hay uno, que emite en el otro plano de polarización (P2 y P1) está dispuesto decalado partiendo del segundo equipo emisor (3) polarizado dualmente, de los que al menos hay uno, en la dirección de montaje (5) opuesta.

3. Antena en grupo según la reivindicación 1 ó 2, caracterizada por las siguientes características: -la antena en grupo incluye en la dirección de montaje (5) , o al menos con un componente en la dirección de montaje (5) , decaladas entre sí dos zonas de antena alejadas (X1, X3) , que son una primera zona de antena (X1) y una tercera zona de antena (X3) y una segunda zona de antena (X2) central al respecto, estando prevista para la alimentación de la correspondiente polarización (P1, P2) en cada caso una red (N1, N2; N11, N22) , -el emisor (103a) , de los que al menos hay uno, o preferiblemente al menos los varios emisores de la primera zona de emisores (X1) alimentado (s) mediante una de las redes (N1 ó N11) , emiten sólo en un plano de polarización (P1) , -el emisor, de los que al menos hay uno, o preferiblemente los varios emisores (3) de la zona central del emisor es (X2) emiten en ambos planos de polarización (P1 ó P2) , y

- el emisor (103b) , de los que al menos hay uno, o preferiblemente los varios emisores de la tercera zona de emisores (X3) , emiten sólo en el plano de polarización (P2 ó P1) perpendicular a la primera zona de emisores (X1) .

4. Antena en grupo según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizada porque los emisores (103a, 103b) que emiten sólo en un plano de polarización (P1 ó P2) están configurados como emisores de polarización simple, en particular como emisores dipolares.

5. Antena en grupo según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizada porque las distancias (d) entre las posiciones de los respectivos emisores o equipos emisores contiguos (103a, 3, 103b) son iguales o diferentes.

6. Antena en grupo según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizada porque las distancias (d) entre las posiciones de los respectivos emisores o equipos emisores contiguos (103a, 3, 103b) son en parte iguales y en parte diferentes.

7. Antena en grupo según una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizada porque la antena en grupo está constituida como antena en grupo de banda dual y junto a los emisores y equipos emisores (103a, 3, 103b) incluye para una banda de frecuencias más alta (Fh) equipos emisores de polarización simple o dual (55) para la banda de frecuencias más baja (Fn) , cuya distancia corresponde preferentemente al doble de la distancia (d) entre las posiciones de dos emisores o equipos emisores contiguos (103a, 3, 103b) , para la banda de frecuencias más alta (Fh) , correspondiendo la distancia (d) a la distancia (d) entre dos posiciones de emisor contiguas.

8. Antena en grupo según una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizada porque ambas polarizaciones (P1, P2) están configuradas como polarizaciones lineales.

9. Antena en grupo según una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizada porque ambos planos de polarización (P1, P2) están orientados a un ángulo de +45º y -45º respectivamente respecto a un plano horizontal y/o plano vertical.

10. Antena en grupo según una de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizada porque al menos un primer equipo emisor (103’a) polarizado dualmente y/o el tercer equipo emisor (103’b) polarizado dualmente, de los que al menos hay uno, está (n) dispuesto (s) respecto a la primera y segunda columna de antena (7, 7a, 7b) , de las que al menos hay una, decalado (s) y preferiblemente en el centro entre ambas columnas de antena (7a, 7b) .


 

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