SISTEMA PARA EL CONTROL REMOTO DE LOS HACES DE RADIACIÓN DE ANTENAS MULTI-HAZ.

Sistema para el control remoto de los haces de radiación de antenas multi-haz,

de forma que el sistema interno a la antena modular y escalable comprende:

- un medio mecánico basado en, al menos, un módulo (B) transmisor del movimiento de giro de un moto-reductor (14) al movimiento lineal requerido por unos desfasadores que componen la antena y cuyo módulo (5) transmisor del movimiento de giro está formado por: un grupo bancada modular (I), anclado al bastidor de la antena, y un grupo motor (II), extraíble y accesible desde la parte inferior de la antena, y;

- un medio de control electrónico (A) que gobierna los módulos (B) de transmisión del movimiento de giro, que comprende: al menos, un grupo carcasa (III) y un cartucho extraíble (IV) conectado al grupo carcasa (III),

quedando los módulos (B) transmisores y los medios de control electrónico (A) comunicados por medio de respectivos cables conexionados en conectores (19a) y (19b).

DESCRIPCIÓN 5

Sistema para el control remoto de los haces de radiación de antenas multi-haz.

OBJETO DE LA INVENCIÓN.

La siguiente invención, según se expresa en el enunciado de la presente memoria descriptiva, se refiere a un sistema para el control remoto de los haces de radiación de antenas multi-haz, cuyo objeto se enmarca dentro del campo de control de antenas, y describe un sistema mecánico/electrónico para el control remoto de los haces de radiación de una antena multi-haz. 15

Así, el sistema consta de dos partes diferenciadas: i) la parte de transmisión de movimiento mecánica modular y ii) la parte de control electrónico que gobierna la mecánica, ambas se pueden integrar en el interior de la antena y accesibles al usuario final.

El sistema mecánico, que en la materialización de la presente invención es interno, modular y accesible, permite configurar el tilt de cada banda de la antena por separado tanto manual como eléctricamente, contando con la posibilidad de extraer individualmente cada motor sin desmontar la antena, sin que se vea afectada la posición del tilt y dejando visible al usuario en todo momento la posición real del tilt. 25

El sistema electrónico de control, que en la materialización de la presente invención es interno, modular y extraíble, permite el control del tilt de cada banda por una o varias entidades de control de manera totalmente independiente, sin interferir entre ellas, y sin la necesidad de incluir ningún elemento adicional. 30

CAMPO DE APLICACIÓN.

En la presente memoria se describe un sistema para el control remoto de los haces de radiación de antenas multi-haz, siendo de aplicación en el campo de las antenas de 35 telefonía móvil, más concretamente en el de las antenas multi-haz que incluyen control remoto del conformado de haz, extensivamente conocido como "beam-shaping" en inglés.

Esta invención tiene su máximo aprovechamiento según la representación y materialización concreta mostrada en las figuras, donde tanto el sistema electrónico y mecánico son 40 internos a la antena, modulares y extraíbles; instalado en antenas de compartición, término ampliamente conocido en la literatura como "site-sharing" en inglés, donde varios operadores de telefonía móvil comparten una misma antena que incluye varios sistemas radiantes.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN.

Convencionalmente, las antenas con conformado de haz se emplean en particular en las estaciones base de telefonía móvil, donde su campo de aplicación más conocido es la configuración remota del ángulo de inclinación del haz principal o tilt mediante la adaptación de dispositivos RET (Remote Electrical Tilt) a la antena.

Estas antenas permiten que los operadores de red inclinen la dirección donde apunta el haz de radiación principal de la antena desde un centro de control remoto sin necesidad de inclinar físicamente la antena. El desfase eléctrico se consigue mediante el accionamiento electromecánico de elementos internos de la antena que modifican fase de la señal entregada a cada elemento radiante (elementos ampliamente conocidos como 15 desfasadores o phase-shifters) . El diagrama de radiación sobre la superficie de cobertura es superior en calidad al conseguir la inclinación del haz principal mediante el desfase eléctrico que si se inclinara mecánicamente la antena. Además, al hacer esta operación mediante accionamientos individualizados por banda se consigue que cada banda pueda tener una inclinación distinta a pesar de estar ensamblados sobre la misma estructura mecánica. 20

En el campo de la telefonía móvil las antenas multi-haz están muy extendidas. En la presente invención nos referimos indistintamente a antenas multi-haz o multibanda entendiendo como tal a antenas que incorporan dentro de un mismo radomo más de un sistemas radiante; por ejemplo, una antena dual-banda puede tener dos sistemas radiantes 25 en el ancho de banda 1710-2690MHz; o bien una antena dual-banda puede tener un sistema radiante en el espectro 690-960MHz y otro sistema radiante en 1710-2690MHz; una antena hexa-banda puede tener dos sistemas radiantes en el espectro de 690-960MHz y 4 cuatro sistemas radiantes en el espectro 1710-2690MHz, y así sucesivamente. Cada sistema radiante puede trabajar en varias sub-bandas; por ejemplo un sistema radiante que 30 cubre el espectro de 1710-2690MHz puede ser utilizado en las sub-bandas GSM1800 (1710 - 1880MHz) , PCS1900 (1850 - 1990MHz) , UMTS2100 (1920 - 2170MHz) , TDD Banda 40 (2300 - 2500MHz) , 3G-LTE Extensión 2500 (2500 - 2690MHz) , etc. De aquí en adelante nos referimos a antenas multibanda cuando dentro de un único radomo o envolvente hay varios sistemas radiantes, y donde cada banda se refiere como un sistema radiante. 35

Las antenas multibanda son cada vez más demandadas por los operadores de telefonía móvil por varios motivos: i) por un lado permiten al operador desplegar una nueva tecnología reemplazando antenas antiguas monobanda por antenas multibanda sin necesidad de buscar nuevos emplazamientos, con el consiguiente ahorro en coste de 40 licitación de permisos para desplegar la nueva tecnología red, así como el ahorro de costes operacionales y de explotación; ii) permiten a varios operadores compartir un mismo emplazamiento mediante la compartición de la antena, teniendo cada uno de los operadores sus bandas totalmente independientes del resto de operadores, compartiendo al mismo tiempo costes en licitaciones de permisos. 45

En el mercado ya existen antenas multibanda donde se puede controlar el haz de radiación de manera independiente mediante la instalación de dispositivos externos de control remoto en cada una de las bandas, o al menos en las bandas en las que es necesario su control constante para la optimización de la red. Hoy en día los operadores de red están 5 demandando cada vez más que estos dispositivos sean internos a la antena por un triple motivo: i) si el RET es externo y está conectado a la antena en el momento de la instalación de ésta en el emplazamiento, el RET es proclive a fallos por golpes en el momento de la instalación; ii) si el RET no está colocado en la antena en el momento de la instalación de esta en el emplazamiento, a continuación debe conectarse el RET, y normalmente las 10 habilidades requeridas para el instalador e integrador del RET en la estación base no son las mismas habilidades requeridas que para un instalador de antena; iii) el operador prefiere que el RET sea instalado en fábrica por el fabricante de la misma para evitar errores en la configuración. Por todo ello, a pesar de que la incorporación interna de estos dispositivos podría suponer en una primera instancia un coste superior para la antena que el hecho de 15 instalar únicamente RETs en el las bandas deseadas, en el conjunto de la instalación puede no ser así.

Los requisitos demandados por los operadores de red para las antenas con RET interno son: i) que sea capaz de reposición en campo en un emplazamiento activo sin la necesidad 20 de desinstalar la antena; ii) que sea capaz de configurar manualmente el tilt de cada banda por el instalador de la antena, quien idealmente no debería necesitar más herramientas que las necesarias para la instalación de la antena en el mástil; iii) que sea visible la configuración del tilt en todo momento mediante un marcador; iv) que sea flexible para la compartición de emplazamientos entre varios operadores de red de telefonía móvil. 25

En antenas multibanda se necesita incorporar un mecanismo independiente para el control del haz de cada una de las bandas, así como proporcionar los mecanismos necesarios para independizar al máximo el control del haz de cada banda en caso de compartición entre varios operadores o varias estaciones base. 30

Actualmente existen antenas que incorporan tecnología similar a la de la presente invención, pero carecen de algunas características exclusivas de la misma:

- La solución adoptada en la solicitud de patente MX2010008830 (A) incorpora un 35 sistema interno pero no completamente accesible como el propuesto, pues no se puede acceder a la parte interna del sistema mecánico. Además, presenta un inconveniente que esta invención sí resuelve, como es el hecho de no poder extraer o sustituir un motor averiado sin desmontar la antena.

- La solicitud de patente MX2010008830 (A) permite el accionamiento manual del sistema mecánico, pero siempre desengranando el motor correspondiente. Sin embargo, en el caso que nos ocupa, no es necesario desengranar el motor para accionar manualmente el sistema y es independiente de que haya o no electrónica insertada o de la existencia de averías de suministro eléctrico. 45

- La solicitud de patente MX2010008830...

1ª. SISTEMA PARA EL CONTROL REMOTO DE LOS HACES DE RADIACIÓN DE ANTENAS MULTI-HAZ, caracterizado por que el sistema interno a la antena modular y escalable comprende:

un medio mecánico basado en, al menos, un módulo (B) transmisor del movimiento de giro de un moto-reductor (14) a un movimiento lineal requerido por unos desfasadores que componen la antena y cuyo módulo (B) transmisor del movimiento de giro está formado por:

o un grupo bancada modular (I) , anclado al bastidor de la antena, y;

o un grupo motor (II) , extraíble y accesible desde la parte inferior de la antena, donde en ausencia de giro del eje del moto-reductor (14) se puede realizar el ajuste del haz de forma manual mediante el accionamiento de un husillo roscado (3) , ofreciendo en todo momento la lámina (11) de indicación de tilt 20 la lectura de la posición real del tilt de la antena, y;

unos medios de control electrónico (A) que gobierna los módulos (B) de transmisión del movimiento de giro, capaz de conectarse a varias entidades de control independiente para el control independiente de cada haz a través de los módulos 25 (B) transmisores del movimiento de giro, donde la asignación de bandas por interfaz de control es flexible y configurable, que comprende:

o al menos, un grupo carcasa (III) , y;

o un cartucho extraíble (IV) conectado al grupo carcasa (III) , 30

de forma que los módulos (B) transmisores del movimiento de giro del moto-reductor (14) y los medios de control electrónico (A) quedan comunicados por medio de respectivos cables conexionados en conectores (19a) y (19b) .

2ª. SISTEMA PARA EL CONTROL REMOTO DE LOS HACES DE RADIACIÓN DE ANTENAS MULTI-HAZ, según la 1ª reivindicación, caracterizado por que el grupo bancada modular (I) consta de una bancada del motor (2) , un husillo roscado (3) , un carrito-tuerca (4) , una chapa (5) de sujeción del husillo roscado (3) , un primer tornillo (6) de sujeción de la chapa (5) , un primer piñón (7) del husillo roscado (3) , una arandela de seguridad (8) , unos 40 remaches rápidos (9) del final de carrera, un microrruptor (10) final de carrera, una lámina (11) de indicación de tilt, una barra (12) de empuje del desfasador y unos segundos tornillos (13) de fijación de la barra/lámina de indicación de tilt.

3ª. SISTEMA PARA EL CONTROL REMOTO DE LOS HACES DE RADIACIÓN DE 45 ANTENAS MULTI-HAZ, según la 1ª reivindicación, caracterizado por que el grupo motor (II) está compuesto por un moto-reductor (14) , un piñón intermedio (15) , un segundo piñón 5 (16) del eje del moto-reductor (14) , una tapa (17) del moto-reductor y unos terceros tornillos (18) de unión del moto-reductor (14) con la tapa del mismo.

4ª. SISTEMA PARA EL CONTROL REMOTO DE LOS HACES DE RADIACIÓN DE ANTENAS MULTI-HAZ, según la 3ª reivindicación, caracterizado por que los terceros 10 tornillos (18) de unión del moto-reductor (14) con la tapa (17) del mismo permiten cerrar todo el grupo motor (II) para convertirlo en un bloque sustituible.

5ª. SISTEMA PARA EL CONTROL REMOTO DE LOS HACES DE RADIACIÓN DE ANTENAS MULTI-HAZ, según la 3ª reivindicación, caracterizado por que en base al 15 alejamiento del eje del moto reductor (14) y el husillo roscado (3) por medio de un piñón intermedio (15) , el moto-reductor (14) puede ser extraído o colocado sin soltar ningún piñón y sin afectar a la parte conectada de los desfasadores (12) .

6ª. SISTEMA PARA EL CONTROL REMOTO DE LOS HACES DE RADIACIÓN DE 20 ANTENAS MULTI-HAZ, según la 3ª reivindicación, caracterizado por que tras la extracción del grupo motor el conjunto husillo roscado (3) -tuerca (4) sigue montado con la lámina (11) de indicación de grado de tilt y unido a la barra (12) de empuje del desfasador (12) , permitiendo la actuación manual sobre la parte del eje del husillo que sobresale, manteniendo su funcionalidad aun sin motor instalado. 25

7ª. SISTEMA PARA EL CONTROL REMOTO DE LOS HACES DE RADIACIÓN DE ANTENAS MULTI-HAZ, según la 6ª reivindicación, caracterizado por que incorpora uno o varios microrruptores (10) de final de carrera que permite calibrar el moto-reductor (14) identificando su posición relativa al tope de fin de carrera sin que llegue a forzarse el 30 conjunto husillo roscado (3) -tuerca (4) en los extremos de su recorrido.

8ª. SISTEMA PARA EL CONTROL REMOTO DE LOS HACES DE RADIACIÓN DE ANTENAS MULTI-HAZ, según la 1ª reivindicación, caracterizado por que cada cartucho extraíble (IV) está formado por un módulo de interfaces de control (100) y un bloque de 35 control (110) , cuyos módulos pueden estar o no impresos en la misma placa de circuito impreso o no.

9ª. SISTEMA PARA EL CONTROL REMOTO DE LOS HACES DE RADIACIÓN DE ANTENAS MULTI-HAZ, según la 8ª reivindicación, caracterizado por que el módulo de 40 interfaces de control (100) contiene uno o más interfaces de control (20) .

10ª. SISTEMA PARA EL CONTROL REMOTO DE LOS HACES DE RADIACIÓN DE ANTENAS MULTI-HAZ, según la 8ª reivindicación, caracterizado por que el bloque de control (110) consta de un módulo de electrónica de control (25) , un módulo de control de 45 alimentaciones (26) y de los circuitos drivers de motores (27i) .

11ª. SISTEMA PARA EL CONTROL REMOTO DE LOS HACES DE RADIACIÓN DE 5 ANTENAS MULTI-HAZ, según la 10ª reivindicación, caracterizado por que los circuitos drivers de motores (27i) están eléctricamente conectados a los motores a través de un conector que une el grupo carcasa (III) con el cartucho extraíble (IV) , y a su vez a través de los conectores de motores (19b) .

12ª. SISTEMA PARA EL CONTROL REMOTO DE LOS HACES DE RADIACIÓN DE ANTENAS MULTI-HAZ, según la 8ª reivindicación, caracterizado por que el bloque de control (110) asigna cualquier motor (28) a cualquier interfaz de entrada (20) , condición ideal para antenas de compartición donde no hay ninguna restricción para asignar a cada operador la banda que desee controlar. 15

13ª. SISTEMA PARA EL CONTROL REMOTO DE LOS HACES DE RADIACIÓN DE ANTENAS MULTI-HAZ, según la 10ª reivindicación, caracterizado por que el módulo de electrónica de control (25) tiene capacidad para gestionar a la vez los flujos de datos que le llegan de cada entidad de control (21i) de manera totalmente independiente. 20

14ª. SISTEMA PARA EL CONTROL REMOTO DE LOS HACES DE RADIACIÓN DE ANTENAS MULTI-HAZ, según la 10ª reivindicación, caracterizado por que cada driver de motores (27i) actúa sobre cada motor (28j) .

15ª. SISTEMA PARA EL CONTROL REMOTO DE LOS HACES DE RADIACIÓN DE ANTENAS MULTI-HAZ, según la 1ª reivindicación, caracterizado por que sobre la placa de circuito impreso, presente en el "grupo carcasa" (III) , se implementa un bloque de motores (120) que sólo contiene los conectores (19b) necesarios para conectar los distintos "grupo motor" (II) necesarios para cada modelo de antena. 30

16ª. SISTEMA PARA EL CONTROL REMOTO DE LOS HACES DE RADIACIÓN DE ANTENAS MULTI-HAZ, según la 1ª reivindicación, caracterizado por que cada conector (19b) del bloque de motores sale un cable que se conecta a uno de los motores extraíbles (II) a través del conector habilitado para ello (19a) , por medio del cual se le proporciona la 35 tensión y corriente necesarias para el giro del motor.