ES2198005T3 - Sistema de transceptor/antena de microondas con mecanismo ajustable de montaje y alineacion. - Google Patents
Sistema de transceptor/antena de microondas con mecanismo ajustable de montaje y alineacion.Info
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Abstract
LA INVENCION SE REFIERE A UN SISTEMA DE ANTENA/UNIDAD DE RADIOFRECUENCIA DE MICROONDAS PUNTO A PUNTO INTEGRADO (20), EL CUAL INCLUYE UNA UNIDAD DE ANTENA/TRANSCEPTOR DE MICROONDAS (60), UN ELEMENTO DE SOPORTE DE LA CAJA (74) FIJADO A LA UNIDAD DE ANTENA/TRANSCEPTOR DE MICROONDAS (60), Y UN ELEMENTO DE SOPORTE DE LA ESTRUCTURA DE MONTAJE (80) ENGANCHADO AL ELEMENTO DE SOPORTE DE LA CAJA (74). EL ELEMENTO DE SOPORTE DE LA ESTRUCTURA DE MONTAJE (80) INCLUYE UN ELEMENTO TIPO COJINETE ESFERICO QUE SE PUEDE FIJAR DE FORMA AJUSTABLE, EN DONDE LA ESFERA, O EL COJINETE, SE FIJA AL ELEMENTO DE SOPORTE DE LA CAJA (80) Y EL OTRO SE FIJA A UNA ESTRUCTURA DE FIJACION (140). EL ELEMENTO DE SOPORTE DE LA ESTRUCTURA DE MONTAJE (80) PERMITE QUE LA UNIDAD DE ANTENA/TRANSCEPTOR DE MICROONDAS (60) SE AJUSTE EN TRES GRADOS DE LIBERTAD.
Description
Sistema de transceptor/antena de microondas con
mecanismo ajustable de montaje y alineación.
Esta invención se refiere a radios de microondas
y, más particularmente, a un sistema integrado de unidad/antena de
radiofrecuencia de microondas, de punto a punto como se define en
el preámbulo de la reivindicación 1.
Ese tipo de sistema de unidad/antena de
radiofrecuencia es conocido, por ejemplo, por el documento US
5.508.712.
Las comunicaciones de radio de microondas son
ampliamente usadas para transferir grandes cantidades de datos,
tales como en enlaces de comunicaciones de larga distancia de
microondas de tierra y espacio. También son de interés para
aplicaciones de menor potencia de distancias más cortas tales como
los enlaces básicos de voz, vídeo, y datos, por ejemplo, entre una
estación de base celular y la oficina telefónica central. En tales
aplicaciones, la distancia de transmisión de microondas es
típicamente de 900 a 9.000 metros, la señal de microondas puede ser
de una frecuencia concreta de 2 a 94 GHz, y la potencia de salida
del transmisor de microondas es de alrededor de 100 milivatios.
Tales sistemas de comunicaciones de microondas se denominan
generalmente sistema de ``punto a punto''.
Correspondiendo a los sistemas de comunicaciones
de microondas de alta potencia, un sistema de punto a punto
convencional tiene tres partes físicas básicas: una unidad de
tratamiento de señales (SPU), algunas veces denominada una unidad
``interior'' que tiene componentes de radio de banda de base, una
unidad (RFU) de radiofrecuencia (RF), algunas veces denominada una
unidad ``exterior'' que tiene los componentes de radiofrecuencia
(RF) de microondas, y una antena. Puesto que se requiere una
alimentación de microondas entre los componentes que funcionan a la
frecuencia de microondas, la unidad de radiofrecuencia está situada
a pocos metros de la antena, que ordinariamente está montada
exteriormente y apunta a otro terminal de punto a punto situado a
alguna distancia. La antena es típicamente una antena parabólica del
tipo Cassegrain. La unidad de tratamiento de señales puede estar
situada a alguna distancia de la unidad de radiofrecuencia. Un
cable coaxial ordinario se extiende entre la unidad de tratamiento
de señales y la unidad de radiofrecuencia, pero se requiere una
alimentación coaxial de microondas entre la unidad de
radiofrecuencia y la antena.
El documento DE 26 18 120 A1 describe una
unidad/antena de radiofrecuencia integrada que se monta en un mástil
montando elementos. Estos elementos de montaje permiten hacer girar
la antena alrededor del mástil y de un eje en el mástil con la
finalidad de apuntar la antena.
El documento DE 85 20 604 U1 describe una
unidad/antena de radiofrecuencia integrada, que está montada sobre
un mástil. Un elemento de montaje en forma de ménsula permite girar
la antena en las direcciones horizontal y vertical.
El documento 2.413.558 describe una unidad de
radiofrecuencia y una antena que están ambas montadas en un trípode
telescópico La unidad/antena está asegurada al trípode telescópico
mediante un tornillo de fijación que se aplica en una porción
roscada de un miembro de brida. Este elemento de montaje permite un
giro de la antena alrededor del eje longitudinal de la porción
roscada.
El documento US 4.827.273 describe una estructura
de montaje para montar una antena de comunicaciones alargada en un
parachoques.
Los documentos US 2.955.288, DE 295 09 454 U1, GB
2.310.542 A y DE 2.246.945 A1 describen sistemas de montaje para
antenas. Cada elemento de montaje descrito permite hacer girar la
antena alrededor de un eje vertical y uno horizontal manualmente o
por medio de un motor.
A medida que los sistemas de punto a punto se
hacen más populares su empaquetado físico resulta más importante.
Las unidades y las antenas de radiofrecuencia existentes son
voluminosas, pesadas y en muchos casos, difíciles de montar,
alinear, y mantener alineadas. Con la proliferación de sistemas de
punto a punto en grandes ciudades, hallar nuevos espacios de montaje
en los mástiles existentes y en otros lugares es cada vez más
difícil. Los instaladores han de izar la unidad y la antena de
radiofrecuencia que se han de instalar en lugares cada vez más
precarios para establecer el contacto de línea de visión con el
terminal remoto. La unidad y la antena de radiofrecuencia han de
ser montadas en estrecha proximidad entre sí. Los sistemas de
montaje convencionales para la unidad y la antena de
radiofrecuencia incluyen disposiciones de ménsulas, vientos de
alambre, y placas giratorias. Debe ponerse mucho cuidado en la
alineación de la antena con una antena remota mediante el ajuste del
sistema de montaje. Si la antena ha de ser sustituida más adelante,
la nueva antena ha de ser alineada de nuevo.
Para superar estos problemas, el cesionario de la
presente invención está desarrollando una unidad y una antena de
radiofrecuencia de microondas de punto a punto integradas, que es
mucho más compacto y ligero que los sistemas convencionales. No
obstante, subsiste el problema de montar la unidad integrada de una
manera que permita una alineación sencilla y adecuada. Por tanto,
existe la necesidad de utilizar una solución de montaje, en
combinación con la unidad de radiofrecuencia y la antena integradas
mejoradas, que supere este problema. La presente invención
satisface esta necesidad, y proporciona además las ventajas que se
citan.
La presente invención proporciona una
unidad/antena de radiofrecuencia de microondas de punto a punto
integradas con una estructura de montaje adecuada como se define en
la porción de caracterización de la reivindicación 1. La estructura
de montaje permite que la unidad/antena de radiofrecuencia
integradas sean montadas de modo rápido y fácil en una estructura
tal como un mástil por una única persona. La alineación se realiza
fácilmente, con posible ajuste en tres grados de libertad, dos
angulares con los propósitos de apuntar y uno giratorio para lograr
una polarización deseada. La estructura de soporte mantiene la
unidad/antena de radiofrecuencia integradas con una orientación fija
estable una vez terminada la alineación. Si más adelante la
unidad/antena de radiofrecuencia integradas debe ser sustituida, es
fácilmente desmontada y sustituida por una única persona. La
estructura de montaje garantiza que la sustitución apuntará al
mismo terminal remoto que la unidad desmontada, una ventaja
importante porque la dificultad y el coste de la realineación pueden
ser altos. La estructura de montaje es ligera de peso y
económica.
De acuerdo con la invención, un sistema integrado
de unidad/antena de radiofrecuencia de microondas, de punto a punto,
comprende una unidad de transceptor (transmisor receptor)/antena de
microondas, un elemento de soporte de alojamiento unido a la unidad
de transceptor/antena de microondas, y un elemento de soporte de la
estructura de montaje aplicado al elemento de soporte de
alojamiento. El elemento de soporte de la estructura de montaje
comprende un elemento de rótula esférica ajustable de modo fijo,
estando una primera de las bolas y el alojamiento unidos al
elemento de soporte del alojamiento y la otra unida
convenientemente a una estructura de fijación tal como una
abrazadera. ``Ajustable de modo fijo'' significa que el elemento
puede ser ajustado y luego fijado en el lugar después del
ajuste.
La estructura de soporte del elemento de montaje
según la presente invención comprende un cuerpo de base, una
superficie de rótula esférica hembra de base en el cuerpo de base,
un ánima de base que se extiende a través del cuerpo de base y la
superficie de la rótula esférica, al menos dos monturas de tornillo
de ajuste soportadas en el cuerpo de base, y un tornillo de ajuste
aplicado de modo roscado a cada una de las monturas de tornillo.
Hay un componente de bola que comprende una rótula esférica macho
de bola que tiene una superficie exterior dimensionada para ser
recibida dentro de la superficie de rótula esférica hembra de base,
una superficie de rótula esférica hembra de bola concéntrica con, y
con un radio más pequeño que la rótula esférica macho de bola, una
brida anular que se extiende alrededor de una base del componente
de bola y posicionada de modo que los tornillos de ajuste pueden
ser aplicados a ella, una abertura que se extiende a través de una
región de la cúspide de la superficie de la rótula esférica macho
remota de la base del componente de bola, y un elemento de montaje
aplicable con el elemento de soporte del alojamiento. Una tuerca de
bloqueo esférica comprende una superficie de tuerca de bloqueo
esférica macho dimensionada para ser recibida dentro de la
superficie de rótula esférica hembra, y un ánima de la tuerca de
bloqueo que se extiende a través de la misma alineada con el ánima
de base. Un perno de bloqueo se extiende a través del ánima de la
tuerca de bloqueo y del ánima de base y tiene una tuerca de perno
de bloqueo que puede ser aplicada de modo roscado sobre el
mismo.
La estructura de montaje de rótula esférica con
sus tornillos de ajuste permite que la unidad de transceptor/antena
de microondas sea alineada angularmente en las direcciones de
altura y acimutal mediante un movimiento coordinado de los
tornillos de ajuste. La abertura en el componente de bola permite
que la orientación angular sea modificada según el tamaño de la
abertura, y se ha hallado que una variación angular total de 20
grados es satisfactoria. Aflojando todos los tornillos de ajuste
ligeramente, la totalidad de la unidad de transceptor/antena de
microondas puede hacerse girar alrededor de la dirección que apunta
a la unidad remota, de modo que la polarización de las señales
transmitida y recibida puede ser optimizada. Después de terminar las
alineaciones angulares y rotacional, el perno de bloqueo es
apretado para mantener la unidad de transceptor/antena de
microondas en la alineación fija seleccionada. Los tornillos de
ajuste pueden ser aflojados para no distorsionar la unidad de
transceptor/antena de microondas, por ejemplo a causa de los
cambios de temperatura, o incluso retirados.
La unidad de transceptor/antena de microondas
comprende preferiblemente un alojamiento que tiene una cara
delantera y una cara trasera, y un paquete de elementos
electrónicos de transceptor de radiofrecuencia de microondas dentro
del alojamiento, teniendo el paquete de elementos electrónicos una
conexión exterior y una conexión de antena. Hay preferiblemente una
antena unida a la cara delantera del alojamiento; y una
alimentación de radiofrecuencia de microondas entre la antena y la
conexión de antena del paquete de elementos electrónicos de
transceptor de microondas. En esta solución, el elemento de soporte
de alojamiento está unido a la cara posterior del alojamiento.
La presente invención, usada en combinación con
un elemento de soporte de alojamiento conveniente tal como un
soporte de cola de milano, permite que la unidad de
transceptor/antena de microondas sea alineada de modo reproducible y
exacto. Si la unidad de transceptor/antena de microondas requiere
sustitución, puede ser fácilmente desmontada y sustituida,
generalmente sin la necesidad de una realineación. La totalidad del
sistema es mucho más ligera y menos voluminosa que las unidades de
punto a punto convencionales.
Otras características y ventajas de la presente
invención serán evidentes a partir de la descripción detallada
siguiente de la realización preferida, considerada en combinación
con los dibujos que se acompañan, que ilustran a modo de ejemplo,
los principios de la invención. El alcance de la invención no se
limita, sin embargo, a esta realización preferida.
La figura 1 es un diagrama esquemático de un
transmisor y receptor de radio de microondas;
la figura 2 es una vista en perspectiva de una
unidad y antena de radiofrecuencia de microondas convencional;
la figura 3A es una vista en perspectiva
delantera de una unidad/antena de radiofrecuencia integrada según la
invención;
la figura 3B es una vista en perspectiva trasera
de la unidad/antena de radiofrecuencia integrada de la figura
3A;
la figura 4 es una vista en alzado de una
estructura de soporte de elemento de montaje;
la figura 5 es una vista en sección de la
estructura de soporte de elemento de montaje de la figura 4, tomada
generalmente a lo largo de la línea 5-5; y
la figura 6 es una vista en perspectiva
esquemática de una unidad y antena de radiofrecuencia convencional y
de una unidad/antena de radiofrecuencia integrada montada en un
mástil.
La figura 1 es un diagrama esquemático de la
electrónica de un sistema 20 transceptor de radio de microondas. La
estructura electrónica general de tales sistemas 20 es conocida en
la técnica y se describe con mayor detalle, por ejemplo, en
``Componentes de RF para Estaciones de Base de PCS'', publicada por
Strategies Unlimited, 1996. La presente invención no se basa en un
cambio de esta solución electrónica conocida, básica, sino en su
empaquetado y montaje de una forma muy ventajosa.
El sistema 20 incluye una unidad 22 de
tratamiento de la señal que trata las señales de banda de base, una
unidad 24 de radiofrecuencia que trata las señales de microondas, y
una antena 26 de microondas. La unidad de tratamiento de señales
tiene una entrada/salida 28 de voz, vídeo y/o información de enlace
de datos. Esta entrada/salida 28 es tratada por medio del circuito
30 de banda de base y de un modulador/desmodulador 32. Un
controlador 34 y una fuente 36 de alimentación se proporcionan
también en la unidad 22 de radiofrecuencia. La unidad 22 de
tratamiento de señales comunica con la unidad 24 de radiofrecuencia
a bajas frecuencias a través de un cable 38 de señales coaxial
convencional.
La unidad 24 de radiofrecuencia incluye un
transceptor 40 de microondas que funciona en una banda de
frecuencias de microondas seleccionada dentro de la amplia banda
que se extiende de 2 a 94 GHz (Gigahertzios) convirtiendo la señal
de baja frecuencia de la unidad 22 de tratamiento de señales. En la
unidad 24 de radiofrecuencia se proporcionan un controlador 42 y
una fuente 44 de alimentación. El transceptor 40 de microondas
tiene una conexión 46 de antena en la que está conectada una
alimentación 48 de radiofrecuencia de microondas parta proporcionar
una señal a la antena 26, o para recibir una señal desde la antena.
La alimentación 48 de radiofrecuencia de microondas puede ser un
cable coaxial o guía de ondas que no puede medir más de unos pocos
pies (1 pie = 30,5 cm) de longitud sin sufrir una atenuación
sustancial de la señal.
La figura 2 representa la ejecución de una unidad
24 y antena 26 de radiofrecuencia anteriores convencionales,
conectadas por la alimentación 48 de microondas, que utiliza la
solución electrónica de la figura 1. La unidad 24 de
radiofrecuencia tiene típicamente unas medidas de 30x30x30
centímetros y pesa alrededor de 16 kilogramos. La antena 26 es una
antena parabólica Cassegrain que tiene un diámetro de disco de
alrededor de 30 centímetros o más y pesa alrededor de 7 kilogramos.
Ambos componentes deben ser montados en un lugar tal que la antena
26 pueda apuntar a un terminal remoto similar. El instalador debe
hallar un modo de montar la antena 26 de modo que esté alineada con
la antena de la unidad remota, y montar la unidad 24 de
radiofrecuencia de modo que esté asegurada todavía dentro del
margen permitido por la longitud de la alimentación 48 de
microondas. Se conocen otras versiones de la solución anterior de
la figura 2 en las que la antena parabólica esté unida directamente
a la unidad de radiofrecuencia, pero ese tipo de solución combinada
resulta de difícil manejo y pesada.
Las figuras 3A y 3B muestran una unidad/antena de
radiofrecuencia integrada en vistas en perspectiva delantera y
trasera. Este aparato usa la solución electrónica general de la
figura 1, pero con una arquitectura y una antena diferentes que
ofrecen importantes ventajas. Una unidad/antena 60 de
radiofrecuencia integrada incluye un alojamiento 62 que tiene una
pared exterior 64 con una cara delantera 64a y una cara trasera
64b. Un asidero 65, que puede ser enterizo o desprendible, se
extiende desde el alojamiento y permite que la unidad/antena 60 sea
transportada fácilmente. Un paquete de elementos electrónicos de
transceptor de radiofrecuencia de microondas (no visible) está
fijado en el alojamiento 62. El paquete de los elementos
electrónicos incluye el transceptor 40 de microondas, el controlador
42 y la fuente 44 de alimentación. La antena plana 68 puede ser
formada separadamente y fijada a la pared 64, como se ilustra, o
puede constituir una parte de la propia pared. Aquella porción de
la pared 64 que no es la antena 68 puede fabricarse de cualquier
material que pueda funcionar tal como un metal o un plástico. Un
``radome'' (cubierta protectora) en la forma de una hoja de
plástico (no se muestra) puede estar montado sobre la cara de la
antena plana 68 para protegerla. La antena plana 68 es
preferiblemente una antena de eje corto transversal continuo (CTS).
La antena de microondas CTS es conocida en la técnica por otras
aplicaciones y se describe, por ejemplo, en la Patente de EE.UU. Nº
5.266.961, cuya descripción se incorpora por su referencia.
La unidad/antena 60 de radiofrecuencia enteriza
tiene una conexión de antena y un cable de alimentación de
radiofrecuencia de microondas que se extiende desde la conexión de
antena en el lado trasero de la antena plana 68. No obstante, esa
alimentación de radiofrecuencia es todo lo más de 2,5 a 5
centímetros de longitud y está contenida completamente dentro del
alojamiento 62, no siendo visible consecuentemente en las figuras
3A y 3B. Hay muy poca atenuación de las microondas al atravesar la
señal esta corta alimentación. El instalador solamente ha de
posicionar y fijar la única unidad/antena 60 de radio enteriza, y
no ha de preocuparse de mover y posicionar dos unidades de una
manera compatible.
La figura 3B ilustra una porción de un elemento
70 de soporte mediante el cual el alojamiento 64 y los componentes
unidos pueden ser montados en una estructura de montaje. El
elemento 70 de soporte incluye una porción elevada del alojamiento
64 en la forma de una sección 72 de sombrerete que se extiende
hacia atrás desde la cara trasera 64b. Fijado sobre la sección 72 de
sombrerete y extendiéndose más hacia atrás desde la misma hay una
primera porción del elemento 70 de soporte, un elemento de soporte
de alojamiento ilustrado como un accesorio 74 de cola de milano
macho preferido. El accesorio 74 de cola de milano macho incluye
una base 76 relativamente estrecha y una espiga 78 ensanchada
lateralmente.
Un elemento 90 de soporte de estructura de
montaje se ilustra en las figuras 4 y 5. Este elemento 90 de
soporte de estructura de montaje es una parte del elemento 70 de
soporte. Como se examinará con mayor detalle posteriormente, la
función del elemento 90 de soporte de estructura de montaje es
proporcionar la unión entre el elemento 70 de soporte de
alojamiento y una estructura exterior tal como un mástil.
El elemento 90 de soporte de estructura de
montaje incluye una base 92, un componente 94 de rótula esférica que
se aplica a la base 90 a modo de junta de rótula esférica, una
tuerca 96 de bloqueo esférica que fija el componente 94 de bola a
la base 90 en una orientación seleccionada, y un perno 98 de bloqueo
que, cuando está apretado, bloquea el componente 94 de bola con la
base 90, por medio de la tuerca 96 de bloqueo esférica. El
componente 94 de bola se aplica al elemento de soporte de
alojamiento, en el caso preferido el accesorio 74 de cola de milano
macho, para soportar la unidad/antena de radiofrecuencia.
la base 92 incluye un cuerpo 100 de base que
tiene un eje 102 de elemento de soporte de estructura de montaje.
Una superficie 104 de rótula esférica hembra de base forma una
superficie del cuerpo 100 de base, y está centrada sobre el eje
102. Un ánima 106 de base se extiende a través del cuerpo 100 de
base coincidente con el eje 102 y penetra a través de la superficie
104 de rótula esférica hembra. Al menos dos monturas 108 de
tornillo de ajuste se extienden hacia fuera en la forma de orejetas
desde los lados del cuerpo 100 de base. Preferiblemente, hay cuatro
de tales monturas 108 de tornillo de ajuste, espaciadas intervalos
de 90º alrededor del perímetro del cuerpo 100 de base. Las monturas
108 de tornillo de ajuste incluyen roscas interiores (no mostradas).
Un tornillo 110 de ajuste es aplicado de modo roscado a las roscas
interiores de cada una de las monturas 108 de tornillo de ajuste.
Los tornillos de ajuste tienen preferiblemente redondeados los
extremos remotos de las cabezas. Las monturas 108 de los tornillos
de ajuste están preferiblemente orientadas de modo que un eje 112
del tornillo 110 de ajuste forma un ángulo A con el eje 102 de la
mitad del ángulo de ajuste deseado, que es preferiblemente de
alrededor de \pm20 grados.
El componente 94 de bola incluye una rótula
esférica 116 de macho de bola que tiene una superficie exterior 118
dimensionada para ser recibida dentro de la superficie 104 de
rótula esférica hembra del receptáculo. Las superficies 116 y 104
de rótula son preferiblemente semiesferas o una porción ligeramente
menor que una esfera, de modo que pueden ser fácilmente acopladas
o desacopladas entre sí. La rótula esférica macho 116 incluye
también una superficie 120 de rótula esférica hembra de bola que es
concéntrica con y de menor radio que la rótula esférica macho 116
de bola.
El componente de bola incluye una base 122 a la
cual está fijada la rótula esférica 116 macho de bola. Una brida
anular 124 se extiende alrededor de la periferia o circunferencia
de la base 122. La brida anular 124 está posicionada de modo que
puede aplicarse con las puntas redondeadas de los tornillos 110 de
ajuste. La brida anular 124 está orientada preferiblemente con una
cierta inclinación de modo que su superficie 126 se extiende
aproximadamente perpendicular al aje 112 del tornillo 110 de
ajuste. Una abertura 128 se extiende a través de la rótula esférica
macho 116 de bola en su cúspide. La abertura 128 subtiende un
ángulo, preferiblemente de unos \pm20 grados desde el eje 102 (40
grados en total), con relación al centro de la rótula esférica
macho 116 de bola, para permitir el ajuste angular hasta ese valor
como se expondrá más adelante.
Un elemento 80 de montaje de cola de milano
hembra aplicable con el elemento 74 de soporte de alojamiento de
cola de milano macho está unido a la base 122 del componente 94 de
bola, enfrentado hacia fuera desde la rótula 116 esférica macho. En
la realización preferida, el elemento de montaje es una segunda
parte de un montaje de cola de milano, en este caso una cajera 130.
La cajera 130 está dimensionada para recibir la espiga 78 en la
misma. Se proporciona un tornillo 132 de fijación para mantener la
espiga 78 en un lugar seleccionado dentro de la cajera 130.
La tuerca 96 de bloqueo esférica tiene una
superficie 134 de tuerca de bloqueo esférica macho dimensionada para
ser recibida dentro de la superficie 120 de rótula esférica hembra.
Un ánima 136 de tuerca de fijación se extiende a través de la
tuerca 96 de fijación esférica alineada con el ánima 106 de
base.
El perno 98 de bloqueo se extiende a través del
ánima 106 de base y del ánima 136 de la tuerca de bloqueo. El perno
de bloqueo tiene una tuerca 138 de perno de bloqueo aplicada de
modo que puede ser roscada en el mismo. Cuando la tuerca 138 es
apretada, la tuerca 96 de bloqueo esférica es arrastrada contra la
rótula 138 esférica macho del componente 94 de bola, que a su vez
es arrastrada contra la superficie 104 de rótula esférica hembra de
base y la base 92. Cuando la tuerca 138 se afloja, la tuerca 96 de
bloqueo esférica puede bascular a modo de rótula con relación a la
base 92, en el grado permitido por el ángulo subtendido de la
abertura 128.
Una estructura 140 de fijación está unida a la
base 92. La estructura 140 de fijación se selecciona de modo que
sea compatible con la estructura a la cual ha de ser fijado el
alojamiento 62 del sistema 20. En un caso típico tal como la
fijación a un mástil vertical, la estructura 140 de fijación incluye
una abrazadera 142 de tubo que está unida a la base 92 con pernos
144. La abrazadera 142 de tubo está dimensionada de modo que
permite la fijación al mástil vertical, como se muestra en la
figura 6. No obstante, la estructura de fijación concreta puede ser
seleccionada según las exigencias particulares de montaje.
El montaje y la alineación de la estructura de la
unidad/antena de radiofrecuencia de microondas se efectúan
preferiblemente uniendo la estructura 140 de fijación a la
estructura de soporte exterior. En el caso ilustrado preferido, la
abrazadera 142 de tubo se coloca alrededor de un mástil vertical,
de modo que el eje 102 del elemento 90 de soporte de la estructura
de montaje apunta de modo basto al emplazamiento remoto de otra
antena. La unidad/antena 60 de radiofrecuencia de microondas se
instala en el elemento 90 de soporte de estructura de montaje
usando la fijación de espiga de cola de milano y cajera. El técnico
de instalación comprueba una señal recibida a través de la
unidad/antena 60 de radiofrecuencia de microondas desde el lugar
remoto para obtener los parámetros de señal apropiados.
El perno 98 de bloqueo se afloja ligeramente en
este punto para que permita cierto movimiento de la estructura de
rótula esférica, pero no tan flojo que deje una separación entre
las partes del elemento 90 de soporte de la estructura de montaje.
Los tornillos 110 de ajuste se ajustan contra la brida anular 124
para optimizar así los parámetros de la señal recibida cambiando los
ángulos de altura y acimutales de la unidad/antena 60 de
radiofrecuencia de microondas, alineando de ese modo la
unidad/antena de radiofrecuencia de microondas. En un caso típico,
el parámetro de la señal de interés es la amplitud de señal, y los
tornillos 110 de ajuste se varían para cambiar los ángulos de
alineación y maximizar la amplitud de señal. Al mismo tiempo, la
disposición de rótula esférica permite que la unidad/antena 60 de
radiofrecuencia de microondas se haga girar alrededor del eje 102,
para optimizar el ángulo de polarización con relación a la unidad
remota. Cuando la señal es optimizada, la tuerca 138 de perno de
bloqueo se aprieta para que mantenga la unidad/antena 60 de
radiofrecuencia de microondas en la orientación deseada. Los
tornillos 110 de ajuste pueden ser dejados en contacto con la brida
anular 124. Más preferiblemente, sin embargo, los tornillos 110 de
ajuste se retiran del contacto con la brida anular 134, para que no
puedan ejercer fuerza alguna contra la brida que afecte
adversamente a la alineación (tal como la experimentada cuando el
sol calienta asimétricamente el elemento de soporte de la estructura
de montaje).
La utilización de la solución de una rótula
esférica en una estructura de montaje resulta posible por la
ligereza de peso de la unidad/antena de radiofrecuencia de
microondas y su integración en un paquete único. El montaje y la
alineación son efectuados fácilmente por una sola persona. La
solución de la rótula esférica proporciona tres grados de libertad
en la alineación: ángulos de altura y acimutal y el giro alrededor
del eje para optimizar la polarización. La utilización de la
estructura de cola de milano permite que la unidad/antena de
radiofrecuencia de microondas sea desmontada fácilmente y sustituida
cuando sea necesario, sin realineación.
La figura 6 que es esquemática y no está dibujada
a escala, ilustra el montaje de una unidad 200 de radiofrecuencia
convencional y su antena 202, conectada mediante su alimentación
204 de microondas, en un mástil 206, así como una unidad/antena de
radiofrecuencia integrada y su estructura de montaje según la
presente solución. La antena 202 se une al mástil 206 mediante una
combinación de ménsulas, puntales, y vientos de alambre
(colectivamente, el soporte 208) cuyas posiciones pueden ser
ajustadas mediante, tensores de tornillo, tornillos de ajuste, o
similares. Esta solución de soporte no permite la fácil fijación de
la antena al mástil y la alineación directa, como con la presente
solución, no permite el fácil ajuste de la altura y el acimut, y no
permite el ajuste rotacional fácil para alinear la polarización.
Además, si la antena ha de ser cambiada por cualquier razón, la
estructura de soporte ha de ser desmontada en un grado tal que
usualmente es necesaria una realineación completa.
En contraste, la unidad/antena 60 de
radiofrecuencia integrada se monta en el mástil 206 mediante el
elemento 90 de soporte de la estructura de montaje. El elemento 90
de soporte de la estructura de montaje tiene la estructura mostrada
en las figuras 4-5, que permite una alineación
fácilmente realizada en las direcciones de elevación y acimut, así
como el ajuste de la polarización alrededor de la dirección de
alineación.
La solución de soporte de la invención ha sido
reducida a practicar con una unidad/antena 60 de radiofrecuencia
integrada de prototipo para funcionar a una frecuencia de
microondas de 37-40 GHz, como se muestra en la
figura 3A. La antena plana tiene una anchura W de unos 27
centímetros, y un espesor T_{A} de unos 2,5 centímetros. Los
componentes restantes, el transceptor 40 de microondas, el
controlador 42, y la fuente 44 de alimentación están montados
dentro de un alojamiento que tiene la misma longitud y anchura, y un
espesor T_{B} de unos 5 centímetros. El tamaño total del
alojamiento y del paquete de antena es de alrededor de 30,5
centímetros por 30,5 centímetros por 7,6 centímetros. El peso de la
unidad/antena 60 de radiofrecuencia integrada es aproximadamente de
5,9 kilogramos. Es muy conveniente que este peso sea inferior a 6,8
kilogramos, pues el transporte de pesos sustancialmente mayores a
los lugares de montaje expuestos resulta mucho más difícil para el
personal. El modo de soporte descrito en esta memoria es
completamente satisfactorio para montar este dispositivo.
Claims (6)
1. Un sistema integrado de unidad/antena de
radiofrecuencia de microondas de punto a punto, que comprende:
una unidad (60) de transceptor/antena de
microondas; y
unos medios (90) de elemento de soporte de la
estructura de montaje para soportar la unidad (60) de
transceptor/antena de microondas, en el que los medios (90) de
elemento de soporte de la estructura de montaje permiten que la
unidad (60) de transceptor/antena de microondas sea ajustada de modo
fijo en tres grados de libertad que incluyen un ajuste de altura
angular, un ajuste acimutal angular, y un ajuste rotacional,
caracterizado porque los medios (90) de elemento de soporte
de la estructura de montaje comprenden:
una base (92) que comprende
- un cuerpo (100) de base,
- una superficie (104) de rótula esférica hembra de base en el cuerpo de base,
- un ánima (106) de base que se extiende a través del cuerpo (100) de base y de la superficie (104) de rótula esférica hembra de base,
- al menos dos monturas (108) de tornillo de ajuste soportadas por el cuerpo (100) de base, y
- un tornillo (110) de ajuste aplicado de modo roscado en cada una de las monturas (108) de tornillo,
un componente (94) de bola que comprende
- una rótula esférica macho (116) de bola que tiene una superficie exterior (118) dimensionada para ser recibida dentro de la superficie (104) de rótula esférica hembra de base,
- una superficie (120) de rótula esférica hembra de bola (120) concéntrica con y de menor radio que la superficie exterior (108) de la rótula esférica (116) macho de bola,
- una brida anular (124) que se extiende alrededor de una base (122) del componente (94) de bola y posicionada de modo que puedan ser aplicados los tornillos (110) de ajuste a ella,
- una abertura (128) que se extiende a través de una región de la cúspide de la rótula esférica macho (116) remota de la base del componente (94) de bola, y
- un elemento (80) de montaje aplicable a la unidad (60) de transceptor/antena de microondas, y
una tuerca (96) de bloqueo esférica que
comprende
- una superficie (134) de tuerca de bloqueo esférica macho dimensionada para ser recibida dentro de la superficie (120) de rótula esférica hembra de bola, y
- un ánima (136) de tuerca de bloqueo que se extiende a través de la misma, alineada con el ánima (106) de base, y
un perno (98) de bloqueo que se extiende a través
del ánima (136) de la tuerca de bloqueo, la abertura (128), y el
ánima (106) de base, y que tiene una tuerca (138) de perno de
bloqueo aplicada de modo roscado en el mismo.
2. El sistema de la reivindicación 1,
caracterizado porque la estructura de fijación comprende
una abrazadera (142).
3. El sistema de la reivindicación 1,
caracterizado porque la unidad (60) de transceptor/antena de
microondas comprende:
un alojamiento (62) que tiene una cara delantera
(64a) y una cara trasera (64b);
un paquete de elementos electrónicos de
transceptor de radiofrecuencia de microondas dentro del alojamiento
(62), teniendo el paquete de elementos electrónicos una conexión
exterior y una conexión de antena;
una antena (68) unida a la cara delantera (64a)
del alojamiento(62); y
una alimentación (48) de radiofrecuencia de
microondas que comunica entre la antena (68) y la conexión de antena
del paquete de elementos electrónicos de transceptor de microondas,
y en la que un elemento (70) de soporte de alojamiento está unido a
la cara posterior (64b) del alojamiento (62).
4. El sistema de la reivindicación 3,
caracterizado porque un eje del tornillo (110) de ajuste
está inclinado con respecto a un eje del perno (98) de bloqueo
formando un ángulo de unos 20 grados.
5. El sistema de la reivindicación 3,
caracterizado porque hay cuatro monturas (108) de tornillo
posicionadas a 90 grados entre sí alrededor de una circunferencia
del cuerpo (100) de base.
6. El sistema de la reivindicación 3,
caracterizado porque el elemento (70) de soporte de
alojamiento es uno de una cajera (130) y una espiga (78).
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