ES2897218T3 - Broadband cable antenna for an underwater ship - Google Patents
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Abstract
Antena de cable de recepción de banda ancha para una nave submarina tal como un submarino propiamente dicho, equipada con un cabrestante para el despliegue de la misma, caracterizada porque la antena incluye en su extremo libre una cubierta de terminación (41) en el que están dispuestos medios (50) de almacenamiento de energía eléctrica de alimentación de este extremo de la antena, y cuyo funcionamiento es controlado por medios que forman un detector de presión (51).Broadband reception cable antenna for an underwater vessel such as a submarine itself, equipped with a winch for its deployment, characterized in that the antenna includes at its free end a termination cover (41) in which are Means (50) are arranged for storing electrical energy to feed this end of the antenna, and whose operation is controlled by means that form a pressure detector (51).
Description
DESCRIPCIÓNDESCRIPTION
Antena de cable de banda ancha para una nave submarinaBroadband cable antenna for an underwater ship
[0001] La presente invención se refiere a una antena de cable de recepción de banda ancha para una nave submarina tal como un submarino propiamente dicho, equipada con un cabrestante de despliegue de la misma.[0001] The present invention relates to a broadband receiving cable antenna for a submarine vessel such as a submarine itself, equipped with a deployment winch thereof.
[0002] Se sabe que las naves submarinas tales como los submarinos propiamente dichos, están equipadas hoy en día con antenas de cable de recepción de banda ancha que les permite recibir señales de radiofrecuencia.[0002] It is known that submarine vessels such as submarines themselves are today equipped with broadband receiving wire antennas that enable them to receive radio frequency signals.
[0003] Algunas de estas antenas de cable se basan en una tecnología de radiofrecuencia.[0003] Some of these cable antennas are based on radio frequency technology.
[0004] Estas antenas incluyen así un cable coaxial que permite conectar la antena al resto del submarino a través de un colector giratorio de tecnología de radiofrecuencia, del cabrestante.[0004] These antennas thus include a coaxial cable that allows the antenna to be connected to the rest of the submarine through a rotating collector using radio frequency technology, of the winch.
[0005] Se sabe también que en el estado de la técnica existen antenas de cable de tecnología de fibra óptica.[0005] It is also known that fiber optic technology cable antennas exist in the state of the art.
[0006] En este caso, se usa, por ejemplo, un conector ópti[0006] In this case, for example, an optical connector is used
[0007] Estas antenas tienen puntos en común y en particular un modo de alimentación de energía eléctrica análogo.[0007] These antennas have points in common and in particular a similar electrical power supply mode.
[0008] De hecho, estas antenas incluyen en general un par de conductores eléctricos de cobre que se extienden de un extremo al otro de la antena.[0008] In fact, these antennas generally include a pair of copper electrical conductors extending from one end of the antenna to the other.
[0009] El documento EP2309594 describe una antena de cable de recepción de banda ancha para una nave submarina tal como un submarino propiamente dicho, equipada con un cabrestante para el despliegue de la misma. La antena incluye, en su extremo libre, una cubierta de terminación.[0009] Document EP2309594 describes a broadband receiving cable antenna for an underwater vessel such as a submarine itself, equipped with a winch for deployment thereof. The antenna includes, at its free end, a termination cover.
[0010] Ahora bien, estudios actuales muestran que un cable coaxial posee una densidad equivalente a un cable provisto de una fibra óptica y de un par de conductores de cobre.[0010] However, current studies show that a coaxial cable has a density equivalent to a cable provided with an optical fiber and a pair of copper conductors.
[0011] Para obtener una densidad menor con la que, por ejemplo, mejorar el diagrama de inmersión/velocidad de la antena es preciso poder prescindir de este par de conductores de cobre y, por tanto, definir otra forma de alimentar los componentes de la parte terminal de la antena de cable.[0011] To obtain a lower density with which, for example, to improve the immersion/speed diagram of the antenna, it is necessary to be able to dispense with this pair of copper conductors and, therefore, define another way of feeding the components of the antenna. terminal part of the cable antenna.
[0012] El objeto de la invención es proponer dicha alimentación de antena.[0012] The object of the invention is to propose such an antenna feed.
[0013] Para este fin, la invención tiene por objeto una antena de cable de recepción de banda ancha para una nave submarina tal como un submarino propiamente dicho, equipada con un cabrestante de despliegue de la misma, caracterizada porque la antena incluye en su extremo libre, una cubierta de terminación en la que están dispuestos medios de almacenamiento de energía eléctrica de alimentación de este extremo de la antena, y cuyo funcionamiento es controlado por medios que forman un detector de presión.[0013] To this end, the object of the invention is a broadband reception cable antenna for an underwater vessel such as a submarine itself, equipped with a deployment winch thereof, characterized in that the antenna includes at its end free, a termination cover in which storage means for the electrical power supply of this end of the antenna are arranged, and whose operation is controlled by means that form a pressure detector.
[0014] De acuerdo con otras características de la antena según la invención, tomadas en solitario o en combinación:[0014] According to other characteristics of the antenna according to the invention, taken alone or in combination:
- los medios de almacenamiento de energía eléctrica están asociados a un convertidor de tensión/frecuencia de indicación del estado de estos medios de almacenamiento;- the electrical energy storage means are associated with a voltage/frequency converter indicating the status of these storage means;
- la señal de frecuencia suministrada por el convertidor está integrada en la señal de radiofrecuencia con el fin de ser transmitida a lo largo de la fibra hacia el resto de la nave submarina;- the frequency signal supplied by the converter is integrated into the radio frequency signal in order to be transmitted along the fiber to the rest of the underwater vessel;
- los medios de almacenamiento de energía comprenden baterías;- the energy storage means comprise batteries;
- el cabrestante de despliegue está equipado con un colector giratorio de tecnología de radiofrecuencia, de conexión de la antena al resto de la nave submarina, y la antena es una antena de tecnología de fibra óptica cuyo extremo asociado al cabrestante incluye medios de interconexión al conector giratorio de tecnología de radiofrecuencia de este cabrestante, que comprende medios que forman el convertidor de la señal obtenida de la fibra óptica en una señal de radiofrecuencia, cuya salida está conectada a través de medios que forman un cable coaxial al colector giratorio de tecnología de radiofrecuencia del cabrestante;- the deployment winch is equipped with a rotating collector using radio frequency technology, for connecting the antenna to the rest of the underwater vessel, and the antenna is a fiber optic technology antenna whose end associated with the winch includes means for interconnection to the connector radio-frequency technology swivel of this winch, comprising means that form the converter of the signal obtained from the optical fiber into a radio-frequency signal, the output of which is connected through means that form a coaxial cable to the radio-frequency technology rotary collector of the winch;
- la antena de fibra óptica incluye:- the fiber optic antenna includes:
- medios de recuperación de una señal de radiofrecuencia,- means of recovering a radio frequency signal,
- medios de amplificación de banda ancha de la misma,- broadband amplification means thereof,
- medios de conversión de la señal de radiofrecuencia en una señal luminosa,- means for converting the radio frequency signal into a light signal,
- medios de transporte de esta señal luminosa por fibra óptica, y los medios de interconexión comprenden:- means of transporting this light signal by optical fiber, and the interconnection means comprise:
- medios de conversión de la señal luminosa en una señal de radiofrecuencia, - means for converting the light signal into a radio frequency signal,
- medios de amplificación de banda ancha de esta señal de radiofrecuencia,- broadband amplification means of this radiofrequency signal,
- los medios que forman un cable coaxial, y - un conector de radiofrecuencia.- the means that form a coaxial cable, and - a radio frequency connector.
[0015] La invención se comprenderá mejor con la lectura de la descripción que se ofrece a continuación, dada únicamente a modo de ejemplo y realizada en referencia a los dibujos adjuntos, en los que:[0015] The invention will be better understood by reading the description that follows, given solely by way of example and made with reference to the attached drawings, in which:
- la figura 1 representa una vista esquemática de una antena de cable de tecnología de radiofrecuencia del estado de la técnica;figure 1 represents a schematic view of a wire antenna using radiofrequency technology of the state of the art;
- la figura 2 representa una vista esquemática de una antena de cable de tecnología de fibra óptica del estado de la técnica;Figure 2 represents a schematic view of a state-of-the-art fiber optic technology cable antenna;
- la figura 3 representa una vista esquemática de una antena de cable de tecnología de fibra óptica compatible con una conéctica de tecnología de radiofrecuencia de una nave submarina; yfigure 3 represents a schematic view of a fiber optic technology cable antenna compatible with a radio frequency technology connection of an underwater ship; and
- la figura 4 representa una realización de una antena de cable según la invención.Figure 4 represents an embodiment of a cable antenna according to the invention.
[0016] De hecho, en la figura 1 se ha ilustrado una antena de cable de tecnología de radiofrecuencia.[0016] In fact, in figure 1 a cable antenna of radio frequency technology has been illustrated.
[0017] En esta figura, esta antena se denota por la referencia general 1, e incluye en un extremo, una cubierta de terminación, denotada por la referencia general 2, y en su otro extremo, un conector clásico de tecnología de radiofrecuencia, denotado por la referencia general 3.[0017] In this figure, this antenna is denoted by the general reference 1, and includes at one end, a termination cover, denoted by the general reference 2, and at its other end, a classic radio frequency technology connector, denoted by general reference 3.
[0018] Este conector permite conectar la antena al resto de los equipos del submarino, por medio de un conector complementario de un cabrestante de despliegue de esta antena, embarcado a bordo del submarino.[0018] This connector allows the antenna to be connected to the rest of the submarine's equipment, by means of a complementary connector of a deployment winch for this antenna, embarked on board the submarine.
[0019] Dicha antena tiene, de forma clásica, varias decenas e incluso centenares de metros de longitud.[0019] Such an antenna is conventionally several tens and even hundreds of meters long.
[0020] Dicha antena incluye así medios de amplificación de la señal de radiofrecuencia, recibida entre un punto caliente y un punto frío de esta antena.[0020] Said antenna thus includes means for amplifying the radiofrequency signal, received between a hot point and a cold point of this antenna.
[0021] En esta figura 1, estos medios de amplificación se denotan por la referencia general 4 y están alimentados por un sistema de activación/alimentación denotado por la referencia general 5.[0021] In this figure 1, these amplification means are denoted by the general reference 4 and are powered by an activation/power system denoted by the general reference 5.
[0022] Así, el núcleo de esta antena de cable 1 permite no solo la recepción de señales VLF/LF/HF, sino también la alimentación del amplificador de línea a través del sistema de activación/alimentación.[0022] Thus, the core of this cable antenna 1 allows not only the reception of VLF/LF/HF signals, but also the power supply of the line amplifier through the activation/power system.
[0023] Un trenzado sirve de masa.[0023] A braid serves as dough.
[0024] Por tanto, esta es la configuración de antena que es compatible con la mayoría de los colectores giratorios de tecnología de radiofrecuencia en los submarinos que disponen de un cabrestante de despliegue de una antena de cable de tecnología de radiofrecuencia.[0024] Thus, this is the antenna configuration that is compatible with most RF technology rotary manifolds on submarines that have a RF technology cable antenna deployment winch.
[0025] En la figura 2 se ha ilustrado un ejemplo de realización de una antena de cable de tecnología de fibra óptica.[0025] Figure 2 shows an embodiment of a fiber optic technology cable antenna.
[0026] En esta figura 2, la antena se denota por la referencia general 10 e incluye siempre, por tanto, una cubierta de terminación denotada por la referencia general 11, en la que se define un punto caliente y un punto frío para la señal de radiofrecuencia en modo activo y en modo pasivo, respectivamente.[0026] In this figure 2, the antenna is denoted by the general reference 10 and therefore always includes a termination cover denoted by the general reference 11, in which a hot spot and a cold spot for the signal are defined. radiofrequency in active mode and in passive mode, respectively.
[0027] Esta cubierta de terminación 11 incluye también un amplificador de banda ancha denotado por la referencia general 12, asociado a un láser que permite convertir las señales de radiofrecuencia en señales luminosas.[0027] This termination cover 11 also includes a broadband amplifier denoted by the general reference 12, associated with a laser that allows converting radiofrequency signals into light signals.
[0028] Este láser se denota por la referencia general 13.[0028] This laser is denoted by the general reference 13.
[0029] Este láser 13 está asociado así, en salida, a una fibra óptica denotada por la referencia general 14, que se extiende a lo largo de esta antena hasta el otro extremo de esta antena para transportar la señal.[0029] This laser 13 is thus associated, at output, with an optical fiber denoted by the general reference 14, which extends along this antenna to the other end of this antenna to transport the signal.
[0030] Este otro extremo de la antena está provisto de un colector específico de tecnología de fibra óptica, denotado por la referencia general 15, que permite conectar esta antena al resto de la nave submarina.[0030] This other end of the antenna is provided with a specific collector of fiber optic technology, denoted by the general reference 15, which allows this antenna to be connected to the rest of the underwater vessel.
[0031] Se entiende así que esta tecnología de fibra óptica no es compatible con la conéctica de radiofrecuencia tal como se despliega en determinados submarinos y se ilustra en la figura 1.[0031] It is thus understood that this fiber optic technology is not compatible with radio frequency connectivity as it is deployed in certain submarines and is illustrated in Figure 1.
[0032] En la figura 3 se ilustra un ejemplo de realización de otra antena de cable.[0032] Figure 3 illustrates an embodiment of another cable antenna.
[0033] En esta figura 3, la antena se denota por la referencia general 20 e incluye siempre una cubierta de terminación denotada por la referencia general 21. [0033] In this figure 3, the antenna is denoted by the general reference 20 and always includes a termination cover denoted by the general reference 21.
[0034] Esta antena de cable presenta siempre un punto frío y un punto caliente para las señales, e incluye un amplificador de banda ancha denotado por la referencia general 22 y un láser denotado por la referencia general 23, de conversión de las señales de radiofrecuencia en señales luminosas.[0034] This cable antenna always has a cold point and a hot point for the signals, and includes a broadband amplifier denoted by the general reference 22 and a laser denoted by the general reference 23, for conversion of radio frequency signals in light signals.
[0035] Una fibra óptica denotada por la referencia general 24 permite transportar estas señales luminosas de un extremo a otro de la antena de cable.[0035] An optical fiber denoted by the general reference 24 allows these light signals to be transported from one end of the cable antenna to the other.
[0036] En el otro extremo de la antena de cable, es decir, el asociado al submarino, y más en particular al cabrestante de despliegue de la antena de este submarino, se prevén medios de interconexión denotados por la referencia general 25, que permiten convertir la señal luminosa recibida en una señal de radiofrecuencia.[0036] At the other end of the cable antenna, that is, the one associated with the submarine, and more particularly with the antenna deployment winch of this submarine, interconnection means are provided, denoted by the general reference 25, which allow convert the received light signal into a radio frequency signal.
[0037] Así, estos medios comprenden medios de detección de esta señal luminosa, denotados por la referencia general 26, obtenidos de la fibra óptica.[0037] Thus, these means comprise means for detecting this light signal, denoted by the general reference 26, obtained from the optical fiber.
[0038] Estos medios de detección están asociados a un amplificador denotado por la referencia general 27.[0038] These detection means are associated with an amplifier denoted by the general reference 27.
[0039] La alimentación de estos miembros se asegura con los medios de alimentación 28.[0039] The feeding of these members is ensured by the feeding means 28.
[0040] La salida de estos medios de interconexión 25 está conectada así a través de medios que forman un cable coaxial, denotados por la referencia general 29, a un conector clásico de tecnología de radiofrecuencia denotado por la referencia general 30 y que permite así conectar esta antena de cable de tecnología de fibra óptica a un cabrestante equipado con una conéctica de radiofrecuencia.[0040] The output of these interconnection means 25 is thus connected through means that form a coaxial cable, denoted by the general reference 29, to a classic radiofrequency technology connector denoted by the general reference 30 and thus allows connecting This fiber optic technology cable antenna to a winch equipped with a radio frequency connector.
[0041] De este modo es posible dotar a los submarinos cuyo cabrestante de despliegue de la antena de cable está provisto de una conéctica de radiofrecuencia con una antena de cable de tecnología de fibra óptica sin que suponga trabajos pesados de refundición de la nave submarina y especialmente la sustitución de la conéctica.[0041] In this way it is possible to equip submarines whose cable antenna deployment winch is provided with a radio frequency connection with a fiber optic technology cable antenna without involving heavy work of recasting the submarine ship and especially the substitution of the connectics.
[0042] En los ejemplos que acaban de describirse, la antena incluye también conductores eléctricos de alimentación que se extienden a lo largo de la misma y se presentan, por ejemplo, en la forma de un par de conductores de cobre.[0042] In the examples just described, the antenna also includes electrical feed conductors that extend along it and are, for example, in the form of a pair of copper conductors.
[0043] Estos conductores eléctricos permiten, de este modo, alimentar al conjunto de los componentes de esta antena y en particular a los dispuestos en su cubierta de terminación, a partir del conector del cabrestante del submarino.[0043] These electrical conductors thus make it possible to feed all the components of this antenna, and in particular those arranged on its termination cover, from the submarine winch connector.
[0044] Como se indica anteriormente, los estudios han revelado que un cable coaxial posee una densidad equivalente a un cable provisto de una fibra óptica y de un par de conductores de cobre. Para obtener una densidad más baja con el fin, por ejemplo, de mejorar el diagrama inmersión/velocidad, es preciso prescindir de este par de conductores de cobre.[0044] As indicated above, studies have revealed that a coaxial cable has a density equivalent to a cable provided with an optical fiber and a pair of copper conductors. To obtain a lower density in order, for example, to improve the immersion/speed diagram, it is necessary to dispense with this pair of copper conductors.
[0045] En la figura 4 se ilustra un ejemplo de realización de dicha antena según la invención y de medios correspondientes.[0045] Figure 4 illustrates an embodiment of said antenna according to the invention and corresponding means.
[0046] En esta figura 4, la antena de cable se denota por la referencia general 40 y la cubierta de terminación de la misma por la referencia 41.[0046] In this figure 4, the cable antenna is denoted by the general reference 40 and the termination cover thereof by the reference 41.
[0047] Esta parte terminal de la antena incluye siempre medios de amplificación de banda ancha denotados por la referencia general 42 y un láser denotado por la referencia general 43.[0047] This terminal part of the antenna always includes broadband amplification means denoted by the general reference 42 and a laser denoted by the general reference 43.
[0048] La salida de este láser 43 está asociada a una fibra óptica 44, cuyo extremo asociado a la nave submarina incluye siempre medios de detección de señales 45, medios de amplificación 46 y medios 47 de alimentación de esta parte de la antena.[0048] The output of this laser 43 is associated with an optical fiber 44, whose end associated with the submarine always includes signal detection means 45, amplification means 46 and power means 47 for this part of the antenna.
[0049] Unos medios que forman un cable coaxial 48 permiten siempre conectar este extremo de la antena a través de un conector estándar de radiofrecuencia 49, al conector correspondiente del cabrestante de despliegue de la antena del submarino.[0049] Means that form a coaxial cable 48 always allow this end of the antenna to be connected through a standard radiofrequency connector 49, to the corresponding connector of the deployment winch of the submarine's antenna.
[0050] Mientras, en los ejemplos anteriores, la alimentación de los miembros o componentes dispuestos en el extremo libre de la antena está asegurada por un par de conductores de cobre, en el ejemplo de realización ilustrado en la figura 4, de la antena según la invención, esta alimentación se asegura a partir de medios de almacenamiento de energía tales como, por ejemplo, baterías denotadas por la referencia general 50, colocadas, por ejemplo, en el extremo de la cubierta de terminación de la antena.[0050] While, in the previous examples, the power supply of the members or components arranged at the free end of the antenna is ensured by a pair of copper conductors, in the example of embodiment illustrated in figure 4, of the antenna according to the invention, this supply is ensured from energy storage means such as, for example, batteries denoted by the general reference 50, placed, for example, at the end of the termination cover of the antenna.
[0051] Estos medios de almacenamiento de energía eléctrica 50 de alimentación de este extremo de la antena permiten así asegurar la alimentación con energía eléctrica de la misma, por ejemplo, bajo el control de medios que forman un detector de presión, denotados en esta figura 4 por la referencia general 51.[0051] These electrical energy storage means 50 for feeding this end of the antenna They thus allow to ensure the supply with electrical energy of the same, for example, under the control of means that form a pressure detector, denoted in this figure 4 by the general reference 51.
[0052] Así, por ejemplo, cuando la antena está en la superficie, la cubierta no está sometida a presión y el detector de presión 51 se sitúa en un volumen máximo para cerrar el contacto con las baterías.[0052] Thus, for example, when the antenna is on the surface, the cover is not under pressure and the pressure detector 51 is placed at a maximum volume to close contact with the batteries.
[0053] De esta forma se alimenta la antena.[0053] In this way the antenna is fed.
[0054] Cuando la antena está bajo la superficie, la cubierta está sometida a presión y el detector de presión se encuentra a su volumen mínimo.[0054] When the antenna is below the surface, the cover is under pressure and the pressure detector is at its minimum volume.
[0055] Esto permite interrumpir el contacto con las baterías y la antena ya no recibe alimentación.[0055] This allows to break the contact with the batteries and the antenna no longer receives power.
[0056] Cuando la antena está guardada en el submarino, la cubierta ya no está sometida a presión.[0056] When the antenna is stored in the submarine, the cover is no longer under pressure.
[0057] A continuación se coloca un sistema de desactivación de las baterías.[0057] Next, a battery deactivation system is placed.
[0058] Las baterías u otros medios de almacenamiento de energía eléctrica pueden sustituirse fácilmente desmontando la cubierta o una parte de la misma a bordo.[0058] Batteries or other electrical energy storage means can be easily replaced by removing the cover or a part thereof on board.
[0059] En esta figura 4, los medios de almacenamiento de energía tales como, por ejemplo, las baterías, están asociados también a medios de vigilancia y de indicación de su estado y en particular de su estado de carga SOC.[0059] In this figure 4, the energy storage means such as, for example, batteries, are also associated with means for monitoring and indicating their status and in particular their SOC state of charge.
[0060] En el ejemplo ilustrado en esta figura 4, estos medios de vigilancia comprenden un convertidor de tensión/frecuencia, de indicación del estado de estos medios de almacenamiento.[0060] In the example illustrated in this figure 4, these monitoring means comprise a voltage/frequency converter, indicating the status of these storage means.
[0061] Este convertidor se denota por la referencia general 52, y permite así suministrar una señal de indicación de estado, cuya frecuencia depende, por ejemplo, de la tensión de las baterías.[0061] This converter is denoted by the general reference 52, and thus makes it possible to supply a status indication signal, the frequency of which depends, for example, on the battery voltage.
[0062] Un mezclador denotado por la referencia general 53 permite integrar esta señal de frecuencia suministrada por este convertidor en la señal de radiofrecuencia, para su transmisión a lo largo de la fibra óptica 44 hacia el resto de la nave submarina.[0062] A mixer denoted by the general reference 53 allows this frequency signal supplied by this converter to be integrated into the radio frequency signal, for its transmission along the optical fiber 44 towards the rest of the underwater vessel.
[0063] Los operadores pueden recuperar entonces esta señal para tener una información de estado de los medios de almacenamiento de energía.[0063] The operators can then retrieve this signal in order to have information on the status of the energy storage means.
[0064] Naturalmente, pueden contemplarse otras realizaciones de estos diferentes medios.[0064] Naturally, other embodiments of these different means can be envisaged.
[0065] Se entiende así que dicha estructura de antena presenta un cierto número de ventajas.[0065] It is thus understood that said antenna structure has a certain number of advantages.
[0066] De hecho, de este modo es posible integrar a bordo de un submarino una antena de cable de fibra óptica de nueva tecnología, sin necesitar una intervención intensa en el submarino, y en particular en el cabrestante de despliegue de la antena de cable de la misma, usando una conéctica de radiofrecuencia.[0066] In fact, in this way it is possible to integrate a new technology fiber optic cable antenna on board a submarine, without requiring intense intervention on the submarine, and in particular on the cable antenna deployment winch of it, using a radiofrequency connection.
[0067] Por otra parte, se obtienen también mejoras de las características operativas de la antena.[0067] On the other hand, improvements in the operating characteristics of the antenna are also obtained.
[0068] De hecho se tiene una ganancia relacionada con la supresión de los conductores de cobre y el mantenimiento en condiciones operativas de la antena tan solo necesita la sustitución de las baterías cuando se considere necesario. [0068] In fact, there is a gain related to the suppression of the copper conductors and the maintenance of the antenna in operational conditions only requires the replacement of the batteries when deemed necessary.
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2018
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