MXPA06003194A

MXPA06003194A - Metodo y aparato para ajustar en forma electrica un retardo en sistemas de frecuencia de radio.

Info

Publication number: MXPA06003194A
Application number: MXPA06003194A
Authority: MX
Inventors: James R Blodgett
Original assignee: Soma Networks Inc
Priority date: 2003-09-22
Filing date: 2004-09-21
Publication date: 2006-06-23
Also published as: AU2004306096A1; EP1668787A4; JP2007506394A; CN1856946A; US7456706B2; CA2538969A1; CA2538969C; EP1668787A1; WO2005031999A1; US20070040631A1

Abstract

Un aparato y un metodo para proporcionar un retardo RF electricamente ajustable en donde un divisor divide una senal de entrada en dos trayectos de senal, un trayecto de senal proporcionar un retardo fijo a un numero entero de longitudes de onda de una frecuencia central deseada y ambos trayectos de senal proporcionan la atenuacion electricamente ajustable. Un combinador combina las senales que pasan a traves de los trayectos de senal, de modo que la suma de la atenuacion electricamente ajustable provista por los trayectos de senal suman la unidad, por lo cual la senal de entrada se retrasa por un tiempo ajustable, dependiendo de las atenuaciones provistas por los trayectos de senal.

Description

MÉTODO Y APARATO PARA AJUSTAR EN FORMA ELÉCTRICA UN RETARDO EN SISTEMAS DE FRECUENCIA DE RADIO CAMPO DE LA INVENCIÓN La presente invención se relaciona con elementos de retardo de frecuencia de radio ajustable. Más específicamente, la presente invención se relaciona con un aparato para ajusfar en forma eléctrica el retardo en sistemas de frecuencia de radio.

- ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Algunos sistemas de frecuencia de radio, principalmente los amplificadores delanteros y pre-distorsionadores, requieren el ajuste de retardo a través de los trayectos de señal. Típicamente, esto se lleva a cabo al variar las longitudes de la línea de transmisión, sintonizar los filtros para el retardo de grupo, añadir incrementos de retardo fijos u otros métodos. Todas estas medidas requieren el ajuste mecánico, modificaciones de circuito u otras operaciones que complican mucho el proceso de fabricación e incrementan los costos. Existe la necesidad de un método para ajustar eléctricamente el retardo en estas aplicaciones sin introducir dificultades o complicaciones que dificultan el trabajo.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN De conformidad con un aspecto de la invención, se proporciona un elemento de retardo RF eléctricamente ajustable, el cual incluye un divisor para dividir una señal de entrada en dos trayectos de señal. Un trayecto de señal se retrasa por un número entero fijo de longitudes de onda de una frecuencia central deseada y ambos trayectos de señal se atenúan con el uso de una atenuación eléctricamente ajustable, de modo que la suma de la atenuación eléctricamente ajustable provista por el trayecto de señal suma la unidad. Un combinador entonces combina las señales que pasan a través de los trayectos de señal. La señal de entrada se retrasa por un tiempo ajustable dependiendo de las atenuaciones provistas por los trayectos de señal. De preferencia, un atenuador variable balanceado proporciona el divisor y los trayectos de señal y un elemento de retardo RF que tiene un número entero de longitudes de onda de una frecuencia central deseada. El elemento de retardo fijo se conecta entre un puerto 3 del atenuador variable balanceado y una primera entrada del combinador y una segunda entrada del combinador se conecta con el puerto 2 del atenuador variable balanceado, por lo cual una señal RF aplicada al puerto 1 del atenuador. variable balanceado se retrasa por un tiempo ajustable dependiendo del grado de atenuación provista por el atenuador variable balanceado y se proporciona en la salida del combinador. De preferencia, el atenuador variable balanceado se forma de atenuadores reflectores montados en derivación idénticos que se conectan entre un par de acopladores híbridos de cuadratura o por atenuadores reflectores montados en serie idénticos que se conectan entre un par de acopladores híbridos de cuadratura. De preferencia, los atenuadores reflectores son diodos PIN, De conformidad con otro aspecto ' de la invención, se proporciona un método para proporcionar un retardo eléctricamente ajustable de una señal RF. El método incluye los pasos de dividir la señal RF en dos señales intermedias, retrasar una señal intermedia por un número entero fijo de longitudes de onda de una frecuencia central deseada, atenuar ambas señales intermedias por factores de atenuación eléctricamente ajustable, de modo que la suma de los factores de atenuación es la unidad, y combinar las señales intermedias en una señal de salida.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS Las modalidades preferidas de la presente invención serán descritas, a manera solamente de ejemplo, con referencia a las Figuras anexas, en las cuales: La Figura 1 es un diagrama en bloque de un elemento de retardo eléctricamente ajustable de conformidad con una modalidad de la presente invención. La Figura 2 es un diagrama en bloque de un atenuador balanceado convencional con el uso de diodos PIN en una configuración en serie. La Figura 3 es un diagrama en bloque de un atenuador balanceado convencional con el uso de diodos PIN en una configuración en derivación.

La Figura 4 es un diagrama en bloque de un elemento de retardo eléctricamente ajustable de conformidad con una modalidad de la presente invención con el uso de diodos PIN en una configuración en serie. La Figura 5 es un diagrama en bloque de un elemento de retardo eléctricamente ajustable de conformidad con una modalidad de la presente invención con el uso de diodos PIN en una configuración en derivación.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN El retardo es igual a la negativa de una primera derivada de fase con respecto al tiempo. Como tal, se debe entender que cualquier medida utilizada para ajustar el retardo no debe solamente ajustar la fase, sino el retardo real. En general, cada modalidad de la invención utiliza dos trayectos de señal, uno que tiene un retardo fijo mayor que el otro por N/F0, en donde N es un entero y F0 es la frecuencia central del sistema propuesto. El trayecto no retrasado se multiplica por una escala A que puede tener un valor de 0 a 1, y ei trayecto retrasado se multiplica por una escala igual a (1-A). Los dos productos entonces se suman, y ya que la diferencia de retardo entre ellos es igual a N longitudes de onda, se añaden en fase. El retardo resultante de las señales combinadas es igual a cero cuando A=1, y es igual a N/F0 cuando A = 0. Entre A=0 y A=1, el retardo se escala en forma lineal. El ancho de banda útil sobre el cual esta relación se mantiene verdadera, es inversamente proporcional a N. En una aplicación práctica, el límite de N es de aproximadamente 4 para un ancho de banda razonable. Con referencia específica ahora a la Figura 1, un elemento de retardo RF eléctricamente ajustable de conformidad con una modalidad de la invención se indica por lo general con el número 10 de referencia. El elemento 10 de retardo tiene un puerto 12 de entrada RF y un puerto 14 de salida RF. Dos trayectos de señal corren desde el puerto 12 de entrada RF al puerto 14 de salida RF. Una señal de entrada recibida en el puerto 12 de entrada RF se divide por el divisor 16 en dos trayectos que se recombinan en el combinador 18 y alimentan al puerto 14 de salida RF. El primero de los dos trayectos incluye un primer atenuador 20 y un segundo trayecto incluye un segundo atenuador 22 y un elemento 24 de retardo fijo. Como se mencionó antes, los dos trayectos tienen retardos que difieren por N/FD segundos y los atenuadores 20, 22 son ajustables para que la suma de sus factores de atenuación sea constante. Un problema surge al intentar multiplicar las señales retrasadas y no retrasadas por a y (1-A). Mientras es posible dividir una señal de entrada, multiplicar las señales de salida con atenuadores de variable separadas por A y (1-A), retrasar la segunda señal y después recombinarla, siguen existiendo problemas con esta media. Primero, A y (1-A) son parámetros lineales que son difíciles de producir exactamente con el uso de atenuadores convencionales, que son típicamente lineales en dB. Es doblemente difícil producir A y un (1-A) de perfecta igualdad. En segundo lugar, al dividir la señal de entrada en dos y después recombinarla produce una pérdida mínima de inserción de 6 dB. Es deseable mantener la pérdida de inserción tan baja como sea posible. Por lo tanto, mientras se cree que una modalidad de la invención mostrada en la Figura 1 con el uso de atenuadores convencionales puede proporcionar un retardo eléctricamente variable, son preferibles las otras modalidades descritas a continuación con relación a las Figuras 4 y 5, que utilizan modificaciones de los atenuadores variables balanceados convencionales ilustrados en las Figuras 2 y 3. La Figura 2 ilustra un atenuador variable balanceado convencional, indicado por lo general con el número 30 de referencia, en donde los atenuadores 32, 34 reflectores montados en serie idénticos se conectan entre un par conectado de acopladores 36, 38 híbridos de cuadratura. Los atenuadores 32, 34 reflectores típicamente son diodos PIN. El atenuador 30 variable convencional tiene cuatro puertos, usualmente referidos como puertos 1 al 4. Los puertos 1 al 3 se conectan con un acoplador 36 híbrido de cuadratura, mientras que los puertos 2 y 4 se conectan con otro acoplador 38 híbrido. El puerto 1 se conecta con una entrada 40 RF, mientras el puerto 2 se conecta con una salida 42 RF. El puerto 3 y 4 se terminan con los terminadores 44, 46. Cuando se utilizan atenuadores 32, 34 reflectores, entonces la atenuación entre la entrada 40 RF y la salida 42 RF pueden controlarse al variar la polarización de los atenuadores 32, 34 reflectores en una forma conocida por las personas experimentadas en la técnica. De manera similar, la Figura 3 ilustra una forma alternativa del atenuador variable balanceado convencional, indicado generalmente con el número 50 de referencia, en donde los atenuadores 52, 54 reflectores montados en derivación se conectan entre un par conectado apropiadamente de acopladores 56, 58 híbridos de cuadratura. Los atenuadores 52, 54 reflectores típicamente son diodos PIN. El atenuador 50 variable balanceado convencional tiene cuatro puertos, típicamente referidos como puertos 2 al 4 conectados con otro acoplador 58 híbrido. El puerto 1 se conecta con una entrada 60 RF, mientras el puerto 2 se conecta con una salida 62 RF. El puerto 3 y 4 se terminan con terminadores 64, 66. Cuando se utilizan diodos PIN como los atenuadores reflectores, entonces la atenuación entre la entrada 60 RF y la salida 62 RF se puede controlar al variar la polarización de los atenuadores 52, 54 reflectores en una manera entendida por las personas experimentadas en la técnica. Cada una de las modalidades de la invención mostradas en las Figuras 4 y 5, es una modificación de uno de los atenuadores 30, 50 variables balanceados convencionales mostrados en las Figuras 2 y 3. Como tal, se utilizan los mismos números de referencia en donde sea apropiado. En los elementos de retardo RF eléctricamente ajustables indicados por lo general con el número 70 de referencia en la Figura 4 y con el número 80 de referencia en la Figura 5, la terminación 46, 66 conectada con el puerto 3 del atenuador 30, 50 variable balanceado ha sido reemplazado por un elemento 72 de retardo que conecta el puerto 3 del atenuador 30, 50 variable balanceado con una entrada del combinador 74. El elemento 72 de retardo proporciona un retardo fijo de N/F0, como se describe antes, lo cual significa que la fase de una señal que pasa a través del elemento 72 de retardo no se ve afectada. El puerto 2 del atenuador 30, 50 balanceado ahora se conecta con otra entrada de! combinador 74 y la salida del combinador 74 se vuelve la salida 76 RF del elemento 70, 80 de retardo RF eléctricamente ajustable. E! retardo provisto por alguna forma del elemento 70, 80 RF eléctricamente ajustable varía al ajusfar la polarización aplicada a los atenuadores 32, 34, 52, 54 reflectores. Cuando la característica de transferencia de voltaje del puerto 1 al puerto 2 de cualquier forma del elemento 70, 80 de retardo RF eléctricamente ajustable, es S21 y la característica de transferencia de voltaje del puerto 1 al puerto 3 es S31, entonces (S31) + (S21) = 1. por lo tanto, (S31) = 1-(S21), que es una característica necesaria para alimentar los trayectos retrasado y no retrasado. Dicho de otra forma, cuando la atenuación del nodo 1 al nodo 2 es A, entonces ia atenuación del nodo 1 al nodo 3 debe ser (1-A), que es exactamente lo que se necesita. Además, las fases de las señales en las entradas del combinador 74 son las mismas a -90 grados. El combinador 74 se muestra como un combinador en fase aunque es posible utilizar un combinador de cuadratura siempre que la diferencia de fase de 90 grados se cuente para el elemento 72 de retardo. Esta medida cuenta con dos ventajas diferentes. Primero, las escalas 1 y (1-A) se crean exactamente por la acción de un atenuador balanceado modificado. Esto será muy difícil de lograr con un par de atenuadores. En segundo lugar, la pérdida de inserción de esta medida es 3dB, que es 3 dB menos que la medida que utiliza dos atenuadores. Las modalidades antes descritas de la invención tienen el propósito de ser ejemplif ¡cativas de la presente invención y se pueden efectuar modificaciones y alteraciones por las personas experimentadas en la técnica sin apartarse del alcance de la invención como se define solamente por las reivindicaciones anexas.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Un elemento de retardo RF eléctricamente ajustable, caracterizado porque comprende un divisor para dividir una señal de entrada en dos trayectos de señal, un trayecto de señal proporciona un retardo fijo a un número entero de longitudes de onda de una frecuencia central deseada y ambos trayectos de señal proporcionan la atenuación eléctricamente ajustable, y un combinador que tiene dos entradas y una salida para combinar las señales que pasan a través de los trayectos de señal, de modo que la suma de la atenuación eléctricamente ajustable provista por los trayectos de señal suman la unidad, por lo cual la señal de entrada se retrasa por un tiempo ajustable dependiendo de las atenuaciones provistas por los trayectos de señal y se proporciona en la salida del combinador.

2. El elemento de retardo RF eléctricamente ajustable de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el divisor y los trayectos de señal comprenden un atenuador variable balanceado y un elemento de retardo RF tiene un retardo fijo en un número entero de longitudes de onda de una frecuencia central deseada, en donde el elemento de retardo fijo se conecta entre el puerto 3 del atenuador variable balanceado y una primera entrada del combinador y una segunda entrada del combinador se conecta con el puerto 2 del atenuador variable balanceado, por lo cual la señal RF aplicada al puerto 1 del atenuador variable balanceado se retrasa por un tiempo ajustable dependiendo del grado de atenuación provisto por el atenuador variable balanceado y es provisto en la salida del combinador.

3. El elemento de retardo RF eléctricamente ajustable de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado porque el atenuador variable balanceado comprende atenuadores reflectores montados en derivación conectados entre un par de acopladores híbrido de cuadratura.

4. El elemento de retardo RF eléctricamente ajustable de conformidad con la reivindicación 3, caracterizado porque los atenuadores reflectores montados en derivación son diodos PIN.

5. El elemento de retardo RF eléctricamente ajustable de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado porque el atenuador variable balanceado comprende atenuadores reflectores montados en serie idénticos conectados entre un par de acopladores híbridos de cuadratura.

6. El elemento de retardo RF eléctricamente ajustable de conformidad con la reivindicación 5, caracterizado porque los atenuadores reflectores montados en derivación son diodos PIN.

7. Un método para proporcionar un retardo eléctricamente ajustable de una señal RF; caracterizado porque comprende: dividir la señal RF en dos señales intermedias; retrasar una señal intermedia por un número entero fijo de longitudes de onda de una frecuencia central deseada; atenuar ambas señales intermedias por factores de atenuación eléctricamente ajustables, de modo que la suma de los factores de atenuación es la unidad; y combinar las señales intermedias dentro de una señal salida.