ES2257070T3 - Alimentador de antena y un sistema de antena reflectora y un receptor de bajo ruido, ambos con un tal alimentador de antena. - Google Patents
Alimentador de antena y un sistema de antena reflectora y un receptor de bajo ruido, ambos con un tal alimentador de antena.Info
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Abstract
Un alimentador de antena para uso en un sistema de recepción de señales ortogonales polarizadas lineal o circularmente, comprendiendo el alimentador de antena un cuerpo alimentador de antena (14; 32) para acoplamiento a un conducto guía de ondas (12), siendo el cuerpo alimentador (14; 32) un alimentador del tipo en cruz (10; 30; 70; 78; 94) y definiendo un eje central 16 y disponiendo de brazos espaciados (20; 34)que se extienden radialmente hacia afuera desde el eje central (16) para recibir las señales polarizadas, estando dichos brazos espaciados (20; 34) separados por un espacio de aire, estando dicho alimentador del tipo en cruz (10; 30; 70; 78; 94) dispuesto con una forma del haz para iluminar un plato reflector (54) para la recepción de dichas señales polarizadas.
Description
Alimentador de antena y su sistema de antena
reflectora y un receptor de bajo ruido, ambos con un tal
alimentador de antena.
La presente invención se refiere a alimentadores
de antena para uso en sistemas polarizados lineal o
circularmente.
Particularmente, pero no exclusivamente, la
invención se refiere a alimentadores de antena de doble polaridad
particularmente apropiados para uso en sistemas polarizados
linealmente que funcionan a frecuencias de banda-S
(aproximadamente dentro de la gama de 2 a 3 GHz) y frecuencias de
banda-Ku (alrededor de 12 GHz).
Convencionalmente, los alimentadores de antenas
de bocina se emplean como alimentadores de antenas parabólicas
descentradas (offset) de doble polaridad para sistemas que
funcionan con frecuencias de banda-S; no obstante,
en lugar de alimentadores de antenas de bocina pueden emplearse
alimentadores de antenas de lente dieléctrica (denominadas a veces
lentes de varillas múltiples) porque los alimentadores de antenas
de bocina para uso con frecuencias de banda-S son
relativamente grandes. La Fig. 1 muestra una antena de lente
dieléctrica típica del estado de la técnica y la Fig. 2 muestra el
correspondiente diagrama simétrico direccional de radiación con una
anchura del haz de 42.5º a potencia media de 10dB. La Fig. 3 muestra
un alimentador de antena de bocina acanalado típico del estado de
la técnica y la Fig. 4 muestra el correspondiente diagrama
simétrico de radiación. El limentador acanalado mostrado en la Fig.
4 tiene una anchura del haz de 35º a potencia media de 10dB. El
alimentador de antena mostrado en La Fig. 3 muestra acanaladuras
circulares completas con un ángulo \theta de alimentación
constante lo cual se traduce en el diagrama direccional de radiación
de La Fig. 4.
Los alimentadores de antena de lente dieléctrica
tiene la ventaja de que son físicamente más pequeños que los
alimentadores de antena de bocina pero proporcionan un rendimiento
eléctrico similar.
La lente dieléctrica se fabrica de material
plástico sólido típicamente mediante un proceso de moldeo de
plástico pero esto da lugar a problemas de fabricación debido a que
la parte exterior de la lente moldeada se enfría más rápidamente
que la parte interior y la extracción prematura del molde antes de
que el material plástico se haya solidificado totalmente puede
traducirse en discontinuidades físicas en la lente, tales como
cavidades, las cuales reducen el rendimiento de la lente del
alimentador de antena. Simplemente esperar más tiempo para qué el
material plástico se solidifique reduce la capacidad productiva y
aumenta el coste por artículo unitario. Este problema se acentúa en
el caso de lentes de más baja frecuencia las cuales son físicamente
más grandes en cuanto a tamaño.
La EP 0527569 A1 divulga una antena de bocina
para su uso con señales que tienen planos de polarización
ortogonales, que incluyen un cono dieléctrico de sección
transversal cruciforme y una lente dieléctrica ajustada en la boca
de la bocina.
La US 4490696 A divulga un separador de
polarización del tipo de guía de ondas transversal y la WO 94/19842
A1 divulga un alimentador para una antena de microondas integrado
en una placa de circuito común.
Un objeto de la presente invención es el de
proporcionar un alimentador de antena que evite o mitigue al menos
una de las desventajas citadas más arriba.
Según un primer aspecto de la presente invención
se ha previsto un alimentador de antena para su uso en un sistema
para la recepción de señales ortogonales polarizadas circular o
linealmente, comprendiendo el alimentador de antena un cuerpo
alimentador de antena para su acoplamiento a un conducto guía de
ondas,
siendo el cuerpo alimentador un alimentador del
tipo en cruz y definiendo un eje central e incluyendo brazos
espaciados que se extienden radialmente hacia afuera desde el eje
central para recibir las señales polarizadas, estando dichos brazos
espaciados separados por un espacio de aire, estando dicho
alimentador del tipo en cruz dispuesto con una forma de haz para
iluminar un plato reflector para la recepción de dichas señales
polarizadas.
En virtud de la presente invención puede
fabricarse un alimentador de antena de peso reducido. El proceso de
fabricación es más barato que en el caso de alimentadores
convencionales de lente dieléctrica, debido a que se requiere menos
material dieléctrico, la lente se enfría más rápidamente en el
centro minimizando de ese modo las discontinuidades y
proporcionando una calidad de lente mejorada. La capacidad
productiva de lentes fabricadas puede aumentarse debido a los
requisitos reducidos en cuanto a tiempo de enfriamiento.
Cuando el alimentador de antena es una lente
dieléctrica, el cuerpo alimentador tiene ventajosamente una sección
transversal generalmente cruciforme y comprende un núcleo
dieléctrico central coaxial con el eje central, y brazos
dieléctricos espaciados periféricamente en la cruz dispuesta
alrededor del núcleo. Los brazos pueden ir separados entre sí por
un espacio de aire o los brazos pueden y separados entre sí, por
ejemplo, por otro material dieléctrico. Se apreciará que el núcleo
central y los brazos se fabrican preferentemente como una única
unidad, mediante moldeo o mecanizado, de este modo no hay unión
entre los brazos y el núcleo central. Alternativamente, el núcleo
central puede ser fabricado de piezas independientes las cuales son
ulteriormente unidas.
Los brazos espaciados pueden ser formados de
porciones acanaladas que se extienden radialmente, incluyendo cada
porción al menos un elemento que se extiende transversalmente con
respecto a su dirección radial respectiva.
Se apreciará que el cuerpo alimentador y el
conducto en el caso del alimentador de lente o en el caso del
alimentador del tipo en cruz pueden ser moldeados o fundidos como
una unidad integral. Esto puede conducir a una reducción del peso y
del coste. El alimentador de antena puede ser ajustado para recibir
señales polarizadas de formas de haz diferentes variando el ángulo
de alimentación del alimentador de antena, ajustando a) la altura
de las acanaladuras, b) el espacio entre las acanaladuras y c) la
posición de las acanaladuras a lo largo del
eje-z.
Tal como se apreciará por personas expertas en la
materia, las referencias aquí y en la descripción siguiente a un
ángulo de alimentación de un alimentador de antena del tipo en cruz
se refieren a un ángulo definido entre el eje central del conducto
guía de ondas y un plano que define una superficie que une los
salientes de cada bazo de la cruz.
Preferentemente, el elemento comprende un
saliente esencialmente recto. El elemento puede ir dispuesto
esencialmente perpendicular al radio de la porción de brazo
respectiva.
Convenientemente, cada porción de brazo tiene dos
o más elementos dispuestos en relación paralela espaciada.
Alternativamente, el al menos un elemento puede
comprender dos o más salientes rectos, dispuestos adyacentes el uno
al otro y formando un ángulo entre ellos. Preferentemente, cada
elemento comprende tres salientes rectos. Convenientemente cada
porción de brazo tiene dos o más elementos dispuestos en relación
paralela espaciada.
Preferentemente, el cuerpo alimentador de antena
generalmente es cilíndrico. El cuerpo alimentador de antena puede
ser tubular.
Convenientemente, las porciones de brazos
acanaladas se extienden radialmente hacia afuera desde el cuerpo
alimentador de antena. Pueden ir cuatro porciones de brazos
acanaladas dispuestas alrededor de una circunferencia del cuerpo
alimentador de antena. Las porciones de brazos acanaladas pueden ir
dispuestas entre sí perpendicularmente alrededor de la
circunferencia del cuerpo limentador de antena.
Preferentemente, la primera y segunda de dichas
porciones de brazos acanaladas opuestas entre sí, van dispuestas
con un primer ángulo de alimentación, mientras que la tercera y la
cuarta de dichas porciones de brazos acanaladas opuestas entre sí
van dispuestas con un segundo ángulo de alimentación. Se apreciará
por personas expertas en la materia que la disposición de las
porciones de brazos acanaladas con el primer y segundo ángulos de
alimentación permiten al alimentador de antena generar una forma de
haz elíptica y recibir señales polarizadas desde un plato
elíptico.
Según un segundo aspecto de la presente invención
se ha proporcionado un método de recepción de señales ortogonales
polarizadas lineal o circularmente, incluyendo el método las etapas
de:
Proporcionar un cuerpo alimentador de antena que
sea un alimentador del tipo en cruz, que defina un eje central y
que tenga unos brazos espaciados que se extiendan radialmente hacia
afuera desde el eje central para recibir las señales polarizadas,
estando los brazos espaciados separados por un espacio de aire,
estando provisto el alimentador del tipo en cruz de una forma de haz
para iluminar un plato reflector para la recepción de dichas
señales polarizadas;
Acoplar el cuerpo alimentador de antena a un
conducto guía de ondas;
Disponer el cuerpo alimentador de antena con
relación a un plato reflector de manera que, en uso, los brazos del
cuerpo alimentador de antena reciban señales polarizadas reflejadas
por el plato reflector y transmitir estas señales al conducto guía
de ondas.
El alimentador de antena puede incluir;
un conductor guía de ondas acoplado al
alimentador de antena, incluyendo el conducto guía de ondas sondas
dispuestas en su interior; y
una placa de circuito en comunicación eléctrica
con las sondas que tiene una salida para proporcionar señales
eléctricas correspondientes a las señales polarizadas entrantes,
formando el conducto guía de ondas y la placa de circuito un
receptor de bloqueo de bajo ruido (LNB).
Estos y otros aspectos de la presente invención
resultaran evidentes a partir de la descripción siguiente hecha a
modo de ejemplo, con referencia a los dibujos que se acompañan, en
los cuales:
La Fig. 1 es una vista ilustrada de un
alimentador de antena de lente dieléctrica del estado de la
técnica;
La Fig. 2 es un gráfico del diagrama de radiación
de la lente del estado de la técnica de la Fig. 1;
La Fig. 3 es una vista ilustrada de un
alimentador de antena de bocina del estado de la técnica;
la Fig. 4 es un gráfico del diagrama de radiación
del alimentador de bocina del estado de la técnica de la Fig.
3;
La Fig. 5 es una vista ilustrada de un
alimentador de antena de lente dieléctrica según una realización de
la presente invención;
La Fig. 5a es un esquema que ilustra la
alineación de una parte del alimentador de antena de la Fig. 5 con
componentes ortogonales de una señal, cuando la polarización es
horizontal;
La Fig. 5b es un esquema que ilustra la
alineación de una parte del alimentador de antena de La Fig. 5 con
componentes ortogonales de una señal, cuando la polarización se
desvía de la horizontal;
La Fig. 6 es un gráfico del diagrama de radiación
del alimentador de antena de la figura 5;
La Fig. 7 es una vista ilustrada de un
alimentador de antena del tipo en cruz según otra realización de la
presente invención;
La Fig. 7a es un esquema que ilustra la
alineación de una parte del alimentador de antena de la Fig. 7 con
componentes ortogonales de una señal, cuando la polarización es
horizontal;
La Fig. 7b es un esquema que ilustra la
alineación de una parte del alimentador de antena de la Fig. 7 con
componentes ortogonales de una señal, cuando la polarización se
desvía de la horizontal;
La Fig. 8 es un gráfico del diagrama de radiación
del alimentador de antena de la Fig.7;
La Fig. 9 es un esquema similar al de la Fig. 7
de un alimentador de antena del tipo en cruz para su uso con una
antena elíptica;
La Fig. 10 es un gráfico del diagrama de
radiación para el alimentador de antena del tipo en cruz mostrado
en la Fig. 9;
La Fig. 11 es un dibujo esquemático de un sistema
de antena según otra realización de la presente invención;
La Fig. 12 es un esquema similar al de la figura
9 de un alimentador de antena del tipo en cruz para su uso con una
antena elíptica;
La Fig. 13 es un gráfico del diagrama de
radiación para el alimentador de antena del tipo en cruz mostrado
en la fig. 12;
La Fig. 14 es un esquema de un alimentador de
antena del tipo en cruz según otra realización de la presente
invención;
La Fig. 15 es un gráfico del diagrama de
radiación para el alimentador de antena del tipo en cruz mostrado
En La Fig. 14;
La Fig. 16 es un esquema de un alimentador de
antena del tipo en cruz según otra realización más de la presente
invención; y
La Fig. 17 es un gráfico del diagrama de
radiación para el alimentador de antena de tipo en cruz mostrado en
la Fig. 16.
Se hace referencia en primer lugar a las Figs. 5,
5a, 5b y 6 de los dibujos. La Fig. 5 muestra un alimentador de
antena dieléctrico según una realización de la presente invención
para su uso con frecuencias de banda-S de
aproximadamente 2.5 GHz. El alimentador 10 es un alimentador de
antena de lente dieléctrica que comprende un conducto guía de ondas
12 en forma de un tubo metálico cilíndrico; y un cuerpo alimentador
dieléctrico 14, fabricado de polipropileno, acoplado y dispuesto
parcialmente dentro de la parte delantera del conducto 12. El
alimentador 10 define un eje central (longitudinal) mostrado en
líneas de trazo y punto 16) a lo largo del cual se propaga la
radiación.
El cuerpo alimentador 14 tiene una forma general
de cono entallado que presenta una sección transversal generalmente
cruciforme, tal como se muestra En Las Figs. 5a, 5b, (transversal
al eje longitudinal 16). La longitud del cuerpo 14 es de 140 mm.
aproximadamente y el diámetro del cuerpo 14 en su parte más ancha
(que es la parte adyacente al conducto 12) es de 85mm.
aproximadamente. El cuerpo 14 tiene un núcleo central 18
dieléctrico (polipropileno) coaxial con el eje longitudinal 16.
Alrededor del núcleo central 18 y extendiéndose radialmente hacia
afuera desde el eje central 16, van dispuestos cuatro brazos
dieléctricos 20 espaciados periféricamente (en forma de dedos de
polipropileno). El núcleo 18 y los dedos 20 van moldeados como una
unidad integral. Tal como se muestra en las Figs. 5a, 5b los
espacios entre dedos adyacentes 20 definen muescas o espacios de
aire 21 los cuales dan lugar a que el cuerpo alimentador 14 tenga
una apariencia muescada. Esto garantiza el que exista una cantidad
máxima de material donde el campo eléctrico sea el máximo.
En uso, el alimentador 10 va acoplado a una
antena mediante un soporte 23 (Fig. 11) para iluminar una antena
reflectora (Fig. 11). Aunque el cuerpo alimentador 14 va dispuesto
y configurado con respecto a la antena de manera que los dedos 20
queden alineados con las señales ortogonales polarizadas linealmente
transmitidas desde la antena, tal como se muestra esquemáticamente
en las Figs. 5a, b y 7a, b, de hecho, no hay necesidad de que la
forma en cruz esté alineada con la polarización debido a que
cualquier polarización puede resolverse dentro de dos componentes
ortogonales alineados con la forma en cruz. Si se lleva a cabo la
alineación, esto se hace girando el cuerpo alimentador 14 y el
conducto guía de ondas 12 de manera que la posición angular de los
dedos 20 varíe con respecto al eje longitudinal 16.
En la Fig. 5a, las señales Ortogonales
polarizadas linealmente se muestran mediante flechas etiquetadas
con SV y SH; esta señales son polarizadas perpendicular y
paralelamente al eje horizontal respectivamente. La Fig. 5b muestra
el caso general en el que las señales Sv, Sh son polarizadas
perpendicular y paralelamente a un ángulo (desviado del eje
horizontal). Los componentes resueltos Sv1, Sv2, Sh1, Sh2 se
muestran alineados con los dedos 20 dibujados en líneas de trazos.
Es común disponer de señales polarizadas con un ángulo de
desviación desde el eje horizontal.
La Fig. 6 es un gráfico del diagrama de radiación
del alimentador de antena de la Fig. 5. Resultará evidente que el
diagrama del haz de radiación simétrica, anchura del haz de 44º a
potencia media de 10dB, del alimentador de antena 10 es muy similar
al diagrama de radiación del alimentador de antena del estado de la
técnica mostrado en la Fig. 2. La forma de los dos diagramas de
radiación es muy similar: la diferencia principal entre los dos
diagramas es que el alimentador del estado de la técnica tiene una
anchura del haz de 40.6º a potencia media de 10dB; en tanto que, el
alimentador 10 tiene una anchura del haz de 44º a potencia media de
10dB.
Las Figs. 7, 7a, 7b y 8 muestran un alimentador
de antena 30 según otra realización de la presente invención. El
alimentador 30 es un alimentador de antena del tipo en cruz que
comprende un conducto guía de ondas 12 (en forma de tubo metálico
cilíndrico) y un cuerpo alimentador del tipo en cruz 32 acoplado a
la parte delantera del conducto guía de ondas 12. El cuerpo 32
también está hecho de metal y tiene cuatro porciones de brazos
acanaladas 34 en relación ortogonal entre ellas. Las porciones de
brazos 34 se extienden radialmente hacia el exterior desde el eje
longitudinal 16 definido por el cuerpo alimentador
32.
32.
Las acanaladuras de las porciones de brazos 34 se
forman mediante salientes 36 que se extienden fuera del conducto
guía de ondas 12 y paralelos al eje longitudinal 16. Los salientes
36 de cada porción de brazo 34, van separados mediante escalones 38
transversales con respecto al eje longitudinal 16. Los escalones 38
unen salientes adyacentes 36. De este modo, los salientes
respectivos 36 de cada porción de brazo 34 van dispuestos
concéntricamente alrededor del eje longitudinal 16 y en relación
paralela, estando el saliente 36 más próximo al conducto guía de
ondas 12 más cerca del eje longitudinal 16 y estando los sucesivos
salientes 36 sucesivamente más lejos del eje longitudinal 16 para
dar a los salientes 36 una apariencia escalonada. Visto desde la
parte frontal, tal como se aprecia mejor en las Figs. 7a, 7b, y a
lo largo del eje longitudinal 16, el alimentador 30 aparece como
una cruz que tiene el centro hueco. La forma del haz puede
ajustarse variando el ángulo de alimentación \alpha ajustando a)
la altura de las acanaladuras, b) la separación entre las
acanaladuras y c) la posición de las acanaladuras a lo largo del
eje-z.
Al igual que en el caso de la realización de la
Fig. 5, en uso, el alimentador 30 va colocado en un sistema de
antena (Fig. 11) para iluminar una antena reflectora (Fig. 11) y el
cuerpo alimentador 32 va dispuesto con respecto a la antena de
manera que las señales ortogonales polarizadas linealmente sean
transmitidas desde la antena. Si bien las porciones de brazos 34
pueden alinearse al igual que con la lente dieléctrica mostrada en
la Fig. 5a, tampoco existe el requisito de que la forma en cruz
quede alineada con la polarización de entrada por la misma razón:
cualquier dirección de polarización puede resolverse dentro de dos
componentes ortogonales alineados en las porciones de brazos 34 del
tipo en cruz. Si la alineación es necesaria, ésta se consigue
girando el cuerpo alimentador 32 y el conducto guía de ondas 12 de
manera que la posición angular de las porciones de brazos 34 varíe
con respecto al eje longitudinal 16.
La Fig. 8 es un gráfico del diagrama de radiación
del alimentador de antena de la Fig. 7 cuando las porciones de
brazos 34 están alineadas con las señales ortogonales polarizadas
linealmente transmitidas desde la antena. Resultará evidente que el
diagrama de radiación del alimentador de antena 30 es similar al
diagrama de radiación del alimentador de antena del estado de la
técnica mostrado en la Fig. 3. La forma de los dos diagramas de
radiación es similar: la diferencia principal entre los dos
diagramas es que el alimentador del estado de la técnica tiene una
anchura del haz de 35.0º a potencia media de 10dB a 11.7 GHz; en
tanto que, el alimentador 30 tiene una anchura del haz de 40.9º a
potencia media de 10dB a 11.7 GHz.
La Fig. 9 es una vista similar a la de la Fig. 7
pero de un alimentador del tipo en cruz para recibir una forma del
haz elíptica para uso con un reflector elíptico. Esto se logra
disponiendo ángulos de alimentación, \theta y \Phi, diferentes
en los planos horizontal y vertical tal como se muestra en la Fig.
9. El ángulo de alimentación respectivo \theta y \Phi es el
ángulo entre el eje central 16 del conducto guía de ondas 12 y un
plano que define la superficie que une los bordes 17a de los
salientes de cada una de las porciones de brazos 34. Las posiciones
y dimensiones de los salientes 17 se eligen de manera que a)
proporcionan los ángulos de alimentación necesarios \theta y
\Phi, y b) mantenga el aspecto de la doble polaridad del
alimentador. La Fig. 10 muestra el diagrama de radiación de la
forma de haz elíptica con una anchura del haz de 34º a potencia
media de 10dB en el plano vertical (V) y 46.5º en el plano
horizontal (H) a 11.7 GHz, siendo mostrados los planos V y H en la
Fig. 9.
El número de salientes puede reducirse en una, o
en ambas de las secciones transversales para reducir el tamaño del
alimentador. De nuevo no existe el requisito de que la polarización
de entrada quede alineada con las partes transversales del
alimentador. Los salientes 17 pueden estar paralelos al eje central
16 o pueden formar parte de una forma elíptica centrada sobre el eje
16.
La Fig. 11 es un dibujo esquemático de un sistema
de antena 50 según otra realización de la presente invención. La
Fig. 11 muestra un receptor de bloqueo 52 de bajo nivel de ruido
(LNB) situado en el punto focal de una antena reflectora parabólica
54 para recibir señales polarizadas linealmente. El LNB 52 tiene un
cuerpo alimentador 14 y un conducto guía de ondas 12 acoplado al
cuerpo alimentador 14. El conducto guía de ondas 12 tiene dos
sondas dispuestas en su interior para recibir componentes
ortogonales de las señales polarizadas linealmente que se propagan
en el conducto guía de ondas 12. El conducto guía de ondas 12 tiene
además una placa de circuito 64 dispuesta en su interior, donde la
placa de circuito 64 está en comunicación eléctrica con las sondas
para recibir las señales captadas por las sondas. Las señales son
transmitidas desde el LNB 52 por medio de un acoplamiento coaxial
68.
Antes del uso, los dedos 20 del cuerpo
alimentador 14 pueden ser alineados, por pura elección, con los
componentes ortogonales de las señales polarizadas linealmente tal
como se ha descrito más arriba con referencia a las Figs. 5a y 5b
aunque esto no es realmente necesario.
La Fig. 12 muestra un alimentador del tipo en
cruz señalado en general mediante el número de referencia 70,
similar a los alimentadores del tipo en cruz de la Fig. 7, y
particularmente de la Fig. 9, para recibir señales de una forma de
haz elíptica, en donde partes iguales comparten los mismos números
de referencia. El alimentador 70 difiere del alimentador de la Fig.
9 en que hay menos salientes 36 en las porciones de brazos 74 y 76
del alimentador 70 que en las porciones de brazos correspondientes
del alimentador del tipo en cruz de la Fig. 9. La Fig. 13 muestra
el diagrama de radiación de la forma de haz elíptica en el caso del
alimentador 70, con una anchura del haz a potencia media de 10dB de
aproximadamente 43.5º en el plano vertical (V) y aproximadamente 51º
en el plano horizontal (H) a 11.7 GHz.
La Fig. 14 muestra un alimentador del tipo en
cruz señalado en general mediante el número de referencia 78, según
otra realización alternativa de la presente invención. El
alimentador 78 incluye porciones de brazos acanaladas 80, 82, 84 y
86 cada una de las cuales incluye salientes 36. Cada uno de los
salientes 36 es recto, generalmente son placas rectangulares que se
extienden desde una porción base 90 del alimentador 78 la cual
acopla las porciones de brazos 80, 82, 84 y 86 a un conducto guía
de ondas 12 del alimentador 78. Los salientes 36 de cada porción de
brazo 80, 82, 84 y 86 van dispuestos separados radialmente del eje
central 16 del alimentador 78 y esencialmente paralelos entre ellos,
y las porciones de brazos 80, 82, 84 y 86 van separadas
perpendicularmente alrededor del conducto guía de ondas 12. Además,
los salientes 36 de las porciones de brazos 80 y 82 están
dispuestos a un primer ángulo alimentación \theta del eje central
16, mientras que los salientes 36 de las porciones de brazos 84 y
86 van dispuestos a un segundo ángulo de alimentación \Phi. Tal
como se apreciará por personas expertas en la materia, esto permite
que el alimentador 78 reciba señales de una forma de haz elíptica,
permitiendo que el alimentador 78 sea empleado con un reflector
elíptico. La Fig. 15 muestra el diagrama de radiación de forma de
haz elíptica en el caso del alimentador 78, con una anchura del haz
media de aproximadamente 42.5º en el plano vertical (V) y
aproximadamente 53º en el plano horizontal (H) a 11.7 GHz.
La Fig. 16 muestra un alimentador del tipo en
cruz señalado en general mediante el número de referencia 94, según
otra realización alternativa más de la presente invención. El
alimentador 94 es similar en cuanto a estructura al alimentador 78
de la Fig. 14, excepto que el alimentador 94 incluye salientes 36,
cada uno de los cuales comprende una serie de placas rectas 98 cuyas
cara internas van dispuestas dando hacia una eje central 16 del
alimentador 94. Las placas 98 van en ángulo de tal manera que los
salientes 36 generalmente sigan la forma de una porción de arco de
un círculo, al observar el alimentador de antena 94 desde la parte
delantera, a lo largo del eje 16. La Fig. 17 muestra el diagrama
de radiación de forma de haz elíptica en el caso del alimentador
94, con una anchura del haz a potencia media de aproximadamente 43º
en el plano vertical (V) y aproximadamente 50.5º en el plano
horizontal (H) a 11.7 GHz.
En las realizaciones descritas más arriba pueden
llevarse a cabo diversas modificaciones. Por ejemplo, el conducto y
el cuerpo alimentador pueden fabricarse como una única unidad. Para
el conducto pueden emplearse otros materiales que no sean
metálicos. En otras realizaciones, el cuerpo alimentador de lente
dieléctrica puede fabricarse de otros materiales distintos al
polipropileno, tales como otros plásticos, materiales cerámicos, o
cera.
Otras modificaciones de la invención incluyen el
moldeo del alimentador tipo en cruz a partir de material plástico y
a continuación revestir las partes apropiadas del material plástico
con una capa metalizada para proporcionar un equivalente eléctrico
del alimentador en cruz dieléctrico al mostrado en las Figs. 7 y 9.
Otra modificación consistiría en emplear insertos dieléctricos en
las acanaladuras para aumentar las propiedades dieléctricas del
alimentador del tipo en cruz lo cual reduciría el tamaño del
alimentador del tipo en cruz para recibir una frecuencia
particular.
Los alimentadores de lente dieléctrica y los
alimentadores del tipo en cruz descritos más arriba son apropiados
también para la recepción de señales polarizadas circularmente y
con la adición de un convertidor de circular a lineal una vez que
el alimentador pueda ser acoplado a un LNB convencional. Los
convertidores de circular a lineal son bien conocidos en el sector y
pueden adoptar varias formas. Además, las realizaciones descritas
resultan particularmente apropiadas para su uso con antenas
parabólicas descentradas o antenas parabólicas de foco
primario.
También se apreciará que la técnica descrita con
anterioridad podría ser aplicada a otros alimentadores del tipo en
cruz con guía de ondas abocinada, por ejemplo, alimentadores del
tipo en cruz cónicos, de tal manera que pueda quitarse material del
alimentador del tipo en cruz para dejar una forma cruciforme
similar en el caso de la lente dieléctrica y el alimentador de
sección transversal acanalada.
Se apreciará que las realizaciones de la
invención descritas con anterioridad pueden emplearse con una gama
amplia de frecuencias incluyendo banda-S,
banda-Ku y otras frecuencias diversas.
Claims (25)
1. Un alimentador de antena para uso en un
sistema de recepción de señales ortogonales polarizadas lineal o
circularmente, comprendiendo el alimentador de antena un cuerpo
alimentador de antena (14; 32) para acoplamiento a un conducto guía
de ondas (12),
siendo el cuerpo alimentador (14; 32) un
alimentador del tipo en cruz (10; 30; 70; 78; 94) y definiendo un
eje central 16 y disponiendo de brazos espaciados (20;
34)que se extienden radialmente hacia afuera desde el eje
central (16) para recibir las señales polarizadas, estando dichos
brazos espaciados (20; 34) separados por un espacio de aire,
estando dicho alimentador del tipo en cruz (10; 30; 70; 78; 94)
dispuesto con una forma del haz para iluminar un plato reflector
(54) para la recepción de dichas señales polarizadas.
2. Un alimentador de antena según lo reivindicado
en la reivindicación 1 en el que, el alimentador de antena (10) es
una lente dieléctrica.
3. Un alimentador de antena según lo reivindicado
en la reivindicación 1, en el que, dichos brazos separados (20; 34)
van acoplados a un extremo de dicho conducto guía de ondas
(12).
4. Un alimentador de antena según lo reivindicado
en la reivindicación 2 en el que, el cuerpo alimentador (14) tiene
una sección transversal generalmente cruciforme y comprende un
núcleo dieléctrico central (18), coaxial con el eje central (16) y
brazos dieléctricos (20) espaciados periféricamente dispuestos
alrededor del núcleo (18).
5. Un alimentador de antena según lo reivindicado
en la reivindicación 4 en el que, los brazos dieléctricos (20; 34)
van separadas entre sí por un espacio de aire.
6. Un alimentador de antena según lo reivindicado
en la reivindicación 4 en el que, los brazos dieléctricos (20; 34)
van separadas entre sí por otro material dieléctrico.
7. Un alimentador de antena según lo reivindicado
en cualquiera de la reivindicaciones 4 a 6 en el que, el núcleo
central (18 y los brazos dieléctricos (20) se fabrican como una
única unidad.
8. Un alimentador de antena según lo reivindicado
en la reivindicación 1 en el que, los brazos espaciados (34) van en
forma de porciones acanaladas que se extienden radialmente,
incluyendo cada porción al menos un elemento (36) que se extiende
transversalmente en su dirección radial respectiva.
9. Un alimentador de antena según lo reivindicado
en cualquiera de la reivindicaciones 1 o 2, o en cualquiera de la
reivindicaciones 4 a 7, en el que, el cuerpo alimentador (14) y un
conducto para la lente dieléctrica constituyen una unidad
integral.
10. Un alimentador de antena según lo
reivindicado en cualquiera de la reivindicaciones 1, 3 u 8 en el
que, el cuerpo alimentador (14; 32) y un conducto para el
alimentador del tipo en cruz (10; 30) constituyen una unidad
integral.
11. Un alimentador de antena según lo
reivindicado en cualquiera de la reivindicaciones 9 o 10 en el que,
la unidad integral es moldeada.
12. Un alimentador de antena según lo
reivindicado en cualquiera de la reivindicaciones 9 o 10 en el que,
la unidad integral es fundida.
13. Un alimentador de antena según lo
reivindicado en cualquiera de la reivindicaciones 1, 3 u 8 en el
que el alimentador de antena (10; 30) es ajustado para recibir
señales polarizadas de formas de haz diferentes variando un ángulo
de alimentación (\alpha) del alimentador de antena.
14. Un alimentador de antena según lo
reivindicado en la reivindicación 8 en el que, elemento comprende
un saliente esencialmente recto (36).
15. Un alimentador de antena según lo
reivindicado en la reivindicación 8 en el que, el elemento (36) va
dispuesto esencialmente perpendicularmente al radio de la porción
de brazo respectiva.
16. Un alimentador de antena según lo
reivindicado en la reivindicación 14 o 15 en el que cada porción de
brazo tiene dos o más elementos (36) dispuestos en relación
paralela espaciada.
17. Un alimentador de antena como el reivindicado
en las reivindicaciones 14 o 15 en el que al menos un elemento
comprende dos o más salientes rectos(36), dispuestos
adyacentemente y a un ángulo entre sí.
18. Un alimentador de antena como el reivindicado
en la reivindicación 17 en el que cada elemento comprende tres
salientes rectos (36).
19. Un alimentador de antena como el reivindicado
en cualquiera de las reivindicaciones 17 o 18 en el que cada
porción de brazo tiene dos o más elementos (36) dispuestos en una
relación paralela espaciada.
20. Un alimentador de antena como el reivindicado
en cualquiera de las reivindicaciones 14 a 19 en el que las
porciones de brazos acanalados se extienden radialmente hacia fuera
del cuerpo (32) del alimentador de antena.
21. Un alimentador de antena como el reivindicado
en la reivindicación 20 en el que hay cuatro porciones de brazo
acanalado (34) dispuestas alrededor de una circunferencia del
cuerpo (32) del alimentador de antena.
22. Un alimentador de antena como el reivindicado
en la reivindicación 21 en el que las porciones de brazo acanalado
(24) están dispuestas perpendicularmente entre sí alrededor de la
circunferencia del cuerpo (32) del alimentador de antena.
23. Un alimentador de antena como el reivindicado
en la reivindicación 22 en el que una primera y un segunda porción
de dichos brazos acanalados opuestos entre sí están dispuestos en
un primer ángulo de alimentación, mientras que una tercera y una
cuarta de dichas porciones de brazo acanalado puestas entre sí
están dispuestas a un segundo ángulo de alimentación.
24. Un método para recibir señales polarizadas
lineal o circularmente, incluyendo el método los pasos de:
- proporcionar un cuerpo de alimentador de antena
que tenca un alimentador de tipo cruz (10; 30; 70; 78; 94) que
defina un eje central (16) y que tenga unos brazos (20;34)
espaciados que se extienden radialmente hacia fuera del eje centras
(16) para recibir señales polarizadas, estando dichos brazos
espaciados (20;34) separados por un hueco de aire, dicho
alimentador de tipo cruz dispuesto con una forma de haz para
iluminar un plato reflector para la recepción de dichas señales
polarizadas;
- acoplar el cuerpo (14; 32) del alimentador de
antena a un conducto guía de ondas;
- disponer el cuerpo (14;32) del alimentador de
antena en relación con un disco reflector de modo que, en el uso,
los brazos del alimentador de antena reciban señales polarizadas
reflejadas por el plato reflector (54) y converjan estas señales en
el conducto guía de ondas (12).
25. Un alimentador de antena como el reivindicado
en la reivindicación 1 que incluye;
un conducto guía de ondas que tiene sondas
dispuestas en el mismo; y
una placa de circuito (64) en comunicación
eléctrica con las sontas que tiene una salida para proporcionar
señales eléctricas correspondientes a las señales de entrada
polarizadas, formando el conducto guía de ondas y dicha placa de
circuito un receptor (52) de bloque de bajo ruido (LNB).
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