Antena multibanda apilada.

Una antena (1) que comprende una primera (10) y segunda (20) unidades de antenas dispuestas en un apilamiento,

comprendiendo la primera unidad de antena (10) una primera lente (11) y una primera agrupación (21) de puertos de haz (32), y comprendiendo la segunda unidad de antena (20) una segunda lente (12) y una segunda agrupación (22) de puertos de haz (32), caracterizada por que la primera (10) y segunda (20) unidades de antenas están configuradas para operar en una primera y segunda bandas de frecuencia, diferentes, y estando la primera (10) y la segunda (20) unidades de antena configuradas para transmitir o estando cada una configurada para recibir señales a o desde un primer campo de visión, y en la que la primera (10) y la segunda (20) unidades de antena están configuradas de tal modo que la primera (21) y la segunda (20) agrupaciones de puertos de haz (32) pueden ser utilizadas para proporcionar aproximadamente la misma forma de haz

Antena multibanda apilada Este invento se refiere a una antena, y más particularmente a una antena que se puede utilizar para transmitir y recibir señales a través de un rango de frecuencias al tiempo que mantiene una forma de haz uniforme.

Existen varias aplicaciones en las que es deseable que una antena sea capaz de escanear o explorar a través de un amplio rango de frecuencias. En algunos casos, es además deseable que tales antenas proporcionen una amplia cobertura espacial. Con el fin de que sean capaces de escanear a través de un área espacialmente grande, y proporcionar consistencia a lo largo de toda la banda importante de frecuencias, es necesario que la anchura del haz permanezca constante a lo largo de todo el rango de frecuencias importante. Esto puede ser difícil debido al tamaño eléctrico de cualesquiera cambios de abertura de antena con la frecuencia, normalmente resultantes en un cambio de la forma del haz con la frecuencia: cuando la frecuencia aumenta, el haz resulta más estrecho. Existen varias tecnologías de apodización que pueden resolver estos problemas -por ejemplo, la abertura de una antena que comprende un número de elementos de antena puede ser controlada ajustando la amplitud de señal en cada elemento con frecuencia. Sin embargo, estas tecnologías son complejas y caras.

El documento DE 4430832 describe una lente de Luneburg cilíndrica, que tiene una altura de al menos la mitad a varias longitudes de onda en la que el emisor tiene las características de radiación de una antena de grupo de al menos dos excitadores apilados verticalmente.

El documento US 5485167 describe una agrupación dipolar de múltiples capas que proporciona una antena de agrupación controlada en fase de banda de multifrecuencias. Varias capas de agrupaciones de par dipolar, cada una sintonizada a una banda de frecuencia diferente, son apiladas relativamente entre sí a lo largo de la dirección de transmisión/recepción. La agrupación de frecuencia más elevada está enfrente de la siguiente agrupación de frecuencia más baja y así sucesivamente.

El documento US 6118406 describe una antena controlada en fase de banda ancha que está comprendida de múltiples parches que son alimentados directamente. Los múltiples parches proporcionan la antena de parche de banda ancha que tiene bandas de frecuencia estrecha que se solapan y comprende un elemento de plano de tierra, múltiples elementos de antena, múltiples capas dieléctricas, una línea de alimentación de RF, y una disposición de alimentación. El elemento de plano de tierra tiene dimensiones de longitud y anchura predeterminadas y una abertura en él en una posición predeterminada cerca de su centro. Los múltiples elementos de antena tienen un elemento de antena más superior. Las múltiples capas dieléctricas están interpuestas respectivamente entre los múltiples elementos de antena y los separan en una disposición apilada que tiene elementos de antena de número impar y par.

El documento US 2003/052825 describe una agrupación de antena de microtiras de dirección espacial nula que comprende dos elementos de antena de parche de microtiras concéntricos. Una antena circular interior es utilizada como un elemento auxiliar para anular la interferencia recibida por una antena de anillo anular exterior dispuesta alrededor de la antena interior. La antena anular exterior es resonante en un modo de orden más elevado pero forzada para generar un diseño de radiación de campo lejano de orden inferior polarizado circularmente a mano derecha (TM11) , permitiendo por ello un seguimiento de fase co-modal entre los dos elementos de antena para cancelación adaptativo. Cada elemento de antena es excitado apropiadamente por sondas espaciadas simétricamente.

Existe así una necesidad para una antena que sea tanto barata como simple de fabricar al tiempo que consigue aún la funcionalidad descrita anteriormente.

De acuerdo con un aspecto del presente invento, se ha proporcionado una antena que comprende una primera y segunda unidades de antena dispuestas en un apilamiento, en el que la primera y segunda unidades de antenas están configuradas para operar en una primera y segunda bandas de frecuencia, diferentes, y en la que la primera y segunda unidades de antena están configuradas para transmitir al primer campo de visión o recibir desde el mismo. Convenientemente, la primera unidad de antena está configurada para operar en la primera banda de frecuencia, y la segunda unidad de antena está configurada para operar en la segunda banda de frecuencia. Previendo unidades de antenas separadas para trabajar en bandas de frecuencia separadas, la forma del haz puede ser mantenida al menos aproximadamente constante a través de toda la banda. Aunque habrá alguna variación en la forma del haz dentro de la primera y segunda bandas de frecuencia, la antena proporciona una solución más simple al problema de mantener una forma de haz constante que las antenas actualmente conocidas. Habrá muchas aplicaciones en las que la forma de haz aproximadamente constante proporcionada por el presente invento será adecuada. Tales aplicaciones, en las que es actualmente necesario utilizar sistemas de apodización más complejos y caros, se beneficiarán de una antena más barata a costa de una reducción (aceptable) en el rendimiento. La disposición de las unidades de antena en forma de un apilamiento permite que la antena sea fabricada utilizando procesos de fabricación simples.

La primera unidad de antena puede comprender una primera lente y una primera agrupación de puertos de haz, y la segunda unidad de antena puede comprender una segunda lente y una segunda agrupación de puertos de haz; y la primera y la segunda unidades de antena pueden estar configuradas tal modo que la primera y segunda agrupaciones de puertos de haz sean utilizables para proporcionar aproximadamente la misma forma de haz. La primera y segunda lentes

pueden ser lentes cilíndricas, que producen convenientemente haces en abanico. Ventajosamente, la disposición en apilamiento proporciona más espacio para un gran número de puertos de haz. Además, la primera y la segunda lentes pueden ser elegidas para ser de un tamaño particular tal que los haces producidos por cada lente son aproximadamente de la misma forma. Esto se consigue fácilmente utilizando lentes cilíndricas, que son simples de fabricar para cualquier especificación dada.

La antena puede comprender además una tercera unidad de antena configurada para operar en una tercera banda de frecuencia, diferente de la primera y segunda bandas de frecuencia, y configurada para transmitir o recibir señales a o desde el primer campo de visión. Así la antena puede ser adaptada para cubrir un rango de frecuencias mayor, mientras que conserva aún una forma de haz aproximadamente constante, añadiendo una unidad de antena adicional. Alternativamente, puede conseguirse una forma más uniforme del haz a través del rango de frecuencias dado aumentando el número de unidades de antenas presentes en el apilamiento.

Opcionalmente, las bandas de frecuencia en combinación pueden formar una banda de frecuencia continua. Alternativamente, la antena puede estar configurada para proporcionar una cobertura de múltiples bandas.

Preferiblemente, las unidades de antena están separadas por una lámina dieléctrica. La lámina dieléctrica sirve para aislar cada unidad de antena de las otras unidades de antenas, impidiendo por ello la interferencia entre señales transmitidas o recibidas por cada unidad.

Convenientemente, la antena comprende además una red de conmutación que se puede utilizar para seleccionar uno o más de los puertos de haz. La red de conmutación puede ser una red de conmutación binaria. Las redes de conmutación binaria son una forma conocida y conveniente de red de conmutación. Ventajosamente, una red de conmutación binaria permite que cualquier evento sea seleccionado en cualquier instante. Así los puertos de haz pueden, por ejemplo, ser explorados en secuencia, o según se desee dependiendo de la aplicación particular de la antena.

Opcionalmente, cada puerto de haz comprende un elemento en forma de pajarita o corbata de lazo.

La antena puede comprender además un elemento de banda ancha dispuesto para transmitir o recibir señales procedentes de un segundo campo de visión. La presencia de tal elemento permite que la cobertura espacial de la antena sea extendida a un hemisferio completo.

El invento será descrito a continuación, a modo de ejemplo solamente, con referencia a los dibujos adjuntos en los que:

La fig. 1 es una perspectiva lateral para una antena de acuerdo con este invento para transmitir tres rangos de frecuencia;

La fig. 2 es un diagrama del circuito... [Seguir leyendo]

1. Una antena (1) que comprende una primera (10) y segunda (20) unidades de antenas dispuestas en un apilamiento, comprendiendo la primera unidad de antena (10) una primera lente (11) y una primera agrupación (21) de puertos de haz (32) , y comprendiendo la segunda unidad de antena (20) una segunda lente (12) y una segunda agrupación (22) de 5 puertos de haz (32) , caracterizada por que la primera (10) y segunda (20) unidades de antenas están configuradas para operar en una primera y segunda bandas de frecuencia, diferentes, y estando la primera (10) y la segunda (20) unidades de antena configuradas para transmitir o estando cada una configurada para recibir señales a o desde un primer campo de visión, y en la que la primera (10) y la segunda (20) unidades de antena están configuradas de tal modo que la primera (21) y la segunda (20) agrupaciones de puertos de haz (32) pueden ser utilizadas para proporcionar aproximadamente la misma forma de haz.

2. Una antena según la reivindicación 1, en la que la primera y la segunda lentes comprenden lentes cilíndricas.

3. Una antena según la reivindicación 1, o la reivindicación 2 en la que la primera (10) unidad de antena está configurada para operar en la primera banda de frecuencia, y la segunda (20) unidad de antena está configurada para operar en la segunda banda de frecuencia.

4. Una antena según cualquier reivindicación precedente que comprende además una tercera unidad de antena (30) configurada para operar en una tercera banda de frecuencia, diferente de la primera y de la segunda bandas de frecuencia, y configurada para transmitir o recibir señales a o desde el primer campo de visión.

5. Una antena según cualquier reivindicación precedente en la que las bandas de frecuencia en combinación forman una banda de frecuencia continua.

6. Una antena según cualquier reivindicación precedente en el que las unidades de antena (10, 20, 20, 30) están separadas por una lámina dieléctrica (14, 15) .

7. Una antena según cualquier reivindicación precedente que comprende además una red de conmutación (40) que puede ser utilizada para seleccionar uno o más puertos de haz.

8. Una antena según la reivindicación 7 en la que la red de conmutación (40) es una red de conmutación binaria.

9. Una antena según cualquier reivindicación precedente en la que cada puerto de haz (32) comprende un elemento en forma de pajarita.

10. Una antena según cualquier reivindicación precedente, que comprende además un elemento (37) de banda ancha dispuesto para transmitir o recibir señales procedentes de un segundo campo de visión.