ES2283301T3 - Antena de lazo con cuatro frecuencias resonantes. - Google Patents
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Abstract
Antena de lazo cargada dieléctricamente que tiene una banda de frecuencias de funcionamiento que comprende las frecuencias superiores a 200 MHz, comprendiendo un núcleo (12) eléctricamente aislante de un material sólido que tiene una constante dieléctrica relativa mayor que 5, una conexión de alimentación (18) y una estructura de elementos de antena dispuesta sobre la superficie exterior del núcleo o adyacente a la misma, ocupando el material del núcleo la mayor parte del volumen definido por la superficie exterior del núcleo, en la que la estructura de los elementos de antena comprende un par de grupos (10AB, 10CD) de elementos alargados, lateralmente opuestos, comprendiendo cada grupo primeros y segundos elementos alargados (10A, 10B, 10C, 10D), mutuamente adyacentes que tienen diferentes longitudes eléctricas a una frecuencia dentro de dicha banda de frecuencias de funcionamiento de la antena y que están acoplados conjuntamente en los primeros extremos respectivos a la zona de la conexión de alimentación y en los segundos extremos respectivos mediante un conductor de enlace (20) que se extiende alrededor del núcleo, definiendo, de esta manera, los elementos alargados de cada grupo, por lo menos parte de un canal alargado (11AB, 11CD) que tiene una longitud eléctrica en la zona de nlambda/2 dentro de dicha banda, y la mayor parte de la misma se sitúa entre los elementos; y en la que los primeros elementos de los dos grupos forman parte de una primera ruta conductora de lazo, y los segundos elementos de los dos grupos forman parte de una segunda ruta conductora de lazo, de manera que dichas rutas tienen diferentes frecuencias de resonancia respectivas dentro de dicha banda y cada una de ellas se extiende desde la conexión de alimentación al conductor de enlace y, posteriormente, de vuelta a la conexión de alimentación, siendo dispuesta la longitud eléctrica del canal para conseguir un aislamiento sustancial de las rutas de conducción entre sí en sus frecuencias de resonancia respectivas, siendo lambda la longitud de onda de las corrientes en la estructura de los elementos de antena en dicha frecuencia y siendo n un entero (1, 2, 3, ...).
Description
Antena de lazo con cuatro frecuencias
resonantes.
Esta invención se refiere a una antena cargada
dieléctricamente para funcionar a frecuencias superiores a 200 MHz
y, en particular, a una antena que tiene, por lo menos, dos
frecuencias de resonancia dentro de una banda de
funcionamiento.
Dicha antena se da a conocer en la solicitud de
Patente del Reino Unido número GB2321785A. Esta antena conocida
tiene un par de elementos de antena alargados, lateralmente
opuestos, que se extienden entre posiciones separadas
longitudinalmente sobre un núcleo sólido dieléctrico, estando
conectados los elementos de antena en los primeros extremos
respectivos a una conexión de alimentación y en los segundos
extremos a una cubierta balún. Los elementos de antena y la
cubierta se disponen de manera que forman, por lo menos, dos rutas
de conducción que se extienden alrededor del núcleo, en las que una
de las dos rutas tiene una longitud eléctrica mayor que la de la
otra ruta en una frecuencia de funcionamiento de la antena. Esto se
consigue utilizando elementos de antena en forma de horquilla, en
los que cada elemento tiene una parte dividida que se extiende desde
una posición entre la parte superior del núcleo dieléctrico y el
borde de la cubierta balún, teniendo la parte dividida, por lo
menos de uno de los elementos de antena, ramas de diferentes
longitudes eléctricas. La cubierta balún se separa de forma que las
ranuras que se extienden longitudinalmente se forman como
interrupciones en el material conductor de la cubierta a efectos de
proporcionar aislamiento entre las dos partes de la cubierta,
definiendo de esta manera las dos rutas de conducción. Las ranuras
de la cubierta balún se disponen de manera que tienen una longitud
eléctrica de, aproximadamente, un cuarto de longitud de onda
(\lambda/4) en la banda de la frecuencia de funcionamiento,
siendo el punto de impedancia cero proporcionado por el borde de la
cubierta transformado en un punto de elevada impedancia entre los
elementos divididos, aislando, por tanto, las partes de la cubierta
entre sí. Como resultado de la diferente longitud eléctrica de las
rutas de conducción, cada una de las rutas de conducción resuena en
una frecuencia diferente y, de esta manera, proporciona una antena
que tiene un ancho de banda relativamente amplio.
Un problema asociado con la antena anterior es
que es difícil incorporar ranuras de suficiente longitud dentro de
la cubierta para proporcionar el cuarto de longitud de onda,
especialmente si la cubierta es corta. Las ranuras en forma de L
dadas a conocer en el documento GB2321785A pueden ser difíciles de
fabricar y limitan el flujo de las corrientes en la cubierta.
Según esta invención, se da a conocer una antena
cargada dieléctricamente para funcionar a frecuencias superiores a
200 MHz, tal como se especifica en la reivindicación 1, y una unidad
de comunicación por radio portátil, tal como se especifica en la
reivindicación 19.
Las características preferentes se exponen en
las reivindicaciones adjuntas.
El canal n\lambda/2, o ranura, hace posible
proporcionar aislamiento entre los lazos conductores formados por
los elementos de antena y los conductores de enlace. Dado que la
mayor parte de este canal se sitúa entre los elementos de antena,
se reduce la intrusión en otras partes de la antena.
Preferentemente, la totalidad del canal se sitúa entre los
elementos de antena.
Disponiendo que los elementos alargados y los
conductores de enlace formen, por lo menos, dos rutas conductoras
de lazo, siendo la longitud eléctrica de una de las dos rutas mayor
que la de la otra ruta en una frecuencia de funcionamiento de la
antena, se genera una respuesta de frecuencia con, por lo menos, dos
picos de resonancia, proporcionando una antena con un ancho de
banda relativamente amplio. De hecho, se pueden seleccionar las
frecuencias de resonancia para que coincidan con las frecuencias
centrales de las bandas de transmisión y recepción de un sistema de
telefonía móvil.
El conductor de enlace puede estar formado por
un balún de un cuarto de onda sobre la superficie exterior del
núcleo adyacente al extremo opuesto a la conexión de alimentación,
siendo proporcionada esta conexión de alimentación por una
estructura de alimentación que se extiende longitudinalmente a
través del núcleo. En una realización preferente, el conductor de
enlace está formado por una cubierta balún integral, o trampa,
comprendiendo cada una de las rutas de conducción el borde de la
cubierta. Alternativamente, cada conductor de enlace puede estar
formado por una banda conductora que se extiende alrededor del
núcleo. La ventaja de una cubierta balún es que la antena puede
funcionar en modo equilibrado a partir de un dispositivo de
alimentación de extremo único acoplado a la estructura de
alimentación.
En la antena preferente existen dos rutas de
conducción de lazo que se extienden alrededor del núcleo,
extendiéndose cada ruta de lazo desde la conexión de alimentación,
a través de los primeros o segundos elementos de antena
(dependiendo de la frecuencia de funcionamiento) de un primer grupo,
al conductor de enlace, y volviendo a través de los primeros o
segundos elementos respectivos de un segundo grupo de vuelta a la
conexión de alimentación. Se puede conseguir la diferencia en
longitud eléctrica entre los elementos de antena de cada grupo y, de
esta manera, entre las dos rutas de conducción de lazo, formando
uno de los elementos en cada grupo con una anchura diferente al
otro elemento o elementos del grupo. En efecto, los elementos actúan
como guías de onda, propagando el elemento más ancho las señales a
una menor velocidad que los elementos más estrechos.
Alternativamente, uno de los elementos de cada grupo puede tener
una longitud física diferente del otro elemento o elementos de ese
grupo.
En la realización preferente, el núcleo de
antena es generalmente cilíndrico y la conexión de alimentación se
sitúa sobre una cara extrema del núcleo, estando acoplados entre sí
cada uno de los elementos alargados de cada grupo sobre la cara
extrema. El núcleo define un eje central y los elementos de antena
se coextienden sustancialmente en la dirección axial, extendiéndose
cada elemento entre las posiciones separadas axialmente sobre la
superficie exterior del núcleo o adyacentes a la misma, de manera
que en cada una de las posiciones separadas, las partes separadas
correspondientes de los elementos de antena se encuentran
sustancialmente en un único plano que contiene el eje central del
núcleo. En este caso, cada grupo de elementos alargados comprende
los primeros y segundos elementos de antena, las rutas de conducción
de lazo que se extienden desde la conexión de alimentación, a
través de los primeros y segundos elementos de antena de un primer
grupo de elementos al conductor de enlace, en la forma de la
cubierta balún, y vuelven a través de los primeros y segundos
elementos de antena respectivos de un segundo grupo de elementos a
la conexión de alimentación. Los elementos de antena son
helicoidales, realizando media vuelta alrededor del núcleo. Dicha
estructura genera un modelo de radiación de antena que tiene nulos
dirigidos lateralmente perpendiculares al plano único.
La antena de la realización preferente tiene, en
realidad, cuatro modos de resonancia. Esto se debe a la disposición
de la cubierta balún, que facilita ambos modos de resonancia,
asimétrico y equilibrado, que implican rutas de corriente alrededor
del borde del balún y a través del mismo, respectivamente. El uso de
los modos acoplados de esta manera se da a conocer en la solicitud
de Patente británica, dependiente junto con la actual, número
9813002.4. En consecuencia, se asocian dos modos de resonancia con
cada uno de los dos elementos de cada grupo, es decir, un modo
asimétrico y un modo equilibrado, teniendo la respuesta en
frecuencia resultante cuatro picos de resonancia, proporcionando, de
esta manera, incluso un mayor ancho de banda. Los modos de
resonancia pueden generar típicamente una respuesta dentro de los
límites de 3 dB sobre una ancho de banda fraccional de 5% por lo
menos, preferentemente 8%, con un valor de hasta aproximadamente un
11% conseguido por la antena de la realización preferente descrita
más adelante. Dicha respuesta hace que la antena sea particularmente
adecuada para el uso de teléfonos móviles, por ejemplo, en la banda
DCS-1800 de 1.710 MHz a 1.880 MHz o en la banda
combinada PCS-DCS 1.900.
La invención se describirá a continuación, por
medio de un ejemplo, con referencia a los dibujos, en los que:
la figura 1 es una vista en perspectiva de una
antena, según la invención;
la figura 2 es un gráfico que muestra la
respuesta de la pérdida de retorno de la antena de la figura 1;
la figura 3 es un diagrama que ilustra el modelo
de radiación de la antena de la figura 1; y
la figura 4 es una vista en perspectiva de un
aparato telefónico que incorpora la antena de la figura 1.
Haciendo referencia a la figura 1, una antena
preferente, según la invención, tiene una estructura de elementos de
antena que comprende un único par de grupos de antena (10AB), (10CD)
lateralmente opuestos. Cada grupo comprende dos elementos de antena
alargados (10A), (10B), (10C), (10D) mutuamente adyacentes y
generalmente paralelos, que se depositan en la superficie cilíndrica
exterior de un núcleo (12) de antena. El núcleo (12) tiene un paso
axial (14) con un revestimiento metálico interior, alojando el paso
(14) un conductor (16) de alimentación axial interno, rodeado por
una cubierta aislante dieléctrica (17). El conductor (16) interior y
el revestimiento forman conjuntamente una estructura de alimentación
(18) para acoplar una línea de alimentación a los elementos de
antena (10A-10D) en una posición de alimentación
sobre la cara (12D) distal extrema del núcleo (12). La estructura de
los elementos de antena comprende los elementos radiales (10AR),
(10BR), (10CR), (10DR) correspondientes, formados como conductores
metálicos sobre la cara (12D) distal extrema, conectando los
primeros extremos de los elementos (10A-10D) a la
estructura de alimentación.
En esta realización, los elementos
(10A-10D) que se extienden longitudinalmente y los
elementos radiales correspondientes son aproximadamente de la misma
longitud física, teniendo cada elemento (10A-10D) la
forma de una hélice que ejecuta media vuelta alrededor del eje del
núcleo (12). Cada grupo de elementos de antena comprende los
primeros elementos (10A), (10C) y los segundos elementos (10B),
(10D). Los primeros elementos (10A), (10C) de ambos grupos se
disponen de manera que tienen una longitud eléctrica diferente a los
segundos elementos (10B), (10D) de cada grupo, debido a que los
primeros elementos tienen una anchura que es mayor que la anchura de
los segundos elementos. Se apreciará que los elementos más anchos
propagarán las señales a una velocidad que es menor que en el caso
de los elementos más estrechos.
Para formar lazos de conducción completos, cada
elemento de antena (10A-10D) se conecta al borde
(20U) de un conductor de tierra virtual común en la forma de una
cubierta conductora (20) que rodea una parte extrema próxima del
núcleo (12) como un conductor de enlace para los elementos alargados
(10A-10D). La cubierta (20) se conecta, a su vez, al
revestimiento del paso (14) axial, recubriendo la cara (12D) extrema
próxima del núcleo (12). De esta manera, se forman lazos de
conducción tanto mediante los primeros elementos de antena como
mediante los segundos elementos de antena del primer grupo (10AB),
el borde de la cubierta (20U) y los primeros o segundos elementos de
antena correspondientes del segundo grupo (10CD).
En cualquier sección transversal dada a través
de la antena, los primeros y segundos elementos de antena del primer
grupo (10AB) se encuentran sustancialmente opuestos diametralmente a
los primeros o segundos elementos correspondientes del segundo grupo
(10CD). Se observará que todos los extremos de los elementos de
antena permanecen sustancialmente en un plano común que contiene el
eje del núcleo, y que se indica mediante los ejes (X) y (Z) del
sistema de coordenadas indicado en la figura 1.
La cubierta conductora (20) cubre una parte
próxima del núcleo (12) de antena, rodeando la estructura de
alimentación (18), llenando sustancialmente el material del núcleo
la totalidad del espacio entre la cubierta (20) y el revestimiento
metálico del paso (14) axial. La combinación de la cubierta (20) y
el recubrimiento forma un balún, de manera que las señales en la
línea de transmisión formada por la estructura de alimentación (18)
se convierten entre un estado desequilibrado en el extremo próximo
de la antena y un estado equilibrado en una posición axial sobre el
plano del borde superior (20U) de la cubierta (20). Para conseguir
este efecto, la longitud axial de la cubierta es tal que, en la
presencia de un material de núcleo subyacente de constante
dieléctrica relativamente elevada, el balún tiene una longitud
eléctrica de aproximadamente \lambda/4 o 90º en la banda de la
frecuencia de funcionamiento de la antena. Dado que el material del
núcleo de la antena tiene un efecto de reducción y el espacio
anular que rodea el conductor interior se llena con un material
dieléctrico aislante que tiene una constante dieléctrica
relativamente pequeña, la estructura de alimentación (18) en la
parte distal de la cubierta tiene una corta longitud eléctrica. Como
resultado, las señales del extremo distal de la estructura de
alimentación (18) son equilibradas, por lo menos, de manera
aproximada. Un efecto adicional de la cubierta (20) es que, para
frecuencias en la zona de la frecuencia de funcionamiento de la
antena, la parte del borde (20U) de la cubierta (20) se aísla de
manera efectiva de la tierra, representada por el conductor exterior
de la estructura de alimentación. Esto significa que las corrientes
que circulan entre los elementos de antena (10A-10D)
se confinan sustancialmente en la parte del borde. La cubierta
actúa, de esta manera, como una trampa de aislamiento cuando la
antena se encuentra en resonancia en un modo equilibrado.
Dado que los primeros y segundos elementos de
antena de cada grupo (10AB), (10CD) se forman teniendo diferentes
longitudes eléctricas en una frecuencia determinada, los lazos de
conducción formados por los elementos también tienen diferentes
longitudes eléctricas. Como resultado, la antena resuena en dos
frecuencias de resonancia diferentes, siendo la frecuencia actual
dependiente, en este caso, de la anchura de los elementos. Tal como
se muestra en la figura 1, los elementos generalmente paralelos de
cada grupo se extienden desde la zona de la conexión de alimentación
sobre la cara extrema distal del núcleo al borde (20U) de la
cubierta balún (20), definiendo, de esta manera, un canal
interelemento (11AB), (11CD), o ranura, entre los elementos de cada
grupo.
La longitud de los canales se dispone para
conseguir un aislamiento sustancial de las rutas de conducción entre
sí en sus frecuencias de resonancia respectivas. Esto se consigue
formando los canales con una longitud eléctrica de \lambda/2, o
n\lambda/2, donde n es un entero. En la frecuencia de resonancia
de uno de los lazos de conducción se genera una onda estacionaria
sobre toda la longitud del lazo resonante, con valores de tensión
iguales en las posiciones adyacentes a los extremos de cada canal
\lambda/2, es decir, en las zonas de los extremos de los elementos
de antena. Cuando uno de los lazos se encuentra en resonancia, los
elementos de antena que forman parte del lazo no resonante se
encuentran aislados de los elementos resonantes adyacentes, dado que
las tensiones iguales en ambos extremos de los elementos no
resonantes dan lugar a un flujo de corriente cero. Cuando la otra
ruta de conducción es resonante, el otro lazo se aísla de la misma
manera del lazo resonante. En resumen, en la frecuencia de
resonancia de una de las rutas de conducción, la excitación tiene
lugar en esa ruta simultáneamente al aislamiento de la otra ruta. En
consecuencia, se pueden conseguir, por lo menos, dos resonancias
bastante precisas a frecuencias diferentes debido al hecho de que
cada rama carga la ruta de conducción de la otra sólo mínimamente
cuando la otra se encuentra en resonancia. De hecho, se forman dos o
más rutas de baja impedancia mutuamente aisladas alrededor del
núcleo.
En la realización preferente, los canales
(11AB), (11CD) se sitúan totalmente entre los elementos de antena
(10A), (10B) y (10C), (10D), respectivamente. Los canales se pueden
extender una distancia relativamente pequeña en la cubierta (20),
pero la mayor parte de la totalidad de la longitud de cada canal
(11AB), (11CD) se sitúa entre los elementos de antena. Típicamente,
para cada canal, la longitud de la parte del canal situada entre
los elementos no sería menor que 0,7L, donde L es la longitud física
total del canal.
Tal como se ha mencionado anteriormente, debido
a la inclusión de la cubierta balún (20) como el conductor de
enlace, la antena puede funcionar en modo equilibrado, en el que las
corrientes que fluyen entre los elementos de cada grupo se confinan
en el borde (20U) de la cubierta (20). De manera ventajosa, la
antena también presenta un modo de funcionamiento asimétrico en
diferentes frecuencias, por medio del cual las corrientes fluyen
desde un elemento de antena de cada grupo de elementos,
longitudinalmente a través de la cubierta balún (20), y a través de
la cara (10P) extrema recubierta al revestimiento interior metálico
axial de la estructura de alimentación en el extremo distal de la
antena. Así pues, además de los dos modos de resonancia dados a
conocer anteriormente, es decir, aquellos que se deben a la
resonancia del modo equilibrado de los dos lazos de conducción, se
proporcionan dos rutas de conducción adicionales en el modo de
funcionamiento asimétrico. Dado que las rutas de conducción
asociadas con el funcionamiento asimétrico tienen diferentes
longitudes eléctricas a partir de las rutas de lazo en el modo
equilibrado, se encuentran presentes cuatro picos de resonancia en
la totalidad de la respuesta de frecuencia, presentando la antena,
por tanto, un correspondiente ancho de banda amplio.
La antena se forma preferentemente utilizando un
material dieléctrico de titanato de zirconio y estaño, que tiene
una constante dieléctrica relativa \varepsilon_{r} de 36.
Haciendo referencia a la figura 1, el núcleo de la antena
preferente tiene un diámetro de 10 mm y una longitud axial de 12,1
mm. Los elementos de antena helicoidales (10A-10D)
ejecutan, cada uno de ellos, media vuelta alrededor del núcleo (12D)
y tienen un ángulo de paso de aproximadamente 26º desde el borde
superior de la cubierta. La cubierta balún misma tiene una longitud
longitudinal de 4,2 mm, medida desde la cara extrema próxima del
núcleo. La anchura de los primeros elementos (anchos) (10A), (10C)
de cada grupo es de 1,15 mm, mientras que la anchura de los segundos
elementos (estrechos) es de 0,75 mm. La separación entre los
elementos (es decir, la anchura del canal) es de 1 mm, siendo la
separación de los elementos, cuando se miden desde el centro de cada
elemento, de 4,31 mm. En la cara extrema distal del núcleo, el
diámetro de la estructura de alimentación (14) es de 2 mm, mientras
que las anchuras de las partes de los elementos radiales (10AR),
(10CR) y (10BR), (10DR) correspondientes a los primeros y segundos
elementos respectivos de cada grupo son de 1,9 mm y 1,67 mm,
respectivamente.
La figura 2 ilustra la variación con la
frecuencia de la pérdida de retorno de la antena descrita
anteriormente. Tal como se muestra, la característica tiene cuatro
picos de resonancia. El pico (25) tiene lugar a aproximadamente
1,74 GHz y corresponde a la ruta formada por los primeros elementos
(anchos) en el modo asimétrico, el pico (26) tiene lugar a 1,8 GHz
y corresponde a la ruta formada por los primeros elementos en el
modo equilibrado, el pico (27) tiene lugar a 1,86 GHz y corresponde
a la ruta formada por los segundos elementos (más estrechos) en el
modo asimétrico, y el pico (28) tiene lugar a 1,88 GHz y corresponde
a la ruta formada por los segundos elementos en el modo
equilibrado. Se apreciará que, dado que los elementos más anchos
tienen un mayor valor de autocapacitancia, generan picos a menores
frecuencias que los elementos más estrechos. La anchura de la banda
de funcionamiento (B) (medida desde los puntos a -3 dB) es
aproximadamente 195 MHz. La antena es particularmente adecuada para
el funcionamiento en la banda DCS-1800 de 1.710 MHz
a 1.880 MHz o en la banda combinada PCS-DCS 1900;
siendo utilizadas ambas bandas para aplicaciones de teléfonos
móviles. La antena presenta un ancho de banda fraccional utilizable
en la zona de 0,11 (11%), siendo definido el ancho de banda
fraccional como la proporción de la anchura de la banda de
funcionamiento (B) en la frecuencia central f_{c} de la banda,
siendo la pérdida de retorno de la antena dentro de la banda por lo
menos 3 dB menor que la pérdida de retorno media fuera de la banda.
La pérdida de retorno se define como
20log_{10}(Vr/Vi), donde Vr y Vi son las magnitudes
de las tensiones reflejada e incidente r.f. en la terminación de
alimentación de la estructura de alimentación. El ancho de banda
fraccional relativamente ancho permite el uso de técnicas de
fabricación de relativamente baja tolerancia.
La estructura de los elementos de antena con
elementos helicoidales de media vuelta, que están dispuestos
generalmente en un único plano funciona de manera similar a un lazo
simple plano, que tiene un nulo en su modelo de radiación en una
dirección transversal al eje (12A) y perpendicular al plano cuando
funciona en el modo equilibrado. El modelo de radiación, por lo
tanto, tiene forma de ocho aproximadamente, tanto en los planos
vertical como horizontal, tal como se muestra en la figura 3. La
orientación del modelo de radiación con respecto a la vista en
perspectiva de la figura 1 se muestra mediante el sistema de ejes
que comprende los ejes, (X), (Y), (Z) mostrados tanto en la figura
1 como en la figura 3. El modelo de radiación tiene dos nulos, o
banda eliminada, uno sobre cada lado de la antena, y cada uno de
ellos centrado sobre el eje (Y) mostrado en la figura 1. Si la
antena se utiliza en un aparato de teléfono móvil, tal como se
muestra en la figura 4, la antena se orienta de manera que uno de
los nulos se dirige hacia la cabeza del usuario para reducir la
radiación en esa dirección.
La cubierta balún (20) conductora y la capa
conductora sobre la cara extrema próxima del núcleo permiten que la
antena se monte directamente, de manera segura, sobre una placa de
circuito impreso u otra estructura puesta a tierra. Es posible
montar la antena totalmente dentro de una unidad de aparato
telefónico, o parcialmente sobresaliendo, tal como se muestra en la
figura 4.
Como una alternativa para formar elementos
mutuamente adyacentes de cada grupo (10AB), (10CD) como elementos
de diferentes anchuras, los elementos de cada grupo pueden
fabricarse de manera que tengan diferentes longitudes eléctricas,
formándolos con diferentes longitudes físicas, por ejemplo, haciendo
serpentear a uno de ellos.
Claims (21)
1. Antena de lazo cargada dieléctricamente que
tiene una banda de frecuencias de funcionamiento que comprende las
frecuencias superiores a 200 MHz, comprendiendo un núcleo (12)
eléctricamente aislante de un material sólido que tiene una
constante dieléctrica relativa mayor que 5, una conexión de
alimentación (18) y una estructura de elementos de antena dispuesta
sobre la superficie exterior del núcleo o adyacente a la misma,
ocupando el material del núcleo la mayor parte del volumen definido
por la superficie exterior del núcleo, en la que la estructura de
los elementos de antena comprende un par de grupos (10AB, 10CD) de
elementos alargados, lateralmente opuestos, comprendiendo cada
grupo primeros y segundos elementos alargados (10A, 10B, 10C, 10D),
mutuamente adyacentes que tienen diferentes longitudes eléctricas a
una frecuencia dentro de dicha banda de frecuencias de
funcionamiento de la antena y que están acoplados conjuntamente en
los primeros extremos respectivos a la zona de la conexión de
alimentación y en los segundos extremos respectivos mediante un
conductor de enlace (20) que se extiende alrededor del núcleo,
definiendo, de esta manera, los elementos alargados de cada grupo,
por lo menos parte de un canal alargado (11AB, 11CD) que tiene una
longitud eléctrica en la zona de n\lambda/2 dentro de dicha
banda, y la mayor parte de la misma se sitúa entre los elementos; y
en la que los primeros elementos de los dos grupos forman parte de
una primera ruta conductora de lazo, y los segundos elementos de
los dos grupos forman parte de una segunda ruta conductora de lazo,
de manera que dichas rutas tienen diferentes frecuencias de
resonancia respectivas dentro de dicha banda y cada una de ellas se
extiende desde la conexión de alimentación al conductor de enlace
y, posteriormente, de vuelta a la conexión de alimentación, siendo
dispuesta la longitud eléctrica del canal para conseguir un
aislamiento sustancial de las rutas de conducción entre sí en sus
frecuencias de resonancia respectivas, siendo \lambda la longitud
de onda de las corrientes en la estructura de los elementos de
antena en dicha frecuencia y siendo n un entero (1, 2, 3, ...).
2. Antena, según la reivindicación 1, en la que
el canal se sitúa completamente entre los elementos alargados.
3. Antena, según la reivindicación 1, en la que
la longitud de la parte del canal situado entre los elementos
alargados es, por lo menos, 0,7L, donde L es la longitud física
total del canal.
4. Antena, según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, en la que el núcleo es generalmente
cilíndrico y la conexión de alimentación se sitúa sobre una cara
extrema del núcleo.
5. Antena, según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, en la que el núcleo define un eje
central y los elementos de antena son sustancialmente coextensos en
la dirección axial, extendiéndose cada elemento entre posiciones
axialmente separadas sobre la superficie exterior del núcleo o
adyacentes a la misma, de manera que en cada una de las posiciones
separadas, las posiciones separadas respectivas de los elementos de
antena permanecen sustancialmente en un único plano que contiene el
eje central del núcleo.
6. Antena, según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, en la que uno de los elementos en cada
grupo de elementos tiene anchura diferente al otro elemento o
elementos de ese grupo.
7. Antena, según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, en la que uno de los elementos de cada
grupo de elementos tiene una longitud física diferente al otro
elemento o elementos de ese grupo.
8. Antena, según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, en la que el núcleo tiene un eje
central de simetría, y los elementos alargados son generalmente
helicoidales, ejecutando cada uno de ellos media vuelta alrededor
del eje.
9. Antena, según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, que comprende una trampa integral
dispuesta para favorecer una condición sustancialmente equilibrada
en la conexión de alimentación.
10. Antena, según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, en la que el conductor de enlace
comprende una cubierta conductora cilíndrica sobre una parte
próxima de la superficie exterior del núcleo, y en la que el
extremo próximo de la cubierta se encuentra conectado a parte de la
estructura de alimentación.
11. Antena, según la reivindicación 10, en la
que los elementos de antena se acoplan a la cubierta en la zona
general de un borde distal de la cubierta.
12. Antena, según la reivindicación 11, en la
que el borde distal de la cubierta es sustancialmente plano.
13. Antena, según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, que comprende una estructura de
alimentación que pasa a través del núcleo y se encuentra conectada
a los primeros extremos de los elementos de antena.
14. Antena, según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, en la que el ancho de banda fraccional
de dicha banda de funcionamiento es por lo menos del 5%.
15. Antena, según la reivindicación 14, en la
que dos elementos mutuamente adyacentes de cada grupo son paralelos
entre sí durante la mayor parte de su longitud.
16. Antena, según la reivindicación 1, en la que
el núcleo es cilíndrico, y en la que la antena comprende, además,
una estructura de alimentación que se extiende axialmente a través
del núcleo desde una cara del primer extremo a una cara del segundo
extremo de la misma, teniendo la estructura de alimentación un
conductor conectado en la cara del segundo extremo a los elementos
mutuamente adyacentes de uno de los pares de grupos de los
elementos de antena y otro conductor de la estructura de
alimentación conectado a los elementos mutuamente adyacentes del
otro grupo del par.
17. Antena, según la reivindicación 16, en la
que el conductor de enlace forma parte de una trampa acoplada a la
estructura de alimentación en la zona de la cara del primer extremo
del núcleo.
18. Antena, según la reivindicación 16 o la
reivindicación 17, en la que los grupos de dicho par de grupos
siguen rutas helicoidales diametralmente opuestas y axialmente
coextensivas, respectivamente, centradas sobre el eje central,
permaneciendo, generalmente, los extremos de las rutas en un plano
común que contiene el eje central.
19. Unidad portátil de comunicación por radio
que tiene un transceptor de radio, una auricular integral para
dirigir la energía acústica desde una cara interior de la unidad
que, en funcionamiento, se sitúa contra la cabeza del usuario y una
antena, según la reivindicación 1, acoplada al transceptor, en la
que la antena tiene un modelo de radiación que tiene un nulo en una
dirección generalmente perpendicular al plano único, y en la que la
antena se monta en la unidad de manera que el nulo se dirige
generalmente perpendicular a dicha cara interior de la unidad para
reducir el nivel de radiación desde la unidad en la dirección de la
cabeza del usuario.
20. Unidad, según la reivindicación 19, en la
que:
el núcleo es cilíndrico y tiene caras extremas
primera y segunda;
los elementos de antena son helicoidales,
ejecutando cada uno de ellos media vuelta alrededor del eje central
y teniendo cada uno de ellos un primer
extremo y un segundo extremo;
extremo y un segundo extremo;
la antena tiene una conexión de alimentación
asociada a la cara del primer extremo y acoplada a los extremos de
los primeros elementos de antena; y
la antena tiene un conductor de enlace formado
por una cubierta conductora que rodea el cilindro a efectos de unir
los segundos extremos de los elementos de antena y formar una trampa
de aislamiento.
21. Unidad, según la reivindicación 20, en la
que la conexión de alimentación forma el extremo de una estructura
de alimentación axial que pasa a través del extremo del núcleo.
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