ES2937641T3 - Agrupación de antenas compacta que usa giro virtual de vectores de radiación - Google Patents
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Abstract
En un ejemplo, un dispositivo incluye un conjunto de antenas que tiene al menos un primer elemento de antena de dipolo cruzado que tiene un primer dipolo y un segundo dipolo ortogonal al primer dipolo y al menos un segundo elemento de antena de dipolo cruzado que tiene un tercer dipolo y un cuarto dipolo ortogonal. al tercer dipolo. Una orientación de al menos una segunda antena de dipolo cruzado está desplazada 45 grados con respecto al al menos un primer elemento de antena de dipolo cruzado. El al menos un primer elemento de antena de dipolo cruzado y el al menos un segundo elemento de antena de dipolo cruzado son para transmitir y/o recibir señales con polarizaciones oblicuas de más de 45 grados y menos de 45 grados. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)
Description
DESCRIPCIÓN
Agrupación de antenas compacta que usa giro virtual de vectores de radiación
Referencia cruzada a solicitudes relacionadas
Esta solicitud reivindica prioridad a la solicitud de patente provisional de Estados Unidos con N.° de serie 61/954.344, presentada el 17 de marzo de 2014.
Campo de la divulgación
La presente divulgación se refiere en general a agrupaciones de antenas con polarización cruzada.
Antecedentes
Los operadores móviles celulares están usando más bandas de espectro y crecientemente más espectro dentro de cada banda para satisfacer las demandas crecientes de tráfico de abonado, y para el despliegue de nuevas tecnologías de acceso radioeléctrico, por ejemplo, Tecnología de Acceso Radioeléctrico de Evolución a Largo Plazo (LTE) y LTE Avanzada. El documento CN103560338A propone una agrupación de antenas de múltiples bandas. El documento US2006/114168A1 propone una antena que opera en al menos dos bandas de frecuencia. El documento EP3100518A1 propone una agrupación de antenas con polarización doble. El documento US2010/271276A1 propone una antena que tiene dos dispositivos de radiación. El documento US2008/204318A1 propone un sistema de antena.
Sumario
La invención se expone en las reivindicaciones independientes.
Se definen realizaciones preferidas mediante las reivindicaciones dependientes.
Breve descripción de los dibujos
La enseñanza de la presente divulgación puede entenderse fácilmente considerando la siguiente descripción detallada en conjunto con los dibujos adjuntos, en los que:
La Figura 1 representa una porción de una agrupación de antenas que tiene subagrupaciones para diferentes bandas de frecuencia, que no forma parte de la invención reivindicada;
La Figura 2A representa un elemento de antena de dipolos cruzados con orientación horizontal y vertical y sus vectores de radiación efectivos;
La Figura 2B representa un primer dispositivo para girar los vectores de radiación efectivos de un elemento de antena de dipolos cruzados, que no forma parte de la invención reivindicada;
La Figura 3 representa un segundo dispositivo para girar los vectores de radiación efectivos de una antena que tiene una pluralidad de elementos de antena de dipolos cruzados;
La Figura 4 representa un primer conjunto de antena que tiene subagrupaciones para diferentes bandas de frecuencia, que no forma parte de la invención reivindicada; y
La Figura 5 representa varios ejemplos de agrupaciones de antenas de acuerdo con la presente divulgación. Para facilitar el entendimiento, se han usado números de referencia idénticos, donde ha sido posible, para designar elementos idénticos que son comunes a las figuras.
Descripción detallada
Los operadores móviles celulares están usando más bandas de espectro y crecientemente más espectro dentro de cada banda para satisfacer las demandas crecientes de tráfico de abonado, y para el despliegue de nuevas tecnologías de acceso radioeléctrico, por ejemplo, Tecnología de Acceso Radioeléctrico de Evolución a Largo Plazo (LTE) y LTE Avanzada. Por lo tanto, los sitios celulares pueden necesitar soluciones de antena de estación base que puede soportar múltiples bandas de espectro. La mayoría de operadores celulares que tienen múltiples bandas pueden agrupar estas en bandas de espectro de banda baja y bandas de espectro de banda alta. Por ejemplo, en Europa, las bandas de 800 MHz y 900 MHz pueden clasificarse como bandas de espectro de banda baja, mientras que 1800 MHz, 2100 MHz y 2600 MHz pueden clasificarse como bandas de espectro de banda alta.
Las redes celulares pueden usar varias soluciones de estación base y antena dependiendo del entorno físico, el entorno de canal de radio, potencia de frecuencia de radio (RF), cobertura de servicio y requisitos de capacidad. Los sitios de estación base pueden clasificarse en, por ejemplo, macro célula, micro célula, célula pequeña, célula interior, Sistema de Antenas Distribuidas (DAS), etc. Los sitios de macro célula se diseñan para una cobertura de área más extensa y habitualmente han sectorizado agrupaciones de antenas de panel con un haz principal directivo para obtener la ganancia necesaria, y que se ubican por encima de la altura media de los edificios circundantes.
La antena de estación base puede consistir en una pila de elementos de radiación que se disponen verticalmente a través de una configuración lineal en una longitud del plano reflector. Por ejemplo, cada elemento radia un campo de polarización ortogonal doble en el que la polarización está en la orientación de 45 y -45 grados debido a los efectos del entorno de propagación, proporcionando una atenuación más simétrica en comparación con la polarización horizontal y vertical. Esto también proporciona ramales de diversidad equilibrados que son óptimos para su combinación en el receptor.
Para habilitar múltiples servicios de una única caja de antena habitualmente con un único plano reflector, múltiples pilas de agrupaciones de antenas que operan tanto en frecuencias de banda baja como alta tendrán que coubicarse dentro de este espacio. En algunos casos, se realizan configuraciones de lado a lado, en las que el elemento de banda baja (LB) se sitúa en el centro del plano reflector, y las dos pilas de agrupaciones de banda alta (HB) adicionales de los elementos de HB se ubican en ambos lados del dipolo de LB. Debido a esta disposición, la anchura de plano reflector de la antena puede tener que ampliarse para acomodar estos elementos. Esta ampliación es para reducir los efectos de acoplamiento mutuo entre los elementos que desintonizarán la antena y resultarán en un peor rendimiento radiado.
Estas antenas de estación base pueden montarse en torres celulares en las que las antenas de estación base se someten a vientos altos. Esto implica un requisito de integridad mecánica del montaje de antena, y la torre. Los efectos de carga de viento son peores cuando se aumenta el área de superficie de la antena. Debido a esta razón, la anchura de la antena puede mantenerse en un mínimo. Sin embargo, esto puede aumentar indirectamente el acoplamiento mutuo de los elementos de antena, lo que puede resultar en un peor rendimiento radiado.
La presente divulgación se refiere en general a un empaquetamiento más eficiente de elementos de antena en una agrupación de antenas y, más particularmente, con respecto a dispositivos y sistemas para transmitir y recibir señales en una polarización particular usando una pluralidad de elementos de antena que se orientan en una o más configuraciones diferentes. Realizaciones de la presente divulgación aumentan la densidad de empaquetamiento de las pilas de agrupación de antenas en las que la anchura de la antena puede mantenerse en un mínimo, sin deteriorar el rendimiento de antena, o aumentar los efectos de carga de viento. Como se usa en el presente documento, los términos "antena" y "agrupación de antenas" se usan de manera intercambiable. Además, por consistencia, y a no ser que se especifique de otra manera, con respecto a cualquiera de las agrupaciones de antenas representadas, el horizonte del mundo real se indica como de izquierda a derecha/de derecha a izquierda en la página, y la dirección arriba/vertical es en una dirección desde la parte inferior de la página a la parte superior de la página.
En una agrupación de antenas para aplicaciones celulares, cada elemento de antena en la agrupación puede ser un dipolo cruzado con polarización doble a 45/-45 grados (para los vectores de radiación efectivos). Algunas agrupaciones de antenas tienen elementos de banda baja y alta juntos en una única agrupación. Por ejemplo, puede haber dos subagrupaciones lado a lado en una única agrupación. Por ejemplo, la Figura 1 muestra una agrupación de antenas 100, que no forma parte de la invención reivindicada, que tiene una subagrupación de banda baja (LB) 120 y dos subagrupaciones de banda alta (HB) 130. Sin embargo, cuando existen elementos de antena de LB y HB juntos en una agrupación, existe un problema de densidad en empaquetamiento. Por ejemplo, la agrupación de antenas 100 de la Figura 1, ocupa una gran cantidad de espacio. Es posible situar los elementos de antena de la subagrupación de LB 120 y las subagrupaciones de HB 130 juntos cerca. Sin embargo, el resultado es un bloqueo, obstrucción o "sombreado" parcial de los elementos de LB sobre los elementos de HB. Consecuencias no deseables cuando existe tal superposición también incluyen efectos de acoplamiento mutuo, bloqueo y desintonización, lo que hace que la agrupación sea más difícil de diseñar y controlar. Una implementación puede usar agrupaciones de antenas con polarización cruzada con elementos de antena orientados oblicuos de 45/-45 grados lineales porque esto resulta en que tienen una propagación equilibrada y características de canal de radio que proporciona equilibrio de potencia de diversidad y rendimiento de combinación de diversidad óptimo.
Para un elemento de antena de dipolos cruzados orientado horizontal y vertical (H/V) con polarización doble típica, los vectores de radiación tienen las mismas orientaciones que los dipolos cruzados (también denominados "elementos de radiación") del elemento de antena. Esto se muestra en la Figura 2A. En particular, la Figura 2A muestra un elemento de antena de dipolos cruzados con polarización doble 205 que tiene un dipolo horizontal 210 y un dipolo vertical 220. Los vectores de radiación efectivos 230 se muestran adyacentes al elemento de antena 205. Los vectores de radiación 230 pueden resultar en características de transmisión no deseadas, como se ha analizado anteriormente. En contraposición a lo anterior, ejemplos de la presente divulgación usan giro virtual de vectores de radiación para transmitir (y recibir) señales a las polarizaciones oblicuas de 45/-45 grados, mientras se usan elementos de antena de dipolos cruzados horizontales y verticales. Específicamente, en lugar de orientar físicamente los dipolos cruzados como 45/-45 grados, al menos un elemento de antena de dipolos cruzados se orienta físicamente con sus dipolos orientados horizontal y verticalmente (H/V), mientras las señales de comunicación transmitidas y recibidas a través del al menos un elemento de antena de dipolos cruzados se rotan virtualmente a las polarizaciones de 45/-45 grados. Ejemplos de la presente divulgación proporcionan una mayor densidad en empaquetamiento de elementos de antena que lo que se conseguiría de otra manera usando elementos de antena que se orientan tanto en orientaciones de 45/-45 grados como de H/V. Además, ejemplos de la presente divulgación habilitan el uso de dos agrupaciones de antenas diferentes para diferentes bandas de frecuencia, por ejemplo, una banda de frecuencia baja, o LB, y una
banda de frecuencia alta, o HB. En particular, alguno o todos los elementos de antena de una o ambas de las bandas de frecuencia tienen una orientación H/V y otros elementos de antena tienen una orientación de 45/-45 grados.
En la Figura 2B se muestra un primer dispositivo 200 de ejemplo, que no forma parte de la invención reivindicada. El dispositivo 200 incluye un elemento de antena de dipolos cruzados con polarización doble 205 con orientación H/V que tiene un dipolo horizontal 210 y un dipolo vertical 220 que se orientan ortogonalmente entre sí. El dispositivo 200 también incluye un circuito o divisor de potencia 240 para girar o controlar los vectores de radiación efectivos 290 del elemento de antena con polarización doble 205. En un ejemplo, el divisor de potencia 240 comprende un acoplador híbrido o un acoplador de anillo híbrido (de 180 grados), tal como un acoplador de tipo "rat-race". Como se muestra en la Figura 2B, el divisor de potencia 240 incluye dos puertos de entrada (suponiendo una conexión a señales previstas para su transmisión), designados como puerto de entrada positivo 'P' 270 (también denominado como una entrada en fase) y puerto de entrada negativo 'M' 280 (también denominado en el presente documento como un puerto de entrada desfasado) y dos puertos de salida, designados como puerto de salida 'V' 250 y puerto de salida 'H' 260.
Por ejemplo, las señales 241 y 242 introducidas en el puerto de entrada positivo 'P' 270 y el puerto de entrada negativo 'M' 280, respectivamente, pueden ser para su transmisión en una polarización oblicua lineal de 45 y -45 grados, respectivamente. Para ilustrar esto, considérese que la señal 241 que se introduce en el puerto de entrada positivo 270, entra en el divisor de potencia 240, que en este caso es un acoplador de anillo híbrido de 180 grados, divide la potencia equitativamente en dos ramales, recorriendo un ramal en el sentido de las agujas del reloj al puerto de salida 'V' etiquetado 250 y recorriendo el otro ramal en el sentido contrario de las agujas del reloj al puerto de salida 'H' etiquetado 260. En particular, la distancia entre el puerto de entrada positivo 270 y el puerto 'H' 260 y la distancia entre el puerto de entrada positivo 270 y el puerto 'V' 250 son la misma distancia. En un ejemplo, esta distancia también está en, o sustancialmente cerca de, una distancia que es el equivalente de 90 grados de fase para una frecuencia central dentro de una banda de frecuencia de las señales que hay que transmitir y recibir a través del dispositivo 200.
En cualquier caso, puesto que la señal 241 recibida en el puerto de entrada 270 recorre la misma distancia, los dos puertos de salida 250 y 260 reciben señales idénticas de la misma potencia y misma fase (por ejemplo, estas son dos señales de componente "en fase conjunta"). De manera similar, la señal 242 recibida en el puerto de entrada negativo 280 entra en el divisor de potencia 240, divide la potencia equitativamente en dos ramales, recorriendo un ramal en el sentido de las agujas del reloj y recorriendo un ramal en el sentido contrario de las agujas del reloj. En particular, la distancia entre el puerto de entrada negativo 280 y el puerto 'V' 250 es la misma distancia que entre el puerto de entrada positivo 270 y el puerto de salida 'V' 250, por ejemplo, una distancia que proporciona 90 grados de desplazamiento de fase. Por lo tanto, la señal 242 desde el puerto de entrada negativo 280 llega como el puerto de salida 'V' 250 que tiene una misma fase que la señal 241 en el puerto de entrada positivo 270. Sin embargo, en un ejemplo, la distancia entre el puerto de entrada negativo 280 y el puerto de salida 'H' 260 es tres veces la distancia entre el puerto de entrada negativo 280 y el puerto 'V' 250. Por ejemplo, esta distancia puede ser una distancia o longitud que proporciona 270 grados de desplazamiento de fase, por ejemplo, para una señal en una frecuencia central de una banda de frecuencia deseada. En otras palabras, cuando la señal 242 desde el puerto de entrada negativo 280 llega en el puerto 'H' 260, está 180 grados desfasada con respecto a la señal 241 que llega en el puerto de salida 'H' 260 desde el terminal de entrada positivo 270. Además, puesto que la señal 241 recibida en el puerto de entrada 280 recorre una distancia diferente a los dos puertos de salida 250 y 260, los puertos de salida reciben señales de la misma potencia, pero 180 grados desfasada (por ejemplo, estas son dos señales de componente "en oposición de fase").
Como se ha descrito anteriormente, el puerto de salida 'H' 260 y el puerto de salida 'V' 250 reciben las señales 241 y 242 tanto desde el puerto de entrada positivo 270 como desde el puerto de entrada negativo 280. Estas señales se combinan en los respectivos puertos de salida 250 y 260, y se reenvían al dipolo horizontal 210 y al dipolo vertical 220, respectivamente, para la transmisión de RF. Si las señales en el puerto de entrada positivo 270 y el puerto de entrada negativo 280 se conectasen directamente al elemento de antena 205, los vectores de radiación resultantes aparecerían como se muestra en la Figura 2A, es decir, los vectores de radiación 230. Sin embargo, debido a los retardos de señal y división de potencia que se transmiten a través del divisor de potencia 240, los vectores de radiación resultantes del elemento de antena 205 aparecen como se muestra en la Figura 2B, es decir, los vectores de radiación 290 que tienen polarizaciones lineales oblicuas de 45/-45 grados.
Ventajosamente, el dispositivo 200 permite el uso de un elemento de antena de dipolos cruzados con polarización doble con orientación H/V, por ejemplo, el elemento de antena 205, mientras proporciona los vectores de radiación efectivos con polarización lineal oblicua de 45/-45 grados que se proporcionarían mediante un elemento de antena de dipolos cruzados con orientación de 45/-45 típico. Este giro de vector de polarización permite diversas disposiciones de agrupación de antenas novedosas que no se conseguirían de otra manera sin comprometer significativamente el rendimiento. Para ilustrar, las Figuras 4 y 5 muestran varias disposiciones, o diseños, de agrupaciones de antenas de ejemplo. Las disposiciones de agrupaciones de antenas 520, 530, 540, 550, 560 y 570 mostradas en la Figura 5 son de acuerdo con la presente divulgación. La disposición de agrupación de antenas mostrada en la Figura 4, así como la disposición de agrupación de antenas 510 mostrada en la Figura 5 no forman parte de la invención reivindicada.
Debería observarse que ejemplos de la presente divulgación describen el uso de polarizaciones oblicuas lineales de 45/-45 grados o polarizaciones lineales H/V. Sin embargo, aunque la polarización lineal es típica, y se proporcionan
ejemplos usando polarizaciones lineales, puede llegarse fácilmente a otras realizaciones de la presente divulgación, por ejemplo, incluyendo polarización elíptica ortogonal doble, o polarizaciones circulares levógiras y circulares dextrógiras, como se apreciará por los expertos en la materia. Además, aunque en diversos ejemplos en el presente documento se describe un divisor de potencia pasivo que comprende un acoplador de anillo híbrido de 180 grados y/o un acoplador de tipo "rat-race", la presente divulgación no se limita de esta forma. Por ejemplo, la presente divulgación puede emplear ampliamente diversos circuitos con capacidad de proporcionar señales desplazadas en fase relativamente y, por lo tanto, resultando en el giro de vectores de radiación efectivos de uno o más elementos de antena de dipolos cruzados con polarización doble. Por ejemplo, tales circuitos pueden incluir dispositivos de RF pasivos, tales como acopladores híbridos de 90 grados, componentes o dispositivos de RF activos, dispositivos que incluyen procesos o algoritmos implementados en software y/o dispositivos de procesamiento de señal digital (DSP), por ejemplo, un proceso de software con componentes activos asociados, y así sucesivamente.
La Figura 3 ilustra un dispositivo 300 para girar los vectores de radiación efectivos de una antena que tiene una pluralidad de elementos de antena de dipolos cruzados con polarización doble, de acuerdo con la presente divulgación. El dispositivo 300 es sustancialmente similar al dispositivo 200; sin embargo, incluye una pluralidad de elementos de antena. Por ejemplo, como se muestra en la Figura 3, existe un primer elemento de antena de dipolos cruzados con orientación H/V con polarización doble 305A que tiene un dipolo horizontal 310A y un dipolo vertical 320A, y un segundo elemento de antena de dipolos cruzados con orientación H/V con polarización doble 305B que tiene un dipolo horizontal 310B y un dipolo vertical 320B. Aunque se muestran únicamente dos elementos, los expertos en la materia apreciarán que una agrupación con elementos de antena adicionales, por ejemplo, hasta diez o más, puede realizarse con una red de distribución mayor que comprende un mayor número de divisores/divisores de potencia y así sucesivamente. Por ejemplo, para ganancias de directividad práctica para una antena de estación base celular, esto puede comprender muchos elementos, por ejemplo, 5-14 elementos, dependiendo de la banda de espectro de operación y directividad deseada y ancho de haz de plano vertical o patrón de elevación resultante. En este sentido, debería observarse que aunque las agrupaciones de antenas lineales son típicas, ejemplos de la presente divulgación son aplicables tanto a lineal como no lineal.
Como se ilustra en la Figura 3, el dispositivo 300 también incluye un divisor de potencia/circuito 340 que tiene un puerto de entrada positivo 370 para recibir una señal de entrada 341 para su transmisión (por ejemplo, interpretada ampliamente como obtener, recopilar o conectar a una señal, por ejemplo, como parte de un proceso de procesamiento de señales en el que se transmitirá la señal) en polarización oblicua lineal de 45 grados, un puerto de entrada negativo 380 para recibir una señal de entrada 342 para transmisión en polarización oblicua lineal de -45 grados, un puerto de salida 'V' 350 y un puerto de salida 'H' 360. El divisor de potencia 340 funciona igual o sustancialmente similar al divisor de potencia 240 en la Figura 2B. Los puertos de salida 350 y 360 se conectan a los divisores/combinadores 330A y 330B. El divisor/combinador 330A se conecta a los respectivos dipolos horizontales 310A y 310B, mientras que el divisor/combinador 330B se conecta a los respectivos dipolos verticales 320A y 320B. Como con el dispositivo 200, el dispositivo 300 también proporciona vectores de radiación efectivos desde cada uno de los elementos de antena de dipolos cruzados con orientación H/V 305A y 305B que están en polarizaciones oblicuas lineales de 45/-45 grados. Debería observarse que en las Figuras 2B y 3, para propósitos de ilustración únicamente, los puertos de salida 'V' se conectan a los dipolos verticales y los puertos de salida 'H' se conectan a los dipolos horizontales. Además, las Figuras 2B y 3 se describen en conexión con la transmisión de señales de entrada positivas y negativas. Sin embargo, los expertos en la materia apreciarán que los dispositivos 200 y 300 funcionarán de una manera recíproca para recibir señales en polarizaciones oblicuas lineales de 45/-45 grados.
Las Figuras 2B y 3 ilustran dispositivos que son capaces de transmitir señales en una polarización particular usando elementos de antena que se orientan en una configuración particular. En otras palabras, para transmitir en polarizaciones oblicuas lineales de 45/-45 grados usando elementos de antena/dipolos cruzados que tienen orientaciones H/V. Las Figuras 4 y 5 extienden la presente divulgación a agrupaciones de antenas de ejemplo en las que los elementos de antena se empaquetan de forma eficiente, y que se usan en conjunto con un dispositivo, tal como el dispositivo 300 de la Figura 3, para girar los vectores de radiación efectivos para la transmisión y recepción.
Como se ha mencionado anteriormente, algunas aplicaciones se consideran para el uso de una agrupación de antenas que tiene elementos de antena para uso con dos (o más) bandas de frecuencia diferentes. Para propósitos de ilustración, la presente divulgación se referirá ampliamente a una banda de frecuencia baja, o LB, y una banda de frecuencia alta, o HB. Por ejemplo, en Europa, las bandas de 800 MHz y 900 MHz pueden clasificarse como bandas de espectro de banda baja, mientras que 1800 MHz, 2100 MHz y 2600 MHz pueden clasificarse como bandas de espectro de banda alta. Sin embargo, debería entenderse que la presente divulgación no se limita a ninguna frecuencia o intervalos de frecuencia particulares y que la mención de algún valor específico es para propósitos de ilustración únicamente.
Debería observarse que a lo largo de todos los ejemplos de las Figuras 4 y 5, para propósitos de claridad únicamente, ciertos elementos de antena se indican específicamente con números de referencia. Sin embargo, los elementos de antena del mismo tipo (por ejemplo, HB o LB) se indican mediante el mismo tamaño y forma a lo largo de todas las Figuras 4 y 5.
La Figura 4 muestran una primera agrupación de antenas 400 que no forma parte de la invención reivindicada, que
incluye los elementos de antena con polarización doble de LB 410 y los elementos de antena con polarización doble de HB 420. En particular, los elementos de antena de LB 410 se orientan horizontal y verticalmente (H/V) mientras que los elementos de antena de HB 420 se orientan a 45/-45 grados. En esta disposición, los elementos de antena de HB 420 pueden situarse más cerca de los elementos de antena de LB 410 de lo que se conseguiría si los elementos de antena de LB 410 estuvieran orientados a 45/-45 grados. Por ejemplo, la agrupación de antenas 400 de la Figura 4 ocupa ventajosamente menos espacio horizontal que la agrupación de antenas 100 de la Figura 1.
Como se ha mencionado anteriormente, la agrupación de antenas 400 puede usarse en conjunto con un circuito o dispositivo tal como se muestra en la Figura 3. Para ilustrar, la pluralidad de elementos de antena de LB 410 que tienen orientaciones H/V pueden conectarse a un dispositivo, tal como el dispositivo 300 de la Figura 3, para transmitir y recibir señales en polarizaciones de 45 y -45. En contraposición, la pluralidad de elementos de antena de HB 420 pueden conectarse a una red de distribución de agrupaciones de antenas convencional, es decir, las señales previstas para su transmisión y recepción mediante estos elementos de HB no pasan a través de un circuito/dispositivo tal como el dispositivo 300. De esta manera, las señales o bien en la banda de frecuencia baja o bien en la banda de frecuencia alta que se conciben para su transmisión/recepción en polarizaciones de 45/-45 grados pueden transmitirse/recibirse con tales estados de polarización, independientemente de la orientación física del elemento o elementos de antena a través de los cuales se transmiten/reciben las señales.
La Figura 5 ilustra varios ejemplos adicionales de agrupaciones de antenas de acuerdo con la presente divulgación. En particular, cada una de las agrupaciones de antenas 510, que no forma parte de la invención reivindicada, y 520 incluyen subagrupaciones mixtas de HB y LB que comprenden elementos de antena de HB y elementos de antena de LB, respectivamente. En la agrupación de antenas 510, los elementos de antena de LB 512 se orientan a 45/-45 grados mientras que los elementos de antena de HB 514 tienen una orientación horizontal y vertical (H/V). Para la agrupación de antenas 510, cada uno de los elementos de antena de HB 514 puede conectarse a uno o más circuitos/dispositivos, tales como el dispositivo 300 para proporcionar transmisión y recepción de señales que se girarán virtualmente de tal forma que las señales se transmitirán/recibirán con polarizaciones lineales oblicuas de 45/-45 grados usando los elementos de antena de HB con orientación H/V (514). En contraposición, los elementos de antena de LB 512 pueden recibir y transmitir señales a través de medios convencionales, es decir, la recepción y la transmisión de señales no pasan a través de un circuito/dispositivo, tal como el dispositivo 300.
La agrupación de antenas 520 incluye elementos de antena de LB 522 con orientación H/V mientras que algunos de los elementos de antena de HB 524 tienen una orientación H/V y algunos de los elementos de antena de HB 525 tienen orientaciones de 45/-45 grados. En este caso, los elementos de antena de LB 522 pueden conectarse a uno o más dispositivos, tales como el dispositivo 300, para girar virtualmente las polarizaciones de señal para la transmisión y recepción en polarizaciones lineales oblicuas de 45/-45 grados. En un ejemplo, los elementos de antena de HB 524 y 525 pueden ser para la transmisión y recepción de las mismas señales. Sin embargo, los elementos de antena de HB 524 pueden conectarse a uno o más otros dispositivos, tales como el dispositivo 300, para girar las señales para transmisión y recepción en polarizaciones oblicuas de 45/-45 grados, mientras que los elementos de antena de HB 525 pueden recibir y transmitir las señales sin tal procesamiento.
Ejemplos de la presente divulgación también proporcionan agrupaciones de antenas para una única banda, por ejemplo, únicamente HB o LB. Por ejemplo, la agrupación de antenas 530 incluye únicamente elementos de antena de lB, por ejemplo, una agrupación en línea. Algunos de los elementos de antena 536 se orientan a 45/-45 grados mientras que otros de los elementos de antena 537 tienen orientaciones H/V. En una realización, los elementos de antena 536 y 537 son para transmitir y recibir las mismas señales de base. Por lo tanto, los elementos de antena 537 pueden conectarse a uno o más otros dispositivos, tales como el dispositivo 300, para girar la polarización de las señales para la transmisión y recepción en polarizaciones lineales oblicuas de 45/-45 grados, mientras que los elementos de antena 536 pueden recibir y transmitir las señales sin tal procesamiento. En particular, la agrupación de antenas 530 tiene una mayor eficiencia de empaquetamiento, es decir, ocupa menos espacio que si se proporcionase a todos los elementos de antena unas orientaciones de 45/-45 grados. Las agrupaciones de antenas 540 y 550 proporcionan ejemplos adicionales de agrupaciones de antenas de banda única. Por ejemplo, la agrupación de antenas 540 incluye los elementos de antena con orientación de 45/-45 grados 546 y los elementos de antena con orientación H/V 547. De manera similar, la agrupación de antenas 550 incluye los elementos de antena con orientación de 45/-45 grados 556 y los elementos de antena con orientación H/V 557.
En algunos de los ejemplos de la Figura 5, un centro del al menos un primer elemento de antena de dipolos cruzados se sitúa verticalmente por encina o debajo de un centro del al menos un segundo elemento de antena de dipolos cruzados en la agrupación de antenas, por ejemplo, como en las agrupaciones de antenas 510 y 530. De manera similar, en algunos de los ejemplos de la Figura 5, un centro del al menos un primer elemento de antena de dipolos cruzados se sitúa horizontalmente adyacente a un centro del al menos un segundo elemento de antena de dipolos cruzados en la agrupación de antenas, por ejemplo, como en las agrupaciones de antenas 510, 540 y 550. Debería observarse también que todos los ejemplos anteriormente mencionados de la Figura 5 (y también el ejemplo de la Figura 4), presentan un segundo elemento de antena de dipolos cruzados que es adyacente a un primer elemento de antena de dipolos cruzados, en el que una orientación de la segunda antena de dipolos cruzados se desplaza 45 grados con respecto al primer elemento de antena de dipolos cruzados. Por ejemplo, en la agrupación de antenas 530 cada par de elementos de antena adyacentes comprende un elemento de antena con orientación H/V 537 y un
elemento de antena con orientación de 45/-45 grados 536. De manera similar, en la agrupación de antenas 550, en cada fila horizontal únicamente los elementos de antena con orientación H/V 557 y los elementos de antena con orientación de 45/-45 grados 556 son adyacentes. En otras palabras, no hay dos elementos de antena que tengan orientaciones físicas similares que sean adyacentes en ninguna fila horizontal.
En la Figura 5 también se proporcionan las agrupaciones de antenas 560 y 570 de ejemplo adicionales. Las agrupaciones de antenas 560 y 570 ilustran que la presente divulgación no se limita a disposiciones de empaquetamiento en dos dimensiones, sino que pueden usarse para conseguir mayores eficiencias de empaquetamiento usando una tercera dimensión. En particular, la agrupación de antenas 560 incluye elementos de antena con orientación H/V de LB con polarización doble 562 con elementos de antena con orientación H/V de HB con polarización doble 561 coubicados en la misma posición. En otras palabras, los centros de los elementos de antena con orientación H/V de LB con polarización doble 562 y los centros de los elementos de antena con orientación H/V de HB con polarización doble 561 ocupan las mismas posiciones en la agrupación de antenas 560. Esto puede denominarse como una disposición de antena "en línea doble". Dos pilas de agrupaciones de HB adicionales que usan los elementos de antena de HB 563 se ubican en cualquier lado de los elementos de antena de LB 562.
La agrupación de antenas 570 incluye los elementos de antena con orientación H/V de LB con polarización doble 572 con los elementos de antena con orientación de 45/-45 grados de HB con polarización doble 571 coubicados en la misma posición. En otras palabras, los centros de los elementos de antena con orientación H/V de LB con polarización doble 572 y los centros de los elementos de antena con orientación de 45/-45 grados de HB con polarización doble 571 ocupan las mismas posiciones en la agrupación de antenas 570. Esto también puede denominarse de forma similar una disposición de antena "en línea doble". Los elementos de antena de HB 574 de dos pilas de agrupaciones de HB adicionales se ubican en cualquier lado de los elementos de LB 572.
Mientras lo anterior describe diversos ejemplos de acuerdo con uno o más aspectos de la presente divulgación, pueden idearse otro ejemplo o ejemplos y ejemplo o ejemplos adicionales de acuerdo con el uno o más aspectos de la presente divulgación sin alejarse del alcance de la misma, que se determina mediante la reivindicación o reivindicaciones a continuación.
Claims (12)
1. Un dispositivo que comprende:
una agrupación de antenas (530, 540, 550), que comprende:
al menos dos primeros elementos de antena de dipolos cruzados (537, 547, 557), teniendo cada uno un primer dipolo y un segundo dipolo ortogonal al primer dipolo, en donde una longitud del primer dipolo es la misma que una longitud del segundo dipolo;
al menos un segundo elemento de antena de dipolos cruzados (536, 546, 556) que tiene un tercer dipolo y un cuarto dipolo ortogonal al tercer dipolo, en donde una longitud del tercer dipolo es la misma que una longitud del cuarto dipolo, en donde una orientación del al menos un segundo elemento de antena de dipolos cruzados se desplaza 45 grados con respecto a los al menos dos primeros elementos de antena de dipolos cruzados; y un circuito (340) configurado para girar vectores de radiación efectivos de polarización ortogonal doble que se transmiten o son recibidos mediante los al menos dos primeros elementos de antena de dipolos cruzados, en donde el circuito comprende un divisor de potencia, en donde los al menos dos primeros elementos de antena de dipolos cruzados y el al menos un segundo elemento de antena de dipolos cruzados están configurados para transmitir o recibir señales en polarizaciones oblicuas de 45 grados y -45 grados, en donde los al menos dos primeros elementos de antena de dipolos cruzados y el al menos un segundo elemento de antena de dipolos cruzados están configurados para su operación en una misma banda de frecuencia y
al menos dos divisores-combinadores, en donde al menos un primer divisor-combinador (330A) de los al menos dos divisores-combinadores está configurado para al menos uno de dividir señales desde y combinar señales a un primer terminal de salida (360) del circuito, en donde al menos un segundo divisor-combinador (330B) de los al menos dos divisores-combinadores está configurado para al menos uno de dividir señales desde y combinar señales a un segundo terminal de salida (350) del circuito, en donde el primer terminal de salida del circuito está conectado a cada uno de los primeros dipolos (310A, 310B) de los al menos dos primeros elementos de antena de dipolos cruzados a través del al menos un primer divisor-combinador, y en donde el segundo terminal de salida del circuito está conectado a cada uno de los segundos dipolos (320A, 320B) de los al menos dos primeros elementos de antena de dipolos cruzados a través del al menos un segundo divisor-combinador.
2. El dispositivo de la reivindicación 1, en el que la agrupación de antenas comprende al menos tres elementos de antena de dipolos cruzados, en donde el al menos un segundo elemento de antena de dipolos cruzados es un elemento de antena adyacente a los al menos primeros elementos de antena de dipolos cruzados.
3. El dispositivo de la reivindicación 1, en el que los primeros dipolos y los segundos dipolos de los al menos dos primeros elementos de antena de dipolos cruzados están orientados horizontal y verticalmente, y en donde el tercer dipolo y el cuarto dipolo del al menos un segundo elemento de antena de dipolos cruzados están orientados a 45 grados y -45 grados.
4. El dispositivo de la reivindicación 1, en el que el divisor de potencia comprende uno o más de:
un acoplador híbrido;
un acoplador de anillo híbrido;
un acoplador de anillo híbrido de 180 grados;
un acoplador híbrido de 90 grados;
un acoplador de tipo "rat-race".
5. El dispositivo de la reivindicación 1, en el que los vectores de radiación efectivos de polarización ortogonal doble son uno de:
polarizaciones lineales ortogonales;
polarizaciones elípticas ortogonales; o
polarizaciones circulares ortogonales.
6. El dispositivo de la reivindicación 1, en el que el circuito es para girar 45 grados las polarizaciones de los vectores de radiación efectivos de polarización ortogonal doble.
7. El dispositivo de cualquiera de la reivindicación 1, en el que la agrupación de antenas comprende elementos de antena para al menos dos bandas de frecuencia diferentes.
8. El dispositivo de la reivindicación 1, en el que los centros de los al menos dos primeros elementos de antena de dipolos cruzados están situados verticalmente por encina o por debajo de un centro del al menos un segundo elemento de antena de dipolos cruzados en la agrupación de antenas o están situados horizontalmente adyacentes al centro del al menos un segundo elemento de antena de dipolos cruzados en la agrupación de antenas.
9. El dispositivo de la reivindicación 1, en el que un centro de uno de los al menos dos primeros elementos de antena de dipolos cruzados (562, 572) y un centro de un tercer elemento de antena de dipolos cruzados de una banda de
frecuencia diferente (561,571) están situados de manera conjunta en una misma posición en la agrupación de antenas.
10. El dispositivo de la reivindicación 1, en el que los al menos dos primeros elementos de antena de dipolos cruzados están orientados de tal forma que un giro de 45 grados de las orientaciones de los al menos dos primeros elementos de antena de dipolos cruzados daría como resultado una superposición, un bloqueo o un sombreado del al menos un segundo elemento de antena de dipolos cruzados.
11. El dispositivo de la reivindicación 1, en el que los al menos dos primeros elementos de antena de dipolos cruzados están orientados de tal forma que un giro de 45 grados de las orientaciones de los al menos dos primeros elementos de antena de dipolos cruzados daría como resultados efectos de acoplamiento mutuo y de desintonización entre los al menos dos primeros elementos de antena de dipolos cruzados y el al menos un segundo elemento de antena de dipolos cruzados.
12. Un método para usar una agrupación de antenas (530, 540, 550), que comprende:
recibir una primera señal para su transmisión en una primera polarización lineal oblicua de 45 grados (341); recibir una segunda señal para su transmisión en una segunda polarización lineal oblicua de 45 grados, en donde la segunda polarización lineal oblicua de 45 grados es ortogonal a la primera polarización lineal oblicua de 45 grados (342);
accionar un primer dipolo de al menos un primer elemento de antena de dipolos cruzados (536, 546, 556) de la agrupación de antenas con la primera señal; accionar un segundo dipolo del al menos un primer elemento de antena de dipolos cruzados (536, 546, 556) con la segunda señal, en donde una longitud del primer dipolo de al menos un primer elemento de antena de dipolos cruzados es la misma que una longitud del segundo dipolo del al menos un primer elemento de antena de dipolos cruzados;
dividir la primera señal en una primera señal de componente en fase conjunta en un primer terminal de salida (360) de un divisor de potencia (340) y una segunda señal de componente en fase conjunta en un segundo terminal de salida (350) del divisor de potencia;
dividir la segunda señal en una primera señal de componente en oposición de fase en el primer terminal de salida (360) del divisor de potencia y una segunda señal de componente en oposición de fase en el segundo terminal de salida (350) del divisor de potencia;
accionar al menos dos dipolos de un primer estado de polarización (310A, 310B) con la primera señal de componente en fase conjunta y la primera señal de componente en oposición de fase del primer terminal de salida del divisor de potencia a través de al menos un primer divisor-combinador (330A); y
accionar al menos dos dipolos de un segundo estado de polarización (320A, 320B) con la segunda señal de componente en fase conjunta y la segunda señal de componente en oposición de fase del segundo terminal de salida del divisor de potencia a través de al menos un segundo divisor-combinador (330B), en donde los al menos dos dipolos del primer estado de polarización y los al menos dos dipolos del segundo estado de polarización son componentes de al menos dos segundos elementos de antena de dipolos cruzados de la agrupación de antenas (305A, 305B, 537, 547, 557), en donde las longitudes de los al menos dos dipolos del primer estado de polarización son las mismas que las longitudes de los al menos dos dipolos del segundo estado de polarización, en donde las orientaciones de los al menos dos segundos elementos de antena de dipolos cruzados están desplazados 45 grados con respecto al al menos un primer elemento de antena de dipolos cruzados, en donde el al menos un primer elemento de antena de dipolos cruzados y los al menos dos segundos elementos de antena de dipolos cruzados son para su operación en una misma banda de frecuencia.
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