ES2239549B1

ES2239549B1 - Dispositivo emisor y/o receptor de señales electromagneticas y circuito integrado correspondiente.

Info

Publication number: ES2239549B1
Application number: ES200401275A
Authority: ES
Inventors: Josep Montanya I Silvestre
Original assignee: Baolab Microsystems SL
Current assignee: Baolab Microsystems SL
Priority date: 2002-11-19
Filing date: 2004-05-18
Publication date: 2006-06-16
Anticipated expiration: 2024-05-18
Also published as: AU2003279415A1; CN100375921C; RU2325722C2; US7446300B2; JP4351634B2; ES2239549A1; CN100410165C; WO2004046807A1; ES2305527T3; CN1729136A; JP2006506674A; ATE394344T1; ES2258735T3; AU2003279414A1; ATE322033T1; EP1564584B1; DE60320832D1; EP1564584A1; US20060152739A1; DE60304355T2

Abstract

Dispositivo emisor y/o receptor de señales electromagnéticas y circuito integrado correspondiente. El dispositivo emisor y/o receptor de señales electromagnéticas define un ancho de banda mínimo operativo y comprende uno o varios grupos de antenas, que comprenden por lo menos una antena, y que generan una señal de salida correspondiente a la señal de salida generada por una antena hipotética igual que esta antena, cuando la antena hipotética esté realizando un movimiento periódico, preferentemente una rotación o combinación de rotaciones. El movimiento periódico debe tener una frecuencia superior al ancho de banda mínimo operativo. De esta manera se puede afectar la directividad de las antenas alterando su diagrama de radiación, pudiéndose obtener dispositivos de elevada directividad. El movimiento periódico se puede sustituir por un conjunto de antenas fijas orientadas en el espacio y conectadas secuencialmente mediante relés miniaturizados.

Description

Dispositivo emisor y/o receptor de señales electromagnéticas y circuito integrado correspondiente.

Campo de la invención

La invención se refiere a un dispositivo emisor y/o receptor de señales electromagnéticas que define un ancho de banda operativo mínimo y que comprende por lo menos un primer grupo de antenas, formado por por lo menos una antena. La invención se refiere asimismo a circuitos integrados que comprendan dispositivos emisores y/o receptores de acuerdo con la invención.

Estado de la técnica

Existen múltiples dispositivos emisores y/o receptores de señales electromagnéticas. Una propiedad que caracteriza a estos dispositivos es su diagrama de radiación. El diagrama de radiación puede ser modificado de diferentes maneras, en función de las necesidades del equipo, así, puede ser interesante obtener diagramas de radiación que sean muy uniformes en todo el espacio, para emitir de una forma muy uniforme o recibir con igual potencia en cualquier dirección. Alternativamente puede ser interesante el disponer de dispositivos que tengan diagramas de radiación que presenten una zona de máxima potencia de emisión/recepción y otras zonas en las que la potencia de emisión y/o recepción sea muy reducida. Son los dispositivos emisores y/o receptores directivos, que permiten emitir y/o recibir de una dirección determinada, lo que tiene diversas ventajas como por ejemplo la mayor efectividad de la energía emitida, y la menor captación de ruidos procedentes de direcciones indeseadas.

Es posible obtener dispositivos emisores y/o receptores directivos mediante un diseño geométrico adecuado de los mismos. En general estos dispositivos comprenden una antena que es la que físicamente emite y/o recibe la señal electromagnética. También es posible obtener dispositivos emisores y/o receptores directivos mediante la disposición en el espacio de diversas antenas, formando unas agrupaciones de antenas (en inglés arrays). En este caso la distribución en el espacio está influenciada por la frecuencia de emisión y/o recepción, siendo necesario emplear distancias mayores cuando las frecuencias son menores. Ello tiene problemas en el caso de trabajar a frecuencias bajas, ya que las distancias necesarias pueden ser considerables.

Si bien es teóricamente posible la existencia de dispositivos emisores y/o receptores de señales electromagnéticas que funcionen de igual manera para cualquier frecuencia, en la práctica, los dispositivos emisores y/o receptores se diseñan para su empleo en unos anchos de banda determinados, ya que tanto condicionantes geométricos de las antenas como condicionantes electrónicos de los circuitos electrónicos asociados a las mismas suelen definir unos anchos de banda en los cuales el dispositivo es realmente eficaz. En este sentido cualquier dispositivo emisor y/o receptor real define un ancho de banda mínimo operativo, que es aquel ancho de banda para el que el dispositivo ha sido diseñado y para el que es capaz de ofrecer unas prestaciones mínimas prescritas.

Existe en general la necesidad de desarrollar dispositivos emisores y/o receptores de señales electromagnéticas que sean altamente directivos. Existe asimismo la necesidad de desarrollar dispositivos emisores y/o receptores de señales electromagnéticas de dimensiones reducidas.

Sumario de la invención

La invención tiene por objeto superar estos inconvenientes. Esta finalidad se consigue mediante un dispositivo emisor y/o receptor de señales electromagnéticas del tipo indicado al principio caracterizado porque el primer grupo genera una señal de salida correspondiente a la señal de salida generada por una antena hipotética igual que dicha antena, cuando la antena hipotética esté realizando un primer movimiento periódico, donde este primer movimiento periódico tiene una primera frecuencia superior al ancho de banda mínimo operativo.

Efectivamente al someter una antena a un movimiento periódico, se modifica su diagrama de radiación. Como se comentará más adelante, un movimiento periódico "bien escogido" permite modificar el diagrama de radiación en el sentido que sea más directivo, lo que permite modificar el diagrama de radiación del dispositivo emisor y/o receptor sin necesidad de modificar el diagrama de radiación de la antena incluida en dicho dispositivo emisor y/o receptor. Asimismo como se verá a continuación es necesario que la frecuencia del movimiento periódico sea superior al ancho de banda mínimo operativo, para evitar interferencias indeseadas. El movimiento periódico puede ser cualquiera en general, como movimientos rotatorios simples, movimientos rotatorios según diversos ejes, movimientos cerrados complejos e incluso movimientos no cerrados, como por ejemplo movimientos pendulares, si bien preferentemente los movimientos son rotaciones según un eje o según varios ejes.

Asimismo como se verá a continuación, la antena (o antenas) del dispositivo emisor y/o receptor puede realizar físicamente el movimiento periódico, en cuyo caso la antena generará una señal de salida idéntica a la antena hipotética realizando el mismo movimiento periódico, o la antena (o antenas) del dispositivo emisor y/o receptor pueden generar una señal de salida que se corresponda con la señal generada por la antena hipotética. En este caso las dos señales no son idénticas, pero la señal generada por el dispositivo emisor y/o receptor se corresponde con la señal que generaría la antena hipotética, y esta correspondencia permite que posteriormente un circuito electrónico pueda obtener el mismo resultado que con la señal de la antena hipotética.

Preferentemente, el dispositivo emisor y/o receptor de señales electromagnéticas es un micromecanismo, usualmente denominado MEMS (del inglés micro electro-mechanical system). De esta manera es posible agrupar en un espacio muy reducido el dispositivo. En este sentido, preferentemente el dispositivo está incluido en un circuito integrado, que puede ser monolítico o híbrido.

Breve descripción de los dibujos

Otras ventajas y características de la invención se aprecian a partir de la siguiente descripción, en la que, sin ningún carácter limitativo, se relatan unos modos preferentes de realización de la invención, haciendo mención de los dibujos que se acompañan. Las figuras muestran:

Fig. 1, un diagrama de radiación de un dipolo.

Figs. 2.1, 2.2 y 2.3, unos diagramas de radiación del dipolo de la Fig. 1, al ser girado alrededor de su eje longitudinal.

Fig. 3, un diagrama frecuencial de la señal recibida (W_{i}(f)) y el voltaje generado (V_{i}(f)) por el dipolo de la Fig. 2.

Fig. 4, un diagrama de evolución de la directividad (D) de un dipolo en función del ángulo (\alpha) entre el eje longitudinal del dipolo y el eje de rotación del mismo.

Fig. 5, un diagrama de radiación del dipolo de la Fig. 1, posicionado de manera que su eje longitudinal forma un ángulo de 63º con la horizontal.

Figs. 6.1, 6.2 y 6.3, unos diagramas de radiación del dipolo de la Fig. 1, al ser girado alrededor de un eje de rotación que forma un ángulo \alpha = 63º con su eje longitudinal.

Fig. 7, un esquema simplificado de un relé con dos placas de condensador en su segunda zona.

Fig. 8, un esquema simplificado de un relé con dos placas de condensador, una en cada una de sus zonas.

Fig. 9, un esquema simplificado de un relé con tres placas de condensador.

Fig. 10, una vista en perspectiva de una primera forma de realización de un relé de acuerdo con la invención, sin tapa.

Fig. 11, una vista en planta del relé de la Fig. 10.

Fig. 12, una vista en perspectiva de una segunda forma de realización de un relé de acuerdo con la invención.

Fig. 13, una vista en perspectiva del relé de la Fig. 12 al que se le han eliminado los componentes del extremo superior.

Fig. 14, una vista en perspectiva de los elementos inferiores del relé de la Fig. 12.

Fig. 15, una vista en perspectiva de una tercera forma de realización de un relé de acuerdo con la invención, sin tapa.

Fig. 16, una vista en perspectiva en detalle de la parte cilíndrica del relé de la Fig. 15.

Fig. 17, una vista en perspectiva de una cuarta forma de realización de un relé de acuerdo con la invención.

Fig. 18, una vista en perspectiva de una quinta forma de realización de un relé de acuerdo con la invención.

Fig. 19, una vista en planta de una sexta forma de realización de un relé de acuerdo con la invención.

Fig. 20, una vista en perspectiva de una séptima forma de realización de un relé de acuerdo con la invención.

Fig. 21, una vista en perspectiva inferior, sin substrato, de una octava forma de realización de un relé de acuerdo con la invención.

Fig. 22, una esfera realizada mediante micromecanizado en superficie.

Fig. 23, una vista en perspectiva de una novena forma de realización de un relé de acuerdo con la invención.

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Descripción detallada de unas formas de realización de la invención

La Fig. 1 muestra el diagrama de radiación de una antena particularmente sencilla: un dipolo dispuesto horizontalmente (el punto de potencia nula de radiación corresponde al eje del dipolo). Si se hace rotar el dipolo alrededor de un eje vertical, el diagrama de radiación que se obtiene es el correspondiente al de la Fig. 2. La ganancia con la que la antena amplificará la señal recibida en una determinada dirección será una función temporal G(t). De una forma simplificada se puede considerar como una función con un término constante más un término sinusoidal puro:

G(t) = G_{0} + G_{B} cos(2\pi f_{0}t)

La señal recibida es una señal paso-banda, con su frecuencia más baja mucho más elevada que la frecuencia de rotación de la antena.

El voltaje v_{i} en los terminales de la antena será de

v_{i} (t) = w_{i} (t) \cdot G(t) = G_{0} \cdot w_{i} (t) + G_{B} \cdot w_{i} (t) \cdot cos (2\pi f_{0}t)

Si se analiza desde un punto de vista frecuencial, se debe tener en cuenta que el espectro V_{i}(f) de la señal v_{i}(t), en relación con el espectro W_{i}(f) de la señal recibida w_{i}(t) tiene la forma mostrada en la Fig. 3. Como puede verse el espectro de entrada se divide en dos partes, una primera parte con la misma forma y banda que la señal de entrada, debida al término constante G_{0} de la ganancia G(t), y una segunda parte formada por dos bandas debidas al término modulante G_{B} \cdot cos(2\pif_{0}t). La frecuencia f_{0} es la frecuencia fundamental o primer armónico del movimiento periódico. Por ello es necesario que esta frecuencia sea mayor que el ancho de banda mínimo operativo del dispositivo, ya que en caso contrario las bandas debidas al término modulante se superponen con la banda debida al término constante. En función de los valores de G_{B} y de G_{0}, se tendrá más potencia en la banda central o en las bandas moduladas.

A continuación es posible filtrar dos de las bandas obtenidas. Preferentemente se filtran las bandas moduladas, si bien sería posible filtrar la banda central y una de las bandas moduladas para conservar la otra de las bandas moduladas.

En general la señal recibida será débil, ya que la ganancia de G_{t} en cada dirección es función de las variaciones de ganancia alrededor de una rotación completa de la antena en aquella dirección y la componente escogida, bien sea la banda central (la componente continua) o una de las bandas laterales (un armónico, bien sea el primero, correspondiente a la frecuencia fundamental de rotación o del movimiento periódico de la antena, o uno superior, pues en un caso real, no simplificado como el que se ha usado en la explicación, habrá más de un armónico), puede ser pequeña, según la forma de la función ganancia G(t). De esta manera se puede definir un diagrama de radiación equivalente, que es el que tiene la antena cuando está rotando (en general moviéndose con cualquier movimiento periódico). Así, en las Figs. 2.1, 2.2 y 2.3 se muestran los diagramas de radiación correspondientes al dipolo de la Fig. 1, cuando es girado alrededor de un eje vertical (es decir, un eje que está a 90º del eje del dipolo). La Fig. 2.1 muestra el diagrama de radiación de la banda central, la Fig. 2.2 muestra el diagrama de radiación de la banda lateral correspondiente al primer armónico o frecuencia fundamental, y la Fig. 2.3 muestra el diagrama de radiación de la banda lateral correspondiente al segundo armónico. Como puede verse el diagrama de radiación de la Fig. 2.1 es claramente diferente al diagrama de radiación de la Fig. 1 si bien la antena correspondiente sigue siendo un dipolo. Además, la directividad también ha sido modificada (D=1,5 para el dipolo estático y D=1,5156 para el dipolo rotativo). Ello ya nos indica que es posible conseguir "dipolos directivos" gracias a someter el dipolo a unos movimientos de rotación determinados.

Por lo tanto es posible obtener una pluralidad de diagramas de radiación nuevos y diferentes simplemente a base de someter a antenas con diagramas de radiación conocidos a movimientos periódicos elegidos adecuadamente. Así, por ejemplo, en el caso del dipolo anterior, se pueden obtener una pluralidad de diagramas de radiación a base de modificar el ángulo de rotación del dipolo. En la Fig. 4 se muestra como varía la directividad del diagrama de radiación del dipolo sometido a rotación en función del ángulo \alpha entre el eje del dipolo y el eje de rotación (expresado en radianes). La curva 1 corresponde a la banda central, la curva 2 corresponde a la banda lateral del primer armónico o frecuencia fundamental y la curva 3 corresponde a la banda lateral del segundo armónico. Adicionalmente, se han marcado con unos puntos cuál de las tres curvas tiene el máximo de directividad para un ángulo de rotación dado, lo cual muestra cuál de las bandas sería preferible emplear como señal emitida o recibida.

A modo de ejemplo, en la Fig. 5 se muestra un dipolo estático girado 63º (0,35\pi radianes) respecto del eje vertical. Al hacer girar este dipolo según el eje vertical, los diagramas de radiación tienen el aspecto mostrado en las Figs. 6.1 (banda central), 6.2 (banda lateral del primer armónico o frecuencia fundamental) y 6.3 (banda lateral del segundo armónico). Como puede verse, en este caso concreto la mayor directividad se alcanza en la banda lateral del primer armónico o frecuencia fundamental (D= 1,5349). Con otros ángulos (ver Fig. 4) son posibles directividades de hasta aproximadamente 1,8.

Preferentemente el dispositivo comprende una pluralidad de grupos de antenas, cada uno de dichos grupos comprendiendo por lo menos una antena, donde cada grupo genera una señal de salida correspondiente a la señal de salida generada por la ya citada antena hipotética cuando esté realizando un movimiento periódico, donde el movimiento periódico tiene una frecuencia superior al ancho de banda mínimo operativo y donde las frecuencias correspondientes a cada una de las señales de salida de cada uno de los grupos son diferentes entre sí. Efectivamente, de esta manera se pueden resolver diversos problemas:

a) por un lado, en el caso de dispositivos receptores, existe la necesidad de filtrar ciertos componentes de la señal recibida. En primer lugar, se deben filtrar las bandas moduladas (en el caso que se desee trabajar con la banda central) lo cual se puede conseguir con un filtro paso-banda. Sin embargo, puede darse la circunstancia que la antena esté recibiendo señales externas con unas frecuencias que corresponden substancialmente a las de las bandas moduladas. Estas señales externas serán filtradas por los filtros paso-banda citados, pero estas señales externas habrán sufrido también una modulación, y una de sus señales moduladas caerá cobre la banda central de la señal que nos interesa, introduciendo un ruido en la misma. Este inconveniente puede ser corregido si se incluye una pluralidad de grupos de antenas rotando (en general, moviéndose con un movimiento periódico) a velocidades diferentes entre sí ya que, en este caso, tiene lugar el siguiente fenómeno:

a.1) todas las bandas centrales de la señal que nos interesa coinciden plenamente, ya que no son función de la frecuencia de giro, y sus amplitudes se suman.

a.2) todas las bandas laterales se solapan entre sí de una forma arbitraria, ya que las posiciones de las mismas son función de la frecuencia del movimiento de rotación (en general, del movimiento periódico). Por lo tanto, en dichos casos se cancelan entre sí. En cualquier caso, estas bandas laterales son adecuadamente filtradas por los filtros paso-banda.

a.3) las bandas centrales de los ruidos son asimismo filtradas por los filtros paso-banda.

a.4) el efecto realmente importante tiene lugar con las bandas moduladas de los ruidos, en concreto con las que caen dentro de la banda central de la señal que nos interesa. Estas bandas moduladas sufren un efecto similar al descrito en a.2): se solapan entre sí de una forma incorrelada, de manera que tienen lugar una pluralidad de cancelaciones. De esta manera el ruido remanente queda minimizado frente a una señal (punto a.1) que ve su amplitud incrementada proporcionalmente al número de grupos de antenas empleado.

b) por otro lado, en el caso de dispositivos emisores, no es posible eliminar las bandas moduladas por filtrado. Sin embargo, este problema también puede ser corregido en gran medida si se incluye una pluralidad de grupos de antenas rotando (en general, moviéndose con un movimiento periódico) a velocidades diferentes entre si. En este caso, cada grupo de antenas emite la señal deseada, y una pluralidad de bandas moduladas no deseadas. Sin embargo, las bandas moduladas no son todas coincidentes entre sí, ya que las velocidades de rotación (en general, del movimiento periódico) son diferentes entre sí. Ello provocará múltiples cancelaciones y la señal de las bandas moduladas tendrá una potencia baja. Dado que la potencia de la banda central sí se verá aumentada, la diferencia de potencias entre la banda central y las bandas moduladas podrá hacerse tan grande como interese, sencillamente a base de tener más grupos de antenas radiando. De esta manera se puede conseguir que las bandas laterales queden reducidas a un ruido de fondo que no afecta a la transmisión.

En general, una forma de incrementar la potencia total del dispositivo emisor/receptor es a base de disponer de una pluralidad de antenas idénticas conectadas entre sí en paralelo. Tanto en los casos anteriores como en los que se describirán a continuación, esta solución permite incrementar la potencia todo lo que se desee, sencillamente a base de aumentar el número de antenas. Esto es particularmente el caso si las antenas son micromecanismos: cada una de ellas recibirá (o emitirá) una potencia extremadamente pequeña, pero la tecnología de micromecanismos permite la agrupación de centenares o miles de antenas individuales de manera que la suma de sus señales permita obtener las potencias deseadas.

Ventajosamente por lo menos uno de dichos grupos de antenas está orientado de forma perpendicular y desfasado 90º respecto de otro de dichos grupos de antenas. Efectivamente, debe tenerse en cuenta que, dado que se está girando la antena continuamente, en general no se podrán emplear polarizaciones lineales. En el caso de emplear una antena que sea un dipolo, tendremos un factor de pérdida de polarización de

C_{p}=2=3dB

ya que la polarización del dipolo es lineal, y se deben procesar señales de recepción que tienen polarización circular. En el caso de emplear una antena rotatoria como antena receptora, la antena emisora deberá generar una señal polarizada circularmente. En el caso de emplear una antena rotatoria como antena emisora, la antena receptora deberá estar polarizada circularmente. Ello impide normalmente el empleo de una antena rotatoria con polarización lineal simultáneamente en ambos extremos de la comunicación. Ello se puede evitar usando una antena que tenga polarización circular, y ello puede conseguirse, por ejemplo en el caso de los dipolos, con dos antenas (en general, dos grupos de antenas) orientadas perpendicularmente y con un retraso de 90º entre ellas, teniéndose así una polarización circular en ambos extremos de la transmisión. En el caso de emplear directamente antenas más grandes, que estén polarizadas circularmente, entonces no será necesario realizar este desfase.

En general, aunque el uso de polarizaciones circulares simplifique el diseño, debería considerarse la función G(t)C_{p}(t), es decir el producto de la ganancia de la antena G(t) por las pérdidas de polarización C_{p}(t), en lugar de solamente la función G(t), para calcular los diagramas de radiación obtenidos al rotar la antena.

Como ya se ha indicado anteriormente, preferentemente por lo menos uno de dichos movimientos periódicos es una rotación o una combinación de una pluralidad de rotaciones. Las rotaciones son movimientos sencillos de generar. La elección de una rotación o una composición de rotaciones dependerá de la antena a rotar y el diagrama de radiación que se desee obtener.

El movimiento periódico puede ser realizado de diversas maneras. Por un lado, una solución preferente consiste en que por lo menos uno de los grupos de antenas realiza realmente el movimiento periódico correspondiente de una forma real y de una forma continua, como en los ejemplos comentados anteriormente. En este caso, preferentemente el movimiento se realizaría mediante micromotores, es decir mediante motores fabricados mediante tecnologías propias de los micromecanismos (MEMS), ya que de esta manera es posible fabricar todo el dispositivo emisor y/o receptor de una forma particularmente reducida y compacta. Los micromotores permiten alcanzar velocidades de giro muy elevadas a costes muy reducidos, de manera que son posibles los micromotores que giran a más de 30.000 revoluciones por minuto (r.p.m.).

Otra alternativa consiste en realizar el movimiento, pero no de una forma continua sino de una forma escalonada, de manera que la antena efectúa unos breves y rápidos movimientos entre los que intercala breves periodos de reposo. La señal de salida será casi igual a la señal de salida de una antena hipotética que realice el movimiento de una forma continua, pero estará discretizada, o cuantificada, lo cual de hecho es un fenómeno que también tiene lugar en el caso de una digitalización de la señal. En este caso, la señal de salida de la antena hipotética (que se mueve de una forma continua) no es idéntica en sentido estricto a la señal de salida de la antena del dispositivo (que se mueve "a saltos"), sin embargo es muy parecida y permite obtener (o emitir) la información deseada. En este sentido se ha empleado en la presente descripción y reivindicaciones la expresión "correspondiente": las dos señales no son idénticas entre sí, pero la señal real es una discretización de la señal hipotética, correspondiente a la congelación del movimiento periódico en unos instantes determinados (con la antena en unas orientaciones determinadas escogidas de entre las orientaciones que adopta la antena hipotética), y al salto "instantáneo" de la antena de una orientación a la siguiente.

Una tercera alternativa consiste en que por lo menos uno de los grupos de antenas incluya una pluralidad de antenas fijas orientadas en el espacio de una forma diferenciada entre sí, de manera que cada una de dichas antenas tenga una orientación que coincida con una de las orientaciones momentáneas de la antena hipotética correspondiente. Efectivamente, de esta manera no es necesario realizar un movimiento físico de la antena sino que se dispone de una pluralidad de antenas, cada una de ellas dispuesta en una de las orientaciones escogidas de la alternativa anterior, y en cada instante se tiene conectada al circuito de salida a la antena que tenga la orientación correspondiente (o lo más próxima) a la que tendría la antena hipotética en su movimiento continuo. En este caso es necesario disponer de todo un grupo de antenas, que en esta alternativa no puede estar formado por una única antena sino que tiene que estar formado por una pluralidad de antenas, para obtener el efecto correspondiente al de una antena hipotética. A cambio, es posible simular un movimiento periódico simplemente a base de una pluralidad de antenas estáticas adecuadamente conectadas entre sí, y con un circuito de control que las conecte y desconecte de una forma secuencial determinada. Debe tenerse en cuenta que en el caso de ser necesario que el ancho de banda mínimo operativo sea de 5 KHz (como por ejemplo para el caso de aplicaciones telefónicas), ello exige velocidades de giro de 300.000 r.p.m. Con esta alternativa no es necesario alcanzar estar velocidades de giro de una forma mecánica sino que se consiguen de una forma "virtual". En lugar de elevadas velocidades de giro, se necesita disponer de una mayor cantidad de antenas y de una velocidad de conmutación elevada, lo que es técnicamente menos complejo.

Ventajosamente el dispositivo de acuerdo con la invención comprende un circuito transformador a la salida de cada antena o grupo de antenas que modifica la señal de salida grupal (es decir la de cada uno de los grupos de antenas) o la señal de salida local (es decir, la señal de salida de cada antena) de por lo menos uno de los grupos de antenas o de por lo menos una de las antenas, de manera que la señal de salida (grupal o local) pueda tener valores positivos y negativos, de manera que la señal de salida (grupal o local) queda multiplicada por una función B(t). Este circuito transformador puede estar a la salida de cada antena o grupo de antenas y no únicamente al final de todo el conjunto. Preferentemente el circuito transformador (que, conceptualmente, es un amplificador) simplemente invierte la polaridad de la señal de salida (grupal o local), de manera que la función B(t) puede tener únicamente uno de los dos valores +1 y -1 en cada momento. Para conseguir un circuito transformador de estas características se emplea preferentemente un circuito transformador que comprenda unos relés miniaturizados (preferentemente unos relés miniaturizados de acuerdo con la invención) ya que de esta manera se reduce la introducción de ruidos propios de los dispositivos activos y se evita la limitación de ancho de banda que comporta el empleo de elementos activos. En el caso de la configuración de un grupo de antenas fijas que se conectan/desconectan con relés para simular el movimiento de la antena hipotética (que se ha descrito anteriormente), pueden usarse estos mismos relés para invertir o no la señal (grupal o local) en cada momento (es decir, multiplicar por +1 o -1). Alternativamente, es posible incluir en el circuito transformador unos amplificadores activos. De esta manera se puede conseguir que la función B(t) adopte cualquier valor real (y no solamente +1 y -1) lo que permitirá mejorar aun más la directividad del conjunto, a pesar del posible incremento de ruido interno y de la posible reducción del ancho de banda admisible.

En el caso de no realizar el movimiento físico de las antenas sino de simularlo mediante una pluralidad de antenas fijas adecuadamente orientadas en el espacio y adecuadamente interconectadas, tal como ya se ha comentado anteriormente, y en el caso de que estas antenas tengan además un circuito transformador que amplifique la señal (grupal o local) de las mismas, entonces es posible diseñar un modo de realización de la invención particularmente ventajoso, consistente en dejar las antenas permanentemente conectadas en lugar de ir conectándolas y desconectándolas, y preferentemente la función B(t) es constante y no depende del tiempo. Efectivamente en el caso que interese la banda central de la señal es posible mantener las antenas conectadas permanentemente, cada una de ellas con un amplificador de ganancia fija a lo largo del tiempo, y de manera que se sumen todas las señales de salida (grupal o locales), no siendo necesario en este caso realizar ningún filtrado para obtener la banda continua deseada. De esta manera se obtiene un diseño más sencillo y se reducen posibles problemas de alta frecuencia. En este caso se trata de un sistema de N antenas en la que cada antena i tiene una ganancia G_{ij}, donde j especifica la dirección. Cada antena i tendrá un voltaje v_{i} en sus terminales. El conjunto de las señales recibidas/transmitidas del espacio en cada dirección j es w_{j}. De esta manera en el caso que el dispositivo actúe como un dispositivo receptor, se puede escribir la siguiente expresión:

[v_{i}] = [G_{ij}] \cdot [w_{j}]

siendo posible obtener el valor de w_{j} como una combinación lineal de v_{j}.

En el caso de que el dispositivo esté actuando como un dispositivo emisor, entonces se puede escribir la siguiente expresión:

[w_{j}] = [G_{ji}] \cdot [v_{i}]

en este caso son los valores de v_{i} los que se pueden obtener como una combinación lineal de los valores w_{i}. Dado que, para una antena altamente directiva, usualmente tendremos la expresión

w_{j} = \delta_{jk} V_{i} (t)

donde \delta_{jk} es la delta de Kronecker, es decir w_{j} = V_{i} (t) para la dirección (j = k) y w_{j} = 0 para todas las restantes direcciones. Ello quiere decir que cada antena será alimentada por un amplificador de ganancia variable. La ganancia de cada amplificador será diferente, y dependerá de la dirección en la que se desea emitir. La directividad de este dispositivo es proporcional al número de antenas, siendo posible alcanzar valores de directividad tan altos como se desee. Dado que en el caso de diseños de este tipo con una elevada directividad la señal recibida será baja y los problemas de ruidos internos pueden ser importantes, puede ser conveniente reducir la temperatura del dispositivo mediante algún dispositivo refrigerador, como por ejemplo incorporando una célula Peltier en el propio circuito integrado. Otra ventaja de un dispositivo de este tipo es que puede ser dirigido electrónicamente hacia cualquier dirección, simplemente modificando los valores de amplificación de los amplificadores que participan en la combinación lineal de las señales. Ello puede conseguirse fácilmente mediante el empleo de relés miniaturizados.

En general, una forma preferente de mejorar la relación señal/ruido del dispositivo en general y/o de cada antena en particular consiste en refrigerar por lo menos una antena mediante una célula de efecto Peltier.

Como ya se ha dicho anteriormente, preferentemente el dispositivo es un micromecanismo. En este caso es particularmente ventajoso dotar al dispositivo de relés miniaturizados, de manera que las antenas estén conectadas entre sí mediante relés miniaturizados. Además, en el caso de emplear antenas micromecanizadas y relés miniaturizados simultáneamente, es posible incluir todo el conjunto, en un circuito impreso, eventualmente con el correspondiente circuito de control. Preferentemente los relés miniaturizados deben permiten establecer conexiones eléctricas con una velocidad de conmutación muy elevada, trabajar en un rango de frecuencias muy elevado, y tener una resistencia de conexión muy baja.

Actualmente hay varias alternativas para la realización de relés miniaturizados, en particular, dentro de la tecnología denominada MEMS (micro electro-mechanical systems - sistemas microelectromecánicos), Microsystems (microsistemas) y/o Micromachines (micromáquinas). En principio pueden clasificarse según el tipo de fuerza o mecanismo de actuación que usan para mover el electrodo de contacto. Así, se suelen clasificar como relés electrostáticos, magnéticos, térmicos o piezoeléctricos. Cada uno de ellos tiene sus ventajas e inconvenientes. Sin embargo las técnicas de miniaturización exigen el empleo de tensiones de activación lo más pequeñas posibles y superficies lo más pequeñas posibles. Los relés conocidos en el estado de la técnica tienen diversos problemas para poder avanzar en este sentido.

Una forma de reducir la tensión de activación es precisamente incrementar las superficies del relé, lo que dificulta su miniaturización, aparte de ser más sensible a la aparición de deformaciones lo que reduce la vida útil y fiabilidad del relé. En los relés electrostáticos, otra solución para disminuir la tensión de activación es reducir mucho el espacio entre los electrodos, o emplear electrodos muy delgados o emplear materiales especiales, de manera que la fuerza mecánica de recuperación sea muy baja. Sin embargo esto trae consigo otros problemas de enganchamiento, ya que las fuerzas de capilaridad se hacen muy importantes, lo que reduce asimismo la vida útil y la fiabilidad de estos relés. El empleo de tensiones de activación elevadas tiene asimismo otros efectos negativos como la ionización de los componentes, el desgaste acelerado debido a los fuertes golpes mecánicos y el ruido eléctrico que genera todo el relé.

Los relés electrostáticos tienen también un problema importante de fiabilidad debido al fenómeno llamado "pull-in", y que consiste en que, superado un cierto umbral de tensión, el electrodo de contacto se mueve acelerándose cada vez más contra el otro electrodo libre. Esto es debido a que conforme se cierra el relé, el condensador que ejerce la fuerza electrostática para este cierre, aumenta mucho su capacidad (y llegaría a infinito si no se pusiera un tope antes). La consecuencia de esto es un desgaste importante de los electrodos debido al elevado campo eléctrico que se genera y al choque debido a la aceleración que ha sufrido el electrodo móvil.

Las soluciones térmicas, magnéticas y piezoeléctricas requieren materiales y procesos de micromecanizado especiales, de forma que se hace difícil y/o costoso integrarlos en dispositivos MEMS más complejos, o en un mismo integrado con circuitería electrónica. Además la solución térmica es muy lenta (es decir, el circuito tarda mucho en cerrarse o abrirse), y consume mucha potencia. La solución magnética hace ruido electromagnético, que dificulta mucho más el poder tener circuitería electrónica cerca, y requiere elevadas corrientes de pico para su conmutación.

En la presente memoria debe entenderse como relé todo dispositivo apto para abrir y cerrar por lo menos un circuito eléctrico externo, donde por lo menos una de las acciones de apertura y cierre del circuito eléctrico externo se hace mediante una señal electromagnética.

En la presente descripción y reivindicaciones se ha empleado la expresión "punto de contacto" para referirse a superficies de contacto en las que se realiza (o puede realizar) un contacto eléctrico. En este sentido, no se deben interpretar como puntos en sentido geométrico, ya que son elementos tridimensionales, sino en sentido eléctrico, como puntos de un circuito eléctrico.

Preferentemente, el dispositivo emisor y/o receptor de señales electromagnéticas de acuerdo con la invención comprende un relé miniaturizado el cual, a su vez, comprende:

- una primera zona enfrentada a una segunda zona,

- una primera placa de condensador,

- una segunda placa de condensador dispuesta en la segunda zona, donde la segunda placa es menor o igual que la primera placa,

- un espacio intermedio dispuesto entre la primera zona y la segunda zona,

- un elemento conductor dispuesto en el espacio intermedio, el elemento conductor siendo mecánicamente independiente de la primera zona y la segunda zona y siendo apto para efectuar un desplazamiento a través del espacio intermedio en función de unos voltajes presentes en las primera y segunda placas de condensador,

- un primer punto de contacto de un circuito eléctrico, un segundo punto de contacto del circuito eléctrico, donde el primer y el segundo punto de contacto definen unos primeros topes, donde el elemento conductor es apto para entrar en contacto con los primeros topes y donde el elemento conductor cierra el circuito eléctrico cuando está en contacto con los primeros topes.

Efectivamente el relé de acuerdo con la invención tiene el elemento conductor, es decir el elemento responsable de que se abra y se cierre el circuito eléctrico externo (a través del primer punto de contacto y del segundo punto de contacto), como una pieza suelta capaz de moverse libremente. El elemento conductor no está unido a ningún sitio. Es decir no se está empleando la fuerza elástica del material para forzar uno de los movimientos del relé. Ello permite una pluralidad de soluciones diferentes, todas ellas gozando de la ventaja de requerir unas tensiones de activación muy pequeñas y permitiendo unos tamaños de diseño muy pequeños. El elemento conductor está alojado en el espacio intermedio. El espacio intermedio está cerrado por la primera y la segunda zona y por unas paredes laterales que impiden que el elemento conductor se salga del espacio intermedio. Al aplicar unos voltajes a la primera y a la segunda placa de condensador se inducen unos repartos de cargas en el elemento conductor que generan unas fuerzas electrostáticas que consiguen desplazar el elemento conductor en un sentido a lo largo del espacio intermedio. Mediante diferentes diseños que se detallarán a continuación se puede aprovechar este efecto de diversas maneras.

Adicionalmente, un relé de acuerdo con la invención resuelve asimismo satisfactoriamente el problema del "pull-in" anteriormente citado.

Otra ventaja adicional del relé de acuerdo con la invención es la siguiente: en los relés electrostáticos convencionales, si en una posición determinada se engancha el elemento conductor (lo cual depende mucho, entre otros factores, de la humedad) no hay forma de desengancharlo (excepto con una intervención externa, como por ejemplo secándolo) ya que al ser la fuerza de recuperación elástica, siempre es la misma (depende solamente de la posición) y no se puede aumentar. En cambio, si a un relé de acuerdo con la invención se le engancha el elemento conductor, siempre sería posible desengancharlo a base de aumentar el voltaje.

En función de la geometría del espacio intermedio y del posicionamiento de las placas de condensador se pueden conseguir diversos tipos de relés, con diversas aplicaciones y diversos modos de funcionamiento.

Por ejemplo, el movimiento del elemento conductor puede ser de diversas maneras:

- una primera posibilidad es que el elemento conductor pueda moverse a lo largo del espacio intermedio con un movimiento de traslación, es decir, de una forma substancialmente rectilínea (dejando aparte posibles golpes u oscilaciones y/o movimientos provocados por fuerzas externas no previstas y/o indeseadas) entre la primera zona y la segunda zona.

- una segunda posibilidad es que el elemento conductor tenga un extremo substancialmente fijo, alrededor del cual pueda rotar el elemento conductor. El eje de rotación puede hacer la función de punto de contacto del circuito eléctrico externo y el extremo libre del elemento conductor puede desplazarse entre las primera zona y la segunda zona y hacer o no hacer contacto con otro punto de contacto, en función de su posición. Como se comentará a continuación, esta solución tiene una serie de ventajas específicas.

Ventajosamente el primer punto de contacto está entre la segunda zona y el elemento conductor. Ello permite obtener toda una gama de soluciones que se comentan a continuación.

Una forma preferente de realización se obtiene cuando la primera placa está en la segunda zona. Alternativamente se puede diseñar el relé de manera que la primera placa esté en la primera zona. En el primer caso se consigue un relé que tiene una menor tensión de activación y una mayor velocidad. Por el contrario, en el segundo caso el relé presenta una velocidad menor, lo cual significa que los golpes que sufren el elemento conductor y los topes son más suaves, y un consumo de potencia menor. De esta manera se puede elegir una u otra alternativa en función de los requerimientos específicos en cada caso.

Una forma preferente de realización de la invención se obtiene cuando el segundo punto de contacto se encuentra asimismo en la segunda zona. En este caso se dispone de un relé en el que el elemento conductor realiza el movimiento de traslación substancialmente rectilíneo. Cuando el elemento conductor está en contacto con los primeros topes, es decir con el primer y el segundo punto de contacto del circuito eléctrico, el circuito eléctrico está cerrado, y es posible abrir el circuito eléctrico mediante diversos tipos de fuerzas, que se detallarán más adelante. Para volver a cerrar el circuito eléctrico, es suficiente con aplicar un voltaje entre la primera placa y la segunda placa del condensador. Ello provoca que el elemento conductor sea atraído hacia la segunda zona, volviendo a contactar con el primer y el segundo punto de contacto.

En el caso que se disponga de la primera placa de condensador en la primera zona y de la segunda placa de condensador en la segunda zona, una forma de conseguir la fuerza necesaria para abrir el circuito citada en el párrafo anterior es mediante la adición de una tercera placa de condensador dispuesta en la segunda zona, donde la tercera placa de condensador es menor o igual que la primera placa de condensador, y donde las segunda y tercera placas de condensador son, juntas, mayores que la primera placa de condensador. Con esta distribución la primera placa de condensador está a un lado del espacio intermedio y la segunda y la tercera placas de condensador están al otro lado del espacio intermedio y próximas entre sí. De esta forma se puede forzar el desplazamiento del elemento conductor en ambos sentidos mediante fuerzas electrostáticas y, además, se puede garantizar el cierre del circuito eléctrico externo aunque el elemento conductor quede a un voltaje en principio desconocido, que será forzado por el circuito externo que cierra.

Otra forma preferente de realización de la invención se obtiene cuando el relé comprende adicionalmente una tercera placa de condensador dispuesta en dicha segunda zona y una cuarta placa de condensador dispuesta en dicha primera zona, donde dicha primera placa de condensador y dicha segunda placa de condensador son iguales entre sí, y dicha tercera placa de condensador y dicha cuarta placa de condensador son iguales entre sí. Efectivamente de esta manera, si se desea que el elemento conductor se desplace hacia la segunda zona, se puede aplicar un voltaje a la primera y cuarta placas de condensador, por un lado, y a la segunda o a la tercera placas de condensador, por el otro lado. Dado que el elemento conductor se desplazará hacia el lugar en el que esté la placa de condensador más pequeña, se desplazará hacia la segunda zona. Asimismo se puede conseguir que la placa de condensador se desplace hacia la primera zona aplicando un voltaje a la segunda y a la tercera placa del condensador y a la primera o a la cuarta placas de condensador. La virtud de esta solución, respecto de la solución más sencilla únicamente con tres placas de condensador, es que es totalmente simétrica, es decir, se puede conseguir exactamente el mismo comportamiento de relé tanto cuando el elemento conductor se desplaza hacia la segunda zona como cuando se desplaza hacia la primera zona. Ventajosamente las primera, segunda, tercera y cuarta placas de condensador son todas iguales entre sí, ya que en general es conveniente que el relé presente diversas simetrías en su diseño. Por un lado está la simetría respecto de la primera y la segunda zona, que acaba de ser comentada. Por otro lado es necesario conservar otros tipos de simetría para evitar otros problemas, como por ejemplo problemas de rotaciones o balanceos del elemento conductor que se comentarán más adelante. En este sentido es particularmente interesante que el relé comprenda, adicionalmente, una quinta placa de condensador dispuesta en la primera zona y una sexta placa de condensador dispuesta en la segunda zona, donde la quinta placa de condensador y la sexta placa de condensador son iguales entre sí. Por un lado el incrementar la cantidad de placas de condensador tiene la ventaja de que las dispersiones de fabricación se compensan mejor. Por otro lado las diversas placas se pueden activar independientemente, tanto desde el punto de vista del voltaje aplicado como del momento de activación. Las seis placas de condensador podrían ser todas iguales entre sí o, alternativamente se podrían hacer las tres placas de un mismo lado de tamaños diferentes entre sí. Ello permitiría minimizar las tensiones de activación. Un relé que tenga tres o más placas de condensador en cada zona permite conseguir simultáneamente los siguientes objetivos:

- puede funcionar en los dos sentidos de una forma simétrica,

- tiene un diseño que permite la mínima tensión de activación para unas dimensiones globales del relé fijas, ya que teniendo dos placas activas en una zona y una placa activa en la otra zona siempre podrán tener áreas distintas,

- permite minimizar el consumo de corriente y de potencia, y permite tener un funcionamiento más suave del relé,

- se puede garantizar la apertura y cierre del relé, independientemente del voltaje que imponga el circuito eléctrico externo al elemento conductor cuando entran en contacto,

- si el relé tiene específicamente seis placas de condensador en cada zona, podría cumplir además con el requisito de simetría central que, como se verá más adelante es otra ventaja de interés. Por lo tanto otra forma preferente de realización de la invención se obtiene cuando el relé comprende seis placas de condensador dispuestas en la primera zona y seis placas de condensador dispuestas en la segunda zona. Sin embargo, no es imprescindible tener seis placas de condensador en cada zona para conseguir simetría central: es posible conseguirla también, por ejemplo, con tres placas de condensador en cada zona, si bien en este caso se debe renunciar a minimizar el consumo de corriente y potencia y a optimizar el funcionamiento "suave" del relé. En general, aumentar la cantidad de placas de condensador en cada zona permite una mayor flexibilidad y versatilidad en el diseño, al mismo tiempo que permite reducir el efecto de las dispersiones propias de fabricación, ya que las dispersiones de cada una de las placas tenderá a compensarse con las dispersiones de las restantes placas.

Sin embargo no debe descartarse que en determinados casos pueda ser interesante provocar deliberadamente la existencia de momentos de fuerza para forzar que el elemento conductor efectúa algún tipo de giro adicionalmente al movimiento de traslación. Ello puede ser interesante, por ejemplo, para vencer posibles enganches o rozamientos del elemento conductor con respecto de paredes fijas.

Ventajosamente el relé comprende un segundo tope (o tantos segundos topes como primeros topes haya) entre la primera zona y el elemento conductor. De esta manera se consigue también una simetría geométrica entre la primera zona y la segunda zona. Cuando el elemento conductor se desplace hacia la segunda zona, lo podrá hacer hasta entrar en contacto con los primeros topes, y cerrará el circuito eléctrico exterior. Cuando el elemento conductor se desplace hacia la primera zona, lo podrá hacer hasta entrar en contacto con el o los segundos topes. De esta manera el recorrido realizado por el elemento conductor es simétrico.

Otra forma preferente de realización de la invención se obtiene cuando el relé comprende un tercer punto de contacto dispuesto entre la primera zona y el elemento conductor, donde el tercer punto de contacto define un segundo tope, de manera que el elemento conductor cierra un segundo circuito eléctrico cuando está en contacto con el segundo punto de contacto y tercer punto de contacto. En este caso el relé actúa como un conmutador, conectando alternativamente el segundo punto de contacto con el primer punto de contacto y con el tercer punto de contacto.

Una forma de realización particularmente ventajosa del caso anterior se obtiene cuando el elemento conductor comprende una parte cilíndrica hueca que define un eje, en cuyo interior se aloja el segundo punto de contacto, y una parte plana que sale de un lado de la parte cilíndrica hueca radialmente y que se extiende en sentido del eje, donde la parte plana tiene una altura, medida en sentido del eje, que es menor que la altura de la parte cilíndrica, medida en sentido del eje. Este caso particular cumple simultáneamente con la circunstancia que el elemento conductor realiza un movimiento de rotación alrededor de uno de sus extremos (ver la "segunda posibilidad" citada anteriormente). Además, la parte cilíndrica es la que descansa sobre unas superficies de apoyo (una a cada extremo del cilindro, y que se extienden entre la primera zona y la segunda zona) mientras que la parte plana sale en voladizo respecto de la parte cilíndrica, ya que tiene una altura menor. Por lo tanto la parte plana no está en contacto con paredes o superficies fijas (excepto el primer y el tercer punto de contacto) y, de esta manera, se reducen las fuerzas de rozamiento y de enganche. Por su parte, el segundo punto de contacto está alojado en la parte interna de la parte cilíndrica, y hace la función de eje de giro al mismo tiempo que la función de segundo punto de contacto. Así, se establece una conexión eléctrica entre el primer punto de contacto y el segundo punto de contacto o entre el tercer punto de contacto y el segundo punto de contacto. La parte cilíndrica hueca define un hueco cilíndrico, que siempre presenta una superficie curvada al segundo punto de contacto lo que reduce los riesgos de enganche y las fuerzas de rozamiento.

Otra forma de realización particularmente ventajosa del caso anterior se obtiene cuando el elemento conductor comprende una parte paralelepipédica hueca que define un eje, en cuyo interior se aloja el segundo punto de contacto, y una parte plana que sale de un lado de la parte cilíndrica hueca radialmente y que se extiende en sentido del eje, donde la parte plana tiene una altura, medida en sentido del eje, que es menor que la altura de la parte paralelepipédica, medida en sentido del eje. Efectivamente, es un caso similar al caso anterior, en el que la parte paralelepipédica define un hueco paralelepipédico. Esta solución puede ser particularmente ventajosa en el caso de soluciones muy pequeñas, ya que entonces la capacidad de resolución del procedimiento de fabricación (en particular en el caso de procedimientos fotolitográficos) obliga al empleo de líneas rectas. En ambos casos se debe destacar que la geometría determinante es la geometría del hueco interior y que, de hecho, son posibles diversas combinaciones:

- eje (segundo punto de contacto) de sección rectangular y hueco de sección rectangular,

- eje de sección circular y hueco de sección circular

- eje de sección circular y hueco de sección rectangular y viceversa

si bien los dos primeros casos son los más interesantes.

Lógicamente, en el caso que las secciones sean rectangulares, debe existir una holgura suficiente entre el eje y la parte paralelepipédica de manera que el elemento conductor pueda rotar alrededor del eje. Asimismo en el caso de secciones circulares pueden existir holguras grandes entre el eje y la parte cilíndrica, de manera que el movimiento real realizado por el elemento conductor sea una combinación de una rotación alrededor del eje y una traslación entre la primera zona y la segunda zona. Debe observarse, además, que también sería posible que el segundo tope no esté conectado eléctricamente a ningún circuito eléctrico: en este caso se tendría un relé que puede abrir y cerrar un único circuito eléctrico, pero en el cual el elemento conductor se mueve mediante un giro (o mediante un giro combinado con una traslación).

Otra forma preferente de realización de la invención se obtiene cuando el relé comprende un tercer punto de contacto y un cuarto punto de contacto dispuestos entre la primera zona y el elemento conductor, donde el tercer punto de contacto y el cuarto punto de contacto definen unos segundos topes, de manera que el elemento conductor cierra un segundo circuito eléctrico cuando está en contacto con el tercer punto de contacto y el cuarto punto de contacto. Efectivamente, en este caso el relé puede conectar dos circuitos eléctricos alternativamente.

Ventajosamente cada uno de los conjuntos de las placas de condensador dispuestas en cada una de las primera zona y segunda zona tiene simetría central respecto de un centro de simetría, donde dicho centro de simetría está superpuesto al centro de masas del elemento conductor. Efectivamente, cada conjunto de las placas de condensador dispuestas en cada una de las zonas genera un campo de fuerzas sobre el elemento conductor. Si la resultante de este campo de fuerzas tiene un momento no nulo respecto del centro de masas del elemento conductor, el elemento conductor no solamente experimentará una traslación, sino que experimentará adicionalmente una rotación alrededor de su centro de masas. En este sentido es conveniente prever que los conjuntos de placas de cada zona tengan simetría central en el caso que no interese esta rotación o, por el contrario, puede ser conveniente prever que sí exista una asimetría central, en el caso que interese inducir una rotación en el elemento conductor respecto de su centro de masas, por ejemplo para vencer fuerzas de rozamiento y/o de enganche.

Como ya se ha indicado anteriormente, el elemento conductor suele estar físicamente encerrado en el espacio intermedio, entre la primera zona, la segunda zona y unas paredes laterales. Ventajosamente entre las paredes laterales y el elemento conductor existe una holgura que es suficientemente pequeña como para imposibilitar geométricamente que el elemento conductor entre en contacto simultáneamente con un punto de contacto del grupo formado por el primer y segundo punto de contacto y con un punto de contacto del grupo formado por el tercer y cuarto punto de contacto. Es decir, se evita que el elemento conductor quede cruzado en el espacio intermedio de tal manera que comunique el primer circuito eléctrico con el segundo circuito eléctrico.

Para evitar enganches y fuerzas de rozamiento elevadas es ventajoso que el elemento conductor tenga superficies externas redondeadas, preferentemente que sea cilíndrico o esférico. La solución esférica minimiza las fuerzas de rozamiento y los enganches en todas las direcciones, mientras que la solución cilíndrica, con las bases del cilindro encaradas a la primera y segunda zona permite obtener unas fuerzas de rozamiento reducidas con las paredes laterales y unas superficies encaradas a las placas de condensador que son grandes y eficaces de cara a la generación de las fuerzas electrostáticas. También tiene más superficie de contacto con los puntos de contacto, lo cual disminuye la resistencia eléctrica que se introduce en el circuito eléctrico conmutado.

Asimismo, en el caso que el elemento conductor presente una cara superior y una cara inferior, que sean perpendiculares al desplazamiento del elemento conductor, y por lo menos una cara lateral, es ventajoso que la cara lateral presente unas breves protuberancias. Estas protuberancias permitirán también reducir los enganches y las fuerzas de rozamiento entre la cara lateral y las paredes laterales del espacio intermedio.

Ventajosamente el elemento conductor es hueco. Ello permite ahorrar masa lo que permite tener inercias menores.

En el caso que el relé disponga de dos placas de condensador (la primera placa y la segunda placa) y que ambas estén en la segunda zona, es ventajoso que la primera placa de condensador y la segunda placa de condensador tengan la misma superficie, ya que de esta forma se obtiene la tensión de activación mínima para una misma superficie total del dispositivo.

En el caso que el relé disponga de dos placas de condensador (la primera placa y la segunda placa) y que la primera placa esté en la primera zona mientras que la segunda placa esté en la segunda zona, es ventajoso que la primera placa de condensador tenga una superficie que es igual al doble de la superficie de la segunda placa de condensador, ya que de esta forma se obtiene la tensión de activación mínima para una misma superficie total del dispositivo.

Otra forma preferente de realización de un relé de la invención se obtiene cuando una de las placas de condensador hace simultáneamente la función de placa de condensador y de punto de contacto (y, consecuentemente, de tope). Este dispositivo permitiría conectar el otro punto de contacto (el del circuito eléctrico externo) a una tensión fija (normalmente VCC o GND) o bien dejarlo en alta impedancia.

Como podrá observarse a continuación, los modos preferentes de realización de relés de acuerdo con la invención representados en las Figs. 7 a 23 incluyen una combinación de las diversas alternativas y opciones explicadas anteriormente, si bien un experto en la materia podrá ver que son alternativas y opciones que pueden ser combinadas de diversas maneras entre sí. Cualquiera de estos relés puede ser incorporado en un dispositivo emisor y/o receptor de señales electromagnéticas como los anteriormente descritos.

En la Fig. 7 se muestra un primer modo básico de funcionamiento de un relé de acuerdo con la invención. El relé define un espacio intermedio 25 en el que se aloja un elemento conductor 7, que se puede mover libremente a lo largo del espacio intermedio 25, ya que es físicamente una pieza suelta que no está físicamente unida a las paredes que definen el espacio intermedio 25. El relé define también una primera zona, a la izquierda de la Fig. 7, y una segunda zona, a la derecha de la Fig. 7. En la segunda zona están dispuestas una primera placa de condensador 3 y una segunda placa de condensador 9. En el ejemplo mostrado en la Fig. 7 ambas placas de condensador 3 y 9 son de áreas diferentes, si bien podrían ser iguales entre sí. La primera placa de condensador 3 y la segunda placa de condensador 9 están conectadas a un circuito de control CC. Al aplicar un voltaje entre la primera placa de condensador 3 y la segunda placa de condensador 9, el elemento conductor es atraído siempre hacia la derecha de la Fig. 7, hacia las placas de condensador 3 y 9. El elemento conductor 7 se desplazará hacia la derecha hasta topar con unos primeros topes 13, que son un primer punto de contacto 15 y un segundo punto de contacto 17 de un primer circuito eléctrico CE1 externo, de manera que el primer circuito eléctrico externo CE1 queda cerrado.

En la Fig. 8 se muestra un segundo modo básico de funcionamiento de un relé de acuerdo con la invención. El relé define nuevamente un espacio intermedio 25 en el que se aloja un elemento conductor 7, que se puede mover libremente a lo largo del espacio intermedio 25, una primera zona, a la izquierda de la Fig. 8, y una segunda zona, a la derecha de la Fig. 8. En la segunda zona está dispuesta una segunda placa de condensador 9 mientras que en la primera zona está dispuesta una primera placa de condensador 3. La primera placa de condensador 3 y la segunda placa de condensador 9 están conectadas a un circuito de control CC. Al aplicar un voltaje entre la primera placa de condensador 3 y la segunda placa de condensador 9, el elemento conductor es atraído siempre hacia la derecha de la Fig. 8, hacia la placa de condensador más pequeña, es decir, hacia la segunda placa de condensador 9. Por ello, el hecho que en el ejemplo mostrado en la Fig. 8 ambas placas de condensador 3 y 9 sean de áreas diferentes es, en este caso, imprescindible que sea así, ya que en el caso de ser de áreas iguales, el elemento conductor 7, no se desplazaría en ningún sentido. El elemento conductor 7 se desplazará hacia la derecha hasta topar con unos primeros topes 13, que son un primer punto de contacto 15 y un segundo punto de contacto 17 de un primer circuito eléctrico CE1 externo, de manera que el primer circuito eléctrico externo CE1 queda cerrado. A la izquierda hay unos segundos topes 19, que no cumplen, en este caso, ninguna función eléctrica sino que impiden que el elemento conductor 7 tope con la primera placa de condensador 3. En este caso los topes 19 podrían eliminarse, pues no hay ningún problema en que el elemento conductor 7 toque la primera placa de condensador 3. Esto es así porque solamente hay una placa de condensador en este lado, ya que si hubiera más y éstas estuvieran conectadas a voltajes distintos entonces los topes serian necesarios para evitar un cortocircuito.

Las configuraciones de relés de las Figs. 7 y 8 son adecuadas para ser usadas como sensores, donde la magnitud a medir ejerce una fuerza que es la que será contrarrestada por la fuerza electrostática inducida en el elemento conductor 7. Tal como han sido representados, en ambos casos la magnitud a medir deberá ejercer una fuerza tendente a abrir el circuito eléctrico CE1, mientras que la fuerza electrostática tenderá a cerrarlo. Sin embargo, se puede diseñar el relé para que trabaje exactamente al revés: de manera que la magnitud a medir tienda a cerrar el circuito eléctrico CE1 mientras que la fuerza electrostática tienda a abrirlo. En este caso, se deberían posicionar los primeros topes 13 a la izquierda de las Figs. 7 y 8, junto con el correspondiente circuito eléctrico CE1. En la Fig. 7 se ha mostrado esta posibilidad con trazos discontinuos. Si se ponen los topes en los dos lados, entonces el sensor podrá detectar la magnitud en los dos sentidos, si bien deberá cambiar el algoritmo, pasando de intentar cerrar a intentar abrir, cuando detecte que ha habido un cambio de sentido, lo que sucederá cuando no consiga cerrar/abrir con la mínima tensión, que es cero. Debe recordarse que el signo del voltaje aplicado no afecta al sentido del movimiento del elemento conductor 7.

Para conseguir desplazar el elemento conductor 7 en ambos sentidos mediante fuerzas electrostáticas, es necesario disponer de una tercera placa de condensador 11, tal como se muestra en la Fig. 9. Dado que el elemento conductor 7 se desplazará siempre hacia donde esté la placa de condensador más pequeña, es necesario, en este caso, que la tercera placa de condensador 11 sea menor que la primera placa de condensador 3, pero que las suma de áreas de la segunda placa de condensador 9 y la tercera placa de condensador 11 sea mayor que la primera placa de condensador 3. De esta manera, activando la primera placa de condensador 3 y la segunda placa de condensador 9, conectándolas a voltajes distintos, pero no la tercera placa de condensador 11, que quedaría en estado de alta impedancia se puede desplazar el elemento conductor 7 a la derecha, mientras que activando las tres placas de condensador 3, 9 y 11 se puede desplazar el elemento conductor 7 hacia la izquierda. En el último caso la segunda placa de condensador 9 y la tercera placa de condensador 11 están a un mismo voltaje, y la primera placa de condensador 3 está a otro voltaje distinto. El relé de la Fig. 9 tiene, además, un segundo circuito eléctrico CE2 externo conectado a los segundos topes 19, de manera que estos segundos topes 19 definen un tercer punto de contacto 21 y un cuarto punto de contacto 23.

En el caso de disponer dos placas de condensador en cada una de las primera y segunda zonas, se podría provocar el movimiento del elemento conductor 7 de dos maneras diferentes:

- aplicando un voltaje entre las dos placas de condensador de una misma zona, de manera que el elemento conductor sea atraído por ellas (funcionamiento equivalente al de la Fig. 7)

- aplicando un voltaje entre una placa de condensador de una zona y una (o las dos) placas de voltaje de la otra zona, de manera que el elemento conductor 7 sea atraído hacia la zona donde el área de condensador cargada eléctricamente sea menor (funcionamiento equivalente al de la Fig. 8).

En las Figs. 10 y 11 se observa un relé diseñado para ser fabricado con tecnología EFAB. Esta tecnología de fabricación de micromecanismos mediante el depósito de capas es conocida por un experto en la materia, y permite la realización de muchas capas y tiene una gran flexibilidad en el diseño de estructuras tridimensionales. El relé está montado sobre un substrato 1 que cumple una función de soporte, y que en diversas Figs. no ha sido representado para mayor simplicidad de las mismas. El relé presenta una primera placa de condensador 3 y una cuarta placa de condensador 5 dispuestas a la izquierda (de acuerdo con la Fig. 11) de un elemento conductor 7, y una segunda placa de condensador 9 y una tercera placa de condensador 11 dispuestas a la derecha del elemento conductor 7. El relé tiene también dos primeros topes 13 que son el primer punto de contacto 15 y el segundo punto de contacto 17, y dos segundos topes 19 que son el tercer punto de contacto 21 y el cuarto punto de contacto 23. El relé está tapado por su parte superior si bien no se muestra esta tapa para poder apreciar los detalles del interior.

El relé se desplaza de izquierda a derecha, y viceversa, según la Fig. 11, a lo ancho del espacio intermedio 25. Como puede verse los primeros topes 13 y los segundos topes 19 son más próximos al elemento conductor 7 que las placas de condensador 3, 5, 9 y 11. De esta manera el elemento conductor 7 se puede mover de izquierda a derecha, cerrando los correspondientes circuitos eléctricos, sin interferir con las placas de condensador 3, 5, 9 y 11, y sus circuitos de control correspondientes.

El elemento conductor 7 presenta un espacio interno 27 hueco.

Entre el elemento conductor 7 y las paredes que conforman el espacio intermedio 25 (es decir los primeros topes 13, los segundos topes 19, las placas de condensador 3, 5, 9 y 11 y las dos paredes laterales 29) existe una holgura que es lo suficientemente pequeña como para evitar que el elemento conductor 7 pueda girar a lo largo de un eje perpendicular al plano del papel de la Fig. 11 lo suficiente como para poner en contacto el primer punto de contacto 15 con el tercer punto de contacto 21 o el segundo punto de contacto 17 con el cuarto punto de contacto 23. En las Figs. sin embargo, la holgura no está dibujada a escala real para permitir una mayor claridad de las Figs.

En las Figs. 12 a 14 se observa otro relé diseñado para ser fabricado con tecnología EFAB. En este caso el elemento conductor 7 se desplaza en sentido vertical, de acuerdo con las Figs. 12 a 14. El empleo de una u otra alternativa de movimiento del relé depende de criterios de diseño. La tecnología de fabricación consiste en el depósito de diversas capas. En todas las Figs. las cotas en sentido vertical están muy exageradas, es decir los dispositivos físicos son mucho más planos de lo que se muestra en todas las Figs. En el caso de que interese obtener unas superficies de condensador grandes será preferible construir el relé de una forma similar a lo mostrado en las Fig. 12 a 14 (relé vertical), mientras se construirá un relé de una forma similar a la mostrada en las Figs. 10 y 11 (relé horizontal) cuando interese hacerlo con un número menor de capas. En el caso de emplear determinadas tecnologías (como las usualmente conocidas como polyMUMPS, Dalsa, SUMMIT, Tronic's, Qinetiq's, etc.), el número de capas está siempre muy limitado. La ventaja del relé vertical es que se obtienen superficies más grandes con menos área de chip, y esto implica tensiones de activación mucho menores (usando la misma área de chip).

Conceptualmente el relé de las Figs. 12 a 14 es muy similar al relé de las Figs. 10 y 11, y presenta la primera placa de condensador 3 y la cuarta placa de condensador 5 dispuestas en la parte inferior (Fig. 14), así como los segundos topes 19 que son el tercer punto de contacto 21 y el cuarto punto de contacto 23. Como puede verse los segundos topes 19 están por encima de las placas de condensador, de manera que el elemento conductor 7 puede apoyarse sobre los segundos topes 19 sin entrar en contacto con la primera y la cuarta placa de condensador 3, 5. En el extremo superior (Fig. 12) se encuentran la segunda placa de condensador 9, la tercera placa de condensador 11 y dos primeros topes 13 que son el primer punto de contacto 15 y el segundo punto de contacto 17. En este caso la holgura presente entre el elemento conductor 7 y las paredes laterales 29 es también lo suficientemente pequeña como para evitar que se ponga en contacto el primer punto de contacto 15 con el tercer punto de contacto 21 o el segundo punto de contacto 17 con el cuarto punto de contacto 23.

El relé mostrado en las Figs. 15 y 16 es un ejemplo de un relé en el que el movimiento del elemento conductor 7 es substancialmente una rotación alrededor de uno de sus extremos. Este relé tiene una primera placa de condensador 3, una segunda placa de condensador 9, una tercera placa de condensador 11 y una cuarta placa de condensador 5, todas montadas sobre un substrato 1. Adicionalmente presenta un primer punto de contacto 15 y un tercer punto de contacto 21 enfrentados entre sí. La distancia entre el primer punto de contacto 15 y el tercer punto de contacto 21 es menor que la distancia existente entre las placas de condensador. El elemento conductor 7 tiene una parte cilíndrica 31 que es hueca, donde el hueco es asimismo cilíndrico. En el interior del hueco cilíndrico se aloja un segundo punto de contacto 17, que es de sección circular.

De esta manera el elemento conductor 7 establecerá un contacto eléctrico entre el primer punto de contacto 15 y el segundo punto de contacto 17 o el tercer punto de contacto 21 y el segundo punto de contacto 17. El movimiento que realiza el elemento conductor 7 es substancialmente un giro alrededor del eje definido por la parte cilíndrica 31. La holgura entre el segundo punto de contacto 17 y la parte cilíndrica 31 está exagerada en la Fig. 15, sin embargo sí es cierto que existe una cierta holgura con lo cual el movimiento realizado por el elemento conductor 7 no es una rotación pura sino que realmente es una combinación de una rotación y una traslación.

De la parte cilíndrica 31 se extiende una parte plana 33 que tiene una altura menor que la parte cilíndrica 31, medida en sentido del eje de dicha parte cilíndrica 31. Esto se puede observar con más detalle en la Fig. 16, en la que se ve una vista casi de perfil de la parte cilíndrica 31 y la parte plana 33. De esta manera se evita que la parte plana 33 esté en contacto con el substrato 1, lo que reduce las fuerzas de rozamiento y los enganches.

Como puede verse substituyendo la parte cilíndrica 31 por una parte paralelepipédica y el segundo punto de contacto 17 de sección circular por uno de sección cuadrada, siempre y cuando la holgura fuese suficiente, se podría diseñar un relé conceptualmente equivalente al de las Figs. 15 y 16.

Si, por ejemplo, en el relé mostrado en las Figs. 15 y 16 se eliminan el primer punto de contacto 15 y/o el tercer punto de contacto 21, entonces será las propias placas de condensador (concretamente la tercera placa de condensador 11 y la cuarta placa de condensador 5) las que harán de puntos de contacto y de topes. Mediante una adecuada elección de las tensiones a que deben trabajar las placas de condensador se puede conseguir que esta tensión sea siempre VCC o GND. Otro caso posible sería si, por ejemplo, el tercer punto de contacto 21 no estuviese conectado eléctricamente a ningún circuito externo. Entonces el tercer punto de contacto sería únicamente un tope, y cuando el elemento conductor 7 estuviese poniendo en contacto el segundo punto de contacto 17 con el tercer punto de contacto 21, el circuito quedaría con el segundo punto de contacto 17 en alta impedancia.

El relé mostrado en la Fig. 17 está diseñado para ser fabricado con tecnología polyMUMPS. Como ya se ha dicho anteriormente, esta tecnología es conocida por un experto en la materia, y se caracteriza por ser un micromecanizado en superficie de 3 capas estructurales y 2 sacrificiales. Sin embargo, conceptualmente es similar al relé mostrado en las Figs. 15 y 16, si bien existen algunas diferencias. Así, en el relé de la Fig. 17, la primera placa de condensador 3 es igual a la tercera placa de condensador 11, pero es diferente a la segunda placa de condensador 9 y a la cuarta placa de condensador 5, que son iguales entre sí y menores que las anteriores. Por su parte, el segundo punto de contacto 17 presenta un ensanchamiento en su extremo superior que permite retener al elemento conductor 7 en el espacio intermedio 25. El segundo punto de contacto 17 de las Figs. 15 y 16 también podría presentar este tipo de ensanchamiento. También es interesante observar que en este relé la distancia entre el primer punto de contacto 15 y el tercer punto de contacto 21 es igual a la distancia existente entre las placas de condensador. Dado que el movimiento del elemento conductor 7 es un movimiento de giro alrededor del segundo punto de contacto 17, el extremo opuesto del elemento conductor describe un arco de manera que realiza el contacto con el primer o el tercer punto de contacto 15, 21 antes que la parte plana 33 pueda tocar las placas de condensador.

En la Fig. 18 se muestra otro relé diseñado para ser fabricado con tecnología polyMUMPS. Este relé es similar al relé de las Figs. 10 y 11, si bien presenta, adicionalmente, una quinta placa de condensador 35 y una sexta placa de condensador 37.

En la Fig. 19 se muestra un relé equivalente al mostrado en las Figs. 10 y 11, pero que presenta seis placas de condensador en la primera zona y seis placas de condensador en la segunda zona. Además, se observa la tapa superior que evita que se salga el elemento conductor 7.

En las Figs. 20 y 21 se muestra un relé que tiene el elemento conductor 7 cilíndrico. En el caso del relé de la Fig. 20, las paredes laterales 29 que rodean al elemento conductor son paralelepipédicas, mientras que en el relé de la Fig. 21 las paredes laterales 29 que rodean al elemento conductor 7 son cilíndricas. Por su parte, en la Fig. 22 se muestra una esfera fabricada mediante micromecanizado en superficie, observándose que está formada por una pluralidad de discos cilíndricos de diámetros variables. Un relé con un elemento conductor 7 esférico como el de la Fig. 22 puede ser, por ejemplo, muy similar conceptualmente al de las Figs. 20 ó 21 sustituyendo el elemento conductor 7 cilíndrico por el esférico. Únicamente deben tenerse en cuenta unos ajustes geométricos en la disposición de las placas de condensador y de los puntos de contacto en el extremo superior, para evitar que el elemento conductor 7 esférico toque primero las placas de condensador que los puntos de contacto o, en su caso, los topes correspondientes.

En la Fig. 23 se observa una variante del relé mostrado en las Figs. 10 y 11. En este caso el elemento conductor 7 tiene unas protuberancias 39 en sus caras laterales 41.

Como puede observarse, la invención es particularmente interesante como un dispositivo MEMS. Mediante esta tecnología es posible la inclusión de una elevada cantidad de antenas (por ejemplo dipolos) en una pastilla de silicio de reducidas dimensiones. De esta manera se puede obtener un circuito integrado que tenga las prestaciones de una antena altamente directiva. En el caso de emplear las soluciones que comprenden grupos de antenas fijas que simulan antenas en movimiento periódico, puede observarse que las soluciones propuestas con relés MEMS son particularmente interesantes, ya que pueden diseñarse y fabricarse antenas altamente directivas extremadamente compactas y con unos costes que las hacen interesantes para diversas de aplicaciones. En función de las tecnologías empleadas tanto para la fabricación de los componentes MEMS (antenas, micromotores, relés) como para la fabricación de los circuitos de control correspondientes, se podrán fabricar circuitos integrados híbridos o monolíticos. Además, deben tenerse en cuenta que los dispositivos de acuerdo con la invención son altamente directivos a baja frecuencia, lo que los hace particularmente interesantes para múltiples aplicaciones.

Claims

1. Dispositivo emisor y/o receptor de señales electromagnéticas que define un ancho de banda mínimo operativo y que comprende por lo menos un primer grupo de antenas, dicho primer grupo comprendiendo por lo menos una antena, caracterizado porque dicho primer grupo genera una señal de salida correspondiente a la señal de salida generada por una antena hipotética igual que dicha antena, cuando dicha antena hipotética esté realizando un primer movimiento periódico, donde dicho primer movimiento periódico tiene una primera frecuencia superior a dicho ancho de banda mínimo operativo.

2. Dispositivo según la reivindicación 1, caracterizado porque comprende una pluralidad de grupos de antenas, cada uno de dichos grupos comprendiendo por lo menos una antena, donde cada uno de dichos grupos genera una señal de salida correspondiente a la señal de salida generada por dicha antena hipotética cuando esté realizando un movimiento periódico, donde dicho movimiento periódico tiene una frecuencia superior a dicho ancho de banda mínimo operativo y donde las frecuencias correspondientes a cada una de dichas señales de salida son diferentes entre sí.

3. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 ó 2, caracterizado porque por lo menos uno de dichos grupos de antenas está orientado de forma perpendicular y retrasado 90º respecto de otro de dichos grupos de antenas.

4. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque por lo menos uno de dichos movimientos periódicos es una rotación.

5. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque por lo menos uno de dichos movimientos periódicos es una combinación de una pluralidad de rotaciones.

6. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque la o las antenas de por lo menos uno de dichos grupos realiza realmente el movimiento periódico correspondiente.

7. Dispositivo según la reivindicación 6, caracterizado porque dicha o dichas antenas son movidas mediante micromotores.

8. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque por lo menos uno de dichos grupos incluye una pluralidad de antenas fijas orientadas en el espacio de una forma diferenciada entre sí, de manera que cada una de dichas antenas tenga una orientación que coincida con una de las orientaciones momentáneas de la antena hipotética correspondiente.

9. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque comprende un circuito transformador que modifica la señal de salida grupal de por lo menos un grupo de antenas o la señal de salida local de por lo menos una antena de manera que dicha señal de salida grupal o dicha señal de salida local pueda tener valores positivos y negativos.

10. Dispositivo según la reivindicación 9, caracterizado porque dicho circuito transformador invierte la polaridad de dicha señal de salida grupal o dicha señal de salida local.

11. Dispositivo según la reivindicación 10, caracterizado porque dicho circuito transformador comprende unos relés miniaturizados.

12. Dispositivo según la reivindicación 9, caracterizado porque dicho circuito transformador comprende unos amplificadores que amplifican dicha señal de salida grupal o dicha señal de salida local de acuerdo con una función B(t), donde dicha función B(t) puede adoptar cualquier valor real.

13. Dispositivo según las reivindicaciones 8 y 12, caracterizado porque dichas antenas fijas están conectadas permanentemente entre sí.

14. Dispositivo según la reivindicación 13, caracterizado porque dicha función B(t) es constante y no depende del tiempo.

15. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 14, caracterizado porque comprende una pluralidad de antenas idénticas conectadas entre sí en paralelo.

16. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 15, caracterizado porque comprende por lo menos una antena refrigerada mediante una célula de efecto Peltier.

17. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 16, caracterizado porque dichas antenas están conectadas entre sí mediante un relé miniaturizado.

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18. Dispositivo según una de las reivindicaciones 11 ó 17, caracterizado porque dicho relé miniaturizado comprende:

- una primera zona enfrentada a una segunda zona,

- una primera placa de condensador (3),

- una segunda placa de condensador (9) dispuesta en dicha segunda zona, donde dicha segunda placa es menor o igual que dicha primera placa,

- un espacio intermedio (25) dispuesto entre dicha primera zona y dicha segunda zona,

- un elemento conductor (7) dispuesto en dicho espacio intermedio (25), dicho elemento conductor (7) siendo mecánicamente independiente de dichas primera zona y segunda zona y siendo apto para efectuar un desplazamiento a través de dicho espacio intermedio (25) en función de unos voltajes presentes en dichas primera y segunda placas de condensador,

- un primer punto de contacto (15) de un circuito eléctrico, un segundo punto de contacto (17) de dicho circuito eléctrico, donde dichos primer y segundo punto de contacto (15, 17) definen unos primeros topes (13), donde dicho elemento conductor (7) es apto para entrar en contacto con dichos primeros topes (13) y donde dicho elemento conductor (7) cierra dicho circuito eléctrico cuando está en contacto con dichos primeros topes (13).

19. Dispositivo según la reivindicación 18, caracterizado porque dicho primer punto de contacto (15) está entre dicha segunda zona y dicho elemento conductor (7).

20. Dispositivo según una de las reivindicaciones 18 ó 19, caracterizado porque dicha primera placa está en dicha segunda zona.

21. Dispositivo según una de las reivindicaciones 18 ó 19, caracterizado porque dicha primera placa está en dicha primera zona.

22. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones 18 a 21, caracterizado porque dicho segundo punto de contacto (17) está asimismo en dicha segunda zona.

23. Dispositivo según una de las reivindicaciones 21 ó 22, caracterizado porque comprende, adicionalmente, una tercera placa de condensador (11) dispuesta en dicha segunda zona, donde dicha tercera placa de condensador (11) es menor o igual que dicha primera placa de condensador (3), y donde dichas segunda y tercera placas de condensador son, juntas, mayores que dicha primera placa de condensador (3).

24. Dispositivo según una de las reivindicaciones 21 ó 22, caracterizado porque comprende, adicionalmente, una tercera placa de condensador (11) dispuesta en dicha segunda zona y una cuarta placa de condensador (5) dispuesta en dicha primera zona, donde dicha primera placa de condensador (3) y dicha segunda placa de condensador (9) son igua-
les entre sí, y dicha tercera placa de condensador (11) y dicha cuarta placa de condensador (5) son iguales entre sí.

25. Dispositivo según la reivindicación 24, caracterizado porque dichas primera, segunda, tercera y cuarta placas de condensador son todas iguales entre sí.

26. Dispositivo según una de las reivindicaciones 24 ó 25, caracterizado porque comprende, adicionalmente, una quinta placa de condensador (35) dispuesta en dicha primera zona y una sexta placa de condensador (37) dispuesta en dicha segunda zona, donde dicha quinta placa de condensador (35) y dicha sexta placa de condensador (37) son iguales entre sí.

27. Dispositivo según la reivindicación 26, caracterizado porque comprende, seis placas de condensador dispuestas en dicha primera zona y seis placas de condensador dispuestas en dicha segunda zona.

28. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones 18 a 27, caracterizado porque comprende un segundo tope entre dicha primera zona y dicho elemento conductor (7).

29. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones 18 a 28, caracterizado porque comprende un tercer punto de contacto (21) dispuesto entre dicha primera zona y dicho elemento conductor (7), donde dicho tercer punto de contacto (21) define un segundo tope, de manera que dicho elemento conductor (7) cierra un segundo circuito eléctrico cuando está en contacto con dicho segundo punto de contacto (17) y dicho tercer punto de contacto (21).

30. Dispositivo según la reivindicación 29, caracterizado porque dicho elemento conductor (7) comprende una parte cilíndrica (31) hueca que define un eje, en cuyo interior se aloja dicho segundo punto de contacto (17), y una parte plana (33) que sale de un lado de dicha parte cilíndrica (31) hueca radialmente y que se extiende en sentido de dicho eje, donde dicha parte plana (33) tiene una altura, medida en sentido de dicho eje, que es menor que la altura de dicha parte cilíndrica (31), medida en sentido de dicho eje.

31. Dispositivo según la reivindicación 29, caracterizado porque dicho elemento conductor (7) comprende una parte paralelepipédica hueca que define un eje, en cuyo interior se aloja dicho segundo punto de contacto (17), y una parte plana (33) que sale de un lado de dicha parte cilíndrica (31) hueca radialmente y que se extiende en sentido de dicho eje, donde dicha parte plana (33) tiene una altura, medida en sentido de dicho eje, que es menor que la altura de dicha parte paralelepipédica, medida en sentido de dicho eje.

32. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones 18 a 27, caracterizado porque comprende un tercer punto de contacto (21) y un cuarto punto de contacto (23) dispuestos entre dicha primera zona y dicho elemento conductor (7), donde dichos tercer punto de contacto (21) y cuarto punto de contacto (23) definen unos segundos topes (19), de manera que dicho elemento conductor (7) cierra un segundo circuito eléctrico cuando está en contacto con dichos tercer punto de contacto (21) y cuarto punto de contacto (23).

33. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones 18 a 32, caracterizado porque cada uno de los conjuntos de dichas placas de condensador dispuestas en cada una de dichas primera zona y segunda zona tiene simetría central respecto de un centro de simetría, y donde dicho centro de simetría está superpuesto al centro de masas de dicho elemento conductor (7).

34. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones 18 a 32, caracterizado porque el conjunto de dichas placas de condensador dispuestas en cada una de dichas primera zona y segunda zona tiene asimetría central, generando así un momento de fuerzas respecto al centro de masas de dicho elemento conductor (7).

35. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones 32 a 34, caracterizado porque entre dicha primera zona y dicha segunda zona se extienden dos paredes laterales (29), donde entre dichas paredes laterales (29) y dicho elemento conductor (7) existe una holgura, siendo dicha holgura suficientemente pequeña como para imposibilitar geométricamente que dicho elemento conductor (7) entre en contacto simultáneamente con un punto de contacto del grupo formado por dichos primer y segundo punto de contacto (15, 17) y con un punto de contacto del grupo formado por dichos tercer y cuarto punto de contacto (21, 23).

36. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones 18 a 35, caracterizado porque dicho elemento conductor (7) tiene superficies externas redondeadas.

37. Dispositivo según la reivindicación 36, caracterizado porque dicho elemento conductor (7) es cilíndrico.

38. Dispositivo según la reivindicación 36, caracterizado porque dicho elemento conductor (7) es esférico.

39. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones 18 a 36, caracterizado porque dicho elemento conductor (7) presenta una cara superior y una cara inferior, dichas caras superior e inferior siendo perpendiculares a dicho desplazamiento de dicho elemento conductor (7), y por lo menos una cara lateral, donde dicha cara lateral presenta unas breves protuberancias.

40. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones 18 a 39, caracterizado porque dicho elemento conductor (7) es hueco.

41. Dispositivo según la reivindicación 20, caracterizado porque dicha primera placa de condensador (3) y dicha segunda placa de condensador (9) tienen la misma superficie.

42. Dispositivo según la reivindicación 21, caracterizado porque dicha primera placa de condensador (3) tiene una superficie que es igual al doble de la superficie de dicha segunda placa de condensador (9).

43. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones 18 a 42, caracterizado porque una de dichas placas de condensador (3, 5, 9, 11, 35, 37) es, simultáneamente uno de dichos puntos de contacto (15, 17, 21, 23).

44. Circuito integrado caracterizado porque comprende un dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 43.