ES2287059T3 - Antena. - Google Patents
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- H01Q19/00—Combinations of primary active antenna elements and units with secondary devices, e.g. with quasi-optical devices, for giving the antenna a desired directional characteristic
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- H01Q19/30—Combinations of primary active antenna elements and units with secondary devices, e.g. with quasi-optical devices, for giving the antenna a desired directional characteristic using a secondary device in the form of two or more substantially straight conductive elements the primary active element being centre-fed and substantially straight, e.g. Yagi antenna
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Abstract
Antena, en particular para recibir señales de televisión, radio y/o datos, con un circuito adaptador de impedancia (15) y un circuito de amplificación (16), que se encuentra conectada en serie con el circuito adaptador de impedancia (15), el circuito amplificador (16) posee una etapa de amplificación (T1, R1, R2, R3, R4, R6, C3, C4, L1, CH1) y un circuito de paso (C7, C9, C14, D1, D2, D5, R5, R8, J2), con una línea (J2), estando el circuito de paso conectado en paralelo a la etapa de amplificación, el circuito adaptador de impedancia (15) y el circuito de amplificación (16) forman una unidad de circuito de tal modo que la unidad de circuito posee componentes de circuito (C14, D5, D1, D2), que conducen a una señal a través de una etapa de amplificación en un primer caso, en el cual una tensión que corresponde a un funcionamiento normal se suministra a la unidad de circuito, y que conducen la señal a través de la línea (J2) del circuito de paso en un segundo caso, en que una tensiónque corresponde a un funcionamiento normal no se suministra a la unidad de circuito caracterizado porque los componentes de circuito (C14, D5, D1, D2) comprenden al menos un diodo (D1, D2), que se sitúa entre la línea (J2) del circuito de paso y una puesta a tierra, y el cual se conecta conductivamente en el primer caso, en que se suministra una tensión correspondiente a un funcionamiento normal a la unidad de circuito, además de un diodo capacitador (D5), el cual se conecta en forma seriada entre la entrada del circuito de paso y la línea (J2) del circuito de paso, tal que la señal es conducida a través de la etapa de amplificación.
Description
Antena.
La presente invención se refiere a una antena,
en particular para recibir señales de televisión, radio y/o datos,
según el preámbulo de la reivindicación de patente 1.
Actualmente son conocidos distintos tipos de
antena, por ejemplo las mostradas en el modelo de Utilidad Español
9002915. Las antenas existentes actualmente en el mercado han sido
desarrolladas para recepción de señales analógicas. Para la
televisión digital hacen falta antenas que tengan mayores valores
de ganancia.
WO 98 43417 A muestra una antena, en particular
para recibir señales de radio y televisión, que posee un
transformador balun y un amplificador que puede ser y/o es
conectado en serie con el transformador balun. El amplificador
puede ser conectado en serie al transformador balun entre la antena
y un receptor, o como alternativa, el transformador balun puede ser
conectado directamente al receptor sin la interposición del
amplificador. Esta activación y/o desactivación del amplificador se
realiza mediante un método manual de alimentación del
amplificador.
US 3 992 669 A muestra un circuito que contiene
un amplificador. Si la tensión de alimentación del amplificador no
es suficiente, se suministra un camino de paso alternativo (bypass)
para señal.
US 5 418 490 A muestra un sistema que contiene
un primer pre-amplificador, un segundo
pre-amplificador ("preamplificador de
reserva"), y un cable de bypass. En el caso de mal
funcionamiento del primer preamplificador, se activa el segundo; en
el caso de mal funcionamiento del segundo preamplificador, se
activa el cable de bypass. El segundo preamplificador y/o el cable
de bypass se activan entre otros mecanismos usando llaves tipo
relé.
La presente invención tiene por objeto la
realización de una antena que solucione las necesidades de la
televisión digital.
Este objetivo se logra con la antena definida en
las reivindicaciones. La presente invención tiene una pluralidad de
ventajas.
La antena según la presente invención está
diseñada de forma que dispone de un circuito adaptador de
impedancia y un circuito de amplificación conectados en serie
formando una unidad de circuito. El circuito de amplificación tiene
una etapa de amplificación y un circuito de paso, el cual se conecta
en paralelo a la etapa de amplificación. Además, el circuito
adaptador de impedancia y el circuito de amplificación forman una
unidad de circuito de tal forma que si falla la etapa de
amplificación y/o la unidad de circuito no se encuentra conectada a
una fuente de energía, la función de la unidad de circuito
corresponde a la función del circuito adaptador de impedancia.
La antena según la presente invención resulta
así utilizable aún después de un fallo del circuito amplificador;
en este caso, la antena objeto de la presente invención se
corresponde con una antena que no disponga de circuito de
amplificación.
El circuito adaptador de impedancia y el
circuito de amplificación se encuentran conectados entre sí y
preferentemente ubicados en una carcasa compartida, que está
ubicada en la antena y que se encuentra protegida. La distancia
geométrica entre los terminales de conexión de la antena y la unidad
de circuito se minimiza, de forma que el tratamiento de las señales
recibidas por la antena y/o la ganancia de la antena se optimizan.
Las señales se amplifican sin empeorar el factor ruido. La antena
objeto de la presente invención resulta utilizable ventajosamente
en zonas de recepción donde la señal recibida es débil.
La carcasa protege especialmente a la antena
contra posibles señales interferentes.
Al mismo tiempo con la antena de la invención se
logra una incorporación compacta y mecánicamente simple de
tecnología de circuitos, de tal forma que la unidad de circuito
puede ubicarse y/o integrarse fácilmente en la antena.
La fuente de energía en sí consta de un sistema
de paneles de células fotoeléctricas. Además de las ventajas
ecológicas que confiere esta solución, una ventaja adicional muy
importante es que la antena puede funcionar sin una fuente externa
de energía, la cual se encontraría conectada a través de un cable
de alimentación al circuito de amplificación.
En la antena de la invención la carcasa posee
preferentemente una toma para su conexión directa o indirecta a un
receptor de radio, televisión y/o de datos.
Además, la carcasa y la toma están incorporadas
en una sola pieza. Utilizando estos dispositivos se logra una mejor
adaptación entre la antena y los receptores, evitándose los efectos
de reflexiones de la señal.
La presente invención se describe a continuación
en base a un ejemplo no restrictivo de realización según las
figuras adjuntas.
\global\parskip0.950000\baselineskip
Figura 1 muestra una perspectiva de la antena
según la presente invención.
Figura 2 muestra una perspectiva del radomo
posterior de la antena según la presente invención.
Figura 3 muestra el dipolo de la antena según la
presente invención.
Figura 4 muestra la carcasa y su base de apoyo
de la antena según la presente invención, y
Figura 5 muestra un diagrama del circuito
adaptador de impedancia y del circuito de amplificación de la
antena según la presente invención.
La figura 1 muestra la antena la cual posee una
armadura formada por tres barras de apoyo, una barra central
principal 1 y dos barras auxiliares 2 y 3 de menor longitud, cada
una de las cuales situada a un lado de la barra
central 1.
central 1.
Las tres barras son coplanares, las auxiliares 2
y 3 separándose en forma ligeramente diagonal y simétrica con
respecto a la barra central 1.
Las tres barras están constituidas por perfiles
tubulares preferiblemente fabricados de aluminio. Las barras 2 y 3
están alineadas por el lado en que divergen. Las tres barras 1, 2,
y 3 se insertan dentro de un radomo posterior 4.
La barra central 1 atraviesa el radomo posterior
4, y se inserta en un soporte 5, sobre la cual se sujeta el
reflector 6.
Las barras 1, 2, y 3 tienen una cantidad de
varillas idénticas 7, que se encuentran montadas a lo largo de la
estructura en dirección perpendicular a las barras. Estas varillas
7 constituyen los elementos directores de la antena.
Las barras 1, 2, y 3 se insertan en el radomo
posterior 4 y en el radomo anterior 8.
El reflector 6 comprende dos paneles 9 y 10, que
tienen elementos 11. Los paneles se montan cada uno de ellos en un
soporte 5 en posición inclinada en relación a la barra central 1.
Los elementos 11 son sostenidos en sus extremos por cantoneras
12.
El dipolo 13 y una carcasa interior (caja
terminal) 14, la cual aloja al circuito adaptador de impedancia 15
y al circuito de amplificación 16 (Figura 5), están ubicados en el
radomo posterior 4 (Figura 4).
La antena se fija a un mástil vertical 17 con
una garra auxiliar 18 adosada al extremo libre de la barra central
1.
La Figura 2 muestra que el radomo posterior 4
tiene sendas tapas periféricas simétricas 41 y 42 en forma
trapezoidal, las cuales reciben a las barras 1, 2, y 3 de la
estructura de la antena. Las barras 1, 2, y 3 son sostenidas en la
zona delantera a través de las aberturas 45, mientras que la barra
1 es sostenida en la zona posterior en la abertura 46. Las tapas 41
y 42 están conectadas entre sí con tornillos que se fijan en los
agujeros 43. Estas tapas 41, 42 también tienen aberturas 44, que
reciben a las varillas 7, que pertenecen a las secciones de las
barras 1, 2, y 3 (Figura 1).
El radomo posterior 4 tiene una cavidad 47 en su
área inferior dentro de la cual se ubican el dipolo 13 y la carcasa
14. Aberturas en forma de ventana 48 se suministran para el anclaje
de la pieza de apoyo 19 (Figura 4) de la
carcasa 14.
carcasa 14.
Finalmente, el radomo 4 tiene aberturas
longitudinales 49 para la inserción del dipolo 13.
La Figura 3 muestra en detalle el dipolo 13 de
la antena, el cual está constituido por dos piezas en forma de U,
131, que poseen pliegues 134 de su lado ancho. Esto permite que se
amplíe la superficie de radiación del dipolo. A través de lo cual
se logran mejores propiedades de ganancia de la antena.
Las piezas 131 tienen cada una, una aleta en
forma de L, 132 en sus bases, y cada una de estas bases tiene una
sección doblada donde se ubica un agujero perforado 133 para
conectar el dipolo.
El dipolo puede implementarse en más de un
plano. De esta forma la superficie del dipolo se aumenta sin
alargar el dipolo; aumentando la ganancia y manteniendo los valores
de sintonización de frecuencia de la antena.
El dipolo también puede equiparse con un perfil
de tipo plano que permite aumentar el ancho de banda de la
antena.
La Figura 4 muestra la carcasa 14, la cual
comprende un cuerpo perpendicular (base) 141 y un tapa 142, esta
base y tapa se cierran a través de tornillos a rosca que son guiados
a través de aberturas 144 de la tapa e insertados en las
perforaciones 143 de la base. La base posee bulones 145 en su
interior, sobre los cuales se coloca un tablero que posee un
circuito electrónico, en particular el circuito de amplificación 16
y el circuito adaptador de impedancia 15.
La carcasa 14 recibe al circuito adaptador de
impedancia 15 y el circuito de amplificación 16; la carcasa 14 se
ubica directamente en la antena y/o se integra a la misma. La
carcasa 14 está fabricada de material eléctricamente conductor y se
conecta a tierra.
\global\parskip1.000000\baselineskip
La base 141 de la carcasa 14 tiene una toma 21
en una de sus paredes laterales para conexión directa o indirecta a
un receptor de radio, televisión y/o señales de datos. El conector
21 y la carcasa 4 se fabrican en una sola pieza. Por lo tanto
existe una adaptación eléctrica comparativamente buena entre
receptores y la antena, y las posibles señales de interferencia son
de efecto limitado.
La base de la carcasa 14 tiene dos aberturas
146, a través de las cuales se guían pernos 191, que pertenecen a
la base de apoyo 19 de la carcasa. Estos pernos 191 tienen
aberturas internas dentro de las cuales se ubican tornillos que
producen la conexión eléctrica entre el dipolo 13 y el circuito de
amplificación 16, ubicado en la carcasa 14.
Paredes verticales 193 y 194, que terminan en
dientes de pinzamiento 195 y 196, se elevan en pares verticales
desde la base planar 192. Estos dientes se fijan en la barra
central 1 y/o en la ventana 48 del radomo posterior 4 (Figura 2), y
forman un asiento para la unidad formada por el dipolo 13, la
carcasa 14, y el apoyo de carcasa 19 en el interior de la rebaja 47
(Figura 2) del radomo posterior 4.
La Figura 5 muestra el diagrama del circuito de
adaptación 15 y del circuito de amplificación eléctrica 16.
El circuito de adaptación 15 se forma usando la
línea impresa J1.
El circuito eléctrico de amplificación 16 se
implementa como sigue. Tiene un primer filtro, es decir un filtro
paso alto, que se encuentra formado por los condensadores C1, C2, y
C6, el diodo D3, y la bobina CH2. Además, tiene una etapa de
amplificación que se encuentra formada por el transistor T1 y su
circuito de polarización, que comprende las resistencias R1, R2, R3,
R4, y R6, los condensadores C3 y C4, y las bobinas L1 y CH1.
Además, el circuito 16 tiene una etapa de salida, que se encuentra
formada por los condensadores C5, C11, C8, y las bobinas CH3 y
CH5.
El circuito eléctrico de amplificación 16 tiene
caminos de conexión, un circuito de paso y un circuito
protector.
El circuito de paso se encuentra formado por los
condensadores C7, C9 y C14, los diodos D1 y D2, el diodo capacitor
(varicap) D5, las resistencias R5 y R8, y una línea impresa J2.
Este circuito de paso asegura el paso de la señal cuando no se
suministra tensión de alimentación a la etapa de amplificación.
El circuito protector comprende un diodo D4 y
una resistencia R9. Este circuito protector conduce la señal que
pasa por el circuito de paso (C7, C9, C14, D1, D2, D5, R5, R8, J2)
hasta la salida cuando la etapa de amplificación no tiene
alimentación de corriente, lo cual evita que esta señal se disipe
hasta el circuito de polarización del transistor T1.
La etapa de amplificación es alimentada por el
conector de salida de la antena (21 en Figura 4, que corresponde a
la conexión eléctrica RF_OUT + Vcc en Figura 5), usando un cable
coaxial que conecta la antena a las restantes unidades del sistema.
La tensión de alimentación puede suministrarse por medio de
unidades cabezales que están disponibles en el mercado y están
diseñadas a tal fin, o a través del cable coaxial.
El circuito de amplificación 16 se ubica en
proximidad directa al circuito 15 adaptador de impedancia (ninguna
distancia geométrica entre 16 y 15, o sea 0 mm).
El circuito 15 adaptador de impedancia y el
circuito de amplificación 16 forman una unidad de circuito, cuyo
funcionamiento corresponde al funcionamiento del circuito adaptador
de impedancia 15 en el caso de un fallo del circuito de
amplificación 16 (fallo de al menos un componente de circuito; sin
tensión de alimentación).
El posicionamiento de un amplificador en la
antena, tal como se describe anteriormente trae la desventaja de
que el amplificador se encuentra sometido a las inclemencias del
tiempo, que pueden resultar en una restricción de funciones y/o la
destrucción del amplificador. De tal modo, por ejemplo, la lluvia
que penetra dentro de la carcasa del amplificador puede causar un
cortocircuito y destruir componentes del circuito. Otro ejemplo
sería una descarga eléctrica que cause un exceso de tensión en el
circuito de amplificación y el quemado de componentes del
circuito.
circuito.
Dicha probabilidad se reduce en el circuito de
amplificación según la Figura 5 por medio del circuito protector,
que comprende a los condensadores C1 y C2, la bobina CH2, y el
diodo D3. Estos se implementan de tal modo que los excesos de
tensión, que pueden ser causados por posibles radiaciones que
afectan a la antena, son absorbidos. Los componentes que se
encuentran más en riesgo aquí comparativamente son los componentes
semiconductores, el transistor T1, los diodos D1, D2, D4, y el
diodo varicap D5. Del fallo del transistor T1 resultaría el fallo
del circuito amplificador. Del fallo del diodo D4 resultaría que el
circuito amplificador seguiría operando pero también resultaría que
el mismo se desconectara de la salida del circuito, que en resumen
significa que el amplificador no se encuentra disponible. Del fallo
de ambos diodos D1 y D2 resultaría que el amplificador entrara en
un estado de oscilación. El fallo del diodo varicap D5 no
influenciaría la operación del amplificador. Mientras que el fallo
de un componente de circuito del amplificador hace típicamente que
la antena deje de funcionar y se requiere el reemplazo de toda la
antena y/o del circuito, el circuito según el presente invento se
implementa de tal forma que si el amplificador falla, la antena
puede seguir usándose como una antena convencional sin amplificador;
el circuito de adaptación todavía permanece conectado al conector
de salida a través de la línea J2 y a través de la configuración de
C14 y el diodo D5. Sólo se debe desactivar la fuente de tensión
eléctrica si fuera necesario.
La unidad de circuito que comprende a los
circuitos 15 y 16 funciona como un circuito adaptador de impedancia
y como un circuito de amplificación en su operación normal, cuando
dispone de una fuente de alimentación de tensión apropiada. La
capacidad de D5 decrece al aumentar la tensión a la entrada. D1 y
D2 se vuelven conductores. Esto suprime la posibilidad de conducción
de una señal vía J2, ya que C14 forma una impedancia mayor, junto
con D5, mientras que la señal residual se conduce a tierra por
medio de C9 y C7. En resumen, la señal recibida por la antena se
conduce a través de la etapa de amplificación. Se evita una etapa
oscilante. Finalmente, cuando es alimentado, el diodo D4 permite
que la señal del amplificador sea conducida a la salida.
La unidad de circuito que comprende a los
circuitos 15 y 16 funciona como un circuito adaptador de impedancia
cuando no se le suministra la tensión adecuada. En este caso, la
señal de J1 llega a la salida vía J2, y a la configuración de J14 y
D5, los que tienen gran capacidad cuando no se le alimenta de
tensión a la unidad. Los diodos D1 y D2 evitan que la señal se
disipe a través de C9 o C7, respectivamente; el diodo D14 ejerce la
misma función con respecto al colector del transistor T1 y los
elementos CH1, R3, C4, R4, R6, y C8. Los elementos L1, R1 y C3
evitan la pérdida de la señal a través de la entrada del
amplificador.
- 1
- barra central principal
- 2
- barra auxiliar
- 3
- barra auxiliar
- 4
- radomo posterior
- 5
- soporte del reflector
- 6
- reflector
- 7
- varillas
- 8
- radomo anterior
- 9
- panel del reflector
- 10
- panel del reflector
- 11
- elementos
- 12
- cantoneras
- 13
- dipolo
- 14
- carcasa (caja terminal)
- 15
- circuito adaptador de impedancia
- 16
- circuito de amplificación
- 17
- mástil vertical
- 18
- garra auxiliar
- 19
- pieza de apoyo
- 21
- conector (toma)
- 41
- primera tapa periférica del radomo posterior
- 42
- segunda tapa periférica del radomo posterior
- 43
- agujeros de paso
- 44
- aberturas
- 45
- aberturas
- 46
- abertura
- 47
- cavidad
- 48
- ventana
- 49
- aberturas longitudinales
- 131
- piezas en forma de U
- 132
- aleta
- 133
- agujero perforado
- 134
- pliegue
- 141
- cuerpo o base perpendicular
- 142
- tapa
- 143
- perforaciones
- 144
- aberturas de la tapa
- 145
- bulón
- 191
- perno
- 192
- base planar
- 193
- pares de piezas verticales
- 194
- pares de piezas laterales
- 195
- diente de pinzamiento
- 196
- diente de pinzamiento.
Claims (5)
1. Antena, en particular para recibir señales de
televisión, radio y/o datos, con un circuito adaptador de
impedancia (15) y un circuito de amplificación (16), que se
encuentra conectada en serie con el circuito adaptador de
impedancia (15),
el circuito amplificador (16) posee una etapa de
amplificación (T1, R1, R2, R3, R4, R6, C3, C4, L1, CH1) y un
circuito de paso (C7, C9, C14, D1, D2, D5, R5, R8, J2), con una
línea (J2), estando el circuito de paso conectado en paralelo a la
etapa de amplificación,
el circuito adaptador de impedancia (15) y el
circuito de amplificación (16) forman una unidad de circuito de tal
modo que la unidad de circuito posee componentes de circuito (C14,
D5, D1, D2), que conducen a una señal a través de una etapa de
amplificación en un primer caso, en el cual una tensión que
corresponde a un funcionamiento normal se suministra a la unidad de
circuito, y que conducen la señal a través de la línea (J2) del
circuito de paso en un segundo caso, en que una tensión que
corresponde a un funcionamiento normal no se suministra a la unidad
de circuito
caracterizado porque los componentes de
circuito (C14, D5, D1, D2) comprenden al menos un diodo (D1, D2),
que se sitúa entre la línea (J2) del circuito de paso y una puesta
a tierra, y el cual se conecta conductivamente en el primer caso,
en que se suministra una tensión correspondiente a un
funcionamiento normal a la unidad de circuito, además de un diodo
capacitador (D5), el cual se conecta en forma seriada entre la
entrada del circuito de paso y la línea (J2) del circuito de paso,
tal que la señal es conducida a través de la etapa de
amplificación.
2. Antena, según reivindicación 1,
caracterizada porque el circuito adaptador de impedancia
(15) y el circuito de amplificación (16) están ubicados en una
carcasa compartida (14), que dicha carcasa (14) está ubicada en la
antena, y que dicha carcasa (14) está fabricada de material
conductor eléctrico y está puesta a tierra.
3. Antena, según una de las reivindicaciones
anteriores, caracterizada porque la unidad de circuito está
conectada a una fuente de alimentación energética formada por un
sistema de células fotoeléctricas.
4. Antena según las reivindicaciones 2 o 3 y 2,
caracterizada porque la carcasa (14) posee un conector (21)
para su conexión directa o indirecta a un receptor de señales de
televisión, radio y/o datos.
5. Antena según reivindicación 4,
caracterizada porque la carcasa (14) y el conector (21)
están fabricados en una sola pieza.
Applications Claiming Priority (8)
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