BR0102609B1 - Aparelho de processar sinal para defasar um número n de sinais recebidos do mesmo - Google Patents

Description

"APARELHO DE PROCESSAR SINAL PARA DEFASAR UM NÚMERO N DE SINAIS RECEBIDOS NO MESMO" CAMPO DA INVENÇÃO A presente invenção refere-se a um aparelho de processar sinal; e, mais particularmente, a um aparelho de processar sinal capaz de defasar um número N de sinais recebidos no mesmo, simultaneamente.

DESCRIÇÃO DA TÉCNICA ANTERIOR

Em geral, um sistema de comunicação precisa de um aparelho de processar sinal tal como um comutador de fase para comutar uma fase de um sinal recebido no mesmo e um atenuador para atenuar o sinal e assim por diante.

Referindo-se à Figura 1, é mostrado um aparelho de processar sinal convencional 100 para comutar a fase de um sinal recebido em um terminal de entrada 1.

Como mostrado na Figura 1, o aparelho de processar sinal convencional 100 inclui um alojamento oco 3, terminais de entrada e de saída 1, 2 acoplados em um lado do alojamento oco 3, uma linha de transmissão em formato de ziguezague 4, disposta dentro do alojamento oco 3, do qual ambas as extremidades são conectadas nos terminais de entrada e saida 1, 2, respecti- vamente, um material dielétrico 5 e um manipulo 6 acoplado no outro lado do alojamento oco 3. O material dielétrico 5 é capaz de se mover ao longo da linha de transmissão 4 girando o manipulo 6 .

Quando um sinal é recebido em uma extremidade da linha de transmissão 4 através do terminal de entrada 1, o sinal recebido é transmitido através da linha de transmissão 4. Neste caso, um comprimento de transmissão eficaz do sinal recebido é mudado baseado em uma dimensão de material dielétrico 5 so- breposto com a linha de transmissão 4. A dimensão do material dielétrico sobreposto 5 é determinado por uma quantidade de rotação do manipulo 6. Depois de passar através da linha de transmissão 4. 0 sinal recebido tem uma fase deslocada. 0 sinal defasado é emitido para o terminal de saida 2.

Um dos maiores inconvenientes do aparelho de pro- cessar sinal convencional acima descrito 100 é que exige um espaço suficiente para mover o material dielétrico 5. Espe- cificamente, desde que uma dimensão do espaço deve ser maior que aquela de um espaço ocupado pela linha de transmissão 4, é difícil miniaturizar o aparelho de processar sinal 100.

Além do mais, é impossível processar um número N de sinais, simultaneamente, desde que o aparelho de processar sinal convencional 100 pode processar somente um sinal.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO É, portanto, um objetivo da presente invenção fornecer um aparelho de processar sinal para comutar fases de um número N de sinais recebidos no mesmo, simultaneamente, N sendo um número inteiro positivo. É outro objetivo da presente invenção fornecer um aparelho de processar sinal para atenuar amplitudes de um número N de sinais recebidos no mesmo, simultaneamente, N sendo um número inteiro positivo. É outro objetivo da presente invenção fornecer um aparelho de processar sinal para suprimir distorção de in- termodulação passiva utilizando material isolante.

De acordo com um aspecto da presente invenção, é fornecido um aparelho de processar sinal para comutar fases de um número N de sinais recebidos no mesmo, N sendo um número inteiro positivo, compreendendo: um elemento dielétrico fornecido com uma primeira e uma segunda partes, onde uma constante dielétrica da primeira parte é diferente daquela da segunda parte; o número N de linhas de transmissão posicionadas opostas ao elemento dielétrico para transmitir sinais, onde cada sinal é recebido em uma extremidade de uma linha de transmissão correspondente; e dispositivo para mover o elemento dielétrico com respeito às linhas de transmissão para comutar fases dos sinais depois de passar através das linhas de transmissão.

De acordo com outro aspecto da presente invenção, é fornecido um aparelho de processar sinal para atenuar amplitudes de um número N de sinais recebidos no mesmo, N sendo um número inteiro positivo, compreendendo: um elemento dielétrico fornecido com uma primeira e uma segunda partes, onde uma das partes é feito de ferrite; o número N de linhas de transmissão posicionadas opostas ao elemento dielétrico para transmitir os sinais, onde cada sinal é recebido em uma extremidade de uma linha de transmissão correspondente; e dispositivo para mover o elemento dielétrico com respeito às linhas de transmissão para dar uma fase diferente para cada um dos sinais depois que passam através da linha de transmissão correspondente.

De acordo com outro aspecto da presente invenção, é fornecido um aparelho de processar sinal para defasar um número N de sinais recebidos no mesmo, N sendo um número inteiro positivo, compreendendo: um alojamento inferior fornecido com uma pluralidade de sulcos; um número múltiplo de substratos, cada um dos substratos sendo fornecido com uma linha de transmissão; uma placa fornecida com um número de elementos dielétricos, cada um dos elementos dielétricos posicionado em um sulco correspondente de frente à linha de transmissão no sulco correspondente e fornecido com uma primeira e uma segunda partes, onde uma constante dielétrica da primeira parte é diferente daquela da segunda parte; e dispositivo para mover a placa com respeito às linhas de transmissão para dar uma fase diferente para cada um dos sinais depois de passar através da linha de transmissão correspondente.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

Os objetivos e aspectos acima e outros da presente invenção se tornarão evidentes a partir da descrição seguinte das modalidades preferidas dadas em conexão com os desenhos anexos, nos quais: a Figura 1 é uma vista em corte transversal de um aparelho de processar sinal convencional; a Figura 2 descreve uma vista explodida de um aparelho de processar sinal de acordo com uma primeira modalidade preferida da presente invenção; a Figura 3 representa uma vista em corte transversal do aparelho de processar sinal da primeira modalidade preferida da presente invenção; a Figura 4 mostra uma vista plana descrevendo uma pluralidade de linhas de transmissão formada no painel de circuito na Figura 2; a Figura 5 ilustra uma vista plana mostrando as linhas de transmissão depois giram de um ângulo predeterminado; a Figura 6 apresenta uma vista explodida de um aparelho de processar sinal de acordo com uma segunda modalidade preferida da presente invenção; a Figura 7 representa uma vista em perspectiva do aparelho de processar sinal depois de montar os elementos mostrados na Figura 6; a Figura 8 é uma vista em corte transversal do aparelho de processar sinal tomada ao longo da linha A-A da Figura 7; as Figuras 9A e 9B mostram uma vista explodida parcial do aparelho de processar sinal e uma vista em perspectiva representando a montagem do mesmo; as Figuras 10A e 10B ilustram uma vista de topo e de fundo do painel de circuito mostrado na Figura 6; a Figura 11 apresenta uma vista plana mostrando uma disposição de conectores de entrada e saida; a Figura 12 mostra uma vista em perspectiva re- presentando a disposição dos conectores de entrada e saida; a Figura 13 representa uma vista em seção transversal do aparelho de processar sinal de acordo com uma terceira modalidade preferida da presente invenção; a Figura 14 é uma vista em perspectiva de um aparelho de processar sinal de acordo com uma quarta modalidade preferida da presente invenção; a Figura 15 é uma vista em corte transversal do aparelho de processar sinal da quarta modalidade preferida da presente invenção; a Figura 16 é uma vista em perspectiva explodida do aparelho de processar sinal da quarta modalidade preferida da presente invenção; a Figura 17A a 17C são vistas esguemáticas repre- sentando um mecanismo do aparelho de processar sinal da quarta modalidade preferida da presente invenção; a Figura 18 é uma vista em perspectiva de um aparelho de processar sinal de acordo com uma quinta modalidade preferida da presente invenção; as Figuras 19A a 19C são vistas em corte transversal representando um mecanismo do aparelho de processar sinal da quinta modalidade preferida da presente invenção; a Figura 20 é uma vista em corte transversal de um aparelho de processar sinal de acordo com uma sexta modalidade preferida da presente invenção; e a Figura 21 é uma vista em corte transversal de um aparelho de processar sinal de acordo com uma sétima modalidade preferida da presente invenção.

DESCRIÇÃO DETALHADA DAS MODALIDADES PREFERIDAS

Referindo-se às Figuras 2 a 5, é mostrado um aparelho de processar sinal 200 de acordo com uma primeira modalidade preferida da presente invenção, compreendendo um alojamento superior 101 possuindo um furo central, um disco 135 fornecido com um eixo 130 em uma superfície do mesmo, um material di- elétrico semicircular 140, um painel de circuito 160 fornecido com um primeiro conjunto de linhas de transmissão 151A-154A e um segundo conjunto de linhas de transmissão 151B-154B e um alojamento inferior 102 fornecido com dois conjuntos 170, 180 de furos guia. Na modalidade preferida, os dois conjuntos 170, 180 de furos guia são projetados de tal maneira que o primeiro conjunto 170 é alinhado com extremidades de linhas de transmissão 151A-154A, 151B-154B e o segundo conjunto 180 é alinhado com as outras extremidades das linhas de transmissão 151A-154A, 151B-154B.

Referindo-se à Figura 2, o disco 135 é dividido em uma primeira seção 132 e uma segunda seção 131, onde a espessura da primeira seção 132 é menor que aquela da segunda seção 131. É preferível que a segunda seção 131 seja projetada de tal maneira que o material dielétrico semicircular 140 é facilmente montado na mesma. No caso, quando o painel de circuito 160 está na forma de disco, é preferível que o alojamento inferior 102 esteja no formato de vasilha cilíndrica e o alojamento superior 101 também esteja no formato de disco.

Cada um dos conectores de entrada 111-118 é ele- tricamente conectado às extremidades das linhas de transmissão 151A-154A, 151B-154B através de um furo guia correspondente no segundo conjunto 180 para receber sinais recebidos no mesmo.

Cada conector de saída 121-128 é eletricamente conectado às outras extremidades das linhas de transmissão 151A-154A, 151B-154B através de um furo guia correspondente no primeiro conjunto 170 para emitir os sinais depois de passarem através das linhas de transmissão 151A-154A, 151B-154B. Adicionalmente, os conectores 111-118, 121-128 prendem o painel de circuito 160 ao alojamento inferior 102. O material dielétrico semicircular 140 é fixado na primeira seção 132 do disco 135 e o eixo 130 é inserido dentro do furo central do alojamento superior 101. O eixo 130 é utilizado para aplicar uma força rotacional no disco 135.

Quando sinais são recebidos nos conectores de entrada 111-118, cada um dos sinais é transmitido a uma linha de transmissão correspondente através do furo guia correspondente no segundo conjunto 180. Entretanto, o eixo 130 é girado pela força rotacional aplicada no mesmo para girar o disco 135, onde o material dielétrico semicircular 140 é girado com respeito a um eixo geométrico perpendicular à uma superfície do mesmo e paralelo às linhas de transmissão 151A-154A, 151B-154B. Na extremidade de topo do eixo 130, existe uma ranhura 130A para ser conectado com um suprimento de energia (não mostrado) para fornecer a força rotacional.

Referindo-se à Figura 4, em primeiro lugar, as linhas de transmissão 151B-154B do segundo conjunto são alinhadas com uma linha III-III. Desde que as linhas de transmissão 151A-154A do primeiro conjunto sejam simétricas àquelas 151B-154B do segundo conjunto. Mais especificamente, se os comprimentos do primeiro conjunto das linhas de transmissão são "x", "2x", "3x" e "4x", aqueles do segundo conjunto são também "x", "2x", "3x" e "4x". No entanto, a parte de comprimento das linhas de transmissão não é limitada a um valor especificado de modo que pode ser selecionado de qualquer uma das proporções, por exemplo., x:2x:4x:6x, x:3x:5x:7x, x:l,2x:2x:3x e assim por diante, baseado em uma aplicação do aparelho de processar sinal 200.

No caso de o material dielétrico semicircular 140 ser acoplado na primeira parte 132 do disco 135, uma espessura do material dielétrico semicircular 140 e a primeira parte 132 depois de ser acoplada deve ser mais grossa que aquela da segunda parte 131 do disco 135 para fazer uma folga entre a segunda parte 131 e o painel de circuito 160 como mostrado na Figura 3. Na modalidade preferida, o material dielétrico semicircular 140 é feito de um material tal como cerâmica. Portanto, o disco 135 possui duas regiões, cada uma sendo de uma constante dielétrica diferente.

Em outras palavras, quando a força rotacional gira o eixo 130, o disco 135 e o material dielétrico semicircular 140 são girados simultaneamente. Neste momento, em função de o painel de circuito 160 ser fixado no alojamento inferior 102, dois conjuntos das linhas de transmissão 151A-154A, 151B-154B formados no mesmo são também fixados sem serem girados. O disco 135 é girado sobre o painel de circuito 160 e, portanto, os comprimentos elétricos efetivos das linhas de transmissão 151A-154A, 151B-154B são mudados baseados no ângulo girado.

Portanto, as fases dos sinais recebidos através dos conectores de entrada 111-118 são deslocados e ocorre retardamento enquanto os sinais são transmitidos para os conectores de saída 121-128 depois de passarem através das linhas de transmissão 151A-154A, 151B-154B. Aqui, quando o retardamento aumenta para um grau no primeiro conjunto das linhas de transmissão 151A-154A, diminui no mesmo grau no segundo conjunto de linhas de transmissão 151B-154B devido a uma disposição simétrica das linhas de transmissão 151A-154A, 151B-154B.

Se as linhas de transmissão 151A-154A do primeiro conjunto são inteiramente posicionadas dentro da região 141 de folga, as linhas de transmissão 151B-154B do segundo conjunto são inteiramente posicionadas dentro do material dielétrico semicircular 140. Neste caso, a defasagem e o retardamento dos sinais que passam através das linhas de transmissão 151A-154A do primeiro conjunto se tornam valores mínimos, mas aqueles no segundo conjunto 151B-154B se tornam valores máximos.

Referindo-se à figura 5, são mostradas as linhas de transmissão no caso de o material dielétrico semicircular 140 ser girado de ângulo predeterminado Θ. Como mostrado nesta figura, é possível modular a defasagem e o retardamento entre os valores mínimo e máximo controlando partes das linhas de transmissão 151A-154A, 151B-154B sobrepostas com o material dielétrico semicircular 140, 141. Aqui, a distância do material dielétrico semicircular 140 girado na direção do primeiro conjunto de linhas de transmissão 151A-154A é idêntica àquela da região 141 da folga girada na direção do segundo conjunto 151B-154B. Os ângulos de rotação são idênticos um ao outro.

Assim, se os comprimentos elétricos das linhas de transmissão 151A-154A do primeiro conjunto aumentam de um grau prede- terminado, aqueles do segundo conjunto diminuem deste grau predeterminado, simultaneamente.

Além do mais, se o material dielétrico semicircular 140 é um material tal como ferrite, o aparelho de processar sinal 200 pode ser usado como um amortecedor capaz de atenuar am- plitudes dos sinais recebidos no mesmo. Isto é, enquanto os sinais recebidos através dos conectores de entrada 111-118 são transmitidos através das linhas de transmissão 151A-154A, 151B-154B, os sinais recebidos são amortecidos pelo amortecedor de modo que os sinais sejam atenuados simultaneamente por uma taxa predeterminada.

Referindo-se às Figuras 6 a 12, é mostrado um aparelho de processar sinal 300 de acordo com uma segunda modalidade preferida da presente invenção. O aparelho de processar sinal 300 da segunda modalidade preferida é similar àquele da primeira modalidade preferida mostrado nas Figuras 2 a 5, com exceção do projeto do painel de circuito 370 e os materiais dielétricos 401, 402 e a disposição dos conectores de entrada 311-318 e os conectores de saida 321-328.

Na segunda modalidade preferida, o painel de circuito 370 é fornecido com uma pluralidade de linhas de transmissão 371, 372, um número de circuitos fechados 374 para isolar ele- tricamente as linhas de transmissão 371, 372 e um número múltiplo de furos de contato 373a para conectar eletricamente uma superfície de topo do painel de circuito 370 a uma superfície de fundo do painel de circuito 370. É preferível que as linhas de transmissão 371, 372 e os furos de contato 373a sejam feitas de alumínio (Al) ou cobre (Cu) . A superfície de topo e de fundo do painel de circuito 370 é revestida com um material condutor tal como Al ou Cu para formar placas de terra 373 nas superfícies de topo e de fundo, como mostrado nas Figuras 10A e 10B. Cada uma das placas de terra 373 é eletricamente conectada uma a outra através de furos de contato 373a para desse modo as placas de terra 373 servirem como aterramento.

Referindo-se às Figuras 6 e 7, o alojamento inferior 302 é fornecido com uma pluralidade de conectores de entrada e saída 311-318, 321-328 em uma superfície lateral do mesmo. 0 alojamento inferior 302 adicionalmente inclui uma pluralidade de linhas de condução 361, 362 em uma superfície de fundo do mesmo para conectar eletricamente as linhas de transmissão 371, 372 em um conector de entrada/saida correspondente.

Referindo-se às Figuras 9A e 9B, é mostrada uma placa 380 incluindo um número de ranhuras na forma de anel para fixar um primeiro grupo 401 de tiras dielétricas e um segundo grupo 402 de tiras dielétricas. Na segunda modalidade preferida, é preferível gue a placa 380 seja feita de um material condutor tal como Cu. As tiras dielétricas do primeiro grupo 401 são feitas de cerâmica revestida com um material tal como Al e as tiras dielétricas do segundo grupo 402 são feitos de um material tal como cerâmica. As tiras dielétricas no primeiro grupo 401 são presas na placa 380 unindo um número de parafusos 401a, enquanto as tiras dielétricas no segundo grupo 402 são fixadas na placa 380 com um adesivo.

Referindo-se à Figura 8, cada uma das linhas de transmissão 371, 372 é eletricamente conectada uma na outra para impedir que os sinais recebidos nas mesmas interfiram uns com os outros.

Se o material dielétrico é feito de ferrite, o aparelho de processar sinal 300 pode ser também utilizado como um atenuador. Além disso, o aparelho de processar sinal 300 pode obstruir a meia parte das ranhuras da tira dielétrica 380a em que a placa 380 faz as duas regiões da mesma possuírem uma constante dielétrica diferente.

Referindo-se à Figura 13, é mostrado um aparelho de processar sinal 400 de acordo com uma terceira modalidade preferida da presente invenção. Em comparação com as primeira e segunda modalidades, a terceira modalidade é capaz de suprimir uma distorção de intermodulação passiva (PIMD) incorporando uma camada isolante entre um alojamento inferior 502 e uma placa 580.

Na terceira modalidade, o alojamento inferior 502 inclui um número de sulcos na forma de anel para fixar uma pluralidade de substratos 592. O alojamento inferior 502 é feito de um material tal como Cu ou Al. Cada um dos substratos 592 está na forma de anel para facilmente ser inserido dentro de um sulco correspondente. É possível que cada um dos substratos está na forma de semicírculo. Cada um dos substratos 592 é fornecido com uma linha de transmissão 571 para transmitir um sinal recebido na mesma. É preferível que cada linha de transmissão 571 esteja na forma de semicírculo. Por outro lado, a placa 580 está na forma de disco e um primeiro grupo de tiras dielétricas 594 e um segundo grupo de tiras dielétricas 596 são fixados de tal maneira que são alinhadas com uma linha de transmissão correspondente depois da montagem. Nesta modalidade, é preferível que a placa 580 seja feita de um material condutor tal como Cu. As tiras dielétricas 594 do primeiro grupo são feitas de cerâmica revestida com um material tal como Al e as tiras dielétricas 596 do segundo grupo são feitas de um material tal como cerâmica. As tiras dielétricas 594 no primeiro grupo são presas na placa 580 unindo um número de parafusos, enquanto as tiras dielétricas 596 no segundo grupo são fixadas na placa 580 com um adesivo. As tiras dielétricas 594 do primeiro grupo possuem constante dielétrica diferente daquelas 596 do segundo grupo. De preferência, cada uma das tiras dielétricas 596 está na forma de semicírculo.

No aparelho de processar sinal 400, uma camada isolante 590 está disposta entre o alojamento inferior 502 e a placa 580 isolando eletricamente os mesmos. Cada uma das linhas de transmissão 571 é blindada com o alojamento inferior 502, respectivamente. Neste caso, desde que o alojamento inferior 502 serve como um aterramento e não possui uma interface, a terceira modalidade preferida pode reduzir PIMD causado por uma interface metálica entre as placas de terra 373 e a placa 380 nas primeira e segunda modalidades.

Se as tiras dielétricas 596 são feitas de ferrite, o aparelho de processar sinal 400 pode ser também utilizado como um atenuador. O aparelho de processar sinal 400 pode usar somente meia parte dos sulcos com as tiras dielétricas 596. Neste caso, a parte restante dos sulcos permanece vazia para formar folgas.

Portanto, o aparelho de processar sinal 400 obtém duas regiões, que possuem uma constante dielétrica diferente uma da outra.

Com referência às Figuras 14 a 16 e 17A a 17C, é mostrado um aparelho de processar sinal 500 de acordo com uma quarta modalidade preferida da presente invenção, compreendendo um alojamento superior 202 formado no formato de uma placa retangular, um alojamento inferior 201 formado no formato de uma vasilha retangular, uma pluralidade de conectores de entrada 211-220, dispostos em uma parte da base do alojamento inferior 201, uma pluralidade de conectores de saida 221-230, dispostos na outra parte da base do alojamento inferior 201, uma placa móvel 203 fornecida com ranhuras 203B e um furo de rosca 203A na mesma, na qual as ranhuras 203B são formados abaixo de uma parte de fundo de placa móvel 203 e um furo de rosca 203A é formado dentro de uma parte lateral da mesma, um eixo de transporte 203 que é inserido dentro do furo de rosca 203A, para fornecer uma força de acionamento para mover a placa móvel 203 linearmente, um painel de circuito 250 fornecido com uma pluralidade de linhas de transmissão lineares 231A-235A, 231B-235B no mesmo que são formadas simetricamente para transmitir sinais recebidos para os conectores de saída 221-230, e materiais dielétricos 250 que são inseridos dentro das ranhuras 103B da placa móvel 203, para modular os comprimentos elétricos das linhas de transmissão 231A-235A, 231B-235B. A placa móvel 203 se move ao longo de trilhos guia 201A do alojamento inferior 201 que é formado nos lados internos do alojamento inferior 201. E as ranhuras 203B são acopladas aos materiais dielétricos 205 e o furo de rosca 203A é acoplado no eixo de transporte 204.

Pela estruturação acima, uma parte inferior onde a placa móvel 203 está posicionada (doravante referida como uma primeira parte dielétrica) possui uma constante dielétrica do material dielétrico 205 e a outra parte inferior onde a placa móvel 203 não está posicionada (doravante referida como uma segunda parte dielétrica) possui uma constante dielétrica de ar.

Portanto, a quarta modalidade da presente invenção é capaz de ser usada como um comutador de fase para modular as fases de múltiplos sinais simultaneamente.

Na quarta modalidade da presente invenção, a placa móvel 203 pode se mover linearmente ao longo do trilho guia 201A por uma força rotacional do eixo de transporte 204, mas não está limitada a este caso. Isto é, o outro método, por exemplo, cremalheira/pinhão, engrenagem helicoidal ou similar, pode ser empregado para suprir a placa móvel para se mover linearmente. 0 mecanismo da quarta modalidade é ilustrado em mais detalhes daqui em diante. Quando o eixo de transporte 204 é girado pelo equipamento de suprimento de energia externo (não mostrado), a placa móvel 203 se move linearmente ao longo dos trilhos guia 201A de modo que comprimentos dielétricos das linhas de transmissão 231A-235A, 231B-235B sejam mudados continuamente. Isto é, as fases dos sinais recebidos são comutados e ocorre o retardamento enquanto os sinais são transmitidos para os conectores de saida depois de passar através das linhas de transmissão 231A-235A, 231B-235B. Neste momento, quando o retardamento do primeiro conjunto das linhas de transmissão 231A-235A aumenta para uma quantidade prede- terminada, que do outro conjunto das linhas de transmissão 231B-235B diminuem para uma quantidade predeterminada, porque os primeiro e segundo conjuntos das linhas de transmissão 231A-235A, 231B-235B são simetricamente dispostos.

Por exemplo, como mostrado nas Figuras 17A a 17C, se o primeiro conjunto das linhas de transmissão 231A-235A é posicionado dentro da região da primeira parte dielétrica 260 inteiramente e o segundo conjunto das linhas de transmissão 231B-235B dentro da segunda parte dielétrica 270 inteiramente enquanto a primeira parte dielétrica 260 se move ao longo dos trilhos guia 201A, a defasagem e o retardamento no primeiro conjunto das linhas de transmissão 231A-235A se tornam valores mínimos, mas aqueles no segundo conjunto das linhas de transmissão 231B-235B se tornam valores máximos, como mostrado na Figura 17A. Além do mais, se os primeiro e segundo conjuntos das linhas de transmissão 231A-235A, 231B-235B são posicionados dentro de meias partes das primeira e segunda partes dielétricas 260, 270, a defasagem e retardamento nas primeira e segunda linhas de transmissão 231A-235A, 231B-235B são os mesmos, como mostrado na Figura 17B. Por contraste com a Figura 17A, se as primeira e segunda linhas de transmissão 231A-235A, 231B-235B são posicionadas dentro das segunda e primeira partes die- létricas 270, 260 inteiramente, a defasagem e o retardamento no primeiro conjunto das linhas de transmissão 231A-235A possuem valores máximos e aqueles do segundo conjunto de linhas de transmissão 231B-235B possuem valores mínimos, como mostrado na Figura 17C. Assim, a defasagem e o retardamento podem ser modulados posicionando-se as partes dielétricas 270, 260 sobre as linhas de transmissão 231A-235A, 231B-235B apropriadamente.

Entretanto, se a primeira parte dielétrica 260 é substituída por um amortecedor capaz de amortecer uma onda de rádio, por exemplo, feito de ferrite, o aparelho de processar sinal 500 da presente invenção pode ser usado como um atenuador. A saber, enquanto os sinais recebidos através dos conectores de entrada 211-220 são transmitidos através das linhas de transmissão 231A, 235A, 231B-235B, os sinais recebidos são amortecidos pelo amortecedor de modo que os sinais são atenuados por uma quantidade predeterminada.

Referindo-se às Figuras 18 e 19A a 19C, é mostrado um aparelho de processar sinal 600 de acordo com uma quinta modalidade preferida da presente invenção. Na quinta moda- lidade, os outros componentes são os mesmos que na quarta modalidade, mas os comprimentos das linhas de transmissão 511A-515A, 511B-515B são diferentes entre as mesmas. Aqui, nota-se que a proporção de comprimento das linhas de transmissão 511A-515A, 511B-515B formadas no painel de circuito 502 é idêntica àquela dos comprimentos longitudinais dos materiais dielétricos 541-545 e uma proporção de passo dos eixos de transporte 521-525. Por exemplo, se a proporção de comprimento das linhas de transmissão 511A-515A, 511B-515B é 2:3:4:5:6, a proporção de comprimento longitudinal dos materiais dielétricos 541-545 e a proporção de passo dos eixos de transporte 521-525 deve ser 2:3:4:5:6. A proporção de comprimento, no entanto, não está limitada a esta proporção especificada, de modo que os outros valores podem ser arbitrariamente selecionados de acordo com as várias condições. O mecanismo da quinta modalidade é ilustrado em mais detalhes aqui abaixo. Quando os eixos de transportes 521-525 são girados por um equipamento de fornecimento de energia externo (não mostrado), as placas móveis 531-535 se movem linearmente sobre as linhas de transmissão 511A-515A, 511B-515B de modo que os comprimentos elétricos das linhas de transmissão 511A-515A, 511B-515B são mudados continuamente. Isto é, as fases dos sinais recebidos são deslocados e o retardamento ocorre enquanto os sinais são transmitidos aos conectores de saida (não mostrados) , depois de passarem através das linhas de transmissão 511A-515A, 511B-515B. Neste momento, desde que a proporção de comprimento das linhas de transmissão 511A-515A, 511B-515B, a proporção de comprimento longitudinal dos materiais dielétricos 541-545 e a proporção de passo do eixo de transporte 521-525 são idênticas entre as mesmas, a taxa de mudança da defasagem e o retardamento de cada linha de transmissão no primeiro conjunto das linhas de transmissão 511A-515A são os mesmos entre os mesmos. Em adição, uma taxa de aumento ou diminuição no primeiro conjunto das linhas de transmissão 511A-515A é a mesma para a taxa de diminuição ou aumento no segundo conjunto das linhas de transmissão 511B-515B, como mostrado na Figura 19A a 19C. Além disso, se os materiais dielétricos 541-545 são substituídos por amortecedores capazes de amortecer ondas de rádio, por exemplo, feitos de ferrite, o aparelho de processar sinal 600 da presente invenção pode ser usado como um atenuador, como descrito na segunda modalidade.

Referindo-se à Figura 20, é mostrado um aparelho de processar sinal 700 de acordo com uma sexta modalidade pre- ferida, que é o mesmo que a estrutura da quarta modalidade exceto os espaços "a", "b", "c", "d", "e" entre as linhas de transmissão 621-625 e os materiais dielétricos 611-615. Portanto, a descrição detalhada da estrutura e o mecanismo será abreviado aqui. Na sexta modalidade, embora o comprimento de cada material dielétrico 611-615 seja o mesmo, os comprimento elétricos das linhas de transmissão 621-625 são feitos para serem diferentes entre as mesmas devido à diferenciais de espaço entre as linhas de transmissão 621-625 e os materiais dielétricos 611-615. Em outras palavras, devido a diferenciais de espaço, as constantes dielétricas dos materiais dielétricos 611-615 são também mudadas, onde os comprimentos elétricos das linhas de transmissão 621-625 são também mudados. Portanto, o aparelho de processar sinal 700 da sexta modalidade é capaz de ser aplicado a um comutador de fase para modular as fases dos múltiplos sinais simultaneamente.

Referindo-se à Figura 21, é mostrado um aparelho de processar sinal 800 de acordo com uma sétima modalidade preferida da presente invenção, que é similar à quarta mo- dalidade exceto pela utilização de diferentes tipos dos ma- teriais dielétricos 711-715, onde cada um dos materiais di- elétricos 711-715 possui uma constante dielétrica diferente uma da outra. A descrição detalhada da estrutura e o mecanismo serão abreviados aqui. No entanto, na sétima modalidade, embora os outros fatores sejam os mesmos para a quarta modalidade, os comprimentos elétricos das linhas de transmissão 721-725 são feitos para serem diferentes dentre eles devido aos tipos diferentes dos materiais dielétricos 711-715. Assim, o aparelho de processar sinal 800 da sétima modalidade é também capaz de ser aplicado a um comutador de fase para modular as fases de múltiplos sinais simultaneamente.

Usando propriedades acima mencionadas, os aparelhos de processar sinal 200, 300, 400, 500, 600, 700, 800 da presente invenção podem ser aplicados a uma antena. Em geral, a antena de uma estação base para uso em um sistema de comunicação móvel é instalado em um topo de telhado de um edifício alto, de modo que uma posição da antena possa ser mudada por um tufão e similar. A mudança da posição faz um ângulo de um feixe radioativo distorcido de modo que uma faixa de uma área de serviço possa ser mudada, eventualmente. Portanto, o ângulo do feixe ra- dioativo deve ser ajustado física ou mecanicamente.

No entanto, como este método convencional é somente para deslocar a antena a um ângulo predeterminado física ou mecanicamente, é difícil para um ajuste delicado e leva um tempo longo para ajustar o ângulo distorcido, e também são necessários muitos esforços.

Entretanto, usando os aparelhos de processar sinal 200, 300, 400, 500, 600, 700, 800 da presente invenção, esta questão pode ser facilmente solucionada. Isto é, como a antena possui uma pluralidade de dispositivos radiantes, deve ser necessário controlar muitas das fases de sinais simultaneamente a uma taxa predeterminada para ajustar o ângulo distorcido.

Desde que o aparelho de processar sinal 200, 300, 400, 500, 600, 700, 800 da presente invenção pode modular múltiplos sinais recebidos no mesmo simultaneamente, este aparelho pode ser aplicado efetivamente a um sistema de antena.

Enquanto a presente invenção tenha sido descrita com respeito a certas modalidades preferidas somente, outras modificações e variações podem ser feitas sem se afastar do espírito e escopo da presente invenção como apresentado nas reivindicações seguintes.

Claims (22)

1. Aparelho de processar sinal (200, 300, 400) para comutar fases de um número N de sinais recebidos no mesmo, N sendo um número inteiro positivo, compreendendo: um elemento dielétrico (131, 132, 140, 401, 402, 594, 596) fornecido com primeira e segunda partes, onde uma constante dielétrica da primeira parte é diferente daquela da segunda parte; CARACTERIZADO pelo fato de que o número N de linhas de transmissão (151A-154A, 151B-154B, 371, 372) formado em uma placa metálica posicionada oposta ao elemento dielétrico (131, 132, 140, 401, 402, 594, 596) para transmitir sinais, onde cada sinal é recebido em uma extremidade de uma linha de transmissão correspondente (151A-154A, 151B-154B, 371, 372) e transmitido para a outra extremidade da linha de transmissão (151A-154A, 151B-154B, 371, 372), em que um número N/2 de linhas de transmissão (151A-154A, 151B-154B, 371, 3 72) é formado na primeira parte e um número N/2 de linhas de transmissão (151A-154A, 151B-154B, 371, 372) é formado na segunda parte, em que as linhas de transmissão (151A-154A, 151B-154B, 371, 372) da primeira parte são ar- ranjadas de tal modo que sejam simétricas em relação àquelas da segunda parte, em que as linhas de transmissão (151A-154A, 151B-154B, 371, 372) formadas na primeira parte e na segunda parte têm uma razão de comprimento predeterminada; e um dispositivo (130, 204) para mover o elemento dielétrico (131, 132, 140, 401, 402, 594, 596) com respeito às linhas de transmissão (151A-154A, 151B-154B) de tal modo que o comprimento elétrico das linhas de transmissão opostas varia inversamente com razões idênticas e as fases dos sinais depois de passar através das linhas de transmissão (151A-154A, 151B-154B, 371, 372) são comutadas adequadamente.

2. Aparelho de processar sinal (200, 300, 400), de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que cada uma das linhas de transmissão (151A-154A, 151B-154B, 371, 372) é formada em um formato de circuito aberto.

3. Aparelho de processar sinal (200, 300, 400), de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que cada uma das linhas de transmissão (151A-154A, 151B-154B, 371, 372) é formada em um formato de arco.

4. Aparelho de processar sinal (200, 300, 400), de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o dispositivo móvel gira o elemento dielétrico (131, 132, 140, 401, 402, 594, 596) com respeito a um eixo geométrico perpendicular à uma superfície do mesmo e paralelo às linhas de transmissão (151A-154A, 151B-154B, 371, 372).

5. Aparelho de processar sinal (200, 300, 400), de acordo com a reivindicação 4, CARACTERIZADO pelo fato de que se os comprimento elétricos das linhas de transmissão (151A-154A, 151B-154B, 371, 372) da primeira parte são aumentados a um valor predeterminado, aqueles da segunda parte são diminuídos até este valor predeterminado.

6. Aparelho de processar sinal (200, 300, 400), de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que cada uma das primeira e segunda partes é formada em um formato de semicírculo.

7. Aparelho de processar sinal (200, 300, 400), de acordo com a reivindicação 6, CARACTERIZADO pelo fato de que as primeira e segunda partes da placa metálica são similares àquelas do elemento dielétrico (131, 132, 140, 401, 402, 594, 596) em formato, respectivamente.

8. Aparelho de processar sinal (200, 300, 400), de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a primeira parte é feita de cerâmica e a segunda parte é feita de ar.

9. Aparelho de processar sinal (200, 300, 400), de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que se o elemento dielétrico (131, 132, 140, 401, 402, 594, 596) é feito de ferrite, o aparelho de processar sinal (200, 300, 400) é utilizado como um atenuador para atenuar amplitudes dos sinais recebidos.

10. Aparelho de processar sinal (200, 300, 400), de acordo com a reivindicação 4, CARACTERIZADO pelo fato de que o dispositivo rotativo adicionalmente inclui um disco fornecido com um eixo em uma superfície do mesmo para aplicar uma força rotacional nele, uma primeira e segunda seções na outra su- perfície do mesmo e uma altura da primeira seção sendo menor que aquela da segunda seção.

11. Aparelho de processar sinal (200, 300, 400), de acordo com a reivindicação 10, CARACTERIZADO pelo fato de que o elemento dielétrico (131, 132, 140, 401, 402, 594, 596) é fixado na primeira seção, a espessura do elemento dielétrico (131, 132, 140, 401, 402, 594, 596) é ligeiramente maior que a diferença entre as primeira e segunda seções em espessura, desse modo fazendo uma folga entre a segunda seção e a placa metálica depois gue o elemento dielétrico (131, 132, 140, 401, 402, 594, 596) é conectado na placa metálica.

12. Aparelho de processar sinal (200, 300, 400), de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que adicionalmente compreende: um alojamento para cobrir o elemento dielétrico (131, 132, 140, 401, 402, 594, 596) e as linhas de transmissão (151A-154A, 151B-154B, 371, 372), o alojamento sendo fornecido com um número 2N de furos guias; uma pluralidade de conectores de entrada eletri- camente conectados nas extremidades das linhas de transmissão (151A-154A, 151B-154B, 371, 372) através de número N dos furos guia; e uma pluralidade de conectores de saída eletricamente conectados nas outras extremidades das linhas de transmissão (151A-154A, 151B-154B, 371, 372) através do número N dos furos guia.

13. Aparelho de processar sinal (200, 300, 400), de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que os sinais recebidos são processados simultaneamente.

14. Aparelho de processar sinal (200, 300, 400), de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que cada uma das linhas de transmissão (151A-154A, 151B-154B, 371, 372) é eletricamente blindada para impedir que os sinais recebidos interfiram uns com os outros.

15. Aparelho de processar sinal (200, 300, 400), de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que cada uma das linhas de transmissão (151A-154A, 151B-154B, 371, 372) está na forma de linha reta.

16. Aparelho de processar sinal (200, 300, 400) de acordo com a reivindicação 15, CARACTERIZADO pelo fato de que cada uma das primeira e segunda partes está na forma retangular.

17. Aparelho de processar sinal (200, 300, 400), de acordo com a reivindicação 16, CARACTERIZADO pelo fato de que o dispositivo móvel move os elementos dielétricos (131, 132, 140, 401, 402, 594, 596) em uma direção longitudinal das linhas de transmissão (151A-154A, 151B-154B, 371, 372).

18. Aparelho de processar sinal (400, 500, 600, 700, 800) para defasar um número N de sinais recebidos no mesmo, sendo N um número inteiro positivo, CARACTERIZADO por compreender: um alojamento inferior (201, 502) fornecido com uma pluralidade de sulcos; um número N de linhas de transmissão (231A-235A, 231B-235B, 511A-515A, 511B-515B, 571) para transmitir os sinais, em que cada sinal é recebido em uma extremidade de uma linha de transmissão (231A-235A, 231B-235B, 511A-515A, 511B-515B, 571) correspondente e transmitido para a outra extremidade da linha de transmissão (231A-235A, 231B-235B, 511A-515A, 511B-515B, 571); um número múltiplo de substratos, cada um dos substratos sendo fornecido com uma linha de transmissão (231A-235A, 231B-235B, 511A-515A, 511B-515B, 571); uma placa (204, 580) fornecida com um número de elementos dielétricos (205, 541-545, 594, 596, 611-615, 711-715), cada um dos elementos dielétricos (205, 541-545, 594, 596, 611-615, 711-715) posicionado em um sulco correspondente de frente à linha de transmissão (231A-235A, 231B-235B, 511A-515A, 511B-515B, 571) no sulco correspondente e fornecido com uma primeira e uma segunda partes, onde uma constante dielétrica da primeira parte é diferente daquela da segunda parte; e dispositivos (204) para mover a placa (203, 580) com relação às linhas de transmissão (231A-235A, 231B-235B, 511A-515A, 511B-515B, 571) para dar uma fase diferente para cada um dos sinais, depois de passar através da linha de transmissão (231A-235A, 231B-235B, 511A-515A, 511B-515B, 571) corres- pondente em que um número N/2 de linhas de transmissão é formado na primeira parte e um número N/2 de linhas de transmissão é formado na segunda parte, em que as linhas de transmissão da primeira parte são arranjadas de tal modo que elas são simétricas em relação àquelas da segunda parte, em que as linhas de transmissão formadas na primeira parte e na segunda parte têm uma razão de comprimento predeterminada; em que as linhas de transmissão formadas nas primeira e segunda partes têm, cada uma, uma razão de comprimento, o comprimento elétrico de linhas de transmissão opostas varia com razão idêntica de acordo com o movimento do elemento dielétrico por meio do dispositivo de movimento, e o aumento ou diminuição do comprimento elétrico nas linhas de transmissão das primeira e segunda partes varia inversamente um com o outro.

19. Aparelho de processar sinal (500, 600, 700, 800), de acordo com a reivindicação 18, CARACTERIZADO pelo fato de que cada um dos sulcos está na forma de anel.

20. Aparelho de processar sinal (500, 600, 700, 800), de acordo com a reivindicação 19, CARACTERIZADO pelo fato de que cada uma das linhas de transmissão (231A-235A, 231B-235B, 511A-515A, 511B-515B) está na forma de arco, cada uma das primeiras partes dos elementos dielétricos (205, 541-545, 611-615, 711-715) está na forma de arco e cada uma das segunda partes dos elementos dielétricos (205, 541-545, 611-615, 711-715) está na forma de arco.

21. Aparelho de processar sinal (400, 500, 600, 700, 800), de acordo com a reivindicação 18, CARACTERIZADO pelo fato de que adicionalmente compreende uma camada isolante entre a placa e o alojamento inferior para isolar eletricamente entre os mesmos.

22. Aparelho de processar sinal (400, 500, 600, 700, 800), de acordo com a reivindicação 18, CARACTERIZADO pelo fato de que o número de sulcos é N.