Objeto

La presente invención se refiere a una disposición de antena omnidireccional en tiempo para recibir y transmitir señales de radiofrecuencia dentro del campo de las transmisiones inalámbricas, en un entorno cerrado o semicerrado.

Estado de la técnica

Es conocido en el estado de la técnica, sistemas de transmisión inalámbrica de células de tamaño reducido dentro de entornos cerrados, es deseable mantener el tamaño de antena lo más pequeño posible, para evitar estructuras excesivamente voluminosas. Esto también se aplica a las estaciones base, para las cuales las antenas montadas en la pared se utilizan con frecuencia para cubrir un área de celda determinada. La miniaturización con lleva una disminución considerable de la eficiencia de radiación.

Sumario

La presente invención busca resolver uno o más de los inconvenientes expuestos anteriormente mediante una disposición de antena omnidireccional en tiempo portable tal como es definida en las reivindicaciones.

La disposición de antena portable para recibir y/o emitir señales de radiofrecuencia que incluye un primer elemento de antena y un segundo elemento de antena dispuestos en posición ortogonal sobre una placa base realizada con un material dieléctrico donde son dispuestos un conmutador de señal conmutable en tiempo entre el primer elemento de antena y el segundo elemento de antena para conectar alternativamente el primer elemento de antena y el segundo elemento de antena a un alimentador de señales de radiofrecuencia para transmitir una misma señal de radiofrecuencia alternativamente por el primer y segundo elemento de antena La disposición de antena portable comprende al menos dos elementos de antena similares y cuyos diagramas de radiación son complementarios tal como dos elementos de antena del tipo toroide de sección circular girados 90° para que los respectivos diagramas sean complementarios. La disposición de antena portable realiza una transmisión en todas las direcciones del espacio para que la señal de radiofrecuencia se distribuya de manera uniforme en todas las direcciones, independientemente de la forma de propagación de la señal de radiofrecuencia.

El alimentador de señal de radiofrecuencia ejecuta una predeterminada regla de transmisión para que el segundo elemento de antena sea capaz de rellenar los nulos de! diagrama de radiación o mínimos del primer elemento de antena con sus propios lóbulos principales de! diagrama de radiación o máximos, y viceversa.

El primer elemento de antena y el segundo elemento de antena están dispuestos físicamente sobre una placa base para que el primer elemento de antena suministre un diagrama de radiación complementadle con un diagrama de radiación suministrado por el segundo elemento de antena girando 90° en el tiempo.

El primer elemento de antena y el segundo elemento de antena pueden tener una forma alargada según una línea continua quebrada de! tipo meandro, pueden ser cerámicas o con otras formas, pero el primer elemento de antena y e! segundo elemento de antena están dispuestos ortogonalmente uno ai lado del otro, teniendo dimensiones substancialmente idénticas.

El primer y segundo elemento de antena pueden ser idénticos o tener alguna dimensión física distinta.; siendo realizados en forma de cintas continuas de material conductivo y dispuestos sobre la superficie plana de material aislante no conductor, placa base o similar.

La disposición de antena funciona con multiplexación temporal en diagrama de radiación donde cada uno de ios elementos de antena funciona como una antena independiente transmitiendo y recibiendo señales de radiofrecuencia según un predeterminado criterio propio de funcionamiento independiente en transmisión o recepción, de manera que el primer y segundo elemento de antena transmiten la misma señal de radiofrecuencia desfasada un tiempo, a saber, conmutación entre elementos de antenas para cambiar de diagrama de radiación; es decir, ambos elementos de antena transmiten la misma señal de radiofrecuencia pero en instantes de tiempo distintos sin solapamientos de señal de radiofrecuencia.

La disposición de antena selecciona alternativamente a! primer y segundo elemento de antema como elemento de antena activo para proporcionar el mejor rendimiento en términos de intensidad de campo emitida y recibida o potencia, tasa de errores de bits, capaz de mejorar la cobertura de radiofrecuencia, ai tiempo que limita significativamente el tamaño de la antena y de! sistema asociado.

La disposición de antena funciona de acuerdo con el principio de multiplexación temporal; de manera que la disposición de antena, comprendiendo elementos de antena conmutables dispuestos ortogonalmente, se comporta como una antena omnidireccionai en e! tiempo, donde cada elemento de antena no es omnidireccionai, porque cada elemento de antena por separado tiene sus propios nulos. El conmutador de señal es del tipo diodo, conmutador electrónico, transistor o cualquier circuito de conmutación de radiofrecuencia.

Breve descripción de las figuras

Una explicación más detallada se da en la descripción que sigue y que se basa en las figuras adjuntas:

La figura 1 muestra en una vista en planta un diagrama de bloques de una disposición de antena portable omnidireceional en tiempo;

La figura 2 muestra en una vista en planta ei diagrama de radiación de un primer elemento de antena comprendido dentro de la disposición de antena;

La figura 3 muestra en una vista en planta el diagrama de radiación de un segundo elemento de antena comprendido dentro de la disposición de antena;

La figura 4 muestra en una vista en planta el diagrama de radiación resultante del solapamiento de los diagramas de radiación del primer y segundo elemento de antena en un instante de tiempo t1 ;

La figura 5 muestra en dos vistas en planta ei diagrama de radiación resultante superpuesto ai solapamiento de los diagramas de radiación del primer y segundo elemento de antena en un instante de tiempo 11 y, además, ei diagrama de radiación resultante aislado del solapamiento de los diagramas de radiación del primer y segundo elemento de antena; y

La figura 6 muestra en un diagrama de tiempos la sucesión de tramas transmitidas por ei primer y segundo elemento de antena a lo largo del tiempo en comparación a una solución con una única antena, sin impacto en el consumo energético; muestra un ejemplo, en amarillo representa el concepto de la solución de una única antena y el que conmuta entre antenas en diferente color representa la disposición de antena portable omnidireceional en tiempo, que transmite la misma cantidad de tramas; es decir, idéntico consumo.

Descripción

En relación con la figura 1 que muestra una disposición de antena omnidireceional en tiempo portable que utiliza al menos dos diagramas de radiación para recibir y/o emitir señales de radiofrecuencia.

La disposición de antena 11 comprende un primer elemento 12 de antena y un segundo elemento 13 de antena similares dispuestas ortogonalmente en escuadra sobre una placa base realizada con un material dieléctrico, donde una superficie de la placa base está recubierta con un material eléctricamente conductor tal como como cobre, fabricada mediante tecnología impresa.

En relación ahora con la figura 2 a 6, el primer y segundo elemento 12, 13 de antena son acoplabies alternativamente a un alimentador de señales de radiofrecuencia a través de un conmutador de señal, de manera que los lóbulos principales del patrón de radiación del segundo elemento 13 de antena se superpone a los nulos del patrón de radiación del primer elemento 12 de antena y viceversa.

De este modo, la disposición de antena 11 es conmutable en tiempo alternativamente entre dos patrones de radiación iguales o diferentes. El patrón de radiación resultante es el mostrado en la figura 5 con mejora de la calidad de una conexión inalámbrica y una disposición de antena 11 con un reducido tamaño total que requiere la utilización de un elemento de conmutación para controlar el patrón de radiación resultante.

El primer elemento 12 de antena y el segundo elemento 13 de antena dispuestos en posición ortogonal y acoplados eléctricamente ai alimentador de señales de radiofrecuencia a través de del conmutador de señal, en función de la posición del conmutador, el alimentador de señal está conectado selectivamente al primer elemento 12 de antena o ai segundo elemento 13 de antena.

El alimentador de señal de radiofrecuencia ejecuta una predeterminada regla de transmisión para que el segundo elemento 13 de antena sea capaz de rellenar ios nulos del diagrama de radiación del primer elemento 12 de antena con sus propios lóbulos principales del diagrama de radiación y viceversa.

El primer elemento 12 de antena y el segundo elemento 13 de antena tienen una forma alargada según una línea continua quebrada del tipo línea almenada o paralelogramos dispuestos uno al lado del otro, teniendo dimensiones substancialmente idénticas; es decir, el primer y segundo elemento 12, 13 de antena pueden ser idénticos o tener alguna dimensión física distinta; siendo realizados en forma de cintas continuas de material conductivo y dispuestas sobre placa base 14 realizada con un material dieléctrico o similar.

El primer y segundo elemento 12, 13 de antena presentan diagramas complementarios en el tiempo. El primer y segundo elemento 12, 13 de antena son realizables mediante tiras continuas quebradas tipo meandros de material eléctricamente conductor tal como cobre, formando dos elementos de antena dispuestos ortogonalmente en escuadra.

Cada elemento de antena 12, 13 es alimentado mediante un contacto eléctrico por una línea de alimentación fabricada medíante tecnología impresa.

La función del conmutador de señal es acoplar el elemento de antena 12 ó 13 activo al aiimentador de señales de radiofrecuencia.

El elemento de antena activo es alternativamente el primer y segundo elemento 12, 13 de antena a través del cual se transmite la misma señal de radiofrecuencia en instantes de tiempo diferentes y definen distribuciones de señal en el espacio diferentes. Es decir, una trama A es transmitida a través del primer elemento 12 de antena y, tras un tiempo t1 , el conmutador de señal cambia de posición de manera que el primer elemento 12 de antena pasa a inactivo y el segundo elemento 13 de antena es el elemento activo transmitiendo la misma trama A. Consecuentemente, la trama A es transmitida óptimamente en todas las direcciones del espacio.

Un receptor está adaptado para recibir el patrón de radiación resultante transmitido por la disposición de antena 11 portable, la señal de radiofrecuencia recibida por el receptor comprende una primera señal de radiofrecuencia transmitida a través del primer elemento de antena 12, teniendo asociadas unas características radioeléctricas función del medio a través del cual se propaga la primera señal de radiofrecuencia basta el receptor, y una segunda señal de radiofrecuencia transmitida a través del segundo elemento de antena 13, teniendo asociadas unas características radioeléctricas en función del medio a través del cual se propaga la segunda señal de radiofrecuencia hasta el receptor.

La información que contiene la primera y segunda señal de radiofrecuencia es idéntica.

El receptor recibe la primera y segunda señal de radiofrecuencia con idéntica o diferente potencia debido a atenuaciones de la trayectoria seguida por la primera y segunda señal de radiofrecuencia, y debido también al conjunto del propio diagrama de radiación de la antena y la posición en el espacio del receptor.

El receptor comprende una antena conectada eléctricamente a un procesador para procesar la primera señal de radiofrecuencia y la segunda señal de radiofrecuencia independientemente de la potencia con que sea recibida la primera y segunda señal de radiofrecuencia en el receptor. Por lo tanto, el receptor recibe tramas redundantes que tienen que ser filtradas por el procesador.