ES2462528T3 - Reflector de antena - Google Patents

Abstract

Disposición (2, 3) de antena de satelite para un sistema de comunicación por satelite, que comprende: unreflector (4, 8) configurado para producir un diagrama de campo lejano con intensidad de campo cercana a cero en una ubicación predeterminada para rechazar senales no deseadas de dicha ubicación predeterminada o minimizar la potencia de serial transmitida a dicha ubicacion predeterminada, teniendo el reflector una superficie que comprende un perfil escalonado dispuesto para generar la intensidad de campo cercana a cero en la ubicación predeterminada, caracterizada porque la superficie del reflector comprende un escalon que se extiende desde un borde del reflector hasta el centro del reflector.

Description

Reflector de antena

Campo de la invencion

La invencion se refiere a un reflector para una antena de reflector para producir un diagrama de radiacion de campo lejano que tiene una intensidad de campo cercana a cero en una regi6n predeterminada.

Antecedentes de la invencion

La comunicacion por satelite se ha vuelto una parte importante de nuestra infraestructura de telecomunicaciOn global general. Se usan satelites para negocios, entretenimiento, educaci6n, navegacion, formaci6n de imagenes y previsiOn meteorologica. A medida que confiamos cada vez mas en la comunicaci6n por satelite, se ha vuelto

15 tambien mas importante proteger la comunicacion por satelite frente a interferencias y frente a la pirateria. En la actualidad los operadores de satelites comerciales demandan antenas de satelite que proporcionen un rechazo de setiales no deseadas o que minimicen la potencia de serial a receptores no deseados.

Especialmente, la comunicaci6n por satelite puede degradarse o interrumpirse debido a setiales interferentes.

Algunas interferencias son accidentales y debidas a equipos de tierra defectuosos. Otras interferencias son intencionales y maliciosas. Dirigiendo una serial potente a un satelite, puede provocarse una interferencia intencionada en el satelite de modo que se impide que reciba y retransmita seliales que estaba previsto que recibiera y retransmitiera.

25 Los problemas mencionados anteriormente pueden solucionarse creando un diagrama de radiaciOn de recepcion o transmision con intensidad de campo cero o cercana a cero, tambien conocido como nub, en direcci6n a la serial interferente o al receptor no deseado. Convencionalmente, una regi6n de directividad cero o un nub o en un diagrama de radiaciOn se produce mediante la suma de un diagrama principal que tiene una distribuci6n de ganancia plana amplia y un haz de cancelaciOn que es de la misma amplitud pero en antifase con respecto al haz principal en la ubicacion requerida de intensidad de campo cero. Se conoce usar multiples elementos de alimentacion cuidadosamente combinados con la amplitud y fase relativas correctas para producir tal cancelacion.

El documento US 5 913 151 da a conocer una tecnica de sintesis apertura para crear nulos en el diagrama de radiacion.

35 Actualmente, la mayoria de satelites comerciales usan antenas de reflector conformadas para proporcionar la cobertura regional deseada. La superficie del reflector en la antena de reflector puede modificarse durante el proceso de diserio usando software de sintesis de perfil de reflector para producir el diagrama de haz requerido. Un ejemplo de software de sintesis de perfil de reflector adecuado es POS de Ticra. El software de sintesis de perfil de reflector del tipo usado en la sintetizaci6n de reflectores conformados para haces contorneados puede usarse tambien para generar un diagrama con intensidad de campo baja en una direcciOn predeterminada. El software de sintesis de perfil de reflector analiza numericamente el campo lejano deseado para sugerir un perfil de superficie del reflector para crear el haz deseado. En la figura 1 se muestra un ejemplo de un perfil de superficie de un reflector convencional para producir un diagrama con intensidad de campo baja en una posici6n predeterminada. En la figura

45 2se muestra un ejemplo de un diagrama de radiacion de campo lejano generado por un reflector convencional para producir un diagrama con intensidad de campo baja en una posicion predeterminada. Los algoritmos de minimo/maximo empleados por el software de sintesis convencional para producir el perfil de superficie apropiado se basan en hacer cambios diferenciables suaves en la superficie y el campo resultante, cercano a cero, presenta el comportamiento cuadratico tipico de un enfoque de haz de cancelaciOn. Un problema con este enfoque es que los diagramas de cancelacion cuadraticos son sensibles a errores de superficie aleatorios del reflector y a errores en el diagrama de alimentaciOn como se muestra en las figuras 8b y 9b.

La invencion tiene como objetivo mejorar la tecnica anterior.

55 Sumario de la invencion

La reivindicacion 1 define la invenciOn. Se proporciona un reflector para una antena de reflector para producir un diagrama de campo lejano que tiene intensidad de campo cercana a cero en una posici6n predeterminada, teniendo el reflector una superficie que comprende un perfil escalonado para generar la intensidad de campo cercana a cero.

El perfil escalonado puede comprender un escalOn radial. El perfil escalonado puede comprender tambien un escalOn en espiral. El perfil escalonado puede ser tambien un perfil escalonado suavizado que proporciona una aproximacion adecuada al escalOn discontinuo ideal.

65 La fase de dicho diagrama de campo lejano en la proximidad de la posiciOn de la intensidad de campo cercana a cero puede aumentar progresivamente a lo largo de 360° con progresi6n angular a lo largo de 360° alrededor de la

posiciOn y la amplitud de dicho diagrama de campo lejano en la proximidad de la posici6n puede variar de manera sustancialmente lineal alrededor dicha posicion de intensidad de campo cercana a cero.

El reflector puede tener una forma parabOlica y producir un haz puntual. El reflector puede estar conformado tambien para producir un haz contorneado. La intensidad de campo cercana a cero del diagrama de radiaci6n de campo lejano puede ubicarse en o adyacente al haz contorneado.

Sag& la invencion se proporciona tambien un conjunto de antena que comprende una alimentacion y el reflector.

Por consiguiente, la invenciOn proporciona una antena de reflector adecuada para rechazar seriales no deseadas o minimizar la potencia de sena' a receptores no deseados. El perfil escalonado produce una regi6n profunda y aguda de intensidad de campo cercana a cero que es robusta en presencia de errores de diagrama de alimentaciOn o superficie de reflector. La ubicaci6n de la intensidad de campo cercana a cero puede orientarse posteriormente

moviendo solo el reflector. El conjunto de antena puede comprender un mecanismo de posicionamiento para orientar

el reflector para reposicionar la ubicaciOn de la directividad cercana a cero. La ubicaciOn de la directividad cercana a cero puede orientarse tambien ajustando la amplitud y fase de un haz de baja resolucion adicional que cubre la misma regi6n. Por consiguiente, el conjunto de antena puede comprender ademas una alimentacion para producir

un haz que cubre la misma region que la antena, pudiendo controlarse la alimentaciOn para ajustar la amplitud y fase del hoz para reposicionar la ubicaci6n de la intensidad de campo cercana a cero.

Segirn la invencion se proporciona tambien una carga util de satelite que incorpora el conjunto de antena. La carga (dil puede comprender adernas otros aparatos de comunicaciones tales como antenas adicionales, receptores y amplificadores de alta potencia.

Breve descripcion de los dibujos

A continuaciOn se describiran realizaciones de la invencion, a modo de ejemplo, con referencia a las figuras 3 a 15 de los dibujos adjuntos, en los que:

la figura 1 muestra un reflector convencional para producir un diagrama de respuesta de campo lejano con intensidad de campo cercana a cero en una region predeterminada;

la figura 2 es una ilustraciOn tridimensional de un diagrama de respuesta de campo lejano producido por un reflector convencional;

la figura 3 es un diagrama esquematico de un sistema de comunicaci6n;

la figura 4 muestra un reflector segbn una realizaciOn de la invencion;

la figura 5 es un diagrama de contorno del diagrama de respuesta de campo lejano del reflector de la figura 4;

la figura 6 es una ilustracion tridimensional del diagrama de respuesta de campo lejano del reflector de la figura 4;

la figura 7 muestra un reflector segun otra realizacion de la invenciOn;

las figuras 8a y 8b ilustran el desplazamiento angular de la posici6n de directividad cercana a cero con errores de superficie en un reflector con una estructura radialmente escalonada (a) y un reflector convencional (b);

las figuras 9a y 9b ilustran la variacion en la directividad de la directividad cercana a cero con errores de superficie en un reflector con una estructura radialmente escalonada (a) y un reflector convencional (b);

la figura 10 ilustra la sensibilidad a la frecuencia del reflector con una estructura radialmente escalonada y un reflector convencional;

lafigura 11 muestra un reflector segiin aim otra realizaciOn de la invenciOn;

la figura 12 ilustra la sensibilidad a la frecuencia del reflector de la figura 11;

la figura 13 muestra un reflector segun aun otra realizaciOn de la invenciOn;

la figura 14 es un diagrama de contorno del diagrama de respuesta de campo lejano del reflector de la figura 13;

la figura 15 es un diagrama esquematico de un conjunto de antena de un sistema de comunicaciOn.

Descripci6n detallada

Con respecto a la figura 3, una carga 1 util de satelite comprende un sistema de comunicacion que comprende una antena 2 de recepcion y una antena 3 de transmisi6n. La antena de recepci6n comprende un reflector 4 montado de manera que puede moverse en un bastidor 5, una alimentacion 6 para recibir la radiaciOn reflejada desde el reflector 4 y un mOdulo 7 de posicionamiento para hacer rotar el reflector 4. De manera similar, la antena 3 de transmisi6n comprende un reflector 8 rotatorio montado en un bastidor 9, una alimentaciOn 10 para generar un haz de radiaci6n electromagnetica para su reflexion desde el reflector 4 y un modulo 11 de posicionamiento para hacer rotar el reflector 4. La carga Ca de satelite comprende tambien una unidad 12 de procesamiento de serial de recepci6n para demodular la serial recibida, un controlador 13 para procesar los datos y controlar los modulos de posicionamiento, una unidad 14 de procesamiento de serial de transmisiOn para modular las senates que van a transmitirse y una memoria 15 para almacenar datos e instrucciones para controlar los reflectores y las alimentaciones.

Opcionalmente, el controlador 13 puede estar ubicado remotamente (por ejemplo en tierra). Las unidades 12, 14 de procesamiento de serial de recepci6n y de transmisiOn comprenden amplificadores y filtros adecuados, tal como entendera el expert° en la tecnica.

Acontinuacion se describira la disposici6n 3 de antena de transmision mas detalladamente. Debe entenderse que muchas de las caracteristicas de la disposicion de antena de transmisiOn se aplican tambien a la disposiciOn 2 de antena de recepci6n.

Cuando se aplica excitaci6n a la alimentacion 10, se transmite energia electromagnetica desde la misma al reflector

4,lo que hace que el reflector refleje un haz. La energia reflejada se propaga a traves de una region espacial. El diagrama de radiaciOn de antena de reflector esta determinado por el diagrama de radiaciOn de la antena de alimentaciOn y la forma del reflector. A grandes distancias, el diagrama de radiaci6n de antena de reflector es

aproximadamente la transformada de Fourier de la distribuci6n de piano de apertura.

La forma del reflector 4 de la figura 3 se muestra mas detalladamente en la figura 4. El reflector tiene una forma parabOlica con un escalon radial para definir una singularidad de fase en el diagrama de campo de apertura del reflector. Considerando una analogia con la Optica, el reflector puede conformarse de tal modo que la profundidad a lo largo del lugar geometric° de todos los puntos a una distancia constante del centro del reflector aumenta progresivamente para crear una variacion de una longitud de onda en la longitud de la trayectoria 6ptica alrededor

dela apertura de antena. El reflector produce un diagrama de radiaci6n de campo lejano en forma de un haz puntual con una intensidad de campo cercana a cero en una region predeterminada. La intensidad de campo es exactamente cero en algun punto a cualquier frecuencia. En un angulo sOlido diferente de cero y/o un ancho de banda diferente de cero, la intensidad de campo sera solo cercana a cero. El desplazamiento del reflector es proporcional a la parte imaginaria del logaritmo de la amplitud compleja y el escalon de reflector radial es una

realizaciOn concreta de un corte de ramificaci6n en el plano complejo.

La alimentaciOn 10 puede ser una bocina ondulada idealizada ubicada en el punto focal del reflector. La alimentacion puede transmitir una serial polarizada circularmente hacia la izquierda (LHCP) que genera una serial polarizada circularmente hacia la derecha (RHCP) desde el reflector 8. La alimentaciOn normalmente produce una serial con

una frecuencia de 30 GHz.

El reflector mostrado en la figura 4 tiene un diametro de 1 m, una longitud focal de 1 m y una excentricidad de 0,5 m. La altura del escalon se elige para producir una variaciOn deseada en la longitud de la trayectoria Optica en la apertura. La altura debe ser aproximadamente la mitad de la longitud de onda de la radiaciOn. Se requiere ligeramente mas que la mitad de la longitud de onda porque la delta de longitud de trayectoria es aproximadamente igual a dz(1+cos(zeta)), donde zeta es el angulo de reflexi6n total y dz es el movimiento de superficie paralelo a la direcci6n del rayo reflejado. Por tanto, el reflector de la figura 4 necesitaria una altura de aproximadamente 6 mm

para producir la variacion deseada en longitud de trayectoria 6ptica en la apertura para una serial con una frecuencia de 30 GHz.

El expert° observara que aunque se ha descrito una realizaciOn de la invencion para una alimentaciOn polarizada de manera particular para producir una serial con una frecuencia particular, puede usarse cualquier polarizaciOn y frecuencia adecuadas.

Con referencia a las figuras 5 y 6, el diagrama de radiaci6n de campo lejano producido por el reflector tiene amplitud cero en una posicion predeterminada correspondiente al centro del haz puntual. La amplitud del diagrama de respuesta de campo lejano en la proximidad de la posiciOn varia sustancialmente de manera lineal alrededor de dicha posicion. La fase de dicho diagrama de respuesta de camp° lejano en la proximidad de dicha posici6n aumenta progresivamente a lo largo de 360 grados con progresion angular a lo largo de 360 grados alrededor de la

posici6n. En la figura 5 se muestran los contornos a 40, 30, 20, 10 y 0 dBi. La amplitud maxima es del orden de 40 dBi.

Un receptor ubicado en tierra en la posici6n de la intensidad de campo cercana a cero no podra captar una serial procedente del satelite. Por consiguiente, la intensidad de campo cercana a cero puede usarse para impedir que

receptores no deseados reciban sefiales procedentes del satelite.

Aunque el reflector de las figuras 4, 5 y 6 se ha descrito con respecto a una antena 3 de transmisi6n, puede usarse tambien en la antena 2 de recepcion y el diagrama de recepcion de la antena de recepci6n que tiene un reflector segun se describe con respecto a la figura 4 seria identico al diagrama de radiaci6n de campo lejano de la antena de transmisi6n, segun el teorema de reciprocidad.

En una antena de recepcion, la directividad minima puede usarse para evitar una serial de interferencia intencionada. Una serial de interferencia intencionada es una serial de alta potencia dirigida a la antena de satelite para que la antena de satelite deje de recibir y procesar las seriales destinadas a la antena. Cuando se determina la ubicaciOn de la fuente de la serial de interferencia intencionada, el modulo 7 de posicionamiento puede usarse para ajustar la posicion del reflector de tal modo que la region de directividad cercana a cero se dirija a la fuente de la serial de interferencia intencionada. Eso significa, obviamente, que todo el haz puntual se desplaza. Sin embargo,

sin la regi6n de directividad cero, el satelite no podria recibir ninguna serial en absoluto. Como consecuencia de la rotaciOn del reflector 4, el reflector no podra recibir seriales en todos sus enlaces ascendentes previstos pero aim estara operativo para la mayoria de sus enlaces ascendentes previstos.

Con referencia a la figura 7, el escalOn no tiene que ser agudo para producir el nub o requerido. Por el contrario, el escalon puede ser una versiOn suavizada de un escalOn discontinuo matematico, tal como se muestra en la figura 7. El escalon suave no tiene esquinas o bordes agudos. En una realizaciOn, la singularidad se suaviza mediante convolucion con una funcion de Bessel. La forma suave no tiene un efecto significativo sobre el rendimiento de

creaci6n de nulos pero hace que el reflector sea mas facil de fabricar.

La region de intensidad de campo cercana a cero producida por las estructuras escalonadas es robusta frente a errores porque la pendiente de ganancia cercana a la regi6n de intensidad de campo cero es alta. El mismo nivel de potencia interferente moveria la regi6n de intensidad de campo minima producida por una estructura escalonada una distancia proporcionalmente menor de lo que haria la regi6n de intensidad de campo minima producida por un reflector convencional. Asimismo, debido a la naturaleza matematica del nub, una serial interferente pequeria, aunque movera la ubicaci6n precisa del nub, no provocara un relleno de nulos y, por tanto, no degradara la

profundidad de nulos. Esto contrasta con la situacion con creaci6n de flubs convencional, tab como muestran las figuras 9a y 9b. Errores tipicos incluyen errores de superficie aleatorios en el reflector y errores en el diagrama de haz de la alimentaciOn para la que esta diseriado el reflector.

Con referencia a las figuras 8a y 8b, las graficas muestran la variaciOn en las ubicaciones de la directividad minima para 1000 antenas de reflector con errores de superficie aleatorios de media cuadratica (RMS) fija de 0,1 mm y periodo de rizado minimo filtrado a 0,2 m. La figura 8a muestra los resultados para un reflector con una estructura radialmente escalonada, del tipo descrito con respecto a las figuras 4, 5 y 6, para producir la posiciOn de directividad cero y la figura 8b muestra los resultados para un reflector convencional del tipo descrito con respecto a las figuras 1 y 2. Las graficas se han generado usando analisis de Monte Carlo. Los perfiles de error aleatorio se han producido generando valores aleatorios en una cuadricula fina, filtrando mediante transformada discreta de Fourier (OFT) y ajustando a escala para la RMS correcta. Resulta evidente a partir de las figuras 8a y 8b que el desplazamiento de la ubicaci6n de la directividad minima de su posici6n prevista en x=0 grados e y=0 grados es menor para el reflector con un estructura escalonada que para el reflector convencional. Mientras que la posici6n del nub o varia entre -0,02 grados y 0,02 grados con la estructura escalonada, la posici6n del nub o producido por un reflector convencional varia

entre -0,1 y 0,1 grados.

Con referencia a las figuras 9a y 9b, las graficas muestran la variaciOn en la profundidad de la directividad minima para 1000 antenas de reflector con errores de superficie aleatorios de RMS fija de 0,1 mm y periodo de rizado minimo filtrado a 0,2 m. La figura 9a muestra los resultados para un reflector con una estructura escalonada del tipo descrito con respecto a las figuras 4, 5 y 6 y la figura 9b muestra los resultados para un reflector convencional del tipo descrito con respecto a las figuras 1 y 2. Las graficas se han generado usando analisis de Monte Carlo. Los perfiles de error aleatorio se han producido generando valores aleatorios en una cuadricula fina, filtrando mediante DFT y ajustando a escala para la RMS correcta. Resulta evidente a partir de las figuras 9a y 9b que la profundidad del nub o creado usando una estructura radialmente escalonada no es tan sensible a errores como el nub o creado usando un reflector convencional. Mientras que, algunas veces, errores de superficie aleatorios en el reflector convencional provocan un relleno de nulos (hasta aproximadamente 20 dBi en la grafica de la figura 9b), errores de superficie aleatorios en el reflector con una estructura radialmente escalonada no afectan significativamente a la profundidad del nub. En la figura 9b, algunas veces los errores de superficie aumentan la directividad del nub o de tab modo que el nub o es inutilizable en la practica. Por consiguiente, el diagrama producido por el reflector con una estructura radialmente escalonada es mas robusto frente a errores de superficie que el diagrama producido por el

reflector convencional.

En las figuras 9a y 9b, la directividad en la posiciOn de directividad minima esta entre aproxinnadamente -60 dBi y -100 dBi. La raz6n para esta variaciOn es la falta de precisi6n adicional en el programa usado para realizar la simulacion y encontrar la ubicaciOn de directividad minima. La pendiente de ganancia en el nub o es tan alta que cuando la rutina de bOsqueda de ubicaciOn termina, la distancia desde el nub o real es suficiente para elevar la

directividad a aproximadamente entre -60 dBi y -100 dBi. En la aproximaci6n aplicada en el sistema, el nub o real es infinitamente profundo.

En la disposiciOn de reflector del sistema de comunicaci6n de la figura 3, el desplazamiento en la ubicaciOn de la directividad minima puede compensarse haciendo rotar el reflector ligeramente usando los mOdulos 7, 11 de posicionamiento. Si la ubicaci6n de directividad minima se ha desplazado 0,02 grados por errores aleatorios, la ubicacion prevista puede restablecerse haciendo rotar el reflector 0,02 grados para reposicionar el punto de directividad minima. Usando el ejemplo de una serial de interferencia intencionada, una serial de interferencia intencionada en el sistema de comunicacion de la figura 3 puede dar como resultado una potencia recibida de at menos 100 veces la potencia recibida prevista. El reflector puede hacerse rotar usando el mOdulo 7 de posicionamiento hasta que la potencia recibida se reduzca a su nivel normal. El operador de satelite sabe que,

cuando la potencia recibida se reduce, la region de directividad cero se dirige a la fuente de la serial de interferencia intencionada. En otras palabras, la posicion de directividad cero puede modificarse mediante la orientaci6n del reflector para minimizar la potencia recibida e impedir asi que la antena experimente interferencia intencionada. La orientaci6n se controla mediante un controlador 13 que puede estar ubicado en el satelite o en tierra.

Ladirectividad cero es tambien robusta frente a variaciones en el diagrama de radiaci6n de la alimentacion debido a, por ejemplo, variaciones de fabricacion en cuanto a las dimensiones, idealizaciones en el software de modelado o expansiOn termica. Si una fuente de interferencia transmitiera senates incoherentes en ambas polarizaciones, el factor limitante es el rendimiento de polarizaciOn cruzada de la antena. En este caso pueden aplicarse maneras tradicionales de mejorar el rendimiento de polarizaciOn cruzada de un reflector excentrico no conformado para

reducir este efecto. Por ejemplo mediante el uso de una alimentacion disetiada para eliminar la polarizaciOn cruzada producida desde el reflector principal mediante sintesis de alimentacion directa o mediante el uso de uno o mas reflectores secundarios para crear una alimentacion imagen en el foco de reflector principal.

Con referencia a la figura 10 se muestra el desplazamiento angular de la ubicaciOn de la directividad minima para un

reflector radialmente escalonado y un reflector conformado para producir un haz de cancelacion segun el metodo convencional para una frecuencia de entre 27 GHz y 30 GHz. Resulta evidente que, at menos en una direcciOn, el reflector con una estructura escalonada es menos sensible a variaciones de frecuencia. Sin embargo, en la otra direcci6n, la ubicaci6n de la directividad minima para una sena' de 27 GHz este a 0,06 grados de la ubicaciOn de la directividad minima para una serial de 30 GHz. Se ha encontrado que la sensibilidad a variaciones de frecuencia

puede reducirse adicionalmente modificando la estructura escalonada tat como se muestra en la figura 11.

Con referencia a la figura 11 se muestra otra realizacion del reflector en la que la estructura escalonada para producir la directividad cercana a cero es un escalon en espiral. El desplazamiento entre 27 GHz y 30 GHz se reduce con el corte en espiral tat como se muestra en la figura 12. La ubicaciOn de la directividad minima para una serial de 27 GHz este a 0,015 grados de la ubicaci6n de la directividad minima para una serial de 30 GHz. Por tanto, se ha reducido la sensibilidad a la frecuencia en un factor de aproximadamente 2. Los puntos en la grafica estan separados 250 MHz. Resulta evidente que cuanto mas proxima este la frecuencia de la serial a 30 GHz, menos

sensible sera la directividad cero a errores en la frecuencia. Debe observarse que una espiral es sOlo un ejemplo de una configuraci6n diferente del escalOn y que muchas otras configuraciones del escalon son posibles. Se elegira una configuraciOn particular de un escalOn teniendo en cuenta la aplicacion para el reflector y la sensibilidad frente a errores aceptable.

En otras realizaciones del reflector, el reflector puede conformarse para producir un haz contorneado pero aun tiene una region de directividad cero o cercana a cero. El reflector se produce conformando en primer lugar el reflector para producir el haz contorneado deseado sin ningim nub. El reflector puede conformarse con software de sintesis de perfil de reflector que aplica numericamente la transformada de Fourier a un diagrama de radiacion de campo lejano deseado para determinar la forma del reflector requerida para producir el diagrama de radiaciOn de campo lejano. Por ejemplo, el reflector puede conformarse para producir un haz que cubre una zona cuadrada. El nub o se inserta entonces en el diagrama mediante la multiplicacion del campo lejano mediante la funci6n de fase apropiada, yun campo de aperture aproximado generado por la transformada de Fourier. Esto produce un campo de aperture mayor que el reflector de modo que es necesario un truncamiento. La forma del campo lejano puede optimizarse de nuevo luego volviendo a ejecutar la sintesis de perfil de reflector, permitiendo solo cambios suaves con respecto a la version inicial. Dado que el nub o es robusto frente a errores de superficie, la nueva optimizaciOn no afecta significativamente al nub. La ubicaciOn de la directividad cero puede estar descentrada o adyacente at haz

contorneado.

Con referencia a la figura 13 se muestra un reflector conformado que produce un diagrama de haz aproximadamente cuadrado con un nub o insertado adyacente at diagrama de haz cuadrado. El nub o se inserta a 0,2 grados del lado del cuadrado. En la figura 13 puede verse un escalOn pequefio at otro lado del reflector. Este escalon puede eliminarse

mediante suavizado. El contorno del diagrama de haz se muestra en la figura 14. Se muestran los contornos a 37, 35 y 30 dBi.

Con referencia a la figura 15, el sistema de comunicacion puede comprender, edemas de o como alternative at mecanismo para hacer rotar el reflector, un radiador 16 adicional ubicado cerca de la alimentaciOn 10 principal en la antena para generar un diagrama de radiaci6n que desplaza la ubicaci6n de la directividad cero una cantidad igual a la cantidad que se desplazo por, por ejemplo, errores de superficie. El radiador 16 este posicionado de tat modo que

apunta directamente hacia el campo lejano y puede disefiarse para generar un haz que cubre sustancialmente la misma regi6n que el haz reflejado por el reflector. En algunas realizaciones, el radiador 16 adicional puede ser una alimentaciOn adicional tal como se muestra en la figura 15. El radiador 16 adicional puede usarse para reposicionar

la regi6n de intensidad de campo cercana a cero. El controlador 13 puede usarse para controlar el radiador 16

adicional para emitir un diagrama de radiaciOn adecuado para modificar el diagrama de radiacion del reflector usando un algoritmo de minimizaci6n de potencia simple. Puede crearse un diagrama de radiaciOn adecuado ajustando la amplitud y fase del radiador. El radiador 16 adicional puede ser una bocina de ganancia baja simple. El radiador 16 adicional puede usarse tambien para corregir variaciones de frecuencia en la alimentaciOn controlando el radiador para producir un diagrama que presente el grado correcto de sensibilidad a la frecuencia. El grado correcto

desensibilidad a la frecuencia puede producirse introduciendo amplitudes y fases adaptativas adicionales.

Pese a que se han descrito ejemplos especificos de la invenciOn, el alcance de la invencion se define mediante las reivindicaciones adjuntas y no se limita a los ejemplos. Por tanto, la invenciOn puede implementarse de otros modos, tal como apreciaran los expertos en la tecnica.

Por ejemplo, aunque la invencion se ha descrito con respecto a un sistema de comunicaciOn por satelite, debe entenderse que la invenciOn puede aplicarse a cualquier sistema de comunicaciOn que use una antena de reflector. Adernas, aunque cada reflector se ha descrito para producir sOlo un nub, debe entenderse que pueden producirse nulos adicionales en el haz produciendo escalones adicionales en el perfil del reflector. Los escalones no seran

necesariamente cortes rectos sino que pueden combinarse y reforzarse entre si.

Adernas, el reflector no tiene que tener una forma parabOlica. La invenciOn puede usarse tambien con, por ejemplo, reflectores secundarios de placa plana o cualquier otro tipo de reflector adecuado. Debe entenderse tambien que la tecnica para producir el nub o puede lograrse en un sistema de reflector doble u otros sistemas de multiples

reflectores. La invenciOn puede implementarse, por ejemplo, en un sistema de reflector gregoriano o de Cassegrain. Los escalones para crear la directividad cero pueden crearse tanto en el reflector principal como en el reflector secundario. La invencion puede aplicarse tambien a antenas de rejilla doble.

Adernas, la invenciOn segun se describe puede realizarse con un reflector hecho de un material que puede volver a

conformar la superficie dinamicamente o como instancia irreversible Unica in situ usando una red de puntos de control empleando actuadores mecanicos, piezoelectricos, electrostaticos o termicos. Una realizaciOn de ejemplo es una malla controlada mediante un conjunto de amarres cargados por resorte con actuadores mecanicos.

Claims (21)

1. REIVINDICACIONES

   1. Disposici6n (2, 3) de antena de satelite para un sistema de comunicaci6n por satelite, que comprende:

   unreflector (4, 8) configurado para producir un diagrama de campo lejano con intensidad de campo cercana a cero en una ubicaci6n predeterminada para rechazar senales no deseadas de dicha ubicaci6n predeterminada o minimizar la potencia de serial transmitida a dicha ubicacion predeterminada, teniendo el reflector una superficie que comprende un perfil escalonado dispuesto para generar la intensidad de campo cercana a cero en la ubicaci6n predeterminada,

   caracterizada porque la superficie del reflector comprende un escalon que se extiende desde un borde del reflector hasta el centro del reflector.

2. 2.

   Disposici6n de antena de satelite segirn la reivindicaciOn 1, en la que el reflector (4, 8) este conformado para producir un haz contorneado.

3. 3.

   Disposici6n de antena de satelite segun la reivindicacion 2, en la que la ubicaci6n de intensidad de campo cercana a cero este ubicada adyacente al haz contorneado o descentrada con respecto al haz contorneado.

4. 4. DisposiciOn de antena de satelite segtin una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende ademas una alimentacien (6, 10) configurada para recibir radiacion desde dicho reflector (4, 8) o transmitir radiacion hacia el reflector (4, 8).
5. 5. Disposici6n de antena de satelite segtin la reivindicacion 4, en la que el perfil escalonado este configurado

   paragenerar una regi6n de intensidad de campo cercana a cero en el haz principal de la radiacion reflejada por el reflector.

6. 6.

   Disposici6n de antena de satelite segun la reivindicaciOn 5, que comprende ademas un radiador (16)

   configurado para generar un diagrama de radiaci6n para reposicionar la ubicaciOn de directividad cercana a cero.

7. 7.

   Disposici6n de antena de satelite segun la reivindicaciOn 6, en la que la alimentacion (6, 10) configurada para recibir radiaciOn desde dicho reflector o transmitir radiacien hacia el reflector comprende una primera alimentaciOn y dicho radiador (16) comprende una segunda alimentaciOn posicionada para apuntar

   directamente hacia el campo lejano y configurada para producir un haz que cubre sustancialmente la misma regi6n que un haz reflejado por el reflector, pudiendo controlarse la segunda alimentacion para ajustar la amplitud y fase del haz de la segunda alimentacion para reposicionar la ubicaciOn de intensidad de campo cercana a cero.

8. 8.

   Disposici6n de antena de satelite segun una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, que comprende

   ademas un mecanismo (7, 11) de posicionamiento configurado para orientar el reflector para reposicionar la ubicaci6n de intensidad de campo cercana a cero.

9. 9.

   DisposiciOn de antena de satelite segOn una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que el perfil escalonado comprende un escalOn radial.

10. 10. Disposicion de antena de satelite segun una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, en la que el perfil escalonado comprende un escalon en espiral.
11. 11. Disposicion de antena de satelite segun una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que el perfil escalonado define una singularidad de fase en el diagrama de campo de apertura de la antena.

12. 12.

    Disposici6n de antena de satelite segiin una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que el perfil escalonado comprende un perfil escalonado suave sin esquinas o bordes agudos.

13. 13.

    Disposici6n de antena de satelite segiin una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que la fase de dicho diagrama de campo lejano en la proximidad de la posicion de la intensidad de campo cercana a cero aumenta progresivamente a lo largo de 360° con progresi6n angular a lo largo de 360° alrededor de la posicion y la amplitud de dicho diagrama de campo lejano en la proximidad de la posiciOn varia de manera

    sustancialmente lineal alrededor de dicha posiciOn de intensidad de campo cercana a cero.
14. 14. Carga (1) Ca de satelite que comprende la disposicien de antena de satelite segim una cualquiera de las reivindicaciones anteriores.

    •

    -15

    Memoria

    I -13

    Controlador

    Procesamlento Procesamiento----14

    12

    de senal de de senai de

    recepcion transmision

    ." / ■

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    .... 1 0 \ ../ 6

    I. N„,

    / \ ./ N.

    l -.4

    Fig. 3

    Distancia/m

    Distancia/m

    (11.3:103
15. 0.0015
16. 0.

    .c.125
17. 0.02

    ).C32.
18. 0.01

    . 005

    0

    -•() .004

    • f.!.. 005

    Distancla/m

    Fig. 4

    10

    Ganancla de potencla/ dBi

    2 1 -1

    40 35 30 25 20 15 10 5 0

    Dlstancla angular/.

    -2

    -2

    -1 0 1 2

    DIstancla angular/.

    Fig. 5

    Ganancia de potencla/ dBi 40 20 10

    Ganancia de potencia/ dBI • .-1 40 I.2 35

    -10

    Distancia angular°

    Distancia angular

    Fig. 6

    11

    Ganancia de

    Ganancia de potencla/dBi PotencialdBi

    • PO -44) -bp • 1 00 1 :ZO

    -fhf$5, Distancia angular/. , 40 $10 047. 1 20 Di stanci a angUl arr

    Fig. ga

    Distancia angular/.

    Reflector radlalmente escalonado

    Reflector t convencionaG

    • 0731,

    Fig. 10

    Distancla angular/.

    •fmtes..-00(4 (Ai 01#10-1/

    Distancia angular/.

    Fig. gb

    30 GHz

    27 GHz

    Distancia angular/'

    13

    Distancia/m

    OCIC,

    I, . 0044

    Distancia/m

19. 0. 002

    • 0. ( 202

    • 0 .C1c,(i

20. -0.000

    -C't CI 3

21. -...

    Distancia

    Distancia

    angular/0

    ,..., ,,,i5. a angularr

    -C• 4.s.

    Fig. 11

    Distancia angular,' Oil,

    .0.09 -G vf!. •0.•17 -0 ati. c!*t0 f:

    Distancia angular/'

    14

    3 1%

    1.

    N

    I ‘i .

    11 -.

    / ■

    l• i , .

    t \ ,

    .. ... . . .

    I i . . .

    ‘ A I / ■ N

    N X

    ‘ IX\

    N\ III( ■

    N N

    \ X \ 1:Z.7,7411;\

    X

    16-

    Fig. 15