ES2350961T3 - Dispositivo de transducción ortomodal con compacidad optimizada en el plano de malla, para una antena. - Google Patents

Dispositivo de transducción ortomodal con compacidad optimizada en el plano de malla, para una antena. Download PDF

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ES2350961T3 ES07788011T ES07788011T ES2350961T3 ES 2350961 T3 ES2350961 T3 ES 2350961T3 ES 07788011 T ES07788011 T ES 07788011T ES 07788011 T ES07788011 T ES 07788011T ES 2350961 T3 ES2350961 T3 ES 2350961T3
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Harry Chane-Kee-Sheung
Thierry Girard
Laurence Laval
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Abstract

Dispositivo de transducción ortomodal (D) para una antena, que comprende i) una guía principal (GP) adaptada para la propagación según un eje principal de un primer y un segundo modos electromagnéticos que presentan una primera y una segunda polarizaciones ortogonales entre sí y provista de un primer extremo acoplado a un acceso circular (AC) adaptado a dichos primer y segundo modos y de un segundo extremo, ii) una primera guía auxiliar (GA1) adaptada para la propagación dicho primer modo electromagnético según un primer eje auxiliar y provista de un primer extremo acoplado en serie a dicho segundo extremo de la guía principal (GP) por une ranura de acoplamiento en serie (FSP) y de un segundo extremo acoplado a un acceso en serie (AS) adaptado a dicho primer modo, y iii) una segunda guía auxiliar (GA2) adapta para la propagación de dicho segundo modo electromagnético según un segundo eje auxiliar, acoplado a dicha guía principal (GP) por al menos una ranura de acoplamiento en paralelo (FPT) y provista de une primera extremo acoplado a un acceso paralelo (AP) adaptado a dicho segundo modo, donde dichas primera (GA1) y segunda (GA2) guías auxiliares se colocan la una encima de la otra de manera que su primer segundo ejes auxiliares sean paralelos a dicho eje principal, y donde cada ranura de acoplamiento en paralelo (FPT) se define entre une pared superior (PS) de la guía principal (GP) y une pared inferior (Pl) de la segunda guía auxiliar (GA2) y orientada respecto de dicho eje principal para permitir el acoplamiento de la guía principal (GP) con la segunda guía auxiliar (GA2) para la transferencia selectiva del segundo modo de la una hacia la otra, y a obligar a dicho primer modo a propagarse entre la guía principal (GP) y la primera guía auxiliar (GA1 ), y donde dichos eje principal y segundo eje auxiliar se superponen sensiblemente el uno por encima del otro, y donde dicha primera guía auxiliar (GA1) y dicho acceso serie (AS) presentan secciones transversales rectangulares cuyos lados mayores son paralelos los unos a los otros, y dicha segunda guía auxiliar (GA2) y dicho acceso paralelo (AP) presentan secciones transversales rectangulares cuyos lados menores son paralelos los uno a los otros y perpendiculares a los lados mayores de la primera guía auxiliar (GA1) y del acceso en serie (AS), caracterizado porque comprende al menos une ranura de acoplamiento en paralelo (FPT) de forma rectangular, que presenta un lado mayor perpendicular a dicho eje principal y un lado menor de longitud muy inferior a dicho lado mayor, y definida en una posición descentrada respecto de dichos eje principal y segundo eje auxiliar.

Description

La invención se refiere al campo de las antenas de emisión y/o recepción, eventualmente de tipo red y, más particularmente, a los dispositivos de transducción (o”transductores”) ortomodal que equipan a tales antenas.
Se entiende en la presente memoria por “antena” tanto una única fuente elemental de radiación acoplada a un dispositivo de transducción ortomodal como una antena de red.
Por otra parte, se entiende en el presente documento por “antena de red” una antena que puede funcionar en modo de emisión y/o en modo de recepción y que comprende una red de fuentes elementales de radiación y medios de control destinados a controlar mediante cadena(s) activa(s) la amplitud y/o la fase de las señales de radiofrecuencia a transmitir (o en sentido inverso, recibidos del espacio en forma de ondas) por las fuentes elementales de radiación según un diagrama seleccionado. En consecuencia, se tratará tanto de antenas de red denominadas de radiación directa (a menudo designadas por su acrónimo inglés DRA) activas o más raramente pasivas, como de fuentes de tipo red, activas o pasivas, instaladas delante de un sistema de reflector(es).
Por otra parte, se entiende en la presente memoria descriptiva por “transductor ortomodal” lo que el experto en la técnica conoce con el acrónimo OMT (para “Ortomodal Transducer”), es decir, un dispositivo destinado a conectarse a una fuente elemental de radiación, como por ejemplo una bocina, con el fin de alimentar (en modo de transmisión) o ser alimentado (en modo de recepción) selectivamente bien con un primer modo electromagnético que presenta una primera polarización, bien con una segundo modo electromagnético que presenta una segunda polarización ortogonal a la primera. La primera y la segunda polarizaciones son generalmente lineales (horizontal (H) y vertical (V)). Pero la polarización circular también se puede realizar mediante el añadido de componentes suplementarios para de este modo crear estados de fases adecuados Tal transductor ortomodal comprende por ejemplo: necesariamente con éste. La primera guía auxiliar está provista de un primer extremo, acoplado en serie al segundo extremo de la guía principal por une ranura de acoplamiento en serie, y de un segundo extremo acoplado a un acceso en serie adaptado al primer modo, y
-
una guía (de ondas) principal adaptada para la propagación según un eje
(radioeléctrico) principal de primer y segundo modos electromagnéticos que presentan
una primera y una segunda polarizaciones ortogonales entre sí y provista de un primer
extremo
(acoplado a un acceso circular adaptado al primer y segundo modos y
destinada a conectarse a una fuente elemental de radiación) y de un segundo extremo,
-
una primera guía (de ondas) auxiliar adaptada para la propagación del primer modo
electromagnético
según un primer eje (radioeléctrico) auxiliar. El primer eje
radioeléctrico es colineal al eje radioeléctrico de la guía principal, pero no se confunde
-al menos una segunda guía auxiliar adaptada para la propagación del segundo modo electromagnético según un segundo eje (radioeléctrico) auxiliar, acoplado a la guía principal por al menos una ranura de acoplamiento en paralelo y provista de un primer extremo acoplado a un acceso paralelo adaptado al segundo modo. Como es conocido por el experto en la técnica, en una antena de red el espacio
disponible para implantar los elementos radiantes (o fuentes elementales de radiación) depende directamente de las dimensiones de la malla (o del motivo elemental) de la red, las cuales se fijan par necesidades operativas (banda de frecuencia señalada, optimización de las prestaciones, reducción de las pérdidas por lóbulos de red (en el caso de una DRA), muestreo de la tarea focal (en el caso de una antena de reflector(es) y fuente de tipo red)).
En las aplicaciones de bipolarización aquí señaladas, y en particular cuando la bipolarización es lineal, es necesario instalar el transductor ortomodal (OMT) justo detrás de la fuente elemental de radiación correspondiente. Ahora bien, cuando los OMTs se realizan con tecnología guíaondas, sus dimensiones en el plano de las mallas (perpendicular al eje principal) se convierten rápidamente en superiores a las de las mallas (típicamente superiores
o iguales a 1 ,2λ, donde λ es la longitud de onda de funcionamiento en el vacío). En efecto, en los OMT más utilizados, al menos una segunda guía auxiliar se conecta a la guía principal (o cuerpo de POMT) por un codo, aunque sus dimensiones en el plano de las mallas son típicamente del orden de 3λ. En este caso, hay incompatibilidad entre las dimensiones de los OMT y las de las mallas.
Se ha propuesto, en la patente DE 3824150 A1 o en el documento de W. Steffe «A novel compact OMJ for Ku band intelsat applicaciones», IEEE Antennas and Propagación Society International Symposium, june 1995, AP-S. Digest, volumen 1, realizar uniones ortomodales (o OMJs para «Ortomodal Junctions») con compacidad reducida. Este tipo de OMJ comprende un guíaondas principal, del tipo anteriormente mencionado, de sección transversal cuadrada y destinado a acoplarse, por une ranura de acoplamiento en serie, a una primera guía auxiliar en serie (adaptada para la propagación del primer modo electromagnético), y una segunda guía auxiliar de sección transversal rectangular, adaptada para la propagación del segundo modo electromagnético, acoplado a la guía principal por une ranura de acoplamiento en paralelo y provista de un primer extremo destinado a acoplarse a un acceso paralelo adaptado al segundo modo. La ranura de acoplamiento en paralelo se define entre una pared lateral de la guía principal y una pared lateral de la segunda guía auxiliar (que se extiende sobre una altura igual a la del menor lado de su sección transversal rectangular), aunque la segunda guía auxiliar se extiende en el plano de las mallas sobre una distancia igual a la del mayor lado de su sección transversal rectangular. La OMJ presenta entonces un volumen en el plano de las mallas típicamente del orden de 2λ, lo cual se revela aun demasiado elevado. Además, la disposición de los accesos hace todavía más compleja la arquitectura de la antena completa, y tiene por efecto aumentar los balances de masa y de volumen.
Al no aportar ninguna solución conocida con satisfacción plena, la invención tiene por lo tanto como objetivo mejorar la situación.
Esta propone con este fin un dispositivo de transducción ortomodal para une antena (eventualmente de tipo red), del tipo presentado al inicio de la parte de introducción, y en el cual:
-
la primera y segunda guías auxiliares se instalan una encima de la otra, para que de
este modo su primer y segundo ejes (radioeléctricos) auxiliares sean paralelos al eje
(radioeléctrico) principal de la guía principal, y
-
cada ranura de acoplamiento en paralelo se define entre una pared superior de la guía
principal y una pared inferior de la segunda guía auxiliar, y orientada respecto del eje
principal con el fin de, por una parte, permitir el acoplamiento de la guía principal con la
segunda guía auxiliar para la transferencia selectiva del segundo modo de una hacia
otra, y por otra parte, obligar al primer modo a propagarse entre la guía principal y la
primera guía auxiliar.
Dicho de otro modo, la invención propone instalar la segunda guía auxiliar encima de la guía principal (eventualmente con un ligero desfase lateral), y no al lado de la misma, y a continuación definir cada ranura de acoplamiento en paralelo en una posición paralela o transversal respecto del eje principal según que la primera y la segunda guías auxiliares presenten una misma orientación u orientaciones perpendiculares entre sí.
El dispositivo según la invención puede comprender otras características definidas por las reivindicaciones dependientes.
La invención propone igualmente una antena equipada de un dispositivo de transducción ortomodal del tipo presentado anteriormente y acoplado a una única fuente elemental de radiación.
La invención propone igualmente una antena de red equipada de una multiplicidad de dispositivos de transducción ortomodal del tipo presentado anteriormente acoplados respectivamente a fuentes elementales de radiación dispuestas en una red que presenta una malla seleccionada, por ejemplo de tipo hexagonal.
Otras características y ventajas de la invención aparecerán en la siguiente descripción detallada, y en los dibujos, en los cuales:
-
la figura 1 ilustra de manera muy esquemática, en una vista en perspectiva, un
ejemplo de un dispositivo de transducción ortomodal que no forma parte de la
invención,
-
la figura 2 ilustra de manera muy esquemática, en una vista lateral (plano YZ), el
ejemplo del dispositivo de transducción ortomodal ilustrado en la figura 1,
-
la figura 3 ilustra de manera muy esquemática, en una vista superior (plano XY),
el ejemplo del dispositivo de transducción ortomodal ilustrado en la figura 1,
-
la figura 4 ilustra de manera muy esquemática, en una vista en corte transversal
en el plano XZ, el ejemplo del dispositivo de transducción ortomodal ilustrado en
la figura 1,
-
la figura 5 ilustra de manera muy esquemática, en una vista en perspectiva, un
ejemplo de realización de un dispositivo de transducción ortomodal según la
invención,
-
la figura 6 ilustra de manera muy esquemática, en una vista lateral (plano YZ),
el ejemplo de realización del dispositivo de transducción ortomodal ilustrado en
la figura 5,
-
la figura 7 ilustra de manera muy esquemática, en una vista superior (plano XY),
el ejemplo de realización del dispositivo de transducción ortomodal ilustrado en
la figura 5,
-
la figura 8 ilustra de manera muy esquemática, en una vista en corte transversal
en el plano XZ, el ejemplo de realización del dispositivo de transducción
ortomodal ilustrado en la figura 5,
-
la figura 9 ilustra de manera muy esquemática una disposición de dispositivos
de transducción ortomodal del tipo ilustrado en las figuras 1 a 4, en los nudos de
une malla (aquí hexagonal a título de ejemplo), de una red de una antena de red,
y
-la figura 10 ilustra de manera muy esquemática una disposición de dispositivos de transducción ortomodal del tipo ilustrado en las figuras 5 a 8, en los nudos de une malla (aquí hexagonal a título de ejemplo), de una red de una antena de red.
Los dibujos anexos podrán servir no solamente para completar la invención, sino también para, en su caso, contribuir a su definición.
La invención tiene por objeto permitir Ia realización de dispositivos de transducción ortomodal con compacidad optimizada, preferiblemente sin lámina de desacoplo (o septum), para una antena de emisión y/o recepción (eventualmente de tipo red).
En lo sucesivo, se considera a título de ejemplo no limitativo que la antena es una antena de red del tipo denominado de radiación directa (o DRA), y por ejemplo activa. Comprende, por consiguiente, una red de fuentes elementales de radiación, como por ejemplo bocinas, acopladas cada una a un dispositivo de transducción ortomodal D, según la invención, y medios de control destinados a controlar mediante cadena(s) activa(s) la amplitud y/o la fase de las señales de radiofrecuencia que se deben transmitir (o en sentido inverso, que se reciben del espacio en forma de ondas) por las fuentes elementales de radiación según un diagrama seleccionado. Pero, la invención no se limita a este tipo de antena. Se refiere en efecto, por una parte, a cualquier tipo de antena de red DRA u otras, y especialmente a las fuentes de red colocadas delante de un sistema de reflector(es), como por ejemplo las antenas de tipo FAFR, activas o pasivas, reconfigurables o no, y por otra parte, una única fuente elemental de radiación acoplada a un dispositivo según la invención.
Por ejemplo, la antena de red se instala a bordo de un satélite de telecomunicaciones multimedia en banda Ka (18,2 GHz a 20,2 GHz en modo de emisión o 27,5 GHz a 30 GHz en modo de recepción), o en banda Ku (10,7 GHz a 12,75 GHz en modo de emisión o 13,75 GHz a 14,5 GHz en modo de recepción). Sin embargo, el dispositivo propuesto sigue siendo aplicable a cualquier otra banda de frecuencia. Por otra parte, Las dos polarizaciones radiadas pueden estar en la misma banda de frecuencias, o en bandas de frecuencia diferentes.
Se hace referencia en primer lugar a las figuras 1 a 4 para describir un primer ejemplo de un dispositivo de transducción ortomodal D que no forma parte de la invención.
Como se ilustra esquemáticamente en la figura 1, un dispositivo de transducción ortomodal D, comprende al menos un guíaondas principal (o cuerpo principal) GP, acoplado a un acceso circular AC, un primer guíaondas auxiliar GA1 , acoplado en serie al guíaondas principal GP y a un acceso en serie AS (materializado en la figura 4), y un segundo guíaondas auxiliar GA2, acoplado en paralelo a la guía principal GP y a un acceso paralelo AP (materializado en la figura 4).
La guía principal GP es un paralelepípedo cuya sección transversal (en el plano XZ) es por ejemplo de forma rectangular o cuadrada. Pero es también posible que la guía principal GP sea de forma circular, aunque se prefiera actualmente esta solución. Se extiende según une dirección longitudinal (Y) que define igualmente el eje radioeléctrico principal del dispositivo D. Sus dimensiones se seleccionan para permitir la propagación según el eje (radioeléctrico) principal Y de señales de radiofrecuencia (RF) según el primer y el segundo modos electromagnéticos que presentan respectivamente una primera P1 y una segunda P2 polarizaciones que son ortogonales entre sí.
Por ejemplo, el primer y segundo modos electromagnéticos son respectivamente TE 10 (modo fundamental) y TE01.
Por ejemplo, la primera P1 y segunda P2 polarizaciones son de tipo lineal, siendo P1 por ejemplo vertical (V) y P2 horizontal (H), o viceversa. Pero, se observará que la invención permite igualmente realizar polarizaciones circulares añadiendo componentes apropiados para obtener las condiciones de fases eléctricas necesarias (por ejemplo, añadiendo acopladores híbridos en las dos guías de acceso rectangulares, o bien un polarizador en la guía principal circular).
La guía principal GP comprende dos paredes «laterales» PL (en el plano YZ), une pared «inferior» (en el plano XY) y une pared «superior» PS (en el plano XY). Las nociones «lateral», «inferior» y «superior» se deben entender aquí en referencia a las figuras, instalándose, por consiguiente, una pared superior PS de una guía encima de une pared inferior de esta misma guía y perpendicular a dos paredes laterales PL de dicha guía. Evidentemente, estas nociones no se utilizan más que para facilitar la descripción y o se refieren a la orientación final de las paredes de una guía principal GP o auxiliar GA1 o GA2 una vez integrado el dispositivo D en una antena (aquí de tipo red a título de ejemplo).
Estas paredes laterales PL, inferior y superior PS delimitan interiormente une cavidad principal provista un primer y segundo extremos. El primer extremo está acoplado al acceso circular AC que está adaptado al primer y segundo modos (que presentan respectivamente la primera P1 y segunda P2 polarizaciiones) y que se destina a conectarse a une fuente elemental de radiación. Una ranura de acoplamiento denominada «en serie» FSP se define al nivel del segundo extremo. Preferiblemente tiene forma más bien rectangular, siendo su lado mayor por ejemplo paralelo al eje Z.
La pared superior PS, de la guía principal GP, comprende al menos una abertura de forme seleccionada que constituye una parte de una ranura de acoplamiento denominada «en paralelo» FPL o FPT.
El primer guíaondas auxiliar GA1 presenta una forme general paralelepipédica de sección transversal (en el plano XZ) de forma rectangular, por ejemplo (pero se pueden considerar otras formas, y especialmente circular o elíptica). Se extiende según una dirección longitudinal (Y) que define igualmente su (primer) eje radioeléctrico auxiliar. Prolonga por lo tanto, de alguna manera, la guía principal GP según el eje Y. Sus dimensiones se seleccionan para de este modo permitir la propagación según el primer eje (radioeléctrico) auxiliar de señales de radiofrecuencia (RF) según el primer modo electromagnético que presenta la primera polarización P1.
El primera guía auxiliar GA1 comprende dos paredes «laterales» (en el plano YZ), una pared «inferior» (en el plano XY) y une pared «superior» (en el plano XY). Estas paredes laterales, inferior y superior delimitan interiormente una primera cavidad auxiliar provista de un primer y un segundo extremos. El primer extremo se acopla en serie al segundo extremo de la guía principal GP por la ranura de acoplamiento en serie FSP. El segundo extremo se acopla al acceso en serie AS que se adapta al primer modo que presenta la primera polarización P1 y se define en el plano XZ.
Por ejemplo, el acceso en serie AS presenta una forma rectangular. En el primer ejemplo ilustrado en las figuras 1 a 4, el acceso en serie AS presenta un lado mayor GC1 paralelo al eje X y un lado menor PC1 paralelo al eje Z.
Se observará que la primera guía auxiliar GA1 puede no ser un paralelepípedo puro. Puede, como se ilustra, estar en parte constituido por al menos dos partes de forma paralelepipédica de secciones (en el plano perpendicular a la dirección Y) y por longitudes seleccionadas (según la dirección Y), para realizar un cambio de las dimensiones transversales de la guía (transformador de marchas para adaptación de impedancia) con el fin de optimizar las prestaciones eléctricas.
El segundo guíaondas auxiliar GA2 presenta una forma general paralelepipédica de sección transversal (en el plano XZ) de forma rectangular, por ejemplo. Se extiende según une dirección longitudinal (Y) que define igualmente su (segundo) eje radioeléctrico auxiliar. Sus dimensiones se seleccionan para que se permita la propagación según el segundo eje (radioeléctrico) auxiliar de señales de radiofrecuencia (RF) según el segundo modo electromagnético que presenta la segunda polarización P2.
La segunda guía auxiliar GA2 comprende dos paredes «laterales» (en el plano YZ), une pared «inferior» Pl (en el plano XY) y une pared «superior» (en el plano XY). Estas paredes laterales, inferior Pl y superior delimitan interiormente una segunda cavidad auxiliar provista de un primer y segundo extremos. El primer extremo se acopla al acceso paralelo AP que se adapta al segundo modo que presenta la segunda polarización P2 y se define en el plano XZ.
El segundo extremo se termina preferiblemente por una pared terminal PT (en el plano XZ) para que se defina en la segunda cavidad auxiliar un cortocircuito eléctrico.
La pared inferior Pl, de la segunda guía auxiliar GA2, comprende al menos una abertura de igual forma seleccionada que la definida en la pared superior PS de la guía principal GP y que constituye una parte complementaria de une ranura de acoplamiento en paralelo FPL o FPT.
Por ejemplo, el acceso paralelo AP presenta una forma rectangular. En el primer ejemplo ilustrado en las figuras 1 a 4, el acceso paralelo AP presenta un lado mayor GC2 paralelo al eje X y un lado menor PC2 paralelo al eje Z.
De manera similar a la primera guía auxiliar GA1, se observará que la segunda guía auxiliar GA2 puede no ser un paralelepípedo puro. Puede, como se ilustra, estar constituida por al menos dos partes de forma paralelepipédica, pero presentando dimensiones diferentes (secciones en el plano perpendicular a la dirección Y, y longitudes según la dirección Y), con el fin de realizar un transformador de marchas que tiene como objetivo optimizar las prestaciones eléctricas.
De manera también similar a la primera guía auxiliar GA1, se observará que la guía principal GP puede no ser un paralelepípedo puro. Puede estar constituida por al menos dos partes diferentes, una de forma paralelepipédica, y la otra de forma cilíndrica circular, para la adaptación de impedancia.
La primera GA1 y segunda GA2 guías auxiliares se instalan la una encima de la otra con el fin de que su primer y segundo ejes radioeléctricos auxiliares sean paralelos al eje radioeléctrico principal de la guía principal GP. La segunda guía auxiliar GA2 se instala por lo tanto igualmente al menos en parte encima de la pared superior PS de la guía principal GP.
Es importante subrayar que la guía principal GP (y su acceso circular AC) y la primera GA1 y segunda GA2 guías auxiliares (y su acceso serie AS y paralelo AP) se pueden realizar en dos o tres partes o ensambladas las unas a las otras. Pero también es posible que constituyan un conjunto monobloque según el procedimiento de fabricación utilizado. En este caso, es evidente que las paredes superiores de la guía principal GP y de la primera guía auxiliar GA1 se confunden con la pared inferior Pl de la segunda guía auxiliar GA2, aunque contribuyen a definir una parte de las cavidades principales y auxiliares.
Como se ha indicado anteriormente, cada ranura de acoplamiento en paralelo FPL o FPT se define entre la pared superior PS de la guía principal GP y la pared inferior Pl de la segunda guía auxiliar GA2. Por ejemplo, cuando la pared superior PS de la guía principal GP y la pared o inferior Pl de la segunda guía auxiliar GA2 se instalan la una contra la otra o se confunden, une ranura de acoplamiento en paralelo FPL o FPT puede no estar constituida más que por las dos aberturas en correspondencia en la pared superior PS de la guía principal GP y en la pared inferior Pl de la segunda guía auxiliar GA2. Pero, une ranura de acoplamiento en paralelo FPL o FPT puede igualmente estar constituida por dos aberturas en correspondencia y por un elemento de conexión que garantiza la función de guiado entre estas dos aberturas (esta solución no es actualmente la preferida ya que se intenta limitar en la medida de lo posible el grosor (o longitud) del elemento de conexión).
Cada ranura de acoplamiento en paralelo FPL o FPT se orienta de manera seleccionada respecto al eje de radiofrecuencia principal por dos razones. La orientación debe en primer lugar permitir el acoplamiento de la cavidad principal (definida por la guía principal GP) con la segunda cavidad auxiliar (definida por la segunda guía auxiliar GA2) de manera que el segundo modo (que presenta la segunda polarización P2) sea transferido selectivamente, bien de la guía principal GP hacia la segunda guía auxiliar GA2 en modo de recepción (Rx), bien de la segunda guía auxiliar GA2 hacia la guía principal GP en modo de transmisión (Tx). Además, la orientación debe obligar el primer modo (que presenta la primera polarización P1) a propagarse bien de la guía principal GP hacia la primera guía auxiliar GA1 en modo de recepción (Rx), bien de la primera guía auxiliar GA1 hacia la guía principal GP en modo de transmisión (Tx).
El acoplamiento del segundo modo se impone bien por la longitud de la ranura de acoplamiento en paralelo FPL y por su desfase lateral (según la dirección X) respecto del segundo eje de radiofrecuencia auxiliar de la segunda guía auxiliar GA2, en el caso de una ranura rectangular longitudinal cuyo lado mayor es paralelo a la dirección Y, bien por la/las longitud(es) y/o el número de ranuras de acoplamiento en paralelo FPT y/o la distancia interranuras y/o la posición del centro de cada ranura de acoplamiento en paralelo FPT respecto del segundo eje RF auxiliar, en el caso de una ranura rectangular transversal cuyo lado mayor es paralelo a la dirección X.
Se observará que la distancia entre el cortocircuito, colocado en la pared terminal PT de la segunda guía auxiliar GA2, y la ranura de acoplamiento FPL o FPT que es la más cercana, también puede formar parte de los parámetros de ajuste.
El uso de varias ranuras de acoplamiento en paralelo FPT permite repartir la potencia entre estas últimas.
Por otra parte, la estrechez del ancho de cada ranura de acoplamiento en paralelo FPL
o FPT permite minimizar la excitación de la primera polarización P1, o dicho de otro modo, fijar el nivel de rechazo de la primera polarización P1. Esto permite evitar la utilización de las láminas de desacoplo (o septum), aunque esto aquí también sea posiblemente posible. Por ejemplo, se elige un ancho comprendido entre aproximadamente λ/10 y λ/20, donde λ es la longitud de onda de funcionamiento del dispositivo D.
La posición de cada ranura de acoplamiento en paralelo FPL o FPT se selecciona de manera que se optimice el acoplamiento con las líneas de corriente que corresponden al segundo modo y que se producen en la pared superior PS de la guía principal GP y en la pared inferior Pl de la segunda guía auxiliar GA2.
Por otra parte, la orientación de cada ranura de acoplamiento en paralelo FPL o FPT depende de la compacidad buscada para el dispositivo D según la dirección X. Se pueden considerar dos clases de modo de realización.
La primera clase agrupa las realizaciones en las cuales cada ranura de acoplamiento en paralelo FPL es rectangular «longitudinal» (lado mayor (o longitud) paralela a la dirección Y) y colocada encima y paralelamente al eje principal de la guía principal GP y al mismo tiempo desfasada lateralmente (según la dirección X) respecto del segundo eje de radiofrecuencia auxiliar de la segunda guía auxiliar GA2.
La segunda clase agrupa las realizaciones en las cuales cada ranura de acoplamiento en paralelo FPT es rectangular «transversal» (lado mayor (o longitud) paralela a la dirección X) y centrada (pero pudiendo también estar desfasada (o descentrada)) respecto del eje principal de la guía principal GP y del segundo eje auxiliar de la segunda guía auxiliar GA2 (estando el eje principal y el segundo eje auxiliar entonces instalados el uno encima del otro). Se entiende aquí por «posición centrada» el hecho de presentar la misma extensión transversal por una y otra parte del segundo eje auxiliar. El posicionamiento de las ranuras de acoplamiento en paralelo FPT respecto del segundo eje RF auxiliar permite definir al menos parcialmente la potencia que transmiten. La invención se limita al caso descentrado.
La primera clase corresponde al primer ejemplo de realización que se ilustra en las figuras 1 a 4. En este ejemplo, se ha representado una única ranura de acoplamiento en paralelo FPL de forma rectangular y longitudinal, pero se puede considerar la utilización de varias (al menos dos) puestas la una tras la otra y presentando la misma orientación según el eje Y. En este caso, las longitudes de las ranuras no son forzosamente idénticas.
Cuanto más importante es el desfase lateral (o transversal) de la ranura longitudinal FPL respecto del segundo eje auxiliar, más eficaz es el acoplamiento de las líneas de corriente del segundo modo. En el ejemplo ilustrado (véase figura 4), la ranura longitudinal FPL desemboca en una zona de la pared inferior Pl de la segunda guía auxiliar GA2 que se sitúa a proximidad de la pared lateral de esta última. Por consiguiente, el acoplamiento es óptimo. Pero, se subraya que cuanto más importante es el desfase lateral de la ranura longitudinal FPL respecto del segundo eje auxiliar, mayor es el desfase lateral de la segunda guía auxiliar GA2 respecto de la guía principal GP y de la primera guía auxiliar GA1. Este desfase lateral de la segunda guía auxiliar GA2 es a lo sumo igual a la mitad de su ancho (lado mayor) GC2. Por consiguiente, el volumen transversal (según la dirección X) del dispositivo D es a lo sumo igual a la suma del ancho GC1 de la guía principal GP y de la mitad del ancho GC2 de la segunda guía auxiliar GA2, es decir, GC1 + GC2/2.
En este ejemplo, debido a la orientación «longitudinal» de la ranura de acoplamiento en paralelo FPL, la primera GA1 y segunda GA2 guías auxiliares y los accesos serie AS y paralelo AP presentan secciones transversales rectangulares cuyos lados mayores son todos paralelos a la dirección X. Por consiguiente, la primera GA1 y segunda GA2 guías auxiliares y los accesos serie AS y paralelo AP presentan todos una misma orientación «transversal» (lados mayores GC1, GC2 según la dirección X).
La segunda clase corresponde al ejemplo de realización que se ilustra en las figuras 5 a
8. A título de ejemplo no limitativo, se han representado tres ranuras de acoplamiento en paralelo FPT de formas rectangulares idénticas y transversales, pero se puede considerar el uso de una sola o dos, incluso más de tres en paralelo.
Cuanto mayor es el número de ranuras transversales FPT y cuanto mayor es la longitud (según la dirección X) de cada ranura transversal FPT, mayor tendencia tendrá el acoplamiento de las líneas de corriente del segundo modo a ser eficaz. En el ejemplo ilustrado (véase figuras 5 a 7), las tres ranuras transversales FPT son de igual longitud y equidistantes de dos en dos. Pero esto no es una obligación (la distancia inter-ranuras puede en efecto variar). Se observará que las longitudes de las ranuras pueden ser igualmente parámetros de ajuste.
Al estar aquí el segundo eje auxiliar exactamente superpuesto al eje principal y al primer eje auxiliar, la segunda guía auxiliar GA2 se coloca por lo tanto íntegramente o casi íntegramente encima de la guía principal GP y de la primera guía auxiliar GA1. Por consiguiente, el volumen transversal (según la dirección X) del dispositivo D es igual al de la guía auxiliar o principal que presenta la mayor extensión transversal. Al menos el volumen transversal del dispositivo D es por lo tanto el menor para la segunda clase de realización.
En este segundo ejemplo de realización, debido a la orientación «transversal» de cada ranura de acoplamiento en paralelo FPT, la primera guía auxiliar GA1 y su acceso serie AS presentan secciones transversales rectangulares cuyos lados mayores GC1 son paralelos a la dirección Z, mientras que la segunda guía auxiliar GA2 y su acceso paralelo AP presentan secciones transversales rectangulares cuyos lados mayores GC2 son paralelos a la dirección
X. Por consiguiente, la primera GA1 y segunda GA2 guías auxiliares presentan orientaciones diferentes, tal como los accesos serie AS y paralelo AP.
Se ha representado esquemáticamente en la figura 9 siete dispositivos de transducción ortomodal Di 1 a Di7 pertenecientes a la primera clase y posicionados en los nudos de un ejemplo de malla (o motivo elemental) hexagonal Mi de una red de una antena de red.
Asimismo, se ha representado esquemáticamente en la figura 10 siete dispositivos de transducción ortomodal Di1 a Di7 pertenecientes a la segunda clase y posicionados en los nudos de un ejemplo de malla (o motivo elemental) hexagonal Mi de una red de una antena de red.
Evidentemente, los dispositivos de transducción ortomodal D, según la invención, se pueden disponer diferentemente los unos respecto de los otros para de este modo constituir otros tipos de malla (o motivo elemental) Mi de una red de une antena de red, por ejemplo triangular, rectangular, u otra forma cualquiera (es decir, un motivo no forzosamente periódico).
Por otra parte, en lo anterior se ha descrito un ejemplo de dispositivo D en el cual la guía principal GP se acopla en serie a una guía auxiliar en serie GA1 y en paralelo a una guía auxiliar en paralelo GA2. Pero, la guía principal GP se puede acoplar en serie a una guía auxiliar en serie GA1 y en paralelo a una, dos, tres o cuatro guías auxiliares en paralelo GA2. En este último caso, las guías auxiliares en paralelo GA2 se acoplan a la guía principal GP al nivel de sus diferentes paredes laterales (paralelas a los planos XY y YZ). Esto puede permitir que el dispositivo D funcione en un número de bandas de frecuencias comprendido entre 1 y 5. Se observará que estas diferentes guías auxiliares en paralelo GA2 no tiene forzosamente todas sus ranuras de acoplamiento situadas del mismo lado según el eje Y. Por otra parte, la sección transversal de la cavidad de la guía principal GP puede igualmente variar según el eje Y con el fin de tener en cuenta de las diferentes posiciones de dichas ranuras de acoplamiento.
Se observará que el dispositivo según la invención se puede utilizar igualmente cuando la condición del volumen no es la condición principal, como es el caso por ejemplo en fuentes únicas o aisladas que requieren una bipolarización, en monofrecuencia o bifrecuencia.
La invención no se limita a las realizaciones de dispositivo de transducción ortomodal y de antena (eventualmente de tipo red) descritas anteriormente, sólo a título de ejemplo, sino que abarca todas las variantes que pueda considerar el experto en la técnica en el marco de las siguientes reivindicaciones.

Claims (2)

  1. REIVINDICACIONES
    1.-Dispositivo de transducción ortomodal (D) para una antena, que comprende i) una guía principal (GP) adaptada para la propagación según un eje principal de un primer y un segundo modos electromagnéticos que presentan una primera y una segunda polarizaciones ortogonales entre sí y provista de un primer extremo acoplado a un acceso circular (AC) adaptado a dichos primer y segundo modos y de un segundo extremo, ii) una primera guía auxiliar (GA1) adaptada para la propagación dicho primer modo electromagnético según un primer eje auxiliar y provista de un primer extremo acoplado en serie a dicho segundo extremo de la guía principal (GP) por une ranura de acoplamiento en serie (FSP) y de un segundo extremo acoplado a un acceso en serie (AS) adaptado a dicho primer modo, y iii) una segunda guía auxiliar (GA2) adapta para la propagación de dicho segundo modo electromagnético según un segundo eje auxiliar, acoplado a dicha guía principal (GP) por al menos una ranura de acoplamiento en paralelo (FPT) y provista de une primera extremo acoplado a un acceso paralelo (AP) adaptado a dicho segundo modo, donde dichas primera (GA1) y segunda (GA2) guías auxiliares se colocan la una encima de la otra de manera que su primer segundo ejes auxiliares sean paralelos a dicho eje principal, y donde cada ranura de acoplamiento en paralelo (FPT) se define entre une pared superior (PS) de la guía principal (GP) y une pared inferior (Pl) de la segunda guía auxiliar (GA2) y orientada respecto de dicho eje principal para permitir el acoplamiento de la guía principal (GP) con la segunda guía auxiliar (GA2) para la transferencia selectiva del segundo modo de la una hacia la otra, y a obligar a dicho primer modo a propagarse entre la guía principal (GP) y la primera guía auxiliar (GA1 ), y donde dichos eje principal y segundo eje auxiliar se superponen sensiblemente el uno por encima del otro, y donde dicha primera guía auxiliar (GA1) y dicho acceso serie (AS) presentan secciones transversales rectangulares cuyos lados mayores son paralelos los unos a los otros, y dicha segunda guía auxiliar (GA2) y dicho acceso paralelo (AP) presentan secciones transversales rectangulares cuyos lados menores son paralelos los uno a los otros y perpendiculares a los lados mayores de la primera guía auxiliar (GA1) y del acceso en serie (AS), caracterizado porque comprende al menos une ranura de acoplamiento en paralelo (FPT) de forma rectangular, que presenta un lado mayor perpendicular a dicho eje principal y un lado menor de longitud muy inferior a dicho lado mayor, y definida en una posición descentrada respecto de dichos eje principal y segundo eje auxiliar.
  2. 2.-Dispositivo según la reivindicación 1, caracterizado porque dicha segunda guía auxiliar (GA2) comprende un segundo extremo opuesto al primero y cerrado para de este modo definir un cortocircuito. 3.-Antena, caracterizada porque comprende un único dispositivo de transducción
    5 ortomodal (D) según una de las reivindicaciones precedentes y acoplado a una única fuente elemental de radiación. 4.-Antena de red, caracterizada porque comprende una multiplicidad de dispositivos de transducción ortomodal (D) según una de las reivindicaciones 1 o 2 y acoplados respectivamente a fuentes elementales de radiación dispuestas en una red que presenta una
    10 malla seleccionada. 5.-Antena de red según la reivindicación 4, caracterizada porque dicha malla es de tipo hexagonal.
    15
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