ES2320382T3 - Antena multifuncion de banda ancha que funciona en la gama de hf, particularmente para instalaciones navales. - Google Patents
Antena multifuncion de banda ancha que funciona en la gama de hf, particularmente para instalaciones navales. Download PDFInfo
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Abstract
Antena lineal para funcionar en la gama de frecuencias de HF, particularmente para comunicaciones navales, que comprende una configuración radiante (H1, H2, H3, W1, W2), adaptada para estar operativamente asociada con un conductor (20) de tierra, y al menos un dispositivo de impedancia eléctrica (Z1-Z4), caracterizado porque incluye: - una pluralidad de elementos de conductores radiantes con una extensión predominantemente vertical, que forman una primera y una segunda ramas conductoras (H1, H2), adaptadas para estar operativamente acopladas a un circuito (12) de alimentación de señales de radiofrecuencia, y una rama conductora (H3) de retorno, adaptada para estar operativamente acoplada a dicho conductor (20) de tierra; y - una pluralidad de elementos de conductores radiantes con una extensión predominantemente transversal, que forman ramas conductoras (W1, W2) de conexión, para conectar dichas primera y segunda ramas conductoras (H1, H2) con dicha rama conductora (H3) de retorno, estando dispuestos dichos elementos radiantes de tal manera que forman, en un plano en el cual descansa la antena, dos caminos anidados cerrados (P1, P2), entre el circuito (12) de alimentación y el conductor (20) de tierra, que tienen al menos un elemento radiante en común, y - una pluralidad de dispositivos de impedancia eléctrica (Z1-Z4), interpuestos a lo largo de las ramas conductoras (H1, H2, H3, W1, W2) y adaptados para impedir el flujo de corriente dentro de las correspondientes gamas de frecuencia predeterminadas, de tal manera que establecen selectivamente, de acuerdo con la frecuencia de funcionamiento, una pluralidad de caminos diferentes de corriente a lo largo de dichas ramas conductoras (H1, H2, H3, W1, W2), correspondientes a una pluralidad de configuraciones eléctricas y/o geométricas diferentes de la antena (10).
Description
Antena multifunción de banda ancha que funciona
en la gama de HF, particularmente para instalaciones navales.
La presente invención se refiere a una antena
lineal y, en particular, con una antena lineal de banda ancha para
funcionar en la gama de frecuencias de HF.
Más específicamente, la invención está
relacionada con una antena del tipo al que se refiere el preámbulo
de la reivindicación 1.
El campo del desarrollo de los sistemas de
comunicaciones por radio ha visto recientemente el establecimiento
de la tecnología de "Radio por Software" o "Radio definida
por Software", basada en la definición por software de las formas
de onda de modulación de las señales de radio, donde los
dispositivos transmisores y receptores de una sistema de
comunicaciones por radio modulan y desmodulan respectivamente una
señal, por medio de un ordenador.
La tecnología de Radio por Software está basada
en los precisos estándares definidos por la Arquitectura de
Comunicaciones por Software (SCA) y es aplicable a sistemas de
comunicaciones por radio que funcionan en la gama de frecuencias
desde 2 MHZ hasta 3 GHZ (las bandas de HF, VHF y UHF), en modos de
multicanal y multiservicio. Esta tecnología hace posible seleccionar
la forma de onda más conveniente mediante la recuperación desde una
librería cuyos componentes están estandarizados de una manera
igualmente rigurosa.
En la gama de frecuencias de HF (2 MHz - 30
MHz), utilizada convencionalmente para las comunicaciones navales,
son conocidos los denominados sistemas de transmisión
"multicanal", que pueden ser utilizados para combinar una
pluralidad de canales de transmisión utilizando una sola antena o un
número reducido de antenas. Los sistemas multicanal están
construidos con ayuda de amplificadores de potencia que pueden ser
asignados independientemente a distintos servicios o a un solo
canal.
La antena utilizada actualmente para las
comunicaciones navales, no solamente cumplen el requisito de
funcionar en una pluralidad de canales de transmisión a través de la
gama de frecuencias de la banda y permiten enlaces en la proximidad
del horizonte (onda de superficie u onda marina, para distancias de
hasta aproximadamente 500 km), más allá del horizonte (BLOS, Más
Allá de la Línea de Visión, para distancias de más de
aproximadamente 100 km)
y con altos ángulos de elevación (NVIS, Onda Celeste de Incidencia Casi Vertical), sino que también deben ser tan compactas como sea posible, con el fin de ser compatibles con el espacio disponible a bordo de las unidades
navales.
y con altos ángulos de elevación (NVIS, Onda Celeste de Incidencia Casi Vertical), sino que también deben ser tan compactas como sea posible, con el fin de ser compatibles con el espacio disponible a bordo de las unidades
navales.
En los sistemas de comunicaciones navales
actuales, este conjunto de requisitos se cumple utilizando múltiples
antenas que tienen distintas configuraciones y que funcionan en
sub-bandas con diferentes frecuencias. Por ejemplo,
se utilizan antenas de "abanico" para enlaces con altos ángulos
de elevación a frecuencias en la gama desde 2 MHz hasta 8 MHz, y se
utilizan antenas "de doble/triple látigo" para las
comunicaciones por ondas marinas y más allá del horizonte, a
frecuencias en la gama desde 10 MHz a 30 MHz.
Recientemente, ha habido propuestas para usar
antenas de HF de banda ancha, formadas por conductores lineales
(alambres) cargados con impedancias agrupadas y/o distribuidas, que
tienen los típicos modos de radiación de las antenas "de
látigo". Sin embargo, estas antenas no son del tipo de
multifunción, en el sentido de que, aunque son antenas de banda
ancha, no pueden proporcionar toda la funcionalidad requerida en las
comunicaciones navales de la banda de HF, en otras palabras, la
comunicación por onda marina, onda celeste (NVIS) y más allá del
horizonte (BLOS).
La coexistencia de una pluralidad de antenas
para distintos servicios y modos de comunicaciones, no solamente
requiere una gran cantidad de espacio, redes de suministro
complicadas y sistemas de control elaborados en un navío, sino que
también tiene el inconveniente de generar interferencias que pueden
degradar los rendimientos esperados de las antenas individuales.
Finalmente, las soluciones convencionales para
las antenas de HF de banda ancha cumplen con un obstáculo
insuperable en los nuevos requisitos de la tecnología de Radio por
Software, que no permite a las antenas con puntos de suministro
diferentes, utilizadas actualmente en la técnica conocida, para
obtener distintas configuraciones y diagramas de radiación.
El objeto de la presente invención es
proporcionar una antena multifuncional de banda ancha para funcionar
en la gama de frecuencias de HF, que esté diseñada particularmente
para instalaciones fijas a bordo de unidades navales, y que haga
posible construir un sistema multicanal flexible y multifuncional de
comunicaciones por radio para las comunicaciones navales, utilizando
tecnología de Radio por Software.
Con este objetivo, la invención propone una
antena lineal que tiene las características reivindicadas en la
reivindicación 1.
En las reivindicaciones dependientes se definen
modos de realización específicos.
La antena propuesta por la presente invención
supera las limitaciones de los sistemas de antena de la técnica
conocida, como resultado de la configuración especial de los
elementos de conductores radiantes, que forman una antena del tipo
de "doble pliegue", es decir, con un diseño doblemente plegado,
y como resultado de la configuración de los dispositivos de
impedancia eléctrica, que crean una antena multifuncional, en otras
palabras, una antena que puede ser configurada de acuerdo con la
frecuencia de funcionamiento.
De acuerdo con el teorema de reciprocidad, el
comportamiento y las características de una antena permanecen
inalterados, independientemente de que se use como antena receptora
o transmisora y, por tanto, en la presente descripción, se considera
el funcionamiento de una antena transmisora y la definición de
algunas características hace referencia a esto por razones de
claridad, sin excluir el uso del dispositivo en la recepción.
Brevemente, la antena propuesta por la invención
está caracterizada por la provisión de una pareja de ramas
conductoras energizadas y una rama conductora de retorno, conectada
a un conductor (plano) de tierra, que tiene una configuración
predominantemente vertical, en la cual cada rama energizada está
conectada a la rama de retorno a través de una correspondiente rama
conductora de configuración predominantemente horizontal, para
formar dos caminos coplanarios anidados y cerrados que tienen uno o
más elementos radiantes en común. Tal configuración hace posible
proporcionar una multiplicidad de caminos de corriente del tipo de
"bucle" y "unipolar", mediante la selección conveniente de
los elementos radiantes de la antena.
En detalle, es posible obtener un modo de
radiación típico de una antena "de látigo" para la comunicación
omnidireccional con ángulos de elevación bajos y medios, un modo de
radiación típico de una antena de "bucle" para la comunicación
con ángulos de elevación altos, y un modo de radiación típico de un
antena "serpenteante" para simplificar la miniaturización de la
antena, para los fines de la comunicación con ángulos de elevación
bajos y medios.
La selección de una de las configuraciones antes
mencionadas tiene lugar automáticamente y depende de las distintas
sub-bandas de frecuencia de la gama de HF, y se
lleva acabo como resultado del comportamiento de los dispositivos de
impedancia eléctrica, hechos en forma de circuitos de dos terminales
con constante agrupada, preferiblemente circuitos LC de dos
terminales en configuraciones resonantes en serie o en paralelo, que
actúan como filtros de pasa banda o banda eliminada para la
corriente que fluye en los elementos radiantes de la antena.
Los dispositivos de impedancia eléctrica hacen
posible modificar selectivamente el flujo de corrientes en las ramas
conductoras a distintas frecuencias (de acuerdo así con el tipo de
servicio), mientras que actúan simultáneamente como un circuito de
adaptación distribuido a lo largo de la antena.
Ventajosamente, la configuración propuesta es
capaz de producir una radiación suficientemente uniforme con
distintos ángulos de elevación para toda la gama de frecuencias de
HF, y puede por tanto ser descrita de manera justificable como una
antena multifuncional, ya que el mismo dispositivo puede utilizarse
simultáneamente para cubrir todos los servicios requeridos en la
banda de HF, en otras palabras, la comunicación por onda marina y
reflexión ionosférica casi vertical (NVIS) en frecuencias más bajas
(2 MHz - 4 MHz) y para comunicaciones a cortas distancias (hasta 150
km), por onda marina y reflexión ionosférica a bajas frecuencias (2
MHz - 7 MHz) y para distancias de hasta 500 km, comunicaciones por
reflexión ionosférica para distancias medias (1000/2000 Km) a
frecuencias medias (6 MHz - 15 MHz)
y finalmente comunicaciones con bajos y medios ángulos de elevación (5-30 grados) a las frecuencias más altas
(15 MHz - 30 MHz), sin ninguna necesidad de modificación mecánica o reconfiguración de la antena o del circuito de alimentación.
y finalmente comunicaciones con bajos y medios ángulos de elevación (5-30 grados) a las frecuencias más altas
(15 MHz - 30 MHz), sin ninguna necesidad de modificación mecánica o reconfiguración de la antena o del circuito de alimentación.
Ventajosamente, los circuitos de impedancia de
dos terminales son puramente circuitos reactivos de dos terminales,
haciendo innecesario proporcionar sistemas de disipación remotos al
plano de tierra.
La antena propuesta por la presente invención
puede soportar potencias de transmisión altas, del orden de varios
kW.
Se puede usar como una antena multifuncional de
banda ancha, como se ha definido anteriormente con una relación de
onda estacionaria de menos de 3:1 en toda la banda de HF, y tiene
una eficiencia de la radiación de menos del 50% en la gama de
frecuencias desde 2 MHz hasta 7 MHz, y aproximadamente del
50-80% en la gama de frecuencias desde 7 MHz hasta
30 MHz.
Otras características y ventajas de la invención
serán divulgadas con más detalle en la siguiente descripción
detallada de un modo de realización de la invención, ofrecida a modo
de ejemplo y sin intención restrictiva, con referencia a los dibujos
anexos, en los cuales:
La figura 1 es una ilustración esquemática de la
antena propuesta por la invención;
La figura 2 es una ilustración esquemática del
circuito de alimentación para la antena de la figura 1; y
Las figuras 3a-3f representan
los diagramas de radiación a distintas frecuencias, incluidas en la
banda de HF.
Una antena multifuncional de banda ancha,
propuesta por la invención, para funcionar en la gama de frecuencias
de HF (2 MHz - 30 MHz), está indicada en su totalidad con el número
10. En la figura, se muestra en una configuración de instalación
para ser usada como antena transmisora, conectada a un circuito 12
de alimentación y a un plano de tierra GND.
Como se ha mencionado en la parte introductoria
de esta descripción, de acuerdo con el teorema de reciprocidad, el
comportamiento y características de la antena permanecen inalterados
independientemente de que se utilice como antena receptora o
transmisora. Meramente a modo de ilustración, y sin intención
restrictiva, la siguiente parte de la descripción estará relacionada
con el funcionamiento de una antena transmisora, con el único fin de
definir de la manera más clara y apropiada las características del
circuito de alimentación de la señal de radio frecuencia.
La dimensión global de la antena es
predominantemente vertical y está montada preferiblemente sobre un
plano de tierra horizontal, por ejemplo la superficie de un
barco.
La disposición de radiación de la antena
comprende elementos de conductores radiantes con una extensión
predominantemente vertical y elementos de conductores radiantes con
una extensión predominantemente transversal, siendo coplanarios
todos estos elementos.
Los elementos radiantes con extensión
predominantemente vertical forman una primera y una segunda ramas
verticales H1 y H2 de conductores conectadas a los correspondientes
terminales de la unidad 12 de alimentación, y una tercera rama
conductora H3 de retorno conectada al plano de tierra GND.
La primera rama conductora H1 alimentada y la
rama conductora H3 de retorno están conectadas por una primera rama
conductora transversal W1 y forman un primer camino rectangular
cerrado P1, entre la unidad de alimentación y el plano de tierra. La
segunda rama conductora H2 alimentada está conectada a la rama
conductora H3 de retorno en un punto intermedio de la rama H3, a
través de una segunda rama conductora transversal W2, y forma un
segundo camino rectangular P2 entre la unidad de alimentación y el
plano de tierra.
Así, la configuración geométrica global de la
disposición de radiación de la antena comprende una pareja de
caminos anidados P1, P2, que tienen una parte de la rama H3 de
retorno en común, y la antena se denomina por tanto "doblemente
plegada".
En el modo de realización actualmente preferido,
la dimensión global vertical de la antena (en otras palabras, la
altura de las ramas conductoras H1 y H3) está entre aproximadamente
el 8% y el 10% de la longitud de onda máxima en la banda de HF (150
metros en la frecuencia de 2 MHz), y es preferiblemente de 12
metros.
La dimensión horizontal global está entre
aproximadamente el 1% y el 2% de longitud de onda máxima en la banda
de HF, (150 metros en la frecuencia de 2 MHz), y es preferiblemente
de 2 metros.
La altura de la rama conductora vertical H2 está
entre aproximadamente el 4% y el 5% de la longitud de onda máxima en
la banda de HF, y es preferiblemente de 6 metros, igual a la mitad
de la altura de las ramas H1 y H3.
El diámetro de los elementos radiantes que
forman las ramas conductoras es aproximadamente 0,06% - 0,07% de la
longitud de onda máxima en la banda de HF, y preferiblemente 0,1
m.
Convenientemente, la longitud de la rama
conductora transversal W2 es de 0,8 metros, y por tanto el camino
rectangular interior P2 tiene lados cuyas dimensiones son
aproximadamente la mitad de las dimensiones de los lados del camino
rectangular exterior P1.
Los dispositivos de impedancia eléctrica Z1, Z2
y Z3 están interpuestos a lo largo de la rama conductora H3, y hay
un dispositivo adicional Z4 interpuesto a lo largo de la rama
conductora transversal W2.
Preferiblemente, el dispositivo de impedancia Z1
comprende un circuito reactivo de dos terminales, tal como un
circuito resonante LC en serie, mientras que cada uno de los
dispositivos de impedancia Z2, Z3 y Z4 comprende un circuito
reactivo de dos terminales, tal como un circuito resonante LC en
paralelo.
Los parámetros eléctricos de los dispositivos de
impedancia son tales que forman circuitos de filtros agrupados
adaptados para impedir selectivamente la propagación de la corriente
eléctrica a lo largo de las ramas conductoras en las cuales están
conectados, en las correspondiente sub-bandas de la
gama de frecuencias de HF.
En el modo de realización preferido, los
dispositivos Z1, Z2 y Z3 de impedancia están situados,
respectivamente, a alturas de 9 metros, 5 metros y 3,4 metros por
encima del plano de tierra GND, mientras que el dispositivo de
impedancia Z4 está situado a 0,2 metros desde el eje vertical de la
rama conductora H3 de retorno.
En el ejemplo de modo de realización descrito en
esta memoria, los parámetros eléctricos de la inductancia y
capacitancia de los circuitos LC de dos terminales que forman los
dispositivos de impedancia Z1-Z4, tienen los valores
siguientes:
- el circuito Z1 de dos terminales (LC en serie)
tiene un componente inductivo de 0,21 \muH y un componente
capacitivo de 17 pF;
- el circuito Z2 de dos terminales (LC en
paralelo) tiene un componente inductivo de 1,39 \muH y un
componente capacitivo de 975 pF;
- el circuito Z3 de dos terminales (LC en
paralelo) tiene un componente inductivo de 2,36 \muH y un
componente capacitivo de 32 pF;
- el circuito Z4 de dos terminales (LC en
paralelo) tiene un componente inductivo de 2,45 \muH y un
componente capacitivo de 24 pF.
Claramente, una persona experta en la técnica
será capaz de apartarse de los datos de diseño citados
anteriormente, que están relacionados con el modo de realización
preferido actualmente, proporcionando un mayor o menor número de
dispositivos de impedancia que los especificados, siempre que los
dispositivos estén situados a lo largo de las ramas conductoras, de
tal manera que controlen selectivamente el acoplamiento de las ramas
alimentadas H1 y H2 con el conductor (plano) de tierra, por su
acción de filtrado, y más específicamente de tal manera que
desconecten las ramas alimentadas del conductor (plano) de tierra
alternativa o simultáneamente.
La unidad 12 de alimentación incluye un circuito
de adaptación y distribución de la señal, tal como el ilustrado en
la figura 2.
La unidad 12 está operativamente situada en la
base de la antena y eléctricamente conectada entre las ramas
conductoras H1 y H2 de la antena y una línea de transmisión para
transportar una señal de radiofrecuencia.
Con referencia a la configuración de
transmisión, la unidad 12 de alimentación tiene una entrada IN
acoplada a una fuente 30 de señales de radiofrecuencia, a través de
una línea L de transmisión, tal como un cable coaxial, y una pareja
de puertos de salida OUT1, OUT2, en los cuales están ajustadas las
ramas conductoras verticales H1 y H2 de la antena, con el uso de
aisladores IS1 y IS2.
La unidad de alimentación incluye un
transformador T de establecimiento de impedancia, que tiene una
relación n predeterminada, referida a tierra, con un terminal
conectado a la entrada IN para recibir la señal de radiofrecuencia,
y el otro terminal conectado a un nodo común de una pareja de
resistencias R1, R2 de adaptación de impedancias, que están
conectadas, a su vez, a los puertos OUT1 y OUT2 de salida.
La unidad de alimentación que ha sido descrita
puede ser introducida en un contenedor metálico 40 en forma de caja,
que forma una pantalla eléctrica y está conectada al plano de tierra
GND. Esto forma una unidad de adaptación de 50 ohmios para la línea
de transmisión entrante.
Preferiblemente, los valores resistivos de las
resistencias R1 y R2 son 100 ohmios y 50 ohmios, respectivamente, y
la relación de transformación de impedancias es 4.
En términos de funcionamiento, la antena
propuesta por la invención actúa como se describe a
continuación.
Como ayuda para la comprensión, las figuras
3a-3f muestran los diagramas de radiación a
distintas frecuencias, en planos \phi = 0º (líneas continuas) y
\phi = 90º (líneas de puntos).
Una señal de radiofrecuencia emitida desde la
fuente externa 30 y transportada a lo largo de la línea L de
transmisión, es aplicada al transformador T de impedancia y es
distribuida por las resistencias R1 y R2 entre las dos salidas OUT1
y OUT2 de la unidad 12 de alimentación, conectada a las ramas
conductoras H1 y H2 de la antena, siendo la distribución llevada
acabo selectivamente en función de la frecuencia y, por tanto, del
tipo de función requerida desde la antena, de acuerdo con la
configuración determinada por el comportamiento de los dispositivos
de impedancia.
A bajas frecuencias, por ejemplo
2-3 MHz, y preferiblemente en la gama de 2 a 4 MHz,
el dispositivo de impedancia Z1 interviene impidiendo el flujo de
corriente entre la rama H1 y el plano de tierra GND, como resultado
de lo cual la corriente en la antena fluye a través de la rama
conductora H1 y el camino cerrado interior P2, a lo largo de la
rama conductora H2, la rama conductora W2 y la mitad inferior de la
rama conductora H3. Así, la antena tiene una configuración de
dipolo del tipo "serpenteante", que contribuye a la radiación
omnidireccional con ángulos de inclinación bajos y medios, combinada
con la configuración de semi-bucle (camino P2) con
radiación en ángulos de elevación altos. En este caso, la antena es
adecuada para la onda marina y para las comunicaciones NVIS.
La figura 3a muestra el diagrama de radiación de
la antena con la frecuencia de 2,5 MHz, comparada con la unipolar
ideal (las líneas de puntos más cortas que forman lóbulos
simétricos).
En la gama de 4-10 MHz, por
ejemplo a 5 MHz, el dispositivo Z4 de impedancia impide que el flujo
de corriente entre la rama H2 y el plano GND de tierra, y por tanto
la corriente en la antena se distribuye principalmente a lo largo
del camino exterior P1 en forma de U, que incluye las ramas
conductoras H1, W1 y H3. Así, la antena tiene la configuración del
monopolo plegado convencional, con un diagrama de radiación
omnidireccional en el plano azimutal, y una ganancia que es máxima
para ángulos de elevación bajos y medios, y que no es despreciable
cerca de la vertical. La figura 3b muestra el correspondiente
diagrama de radiación, comparado con el de un monopolo ideal (las
líneas de puntos más cortas, que forman lóbulos simétricos).
También en este caso, la antena es adecuada para
las ondas marinas y las comunicaciones NVIS.
A frecuencias medias (preferiblemente en la gama
de 10 MHz - 20 MHz), los dispositivos de impedancia Z2 y Z3 se
combinan para impedir el flujo de corriente en la parte inferior del
conductor H3, estableciendo así los caminos de corriente en forma de
P no cerrada, que incluyen las ramas conductoras H1, W1, H2, W2 y la
mitad superior de la rama conductora H3. La configuración de la
antena y del correspondiente modo de radiación (diagramas de
radiación de las figuras 3c y 3d) son por tanto similares a los de
una antena de "látigo", que tiene un diagrama de radiación
omnidireccional con ángulos de elevación bajos y medios, y es
adecuada para las comunicaciones por onda marina y BLOS.
Finalmente, a frecuencias mayores, la antena
tiene diagramas de radiación del tipo ilustrado en las figuras 3e y
3f, y una buena ganancia con ángulos de radiación bajos.
Debe observarse que el modo de realización de la
presente invención propuesto en la discusión precedente, es
meramente un ejemplo y que no es restrictivo. Una persona experta en
la técnica podría aplicar fácilmente la presente invención en
distintos modos de realización, basados en el principio de la
invención. Esto es particularmente cierto en cuanto a la posibilidad
de situar las ramas conductoras predominantemente verticales en una
dirección inclinada con respecto a la vertical, de tal manera que
formen una configuración global en forma de "A", o haciendo las
ramas conductoras transversales en forma de ramas no rectilíneas,
por ejemplo de forma curvada, para aumentar la estabilidad mecánica
de la estructura de la antena.
Además, y de nuevo con el fin de impartir una
mayor estabilidad a la estructura global de la antena, al tiempo que
se mantienen todos los elementos radiantes de la antena en un solo
plano, los elementos no han de descansar necesariamente en un plano
vertical con respecto al plano de tierra, sino que pueden situarse
sobre un plano inclinado, soportado si fuera necesario por puntales
o estructuras de soporte similares.
Claramente, siempre que se mantenga el principio
de la invención, las formas de aplicación y los detalles de
construcción pueden ser variados por tanto ampliamente, a partir de
lo que se ha descrito e ilustrado meramente a modo de ejemplo y sin
intención restrictiva, sin apartarse del alcance de protección de la
presente invención, como se ha definido por las reivindicaciones
anexas.
Claims (16)
1. Antena lineal para funcionar en la gama de
frecuencias de HF, particularmente para comunicaciones navales, que
comprende una configuración radiante (H1, H2, H3, W1, W2), adaptada
para estar operativamente asociada con un conductor (20) de tierra,
y al menos un dispositivo de impedancia eléctrica
(Z1-Z4),
caracterizado porque incluye:
- una pluralidad de elementos de conductores
radiantes con una extensión predominantemente vertical, que forman
una primera y una segunda ramas conductoras (H1, H2), adaptadas para
estar operativamente acopladas a un circuito (12) de alimentación de
señales de radiofrecuencia, y una rama conductora (H3) de retorno,
adaptada para estar operativamente acoplada a dicho conductor (20)
de tierra; y
- una pluralidad de elementos de conductores
radiantes con una extensión predominantemente transversal, que
forman ramas conductoras (W1, W2) de conexión, para conectar dichas
primera y segunda ramas conductoras
(H1, H2) con dicha rama conductora (H3) de retorno,
(H1, H2) con dicha rama conductora (H3) de retorno,
estando dispuestos dichos elementos radiantes de
tal manera que forman, en un plano en el cual descansa la antena,
dos caminos anidados cerrados (P1, P2), entre el circuito (12) de
alimentación y el conductor (20) de tierra, que tienen al menos un
elemento radiante en común, y
- una pluralidad de dispositivos de impedancia
eléctrica (Z1-Z4), interpuestos a lo largo de las
ramas conductoras (H1, H2, H3, W1, W2) y adaptados para impedir el
flujo de corriente dentro de las correspondientes gamas de
frecuencia predeterminadas, de tal manera que establecen
selectivamente, de acuerdo con la frecuencia de funcionamiento, una
pluralidad de caminos diferentes de corriente a lo largo de dichas
ramas conductoras (H1, H2, H3, W1, W2), correspondientes a una
pluralidad de configuraciones eléctricas y/o geométricas diferentes
de la antena (10).
2. Antena según la reivindicación 1, en la que
la primera rama conductora (H1) y la rama conductora (H3) de
retorno, conectadas conjuntamente, forman un primer camino cerrado
exterior (P1), y la segunda rama conductora (H2) y la rama
conductora (H3) de retorno, conectadas conjuntamente, forman un
segundo camino cerrado interior (P2), teniendo dichos caminos (P1,
P2) al menos una parte de la rama conductora (H3) de retorno en
común.
3. Antena según la reivindicación 1 o 2, en la
que dichas ramas conductoras (H1, H2, H3, W1, W2) forman, en una
configuración operativa de la antena (10), un plano vertical en el
cual descansa la antena.
4. Antena según la reivindicación 3, en la que
la primera rama conductora (H1), la segunda rama conductora (H2) y
la rama conductora (H3) de retorno se extienden paralelas entre sí
en la dirección vertical.
5. Antena según la reivindicación 4, en la que
las ramas conductoras (W1, W2) de conexión se extienden en la
dirección horizontal entre las ramas conductoras verticales (H1, H2,
H3) antes mencionadas, de tal manera que forman dos caminos cerrados
anidados (P1, P2) de forma rectangular.
6. Antena según la reivindicación 5, en la que
la extensión vertical de la antena está en la gama desde el 8% al
10% de la máxima longitud de onda de la banda de HF.
7. Antena según la reivindicación 6, en la que
la extensión transversal de la antena está en la gama desde el 1% al
2% de la máxima longitud de onda de la banda de HF.
8. Antena según la reivindicación 7, en la que
el camino rectangular interior (P2) tiene lados cuya dimensión es la
mitad de la dimensión de los correspondientes lados del camino
rectangular exterior (P1).
9. Antena según cualquiera de las
reivindicaciones 2 a 8, en la que dichos dispositivos de impedancia
eléctrica
(Z1-Z4) son circuitos reactivos de dos terminales con parámetros agrupados.
(Z1-Z4) son circuitos reactivos de dos terminales con parámetros agrupados.
10. Antena según la reivindicación 9, en la que
dichos circuitos reactivos de dos terminales comprenden circuitos
resonantes LC en paralelo.
11. Antena según la reivindicación 9 o 10, en la
que dichos circuitos reactivos de dos terminales comprenden
circuitos resonantes LC en serie.
12. Antena según cualquiera de las
reivindicaciones 9 a 11, que comprende unos primeros dispositivos
(Z1) de impedancia dispuestos en el camino exterior (P1), que tienen
parámetros eléctricos de un valor tal que impiden el flujo de
corriente en una primera frecuencia predeterminada, estando
dispuestos para crear, en esta gama de frecuencia, un camino de
corriente que comprende, separadamente, la primera rama conductora
(H1) y la segunda rama conductora (H2) conectadas a la rama
conductora (H3) de retorno, de manera que la antena adopta una
configuración de
dipolo.
dipolo.
13. Antena según cualquiera de las
reivindicaciones 9 a 11, que comprende unos segundos dispositivos
(Z4) de impedancia dispuestos sobre el camino interior (P2), que
tienen parámetros eléctricos de un valor tal que impiden el flujo de
corriente en una predeterminada gama de frecuencias, estando
dispuestos para crear, en esta gama de frecuencias, un camino de
corriente que comprende la primera rama conductora (H1) conectada a
la rama conductora (H3) de retorno, de manera que la antena adopta
una configuración de monopolo plegado.
14. Antena según cualquiera de las
reivindicaciones 9 a 11, que comprende unos terceros dispositivos
(Z2, Z3) de impedancia dispuestos a lo largo de la rama conductora
(H3) de retorno, en la parte común a ambos caminos (P1, P2), que
tienen parámetros eléctricos de un valor tal que impiden el flujo de
corriente en una tercer gama predeterminada de frecuencias, estando
dispuestos para crear, en esta gama de frecuencias, un camino de
corriente que comprende la primera y la segunda ramas conductoras
(H1, H2) conectadas entre sí, de manera que la antena adopta una
configuración de "látigo".
15. Antena según cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, en la cual los dispositivos
(Z1-Z4) de impedancia están dispuestos de manera que
forman un circuito de adaptación de impedancias distribuidas para
cada configuración de la antena.
16. Antena según cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, que incluye una unidad (12) de
adaptación y distribución de señales de radiofrecuencia, acoplada a
dicha primera y segunda ramas conductoras (H1, H2) de la
configuración radiante, incluyendo:
- un circuito transformador (T) de
establecimiento de impedancias, referido al conductor (20) de
tierra, que tiene un primer terminal acoplado a una línea (L) de
transmisión de señales y un segundo terminal acoplado a dicha pareja
de ramas conductoras (H1, H2); y
- una pareja de resistencias (R1, R2) de
adaptación de impedancias, interpuestas entre dicho circuito
transformador (T) y dichas ramas conductoras (H1, H2).
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