WO2012017117A1 - Antenas vibrantes de mems cmos y aplicaciones de las mismas - Google Patents

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WO2012017117A1
WO2012017117A1 PCT/ES2011/070546 ES2011070546W WO2012017117A1 WO 2012017117 A1 WO2012017117 A1 WO 2012017117A1 ES 2011070546 W ES2011070546 W ES 2011070546W WO 2012017117 A1 WO2012017117 A1 WO 2012017117A1
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antenna
signal
vibrating
devices
communication
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PCT/ES2011/070546
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Josep MONTANYÀ I SILVESTRE
Juan José VALLE FRAGA
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Baolab Microsystems Sl
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    • H01Q1/3208—Adaptation for use in or on road or rail vehicles characterised by the application wherein the antenna is used
    • H01Q1/3233—Adaptation for use in or on road or rail vehicles characterised by the application wherein the antenna is used particular used as part of a sensor or in a security system, e.g. for automotive radar, navigation systems

Definitions

  • Typical cellular networks are limited in their ability to handle multiple users. Once the capacity of a cellular network base station is reached, users are unable to make calls until the capacity is released by other users. Some of these problems are partially alleviated by configuring the base stations to use multiplexing schemes, such as frequency multiplexing, time multiplexing, or code multiplexing. However, even with the application of multiplexing schemes, the capacity is limited. This means that once a given number of users is reached, the electromagnetic spectrum associated with the base station becomes saturated and no more users can be placed there. This can be especially a problem in busy urban areas with users that exceed the capacity of available cellular networks. Therefore, there is a need for systems and methods that can overcome the saturation of the electromagnetic spectrum in cellular and / or wireless networks.
  • MEMS micro-electromechanical systems
  • Spatial multiplexing is a transmission technique in wireless multi-input-multiple-output communication to independently and separately transmit the encoded data signals of each of a plurality of transmission antennas. This technique reuses, or multiplexes, the space dimension so that the space dimension is used more than once. For example, if a transmitter is equipped with N antennas and a receiver is equipped with N antennas, N signals can be transmitted in parallel, ideally leading to an increase of N times in the channel capacity of the transmitter / receiver system.
  • each network device includes multiple transmission / reception capability and is placed in the network so that the device is within the vicinity of at least one other device.
  • Each device sweeps other devices in its vicinity and establishes communication channels with the devices found during the scan. Any device on the network can communicate with another device on the network through these established communication channels. While typical cellular networks are limited to a maximum number of devices, a spatially multiplexed network does not suffer from such a limitation. A spatially multiplexed network instead acquires more capacity as devices are added to the network. In one embodiment, the capacity of the channel increases proportional to the square of the number of users.
  • a spatially multiplexed network can be formed from portable communication devices each having one or more vibrating antennas based on MEMS.
  • MEMS-based solutions can offer reduction in dead space, insertion loss, consume minimal power during operation, and provide low signal distortion.
  • MEMS technology can be used to build a vibrant antenna that changes its shape over a period of time in two ways.
  • the first way includes switching a set of fixed antennas or parts of antennas through MEMS switches, for example, solid state switches or any other suitable devices.
  • the second way includes mechanically moving an antenna constructed using the
  • REPLACEMENT SHEET (Rule 26) MEMS technology
  • the movement is typically consumed through electrostatic forces, although the forces may be piezoelectric, magnetic, or thermal in nature.
  • the structure that moves interacts with the electromagnetic waves to generate an output signal that can be detected.
  • MEMS technology is only one type of process for building vibrant antennas.
  • the manufacturing process of vibrating antennas does not need to be limited to MEMS technology.
  • vibrating antennas can be implemented as nano-electromechanical system (NEMS) devices based on carbon nano-tubes.
  • the vibrating antennas can be manufactured using a MEMS CMOS based process described in the Jointly Owned US Patent Application Publication No.
  • the systems and methods described herein refer to a communications system.
  • the communications system includes portable communications devices that form a spatially multiplexed network. Each communications device includes a vibrating antenna that is configured to receive and transmit in multiple directions.
  • the communications system also includes a first communications device of the communication devices that is configured to transmit a signal to the communication devices. Signal transmission may include initiating a movement of a first vibrating antenna of the first communications device.
  • the communications system also includes a second communications device of the communication devices that is configured to receive the signal and retransmit the signal to the communication devices.
  • the reception of the signal may include allowing a movement of a second vibrating antenna of the second communication device in response to the signal.
  • the vibrating antenna in each communications device of the communications system includes a vibrating antenna based on MEMS, a vibrating antenna based on NEMS, and an antenna
  • the vibrating antenna in each communications device of the communications system is a blinking antenna, a Faraday antenna, a Lorentz antenna, a linear rotation antenna, or a synchronized rotation antenna.
  • the vibrating antenna in each communications device of the communications system is composed of silicon, carbon and / or graphene nano-tubes.
  • the communications system also includes a base station that is configured to receive the signal from one more communication devices, and send a second signal to one or more of the communication devices.
  • the spatially multiplexed network that is a telecommunications network and at least one of the communication devices is a mobile phone.
  • an available capacity for each communication device is proportional to the number of communication devices that make up the network.
  • the movement of the first vibrating antenna of the first communications device is initiated at a frequency corresponding to an open or unlicensed wireless frequency. In some embodiments, the movement of the first vibrating antenna of the first communications device starts at about 60 GHz or a higher frequency. In some embodiments, the communication devices in the communications system are determined to be within the vicinity of the first communications device. In another aspect, the systems and methods described herein refer to the method of providing a communications system. The method includes providing portable communication devices that form a spatially multiplexed network. Each communications device includes a vibrating antenna that is configured to receive and transmit in multiple directions. The method also includes the transmission, from a first communication device of the communication devices, of a signal to the communication devices. Signal transmission
  • REPLACEMENT SHEET (Rule 26) It may include initiating a movement of a first vibrating antenna of the first communications device.
  • the method also includes receiving the signal in a second communication device of the communication devices.
  • the reception of the signal may include allowing a movement of a second vibrating antenna of the second communication device in response to the signal.
  • the method also includes retransmitting, from the second communications device, the signal to the communication devices.
  • the systems and methods described herein related to an electromagnetic signal transmission and / or reception device having a minimum operating bandwidth or frequency of bandwidth.
  • the device includes an antenna to generate an output signal.
  • the antenna is oriented in a first direction.
  • the antenna is configured to be periodically deformed, periodically inclined, and / or periodically oriented in a second direction different from the first direction according to a first periodic movement having a first frequency larger than the minimum operating bandwidth.
  • the antenna is oriented in a first direction, and the antenna is further configured to be periodically oriented in a second direction different from the first direction according to the first periodic movement.
  • the antenna is also configured to be rotated periodically in accordance with the first periodic movement.
  • the antenna is further configured to be switched periodically in accordance with the first periodic movement.
  • Fig. 1 represents a schematic view of a typical cellular network
  • FIG. 2A depicts a schematic view of a spatially multiplexed network formed from a plurality of portable communication devices, in accordance with an illustrative embodiment of the invention
  • Fig. 2B is a flowchart depicting the operation of the spatially multiplexed network of Fig. 2A as a signal is propagated from a source device to a target device through the spatially multiplexed network, in accordance with an illustrative embodiment of the invention
  • Fig. 3A is a schematic view of a portable communication device having a plurality of integrated vibrating antennas, in accordance with an illustrative embodiment of the invention
  • Fig. 3B a schematic view of a portable communications device having an integrated vibrating antenna, in accordance with an illustrative embodiment of the invention
  • Fig. 4A depicts a schematic view of a blinking antenna in an inactive state, in accordance with an illustrative embodiment of the invention
  • Fig. 4B depicts a schematic view of a blinking antenna in an activated state, in accordance with an illustrative embodiment of the invention
  • Fig. 4C depicts a schematic view of a blinking antenna in an activated state, in accordance with another illustrative embodiment of the invention.
  • Fig. 5A represents a schematic view of a Faraday antenna in an inactive state, in accordance with an illustrative embodiment of the invention
  • Fig. 5B depicts a schematic view of a Faraday antenna in an activated state, in accordance with an illustrative embodiment of the invention
  • Fig. 5C represents a perspective view of a Faraday antenna in
  • REPLACEMENT SHEET (Rule 26) an inactive state, according to another illustrative embodiment of the invention.
  • Fig. 5D depicts a perspective view of a Faraday antenna in an inactive state, in accordance with another illustrative embodiment of the invention.
  • Fig. 6A depicts a schematic view of a Lorentz antenna in an inactive state, in accordance with an illustrative embodiment of the invention
  • Fig. 6B depicts a schematic view of a Lorentz antenna in an activated state, in accordance with an illustrative embodiment of the invention
  • Fig. 6C depicts a perspective view of a Lorentz antenna in an inactive state, in accordance with another illustrative embodiment of the invention.
  • Fig. 6D depicts a perspective view of a series of Lorentz antennas in an inactive state, in accordance with an illustrative embodiment of the invention
  • Fig. 7A represents a schematic view of a linear rotation antenna in an inactive state, in accordance with an illustrative embodiment of the invention
  • Fig. 7B depicts a schematic view of a linear rotation antenna in an activated state, in accordance with an illustrative embodiment of the invention
  • Fig. 8A represents a cross section after a first set of process flow steps for the manufacture of a vibrating antenna, in accordance with an illustrative embodiment of the invention
  • Fig. 8B depicts a cross section after a second set of process flow steps for the manufacture of a vibrating antenna, in accordance with an illustrative embodiment of the invention
  • Fig. 8C represents a cross section after a third set
  • REPLACEMENT SHEET (Rule 26) of process flow steps for the manufacture of a vibrating antenna, in accordance with an illustrative embodiment of the invention
  • Fig. 1 depicts a schematic view of a typical cellular network 100.
  • a cellular network includes at least one fixed location transceiver or base station 118. When these base stations are joined together they provide radio coverage over a wide geographical area.
  • Base stations are also configured to use multiplexing schemes, such as frequency multiplexing, time multiplexing, or code multiplexing. This allows a large number of portable transceivers or portable communication devices (eg, mobile phones, pagers) to communicate with each other and with fixed transceivers and telephones anywhere on the network through base stations 118.
  • a network Cellular with base stations 118 can accommodate multiple devices, base station 118 is limited in the number of devices it can host and once the number is reached, the capacity becomes saturated and no more users can be placed on the network. This is illustrated in Fig. 1 where the device 102 is unable to connect to the device 114 because the capacity of the base station 118 has been saturated. Additional details for this example are provided below.
  • the device 104 is connected to the device 112 through the base station 118
  • the device 106 is connected to the device 108 through the base station 118
  • the device 104 is connected to the device 112 through the base station 118
  • the device 106 is connected to the device 108 through the base station 118
  • the device 104 is connected to the device 112 through the base station 118
  • the device 106 is connected to the device 108 through the base station 118
  • the device 104 is connected to the device 112 through the base station 118
  • the device 106 is connected to the device 108 through the base station 118
  • REPLACEMENT SHEET (Rule 26) device 1 10 connects to device 1 16 through base station 1 18. Once these connections are established, the capacity of base station 1 18 becomes saturated and attempts to establish connections through other devices (for example, devices 102 and 14) are rejected. Consequently, device 102 is unable to join the network and cannot connect to device 1 14 or vice versa.
  • One way to overcome this limitation is to eliminate the base station 1 18 from the network, and instead form a spatially multiplexed network from the portable communication devices 102-1 16. This advantageous approach is further illustrated with respect to Figs. 2A and 3 later.
  • Fig. 2A represents a schematic view of a spatially multiplexed network 200 formed from a plurality of portable communication devices 202-216.
  • Spatial multiplexing is a transmission technique in wireless multi-input multi-output communication to independently and separately transmit the encoded data signals from multiple transmission antennas.
  • each device is capable of multiple signal transmission / reception and is placed in the network so that the device is within the vicinity of at least one other device.
  • Each device sweeps other devices in its vicinity and establishes communication channels with the devices found during the scan.
  • each device periodically scans the devices added or removed from the network and resets the communication channels to form a dynamically configurable network.
  • Any device on the network can communicate with another device on the network through these established communication channels. While typical cellular networks are limited to a maximum number of devices, a spatially multiplexed network does not suffer from such a limitation. A spatially multiplexed network instead acquires more capacity as devices are added to the network. In other words, the higher the number of devices on the network, the better it works for everyone. Channel capacity increases proportional to the number of devices in the network. In one embodiment, the capacity of the channel increases proportional to the square of the
  • device 204 is connected to device 212
  • device 206 is connected to device 208
  • device 210 is connected to device 216.
  • the devices are connected through the spatially multiplexed network formed from the devices 202-216.
  • device 204 is connected to device 212 through devices 204, 206, 208, and 210.
  • device 206 is connected to device 208 directly.
  • device 210 is connected to device 216 through devices 212 and 214.
  • devices 202 and 214 are also connected through devices 204, 206, 208, 210, and 212.
  • the spatially multiplexed network acquires more capacity with an increase in the number of devices, and therefore, devices 202 and 214 are able to connect to each other without suffering the capacity problem described with respect to Fig. 1.
  • the spatially multiplexed network of Fig. 2A provides increased capacity for each device as more devices are added to the network.
  • the frequency bands are used by the base stations to transmit the signals to the portable communication devices in the network.
  • the base station may transmit a signal to a first device at a first frequency in the assigned frequency band, while transmitting a signal to a second device over a second frequency in the assigned frequency band.
  • no more devices can be connected to the base station. This problem arises because the signals are sent in all directions regardless of the location of the location of the target device.
  • REPLACEMENT SHEET (Rule 26)
  • the signals are sent only in the direction of the target device.
  • each device in a spatially multiplexed network periodically sweeps other devices in its vicinity and establishes communication channels with the devices found.
  • the signals sent from a source device in the network to a target device are highly directive. This is accomplished with the use of vibrating antennas, additional details for which are provided with respect to Figs. 3A and 3B below. Due to the highly directive nature of the vibrating antenna signals, all users in the spatially multiplexed network can use the same frequency to establish the communication channels and send the signals to each other. Therefore, the spatially proposed multiplexed network can eliminate the saturation problems observed in the electromagnetic spectra associated with today's cellular networks.
  • the frequency is chosen for the establishment of the communication channels from an unlicensed or open frequency band, for example, 60 GHz.
  • a critical mass of users may be necessary, together with the vibrating antennas integrated in the network devices that can establish communication channels in multiple directions. This critical mass can be sustained by ensuring that each device on the network has at least one other device within its reach.
  • the range of each device can vary from about 1m to about 100m.
  • conventional base stations can be deployed to fill in any gap in the spatially multiplexed network coverage.
  • the devices may employ conventional cellular technology when a device for the formation of a spatially multiplexed communication channel is not available. This approach can be considered to be a disruptive change in current mobile phone practices. Integrated circuit manufacturers can manufacture devices with integrated vibrating antennas for networks
  • REPLACEMENT SHEET (Rule 26) conventional cell phones With the acquisition of critical mass, manufacturers can activate the integrated vibrating antennas and consequently also function as telecommunications operators. They may also be motivated to enter the field of telecommunications operators by giving the opportunity to use open or unlicensed wireless frequencies and avoid the costs associated with the purchase of licenses for frequency bands.
  • This innovative spatially multiplexed network is enabled by integrating the vibrating antennas into portable communication devices, details of which are provided with respect to Fig. 3A and 3B.
  • Fig. 2B is a flow chart 250 representing the operation of the spatially multiplexed network.
  • Fig. 2B depicts the operation of the spatially multiplexed network as a signal is propagated from a source device to a target device through the spatially multiplexed network.
  • a series of portable communication devices are positioned to form a network so that each device is within the vicinity of at least one other device (step 252). Each device can periodically scan other devices and establish communication channels as devices are added or removed from the network.
  • the source device transmits a signal for the target device to the network (step 254).
  • Another (intermediate) device receives the signal from the source device and relays the signal to another device in the network (steps 256, 258). Steps 256 and 258 can be repeated until the signal is received on the target device (step 260).
  • a base station receives the signal from the source device and relays the signal to another device in the network.
  • the base station can be a typical cellular station or any other suitable communication station.
  • the source device can initiate a telephone call that is transmitted
  • REPLACEMENT SHEET (Rule 26) to the target device through a cellular station.
  • an intermediate device or base station is not used between the target and source devices.
  • an intermediate device cannot be used when the target device is within the vicinity of the source device.
  • the signal is received on the target device directly from the source device (for example, devices 206 and 208 in Fig. 2A).
  • a spatially multiplexed network can be formed from portable communication devices that each have one or more vibrating antennas based on MEMS.
  • MEMS-based solutions can offer reduced dead space, insertion loss, consume minimal power during operation, and provide low signal distortion.
  • MEMS technology can be used to build a vibrant antenna that changes its shape over a period of time in two ways.
  • the first way includes switching a set of fixed antennas. Each antenna is pointed in a different direction and the antennas receive / transmit signals in multiple directions through switching multiplexing.
  • the second way includes mechanically moving an antenna built using MEMS technology. The movement is typically consumed through electrostatic forces, although the forces may be piezoelectric, magnetic, or thermal in nature.
  • MEMS technology is only one type of process for building vibrant antennas.
  • the manufacturing process of vibrating antennas does not need to be limited to MEMS technology.
  • vibrating antennas can be implemented as nano-electromechanical system (NEMS) devices based on carbon nano-tubes.
  • NEMS nano-electromechanical system
  • the vibrating antennas can be manufactured using a CMOS MEMS based process described in U.S. Patent Application Publication. N ° 2010/0295138 jointly owned, entitled "Methods and Systems for the Manufacture of MEMS CMOS Devices".
  • FIG. 3A is a schematic view of a portable communication device 300 having the integrated vibrating antennas 302.
  • This embodiment corresponds to the first approach described above in which a set of fixed antennas pointing in different directions is multiplexed to receive / transmit Signals in multiple directions.
  • Each antenna 302 is directed towards a particular direction and can establish the communication channels with a device 304 in that direction. Therefore, the device 300 can establish the communication channels with each of the devices 304 through the antennas 302.
  • this embodiment shows six antennas, a large number of such antennas can be used for the establishment of the communication channels. communication with other devices in the network. For example, about 100 or more of such antennas can be used.
  • Fig. 3B is a schematic view of a portable communications device 350 having an integrated vibrating antenna 352. This embodiment corresponds to the second approach described above in which a single vibrating antenna moves mechanically to receive and transmit the signals in a plurality of addresses.
  • the antenna 352 moves through an electrostatic actuation.
  • the antenna 352 moves through a piezoelectric actuation, magnetic actuation, thermal actuation, or any other type of suitable forced actuation.
  • the antenna 352 moves so that it can receive the transmission / reception signals in multiple directions.
  • antenna 352 moves through six different directions. This allows the device 350 to establish the communication channels with each of the devices 354 through the antenna 352.
  • the vibration frequency of the antenna is
  • REPLACEMENT SHEET (Rule 26) You want it to be greater than the bandwidth frequency of incoming signals. In this way there is a distortion of the minimum to zero spectrum that would otherwise result from the received signal that is modulated at the same frequency of vibration by the antennas. Having distortion of spectrum retracement can lead to a signal received from a particular direction being lost and / or indistinguishable from signals coming from other directions. An example of a signal that is lost is further described later.
  • the antenna gain in that direction increases with time. Likewise, as a certain direction moves away over time, the antenna gain in that direction decreases over time.
  • a signal received from a certain direction on antenna 352 is modulated by the gain associated with that direction at that point in time. If the gain is too low, the signal may be attenuated too much and may be lost. Therefore, to ensure that none of the received signals are modulated by such low gain, that is, attenuated near zero, it is desired that the antenna vibration frequency be greater than the frequency of the incoming signal bandwidth . In other words, to ensure that a received signal is not lost, the vibration frequency of the antenna needs to be greater than the frequency of the bandwidth of the received signal.
  • Fig. 4A depicts a schematic view of a Flashing antenna in an inactive state 400.
  • the Flashing antenna includes a series of interconnected elements 402.
  • Elements 402 behave like an antenna but are activated individually and are capable
  • REPLACEMENT SHEET (Rule 26) to move independently of each other.
  • elements 402 are periodically operated, both independently and together, to a set of fixed positions. The performance may be due to electrostatic, magnetic, piezoelectric, or thermal forces.
  • Figs. 4B and 4C represent embodiments 440 and 480, respectively, of elements 402 in an activated state.
  • the signal received by elements 402 in each position is stored together with a temporary value for when the signal is received.
  • the collected values are then provided to a digital signal processor (DSP) to calculate the incoming signal received in elements 402 as activated through the set of fixed positions.
  • DSP digital signal processor
  • the Flashing antenna is implemented as a single moving element that is periodically oriented in multiple positions and the data is collected and processed by a DSP, a group of programmable field doors (FPGA), an analog circuit. , or any other suitable electronic means, to calculate the incoming signal received in the elements 402 as activated through the set of fixed positions.
  • ⁇ , (trita) is the signal received at each time value (corresponding to each antenna position)
  • ⁇ - ( ⁇ « ) and a (i u ) are the polarization vectors for the received signal and the antenna , respectively, in each direction ⁇ ⁇ , D ⁇ p. u , t u ) is the directivity in each direction and time interval (or position / shape of the antenna), and £ ( ⁇ mecanic) ⁇ the electric field forces, in each direction, ⁇ constitutional.
  • Flashing antennas can be implemented in a compact size, for example, using MEMS-based technology, and can provide high resolution in applications that have high carrier frequencies and low information bandwidth.
  • blinking antennas can be very suitable in the field of automotive radar systems.
  • an automotive radar system receives a new frame every 40 ms, that is, the system has a low information bandwidth of 25 Hz. Additionally, the system has high carrier frequencies of 24 GHz and / or 79 GHz.
  • the elements of the flashing antenna move continuously to a set of fixed positions every new frame, that is, 40 ms, and the signal received by each element in each position is stored together with a time value for when the signal is received. signal.
  • a blinking antenna can serve as a powerful sensor with high resolution in automotive radar systems.
  • two blinking antennas are used in a bistatic approach, one antenna each for reception and transmission, respectively.
  • only one blinking antenna is used in a monostatic approach, which reuses the same antenna for transmission as well as reception.
  • the monostatic approach can add complexity to the control circuitry for the flashing antenna compared to the bistatic approach, the monostatic approach advantageously reduces the area of the integrated circuit by 50%.
  • a flashing antenna can be used only for reception, depending on the automotive radar application.
  • Flashing antenna provides an advantageous reduction of 50% in the area of the integrated circuit compared to the bistatic approach, and reduces power consumption compared to both bistatic and monostatic approaches.
  • Another application of the Flashing antenna may be in the field of high resolution scanners, such as for security scanners in airports or public buildings, medical scanners, and anti-shoplifting systems.
  • Fig. 5A depicts a schematic view of a Faraday antenna in an inactive state 500.
  • the Faraday antenna includes a loop formed from overhangs 504 joined together through a joint element 502.
  • the loop of the antenna is electrostatically activated at a high vibration frequency to periodically deform or bend the overhangs 504 causing a periodic change in the orientation of the area of the loop.
  • the activation may alternatively be due to magnetic, piezoelectric, or thermal forces.
  • Fig. 5B depicts embodiment 520 of the Faraday antenna in an activated state.
  • the distance d and the angle ⁇ of the deformed loop are limited by the strength of the elastic limit of the metal used to make the loop.
  • the overhangs 504 are operated at a high vibration frequency to periodically deform or bend towards each other, also causing a periodic change in the area of the antenna loop.
  • Fig. 5C depicts a perspective view of a Faraday antenna in an inactive state 540. Similar to the antennas of Figs. 5A and 5B, the antenna includes the overhangs 544 joined together by the element 542. The overhangs 544 are held by means of the anchors 548. Fig. 5C also includes electrode 546 which, when acting, deforms or bends overhangs 504. However, the distance d and the angle ⁇ of the deformed loop are limited by the force of the elastic limit of the metal used to make the loop. This limitation is a function of the resonance frequency of the device and can limit the antenna gain and reduce the signal to maximum noise ratio per unit area. One way to overcome this limitation is illustrated by the antenna of Fig. 5D. Similar to the antenna of Fig. 5A
  • the antenna includes the overhangs 544 joined together by the element 542.
  • electrode 566 is smaller than electrode 546 and is positioned such that it only deforms or bends a portion of the overhangs 504 near the anchors 548 and the remaining part remains without tension.
  • This lever effect bending of the cantilevers 504 can increase the angle ⁇ and the displacement d of the element 542.
  • REPLACEMENT SHEET (Rule 26) It also allows higher vibration frequencies to be used that lead to the best gain for the antenna.
  • the periodic change in the orientation of the antenna loop area causes a periodic change in the magnetic flux through the antenna loop.
  • This calculated voltage VF corresponds to the incoming signal received on the antenna at time f. Since the antenna loop is periodically operated at the high vibration frequency, the voltage v F calculated over time corresponds to the incoming signal received on the Faraday antenna.
  • the vibration frequency of the Faraday antenna ranges from about 100 kHz to about 100 MHz. In another embodiment, the vibration frequency of the Faraday antenna ranges from about 100 kHz to about 10 GHz, for example, when the Faraday antenna is manufactured using a process based on MEMS CMOS. It is desirable for the vibration frequency that is greater than the frequency of the signal bandwidth to avoid distortion problems of spectrum retracement.
  • Faraday antennas can be useful in the field of spatially multiplexed networks. They can also be used in the field of radio frequency identification (RFID), for example, to provide compact RFID tags in textile manufacturing, for example, to follow a source of threads used in textiles.
  • RFID radio frequency identification
  • Fig. 6A depicts a schematic view of a Lorentz antenna in an inactive state 600.
  • the Lorentz antenna includes a bridge 602 added to the anchors 604.
  • Lorentz’s antenna is
  • REPLACEMENT SHEET (Rule 26) a modification of the Faraday antenna. However, instead of deforming the antenna loop, only bridge 602 is periodically deformed or moved at a vibration frequency.
  • the Lorentz antenna is electrostatically operated at a high vibration frequency to periodically move the bridge 602, for example, in the up / down or left / right directions.
  • the alternative drive may be due to magnetic, piezoelectric, or thermal forces.
  • Fig. 6B depicts embodiment 620 of the Lorentz antenna in an actuated state. The movement direction of the bridge 602 is dependent on the orientation of the applied drive. Mechanical movement and the external magnetic field generate a voltage across bridge 602 due to a Lorentz force experienced by bridge 602.
  • Fig. 6C illustrates an embodiment of the Lorentz antenna manufactured with the moving bridge 642 and connected with the anchors 644.
  • the anchors 644 are buried in the oxide of the Inter Metal Dielectric (IMD) 646 layer to provide Lorentz antenna support.
  • IMD Inter Metal Dielectric
  • the deformation or movement of the bridge 602 is limited by the strength of the elastic limit of the metal used to make the bridge 602. In one embodiment, the length of the bridge 602 ranges from about 50 pm to about 100 pm.
  • a series of Lorentz antennas can be used. This is illustrated in Fig. 6D in which the antenna 660 is manufactured with a series of Lorentz antennas 664, each having anchors 662. Such a series of N Lorentz antennas each having a bridge length / se It behaves like a Lorentz antenna that has a bridge length of N ⁇ I.
  • the vibration frequency of the Lorentz antenna ranges from about 100 kHz to about 100 MHz. In another embodiment, the vibration frequency of the Lorentz antenna ranges from about 100
  • REPLACEMENT SHEET (Rule 26) kHz at around 10 GHz, for example, when the Lorentz antenna is manufactured using a MEMS CMOS based process. It is desirable for the vibration frequency that is greater than the frequency of the signal bandwidth to avoid distortion problems of spectrum retracement.
  • Lorentz antennas can be useful in the field of spatially multiplexed networks. They can also be useful in the field of automotive radar and high resolution scanner (described above with respect to the Flashing antenna) and radiofrequency identification (RFID) applications (described above with respect to the Faraday antenna).
  • Fig. 7A depicts a schematic view of a linear rotation antenna in an inactive state 700.
  • the linear rotation antenna is viewed from the top and includes fixed metal stacks 704 and mobile plates 702
  • the movable plates 702 are fixed at one end by means of the anchors 706 but are free to move at their other end.
  • the linear rotation antenna is electrostatically operated at a high vibration frequency by periodically applying a voltage to the 704 metal batteries.
  • the drive may alternatively be due to magnetic, piezoelectric, or thermal forces.
  • the applied voltage causes the movement of the movable plates 702 towards their respective metal stack 704 in a periodic manner, as shown in Fig. 7B.
  • the antenna gain in that direction may increase over time.
  • the antenna gain in that direction may decrease over time.
  • a signal received from a certain direction on the antenna is modulated by the gain associated with that direction at that point in time.
  • the mobile plates of the antenna can be positioned so that each signal that comes from a set of addresses is modulated with a high gain, while signals from other directions are filtered or attenuate This approach allows the linear rotation antenna to be highly directive and receive the
  • REPLACEMENT SHEET (Rule 26) signals only from the desired directions.
  • the linear rotation antenna places the signals coming from different directions in different frequency bands. This allows the antenna to detect and distinguish signals from different directions simultaneously.
  • the vibration frequency of the linear rotation antenna ranges from about 100 kHz to about 100 MHz. In another embodiment, the vibration frequency of the linear rotation antenna ranges from about 100 kHz to about 10 GHz, for example, when the linear rotation antenna is manufactured using a process based on MEMS CMOS. It may be advantageous to have the vibration frequencies in the order of 1 GHz. For example, cellular networks operate in the frequency range of 1-2 GHz. If an incoming signal is received that has a carrier frequency of about 1 GHz in a linear rotation antenna that has a vibration frequency of about 1 GHz, after modulation by the antenna the signal frequency can be centered in DC (that is, near zero).
  • Communication devices typically include highly selective complex filters, for example, surface acoustic wave (SAW) or Mass Acoustic Film Resonator (FBAR) filters, in communication with a mixer, to obtain an incoming signal centered on a frequency DC (near zero).
  • a linear rotation antenna having a frequency in the order of 1 GHz can eliminate the need for complex filters and / or a mixer to obtain the desired incoming signal centered on a DC frequency (near zero).
  • Such a linear rotation antenna is also easy to tune to different vibration frequencies.
  • the linear rotation antenna is manufactured using a CMOS MEMS process and can withstand high frequencies not available in typical MEMS devices. This is because the MEMS CMOS process offers a characteristic size of about 0.3 pm compared to the characteristic 1-2 pm size offered by typical MEMS processes.
  • the vibration frequency of the linear rotation antenna may be subject to certain restrictions to allow proper operation.
  • the vibration frequency is chosen such that it is greater than the frequency of the incoming signal bandwidth but much lower than the carrier frequency.
  • the carrier frequency is the center frequency of an incoming signal while the bandwidth frequency is the frequency that covers above and below its center frequency. These restrictions eliminate any problem of spectrum back distortion when the incoming signal is received and the antenna can be analyzed as if it were a static antenna.
  • the linear size of the linear rotation antenna is at least in the same order of magnitude as the wavelength of the incoming signal. This restriction allows high directivity in the transmission / reception of the signals to the linear rotation antenna.
  • At least two linear rotation antennas are provided and the periodic voltage applied to their respective metal piles 704 is synchronized so that their respective mobile plates 702 move together in a synchronized manner.
  • Such antennas are known as synchronized rotation antennas.
  • Synchronized rotation antennas can provide greater directivity in the transmission / reception of signals compared to the linear rotation antenna, even when they have smaller electrical sizes than the wavelength of the incoming signal.
  • the resulting gain or directivity is a linear combination of the directivity of the antennas (in the case of multiple switching antennas) or the antenna positions / orientations / shapes at different time intervals (in the case of a single antenna that moves or deforms).
  • linear rotation antennas can use larger base antennas to provide high directivity and
  • REPLACEMENT SHEET (Rule 26) They cannot use elementary antennas.
  • One way to overcome this limitation is to use elementary antennas instead of synchronized rotation antennas instead. This is because when the synchronized rotation antennas move together, they show the same gain at the same time. Their respective gains are multiplied, that is, the gain is squared, and the signal is modulated according to the gain squared.
  • the elementary antennas that show such a squared gain no longer suffer from directivity limitations and can be used in applications that want high directivity such as a spatially multiplexed network.
  • Rotation antennas can also be used in the field of automotive radar and high resolution scanner applications (described above with respect to the Flashing antenna).
  • the vibrating antenna can be manufactured using a CMOS MEMS based process described in U.S. Patent Application Publication. N ° 2010/0295138 jointly owned, entitled “Methods and Systems for the Manufacture of MEMS CMOS Devices".
  • manufacturing processes for a vibrating antenna need not be limited to MEMS CMOS based processes, and may include MEMS based processes, NEMS based processes, and other suitable processes.
  • Fig. 8A represents a cross section after a first set of process flow steps for the manufacture of a vibrating antenna, in particular a Lorentz antenna. The thickness of the layers has been magnified.
  • the vibrating antenna is manufactured in a cavity formed within the interconnection layers of a CMOS integrated circuit.
  • the vibrating antenna is manufactured as a stand-alone MEMS device. Initially the metal layer is deposited. The metal layer can be made, for example, of AlCu metal alloy. A masking layer is deposited above the metal layer, and then the metal layer is etched using, for example, dry HF,
  • IMD Inter-Metal Dielectric
  • the IMD layer includes an undoped oxide layer.
  • Another metal layer is deposited, followed by a masking layer deposited above the metal layer, and then the metal layer is etched using, for example, dry HF, to form the plates 806.
  • Another IMD layer is deposited above the plates 806, followed by a masking layer, and then the IMD layer is etched and filled with metal to form the spacers or tracks 808.
  • the plates 802 and 804 and the spacers 806 and 808 together form the anchors for the vibrating antenna
  • a layer of metal is deposited on spacers 808 to form the bridge 810 of the vibrating antenna.
  • Another layer of IMD is deposited on the bridge 810, followed by the upper metal layer 812.
  • a masking layer is deposited on the upper metal layer 812.
  • the upper metal layer 812 is then etched to form the through holes 814. Through holes may allow the passage of the engraver, for example, steam HF, to etch the material below the upper metal layer 812.
  • Figs. 8B and 8C represent cross sections after a second and a third set of process flow steps, respectively, for the manufacture of the vibrating antenna.
  • a recorder for example, dry HF
  • the recorder records parts of the IMD layers to release the anchors and the vibrating antenna bridge, as shown in Fig. 8B.
  • the bottom plates 802 are buried in the remaining oxide 842 of the IMD layers to provide support to the vibrating antenna.
  • the metallization layer 882 is deposited in the upper metal layer 812 to seal the vibrating antenna of the outside environment, as shown in Fig. 8C.
  • the vibrating antenna is manufactured using integrated circuit technology based on MEMS, based on NEMS, or based on MEMS CMOS.
  • REPLACEMENT SHEET (Rule 26) Applicants consider all operable combinations of the embodiments disclosed herein that are patentable target matter. Those skilled in the art will know or be able to determine using nothing more than routine experimentation, many equivalent to the embodiments and practices described herein.
  • the vibrating antenna described with respect to Fig. 8A-8C is a Lorentz antenna
  • the embodiments and practices may be equally applicable to other vibrating antennas such as the Flashing antenna, the Faraday antenna, the rotating antenna linear, synchronized rotation antenna, or any other suitable vibrating antenna. Therefore, it will be understood that the systems and methods described herein will not be limited to the embodiments disclosed herein, but will be understood from the following claims, which will be interpreted as widely as allowed by the law.

Abstract

Los sistemas y métodos descritos aquí dentro abordan las deficiencias en la técnica anterior habilitando la multiplexación espacial en las redes celulares y/o inalámbricas para superar las limitaciones de capacidad. En una realización, las limitaciones se superan formando una red de dispositivos de comunicaciones portátiles multiplexada espacialmente que tienen antenas vibrantes basadas en MEMS. Otras aplicaciones adecuadas de las antenas vibrantes también se describen.

Description

ANTENAS VIBRANTES DE MEMS CMOS Y APLICACIONES DE LAS
MISMAS
Referencia Cruzada a las Solicitudes Relacionadas Esta Solicitud reivindica el beneficio de la Solicitud de Patente Provisional de U.S. N° de Serie 61/400.209 clasificada el 23 de julio de 2010, que se incorpora por referencia aquí dentro en su totalidad.
Antecedentes
Las redes celulares típicas se limitan en su capacidad a manejar múltiples usuarios. Una vez se alcanza la capacidad de una estación base de la red celular, los usuario son incapaces de hacer llamadas hasta que la capacidad se libera por otros usuarios. Alguno de estos problemas se alivia parcialmente configurando las estaciones base para utilizar esquemas de multiplexación, tales como multiplexación en frecuencia, multiplexación en el tiempo, o multiplexación de código. No obstante, incluso con la aplicación de esquemas de multiplexación, la capacidad es limitada. Esto significa que una vez que se alcanza un número dado de usuarios, el espectro electromagnético asociado con la estación base llega a estar saturado y no se pueden situar allí más usuarios. Esto puede ser especialmente un problema en áreas urbanas concurridas con usuarios que superan la capacidad de las redes celulares disponibles. Por consiguiente, hay una necesidad de sistemas y métodos que puede superar la saturación del espectro electromagnético en redes celulares y/o inalámbricas.
Resumen Los sistemas y método descritos aquí dentro abordan las deficiencias de la técnica anterior permitiendo la multiplexación espacial en redes celulares y/o inalámbricas para superar las limitaciones de espectro. En una realización, las limitaciones se superan formando una red multiplexada espacialmente de los dispositivos de comunicaciones portátiles que tienen antenas vibrantes basadas en sistemas micro-electromecánicos (MEMS).
HOJA DE REEMPLAZO (Regla 26) La multiplexación espacial es una técnica de transmisión en la comunicación inalámbrica de entrada-múltiple salida-múltiple para transmitir independiente y separadamente las señales de datos codificadas de cada una de una pluralidad de antenas de transmisión. Esta técnica reutiliza, o multiplexa, la dimensión espacio de manera que la dimensión espacio se utiliza más de una vez. Por ejemplo, si se equipa un transmisor con N antenas y un receptor se equipa con N antenas, se pueden transmitir N señales en paralelo, idealmente conduciendo a un incremento de N veces en la capacidad del canal del sistema transmisor/receptor. En el caso de una red multiplexada espacialmente, cada dispositivo de red incluye capacidad múltiple de transmisión/recepción y se sitúa en la red de manera que el dispositivo está dentro de las inmediaciones de al menos otro dispositivo. Cada dispositivo barre otros dispositivos en sus inmediaciones y establece los canales de comunicaciones con los dispositivos encontrados durante el barrido. Cualquier dispositivo en la red puede comunicar con otro dispositivo en la red a través de estos canales de comunicaciones establecidos. Mientras que las redes celulares típicas están limitadas a un número máximo de dispositivos, una red multiplexada espacialmente no sufre de tal limitación. Una red multiplexada espacialmente en su lugar adquiere más capacidad según se añaden dispositivos a la red. En una realización, la capacidad del canal aumenta proporcional al cuadrado del número de usuarios.
Una red multiplexada espacialmente se puede formar a partir de dispositivos de comunicaciones portátiles cada uno que tiene una o más antenas vibrantes basadas en MEMS. Las soluciones basadas en MEMS pueden ofrecer reducción en espacio muerto, pérdida de inserción, consumen mínima potencia durante el funcionamiento, y proporcionan baja distorsión de señal. La tecnología MEMS se puede usar para construir una antena vibrante que cambia su forma durante un periodo de tiempo de dos maneras. La primera manera incluye conmutar un conjunto de antenas fijas o partes de antenas a través de conmutadores MEMS, por ejemplo, conmutadores de estado sólido o cualesquiera otros dispositivos adecuados. La segunda manera incluye mover mecánicamente una antena construida usando la
HOJA DE REEMPLAZO (Regla 26) tecnología MEMS. El movimiento se consuma típicamente a través de fuerzas electrostáticas, aunque las fuerzas pueden ser piezoeléctricas, magnéticas, o térmicas en naturaleza. La estructura que se mueve interactúa con las ondas electromagnéticas para generar una señal de salida que se puede detectar. No obstante, la tecnología MEMS es solamente un tipo de proceso para construir antenas vibrantes. El proceso de fabricación de antenas vibrantes no necesita estar limitado a la tecnología MEMS. Por ejemplo, las antenas vibrantes se pueden implementar como dispositivos de sistemas nano-electromecánicos (NEMS) basados en nano-tubos de carbono. En otro ejemplo, las antenas vibrantes se pueden fabricar usando un proceso basado en MEMS CMOS descrito en la Publicación de la Solicitud de Patente de U.S. N° 2010/0295138 de propiedad conjunta, titulada "Métodos y Sistemas para la Fabricación de Dispositivos MEMS CMOS", e incorporada aquí dentro por referencia en su totalidad. En un aspecto, los sistemas y métodos descritos aquí dentro se refieren a un sistema de comunicaciones. El sistema de comunicaciones incluye dispositivos de comunicaciones portátiles que forman una red multiplexada espacialmente. Cada dispositivo de comunicaciones incluye una antena vibrante que se configura para recibir y transmitir en múltiples direcciones. El sistema de comunicaciones además incluye un primer dispositivo de comunicaciones de los dispositivos de comunicaciones que se configura para transmitir una señal a los dispositivos de comunicaciones. La transmisión de la señal puede incluir iniciar un movimiento de una primera antena vibrante del primer dispositivo de comunicaciones. El sistema de comunicaciones además incluye un segundo dispositivo de comunicaciones de los dispositivos de comunicaciones que se configura para recibir la señal y retransmitir la señal a los dispositivos de comunicaciones. La recepción de la señal puede incluir permitir un movimiento de una segunda antena vibrante del segundo dispositivo de comunicaciones en respuesta a la señal. En algunas realizaciones, la antena vibrante en cada dispositivo de comunicaciones del sistema de comunicaciones incluye una antena vibrante basada en MEMS, una antena vibrante basada en NEMS, y una antena
HOJA DE REEMPLAZO (Regla 26) vibrante basada en MEMS CMOS. En algunas realizaciones, la antena vibrante en cada dispositivo de comunicaciones del sistema de comunicaciones es una antena parpadeante, una antena de Faraday, una antena de Lorentz, una antena de rotación lineal, o una antena de rotación sincronizada. En algunas realizaciones, la antena vibrante en cada dispositivo de comunicaciones del sistema de comunicaciones se compone de nano-tubos de silicio, carbono y/o grafeno.
En algunas realizaciones, el sistema de comunicaciones además incluye una estación base que se configura para recibir la señal desde uno más dispositivos de comunicaciones, y enviar una segunda señal a uno o más de los dispositivos de comunicaciones. En algunas realizaciones, la red multiplexada espacialmente que es una red de telecomunicaciones y al menos uno de los dispositivos de comunicaciones es un teléfono móvil. En algunas realizaciones, una capacidad disponible para cada dispositivo de comunicación es proporcional al número de dispositivos de comunicaciones que forman la red.
En algunas realizaciones, el movimiento de la primera antena vibrante del primer dispositivo de comunicaciones se inicia a una frecuencia que corresponde a una frecuencia inalámbrica abierta o sin licencia. En algunas realizaciones, el movimiento de la primera antena vibrante del primer dispositivo de comunicaciones se inicia en alrededor de 60 GHz o una frecuencia más alta. En algunas realizaciones, los dispositivos de comunicaciones en el sistema de comunicaciones se determinan para estar dentro de las inmediaciones del primer dispositivo de comunicaciones. En otro aspecto, los sistemas y métodos descritos aquí dentro se refieren al método para proporcionar un sistema de comunicaciones. El método incluye proporcionar los dispositivos de comunicaciones portátiles que forman una red multiplexada espacialmente. Cada dispositivo de comunicaciones incluye una antena vibrante que se configura para recibir y transmitir en múltiples direcciones. El método además incluye la transmisión, desde un primer dispositivo de comunicaciones de los dispositivos de comunicaciones, de una señal a los dispositivos de comunicaciones. La transmisión de la señal
HOJA DE REEMPLAZO (Regla 26) puede incluir iniciar un movimiento de una primera antena vibrante del primer dispositivo de comunicaciones. El método además incluye recibir la señal en un segundo dispositivo de comunicaciones de los dispositivos de comunicaciones. La recepción de la señal puede incluir permitir un movimiento de una segunda antena vibrante del segundo dispositivo de comunicaciones en respuesta a la señal. El método además incluye retransmitir, desde el segundo dispositivo de comunicaciones, la señal a los dispositivos de comunicaciones.
En otro aspecto, los sistemas y métodos descritos aquí dentro relacionados con un dispositivo de emisión y/o recepción de señal electromagnética que tiene un ancho de banda de funcionamiento o frecuencia de ancho de banda mínimo. El dispositivo incluye una antena para generar una señal de salida. La antena se orienta en una primera dirección. La antena se configura para ser deformada periódicamente, inclinada periódicamente, y/u orientada periódicamente en una segunda dirección diferente de la primera dirección de acuerdo con un primer movimiento periódico que tiene una primera frecuencia más grande que el ancho de banda de funcionamiento mínimo. En algunas realizaciones, la antena se orienta en una primera dirección, y la antena se configura además para ser orientada periódicamente en una segunda dirección diferente de la primera dirección de acuerdo con el primer movimiento periódico. En algunas realizaciones, la antena además se configura para ser girada periódicamente de acuerdo con el primer movimiento periódico. En algunas realizaciones, la antena se configura además para ser conmutada periódicamente de acuerdo con el primer movimiento periódico.
Breve descripción de los dibujos
Otras ventajas y características de los sistemas y métodos descritos aquí dentro se pueden apreciar a partir de la siguiente descripción, que proporciona una descripción no limitativa de las realizaciones ilustrativas, con referencia a los dibujos anexos, en los que:
La Fig. 1 representa una vista esquemática de una red celular típica;
HOJA DE REEMPLAZO (Regla 26) La Fig. 2A representa una vista esquemática de una red multiplexada espacialmente formada a partir de una pluralidad de dispositivos de comunicaciones portátiles, de acuerdo con una realización ilustrativa de la invención; La Fig. 2B es un diagrama de flujo que representa el funcionamiento de la red multiplexada espacialmente de la Fig. 2A según se propaga una señal desde un dispositivo fuente a un dispositivo objetivo a través de la red multiplexada espacialmente, de acuerdo con una realización ilustrativa de la invención; La Fig. 3A es una vista esquemática de un dispositivo de comunicaciones portátil que tiene una pluralidad de antenas vibrantes integradas, de acuerdo con una realización ilustrativa de la invención;
La Fig. 3B una vista esquemática de un dispositivo de comunicaciones portátil que tiene una antena vibrante integrada, de acuerdo con una realización ilustrativa de la invención;
La Fig. 4A representa una vista esquemática de una antena Parpadeante en un estado inactivo, de acuerdo con una realización ilustrativa de la invención;
La Fig. 4B representa una vista esquemática de una antena Parpadeante en un estado activado, de acuerdo con una realización ilustrativa de la invención;
La Fig. 4C representa una vista esquemática de una antena Parpadeante en un estado activado, de acuerdo con otra realización ilustrativa de la invención;
La Fig. 5A representa una vista esquemática de una antena de Faraday en un estado inactivo, de acuerdo con una realización ilustrativa de la invención;
La Fig. 5B representa una vista esquemática de una antena de Faraday en un estado activado, de acuerdo con una realización ilustrativa de la invención;
La Fig. 5C representa una vista en perspectiva de una antena de Faraday en
HOJA DE REEMPLAZO (Regla 26) un estado inactivo, de acuerdo con otra realización ilustrativa de la invención;
La Fig. 5D representa una vista en perspectiva de una antena de Faraday en un estado inactivo, de acuerdo con otra realización ilustrativa de la invención;
La Fig. 6A representa una vista esquemática de una antena de Lorentz en un estado inactivo, de acuerdo con una realización ilustrativa de la invención;
La Fig. 6B representa una vista esquemática de una antena de Lorentz en un estado activado, de acuerdo con una realización ilustrativa de la invención;
La Fig. 6C representa una vista en perspectiva de una antena de Lorentz en un estado inactivo, de acuerdo con otra realización ilustrativa de la invención;
La Fig. 6D representa una vista en perspectiva de una serie de antenas de Lorentz en un estado inactivo, de acuerdo con una realización ilustrativa de la invención;
La Fig. 7A representa una vista esquemática de una antena de rotación lineal en un estado inactivo, de acuerdo con una realización ilustrativa de la invención; La Fig. 7B representa una vista esquemática de una antena de rotación lineal en un estado activado, de acuerdo con una realización ilustrativa de la invención;
La Fig. 8A representa una sección transversal después de un primer conjunto de pasos de flujo del proceso para la fabricación de una antena vibrante, de acuerdo con una realización ilustrativa de la invención;
La Fig. 8B representa una sección transversal después de un segundo conjunto de pasos de flujo del proceso para la fabricación de una antena vibrante, de acuerdo con una realización ilustrativa de la invención;
La Fig. 8C representa una sección transversal después de un tercer conjunto
HOJA DE REEMPLAZO (Regla 26) de pasos de flujo del proceso para la fabricación de una antena vibrante, de acuerdo con una realización ilustrativa de la invención;
Descripción Detallada de las Realizaciones
Para proporcionar una comprensión total de los sistemas y métodos descritos aquí dentro, se describirán ahora ciertas realizaciones ilustrativas. No obstante, se entenderá por un experto ordinario en la técnica que los sistemas y métodos descritos aquí dentro se pueden adaptar y modificar como sea adecuado para la aplicación que se aborda y que los sistemas y métodos descritos aquí dentro se pueden emplear en otras aplicaciones adecuadas, y que tales otras adiciones y modificaciones no se saldrán del alcance de la misma.
La Fig. 1 representa una vista esquemática de una red celular típica 100. Una red celular incluye al menos un transceptor de ubicación fija o estación base 118. Cuando se unen juntas estas estaciones base proporcionan cobertura de radio sobre un área geográfica amplia. Las estaciones base además se configuran para usar esquemas de multiplexación, tales como multiplexación en frecuencia, multiplexación en el tiempo, o multiplexación de código. Esto permite un gran número de transceptores portátiles o dispositivos de comunicaciones portátiles (por ejemplo, teléfonos móviles, buscapersonas) a comunicar entre sí y con los transceptores fijos y teléfonos en cualquier sitio en la red a través de las estaciones base 118. Aunque una red celular con estaciones base 118 puede alojar múltiples dispositivos, la estación base 118 se limita en el número de dispositivos que puede alojar y una vez que se alcanza el número, la capacidad llega a estar saturada y no se pueden situar en la red más usuarios. Esto se ilustra en la Fig. 1 donde el dispositivo 102 es incapaz de conectar con el dispositivo 114 porque la capacidad de la estación base 118 se ha saturado. Detalles adicionales para este ejemplo se proporcionan más adelante.
En la realización mostrada en la Fig. 1 , el dispositivo 104 se conecta con el dispositivo 112 a través de la estación base 118, el dispositivo 106 se conecta con el dispositivo 108 a través de la estación base 118, y el
HOJA DE REEMPLAZO (Regla 26) dispositivo 1 10 se conecta con el dispositivo 1 16 a través de la estación base 1 18. Una vez se establecen estas conexiones, la capacidad de la estación base 1 18 se satura y los intentos de establecer conexiones mediante otros dispositivos (por ejemplo, los dispositivos 102 y 14) se rechazan. Consecuentemente, el dispositivo 102 es incapaz de unirse a la red y no puede conectar con el dispositivo 1 14 o viceversa. Una forma de superar esta limitación es eliminar la estación base 1 18 de la red, y en su lugar formar una red multiplexada espacialmente a partir de los dispositivos de comunicaciones portátiles 102-1 16. Este planteamiento ventajoso se ilustra además con respecto a las Fig. 2A y 3 más adelante.
La Fig. 2A representa una vista esquemática de una red multiplexada espacialmente 200 formada a partir de una pluralidad de dispositivos de comunicaciones portátiles 202-216. La multiplexación espacial es una técnica de transmisión en comunicación inalámbrica de entrada-múltiple salida-múltiple para transmitir independiente y separadamente las señales de datos codificadas desde múltiples antenas de transmisión. En el caso de una red multiplexada espacialmente, cada dispositivo es capaz de la transmisión/recepción múltiple de señal y se sitúa en la red de manera que el dispositivo está dentro de las inmediaciones de al menos otro dispositivo. Cada dispositivo barre otros dispositivos en sus inmediaciones y establece los canales de comunicaciones con los dispositivos encontrados durante el barrido. En una realización, cada dispositivo barre periódicamente los dispositivos añadidos o eliminados de la red y restablece los canales de comunicaciones para formar una red configurable dinámicamente. Cualquier dispositivo en la red puede comunicar con otro dispositivo en la red a través de estos canales de comunicaciones establecidos. Mientras que las redes celulares típicas están limitadas a un máximo número de dispositivos, una red multiplexada espacialmente no sufre de tal limitación. Una red multiplexada espacialmente en su lugar adquiere más capacidad según se añaden dispositivos a la red. En otras palabras, cuanto mayor es el número de dispositivos en la red, mejor funciona para todos. La capacidad del canal aumenta proporcional al número de dispositivos en la red. En una realización, la capacidad del canal aumenta proporcional al cuadrado del
HOJA DE REEMPLAZO (Regla 26) número de dispositivos.
En una realización mostrada en la Fig. 2A, el dispositivo 204 se conecta con el dispositivo 212, el dispositivo 206 se conecta con el dispositivo 208, y el dispositivo 210 se conecta con el dispositivo 216. Estas conexiones son similares a las conexiones mostradas en la Fig. 1. No obstante, en lugar de estar conectados a través de una estación base, los dispositivos se conectan a través de la red multiplexada espacialmente formada a partir de los dispositivos 202-216. Por ejemplo, el dispositivo 204 se conecta con el dispositivo 212 a través de los dispositivos 204, 206, 208, y 210. En otro ejemplo, el dispositivo 206 se conecta con el dispositivo 208 directamente. En otro ejemplo, el dispositivo 210 se conecta con el dispositivo 216 a través de los dispositivos 212 y 214. Adicionalmente, los dispositivos 202 y 214 también se conectan a través de los dispositivos 204, 206, 208, 210, y 212. Como se trató anteriormente, la red multiplexada espacialmente adquiere más capacidad con un aumento en el número de dispositivos, y por lo tanto, los dispositivos 202 y 214 son capaces de conectarse entre sí sin sufrir el problema de capacidad descrito con respecto a la Fig. 1. Opuesto a la red de la Fig. 1 en la que la adición de dispositivos se traduce en capacidad disminuida para cada dispositivo, la red multiplexada espacialmente de la Fig. 2A proporciona capacidad aumentada para cada dispositivo según se añaden más dispositivos a la red.
Los proveedores de redes celulares típicamente compran bandas de frecuencia para sus redes celulares. Las bandas de frecuencia se utilizan por las estaciones base para transmitir las señales a los dispositivos de comunicaciones portátiles en la red. Por ejemplo, la estación base puede transmitir una señal a un primer dispositivo en una primera frecuencia en la banda de frecuencia asignada, mientras que transmite una señal a un segundo dispositivo sobre una segunda frecuencia en la banda de frecuencia asignada. No obstante, una vez se alcanza la capacidad de la estación base, no se pueden conectar más dispositivos a la estación base. Este problema surge porque las señales se envían en todas direcciones independientemente de la ubicación de la ubicación del dispositivo objetivo.
HOJA DE REEMPLAZO (Regla 26) No obstante, en una red multiplexada espacialmente, las señales se envían solamente en la dirección del dispositivo objetivo. Como se trató anteriormente, cada dispositivo en una red multiplexada espacialmente barre periódicamente otros dispositivos en sus inmediaciones y establece los canales de comunicaciones con los dispositivos encontrados. Las señales enviadas desde un dispositivo fuente en la red a un dispositivo objetivo son altamente directivas. Esto se consuma con el uso de antenas vibrantes, detalles adicionales para las cuales se proporcionan con respecto a las Fig. 3A y 3B más adelante. Debido a la naturaleza altamente directiva de las señales de la antena vibrante, todos los usuarios en la red multiplexada espacialmente pueden usar la misma frecuencia para establecer los canales de comunicaciones y enviar las señales entre sí. Por lo tanto, la red multiplexada espacialmente propuesta puede eliminar los problemas de saturación observados en los espectros electromagnéticos asociados con las redes celulares de hoy en día.
En una realización, se elige la frecuencia para el establecimiento de los canales de comunicaciones a partir de una banda de frecuencia sin licencia o abierta, por ejemplo, 60 GHz. Para establecer una red multiplexada espacialmente, puede ser necesaria una masa crítica de usuarios, junto con las antenas vibrantes integradas en los dispositivos de la red que pueden establecer los canales de comunicaciones en múltiples direcciones. Esta masa crítica se puede sostener asegurando que cada dispositivo de la red tiene al menos otro dispositivo dentro de su alcance. En el caso de una banda de frecuencia de 60 GHz, el alcance de cada dispositivo puede variar de alrededor de 1m a alrededor de 100m. En las realizaciones en las que la masa crítica no se ha alcanzado aún, se pueden desplegar estaciones base convencionales para completar cualquier vacío en la cobertura de la red multiplexada espacialmente. Por lo tanto, los dispositivos pueden emplear tecnología celular convencional cuando un dispositivo para la formación de un canal de comunicaciones multiplexado espacialmente no está disponible. Este planteamiento se puede considerar que es un cambio disruptivo en las prácticas de telefonía móvil actuales. Los fabricantes de circuitos integrados pueden fabricar dispositivos con antenas vibrantes integradas para las redes
HOJA DE REEMPLAZO (Regla 26) celulares convencionales. Con la adquisición de masa crítica, los fabricantes pueden activar las antenas vibrantes integradas y consecuentemente también funcionar como operadores de telecomunicaciones. Ellos pueden estar motivados además para incursionar en el campo de los operadores de telecomunicaciones dando la oportunidad de usar las frecuencias inalámbricas abiertas o sin licencia y evitar los costes asociados con la compra de licencias para las bandas de frecuencia. Esta innovadora red multiplexada espacialmente se habilita integrando las antenas vibrantes en los dispositivos de comunicaciones portátiles, detalles de los cuales se proporcionan con respecto a las Fig. 3A y 3B.
Para resumir el funcionamiento de la red multiplexada espacialmente según se describe con referencia a la Fig. 2A, la Fig. 2B es un diagrama de flujo 250 que representa el funcionamiento de la red multiplexada espacialmente. En particular, la Fig. 2B representa el funcionamiento de la red multiplexada espacialmente según se propaga una señal desde un dispositivo fuente a un dispositivo objetivo a través de la red multiplexada espacialmente. Un serie de dispositivos de comunicaciones portátiles se sitúan para formar una red de manera que cada dispositivo está dentro de las inmediaciones de al menos otro dispositivo (paso 252). Cada dispositivo puede barrer periódicamente otros dispositivos y establecer los canales de comunicaciones según se añaden o elimina dispositivos de la red. El dispositivo fuente transmite una señal para el dispositivo objetivo a la red (paso 254). Otro dispositivo (intermedio) recibe la señal desde el dispositivo fuente y retransmite la señal a otro dispositivo en la red (pasos 256, 258). Los pasos 256 y 258 se pueden repetir hasta que la señal se reciba en el dispositivo objetivo (paso 260).
En algunas realizaciones, en ausencia de un dispositivo intermedio disponible dentro de las inmediaciones del dispositivo fuente, una estación base recibe la señal desde el dispositivo fuente y retransmite la señal a otro dispositivo en la red. La estación base puede ser una estación celular típica o cualquier otro tipo de estación de comunicaciones adecuada. Por ejemplo, el dispositivo fuente puede iniciar una llamada de teléfono que se transmite
HOJA DE REEMPLAZO (Regla 26) al dispositivo objetivo a través de una estación celular. En algunas realizaciones, un dispositivo intermedio o estación base no se usa entre los dispositivos objetivo y fuente. Por ejemplo, un dispositivo intermedio no se puede usar cuando el dispositivo objetivo está dentro de las inmediaciones del dispositivo fuente. En tal caso, la señal se recibe en el dispositivo objetivo directamente desde el dispositivo fuente (por ejemplo, los dispositivos 206 y 208 en la Fig. 2A).
Una red multiplexada espacialmente, por ejemplo, descrita con respecto a las Fig. 2A y 2B anteriores, se puede formar a partir de los dispositivos de comunicaciones portátiles que cada uno tiene una o más antenas vibrantes basadas en MEMS. Las soluciones basadas en MEMS pueden ofrecer reducción es espacio muerto, pérdida de inserción, consumen mínima potencia durante el funcionamiento, y proporcionan baja distorsión de señal. La tecnología MEMS se puede usar para construir una antena vibrante que cambia su forma durante un periodo de tiempo en dos maneras. La primera manera incluye conmutar un conjunto de antenas fijas. Cada antena se apunta en una dirección distinta y las antenas reciben/transmiten señales en múltiples direcciones a través de multiplexación de conmutación. La segunda manera incluye mover mecánicamente una antena construida usando la tecnología MEMS. El movimiento se consuma típicamente a través de fuerzas electrostáticas, aunque las fuerzas pueden ser piezoeléctricas, magnéticas, o térmicas en naturaleza. La estructura que se mueve interactúa con las ondas electromagnéticas para generar una señal de salida que se puede detectar. No obstante, la tecnología MEMS es solamente un tipo de proceso para construir antenas vibrantes. El proceso de fabricación de antenas vibrantes no necesita estar limitado a la tecnología MEMS. Por ejemplo, las antenas vibrantes se pueden implementar como dispositivos de sistemas nano-electromecánicos (NEMS) basados en nano-tubos de carbono. En otro ejemplo, las antenas vibrantes se pueden fabricar usando un proceso basado en MEMS CMOS descrito en la Publicación de la Solicitud de Patente de U.S. N° 2010/0295138 de propiedad conjunta, titulada "Métodos y Sistemas para la Fabricación de Dispositivos MEMS CMOS".
HOJA DE REEMPLAZO (Regla 26) La Fig. 3A es una vista esquemática de un dispositivo de comunicaciones portátil 300 que tiene las antenas vibrantes integradas 302. Esta realización corresponde al primer planteamiento descrito anteriormente en el que un conjunto de antenas fijas que apuntan en distintas direcciones se multiplexan para recibir/transmitir las señales en múltiples direcciones. Cada antena 302 se dirige hacia una dirección particular y puede establecer los canales de comunicaciones con un dispositivo 304 en esa dirección. Por lo tanto, el dispositivo 300 puede establecer los canales de comunicaciones con cada uno de los dispositivos 304 a través de las antenas 302. Aunque esta realización muestra seis antenas, se puede emplear un número grande de tales antenas para el establecimiento de los canales de comunicación con otros dispositivos en la red. Por ejemplo, se pueden emplear alrededor de 100 o más de tales antenas. En otra realización, se pueden emplear alrededor de 100 o más de tales antenas. Incluso tal número grande de antenas vibrantes se pueden fabricar ventajosamente en un espacio pequeño a través de la tecnología MEMS, y de esta manera, se pueden desplegar fácilmente en los dispositivos de comunicaciones portátiles o estaciones base por igual. Ejemplos de tipos de antenas vibrantes se describen con respecto a las Fig. 4A-7B. La Fig. 3B es una vista esquemática de un dispositivo de comunicaciones portátiles 350 que tiene una antena vibrante integrada 352. Esta realización corresponde al segundo planteamiento descrito anteriormente en el que una antena vibrante única se mueve mecánicamente para recibir y transmitir las señales en una pluralidad de direcciones. La antena 352 se mueve a través de una actuación electrostática. En las realizaciones alternativas, la antena 352 se mueve a través de una actuación piezoeléctrica, actuación magnética, actuación térmica, o cualquier otro tipo de actuación forzada adecuada. La antena 352 se mueve de manera que puede recibir las señales de transmisión/recepción en múltiples direcciones. Por ejemplo, en la realización mostrada en la Fig. 3B, la antena 352 se mueve a través de seis direcciones distintas. Esto permite al dispositivo 350 establecer los canales de comunicaciones con cada uno de los dispositivos 354 a través de la antena 352. En una realización, la frecuencia de vibración de la antena se
HOJA DE REEMPLAZO (Regla 26) desea que sea mayor que la frecuencia de ancho de banda de las señales entrantes. De esta forma hay distorsión de repliegue del espectro mínima a cero que resultaría de otra forma de la señal recibida que se modula en la misma frecuencia de vibración por las antenas. Tener distorsión de repliegue del espectro puede conducir a que una señal recibida de una dirección particular se pierda y/o sea indistinguible de las señales que vienen de otras direcciones. Un ejemplo de una señal que se pierde se describe además más tarde.
Como la antena 352 se mueve con el tiempo hacia una cierta dirección, la ganancia de la antena en esa dirección aumenta con el tiempo. Igualmente, según se aleja con el tiempo de una cierta dirección, la ganancia de la antena en esa dirección disminuye con el tiempo. Una señal recibida desde una cierta dirección en la antena 352 se modula por la ganancia asociada con esa dirección en ese punto en el tiempo. Si la ganancia es demasiado baja, la señal se puede atenuar demasiado y se puede perder. Por lo tanto, para asegurar que ninguna de las señales recibidas se modulan mediante tal baja ganancia, es decir, atenuadas cerca de cero, se desea que la frecuencia de vibración de la antena sea mayor que la frecuencia del ancho de banda de las señales entrantes. En otras palabras, para asegurar que no se pierde una señal recibida, la frecuencia de vibración de la antena necesita ser mayor que la frecuencia del ancho de banda de la señal recibida. Ciertas realizaciones de las antenas vibrantes se pueden encontrar descritas en la Publicación de la Solicitud de Patente PCT Internacional N° WO2005/112190 de propiedad conjunta, titulada "Dispositivo de Emisión y/o Recepción de Señales Electromagnéticas y Circuito Integrado Correspondiente", que se incorpora aquí dentro por referencia en su totalidad. Las realizaciones de los distintos tipos de antenas vibrantes se describen también con respecto a las Fig. 4A-7B más adelante.
La Fig. 4A representa una vista esquemática de una antena Parpadeante en un estado inactivo 400. En la realización mostrada, la antena Parpadeante incluye una serie de elementos interconectados 402. Los elementos 402 se comportan como una antena pero se activan individualmente y son capaces
HOJA DE REEMPLAZO (Regla 26) de moverse independientemente unos de otros. Para recibir una señal, los elementos 402 se accionan periódicamente, tanto independientemente como conjuntamente, a un conjunto de posiciones fijas. La actuación puede ser debida a fuerzas electrostáticas, magnéticas, piezoeléctricas, o térmicas. Las Fig. 4B y 4C representan las realizaciones 440 y 480, respectivamente, de los elementos 402 en un estado activado. La señal recibida por los elementos 402 en cada posición se almacena junto con un valor temporal para cuando se reciba la señal. Los valores recogidos se proporcionan entonces a un procesador de señal digital (DSP) para calcular la señal entrante recibida en los elementos 402 según se activan a través del conjunto de posiciones fijas. En una realización, la antena Parpadeante se implementa como un elemento único en movimiento que se orienta periódicamente de manera similar en múltiples posiciones y los datos se recogen y procesan por un DSP, un grupo de puertas programables de campo (FPGA), un circuito analógico, o cualquier otro medio electrónico adecuado, para calcular la señal entrante recibida en los elementos 402 según se activan a través del conjunto de posiciones fijas. La señal entrante se puede calcular determinando las fuerzas del campo eléctrico £(Ω„) , en cada dirección ΩΙ( , de acuerdo con el siguiente conjunto de ecuaciones: v, (/) =∑KDl* (nu,t)E(nu )é, (Ω,, )éa (nt„t)
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donde ν, (t„)es la señal recibida en cada valor temporal (que corresponde a cada posición de la antena), ^- (^« ) y ea ( iu ) son los vectores de polarización para la señal recibida y la antena, respectivamente, en cada dirección ΩΗ , D{p.u ,tu ) es la directividad en cada dirección e intervalo de tiempo (o posición/forma de la antena), y £(Ω„) εοη las fuerzas del campo eléctrico, en cada dirección, Ω„ .
HOJA DE REEMPLAZO (Regla 26) Las antenas Parpadeantes se pueden implementar en un tamaño compacto, por ejemplo, usando la tecnología basada en MEMS, y pueden proporcionar alta resolución en aplicaciones que tienen frecuencias de portadora altas y bajo ancho de banda de información. Además de las redes multiplexadas espacialmente, las antenas Parpadeantes pueden ser muy adecuadas en el campo de los sistemas de radar de automoción. En una realización, un sistema de radar de automoción recibe una nueva trama cada 40 ms, es decir, el sistema tiene un ancho de banda de información bajo de 25 Hz. Adicionalmente, el sistema tiene frecuencias de portadora altas de 24 GHz y/o 79 GHz. Los elementos de la antena Parpadeante se mueven continuamente a un conjunto de posiciones fijas cada nueva trama, es decir, 40 ms, y la señal recibida por cada elemento en cada posición se almacena junto con un valor temporal para cuando se reciba la señal. Los valores recogidos se proporcionan entonces a un DSP para calcular la señal entrante. Tal antena Parpadeante puede servir como un potente sensor con alta resolución en los sistemas de radar de automoción. En una realización, se usan dos antenas Parpadeantes en un planteamiento biestático, una antena cada una para recepción y transmisión, respectivamente. En una realización alternativa, solamente se usa una antena Parpadeante en un planteamiento monoestático, que reutiliza la misma antena para la transmisión así como la recepción. Aunque el planteamiento monoestático puede añadir complejidad a la circuitería de control para la antena Parpadeante comparado con el planteamiento biestático, el planteamiento monoestático reduce ventajosamente el área del circuito integrado en un 50%. En otra realización alternativa, se puede usar una antena Parpadeante solamente para la recepción, dependiendo de la aplicación de radar de automoción. Esta realización proporciona una reducción ventajosa del 50% en el área del circuito integrado comparado con el planteamiento biestático, y reduce el consumo de potencia comparado tanto con los planteamientos biestáticos como monoestáticos. Otra aplicación de la antena Parpadeante puede estar en el campo de los escáneres de alta resolución, tales como para los escáneres de seguridad en aeropuertos o edificios públicos, escáneres médicos, y los sistemas anti hurto en tiendas.
HOJA DE REEMPLAZO (Regla 26) La Fig. 5A representa una vista esquemática de una antena de Faraday en un estado inactivo 500. En la realización mostrada, la antena de Faraday incluye un bucle formado a partir de voladizos 504 unidos juntos a través de un elemento de unión 502. El bucle de la antena se activa electrostáticamente en una alta frecuencia de vibración para deformar o doblar periódicamente los voladizos 504 provocando un cambio periódico de la orientación del área del bucle. La activación puede ser alternativamente debida a fuerzas magnéticas, piezoeléctricas, o térmicas. La Fig. 5B representa la realización 520 de la antena de Faraday en un estado activado. La distancia d y el ángulo α del bucle deformado se limitan por la fuerza del límite elástico del metal usado para fabricar el bucle. En una realización alternativa, los voladizos 504 se accionan a una frecuencia de vibración alta para deformar o doblar periódicamente el uno hacia el otro, provocando también un cambio periódico en el área del bucle de la antena.
La Fig. 5C representa una vista en perspectiva de una antena de Faraday en un estado inactivo 540. Similar a las antenas de las Fig. 5A y 5B, la antena incluye los voladizos 544 unidos juntos por el elemento 542. Los voladizos 544 se sujetan mediante los anclajes 548. La Fig. 5C también incluye el electrodo 546 que cuando actúa deforma o dobla los voladizos 504. No obstante, la distancia d y el ángulo α del bucle deformado se limitan por la fuerza del límite elástico del metal usado para fabricar el bucle. Esta limitación es una función de la frecuencia de resonancia del dispositivo y puede limitar la ganancia de la antena y reducir la relación señal a ruido máxima por unidad de área. Una forma de superar esta limitación se ¡lustra por la antena de la Fig. 5D. Similar a la antena de la Fig. 5C, la antena incluye los voladizos 544 unidos junto por el elemento 542. No obstante, el electrodo 566 es más pequeño que el electrodo 546 y se sitúa de manera que solamente deforma o dobla una parte de los voladizos 504 próxima a los anclajes 548 y la parte restante permanece sin tensión. Esta flexión de efecto de palanca de los voladizos 504 puede aumentar el ángulo α y el desplazamiento d del elemento 542. La técnica de flexión de efecto palanca
HOJA DE REEMPLAZO (Regla 26) también permite frecuencias de vibración más altas a ser usadas que conducen a la mejor ganancia para la antena.
Para las realizaciones descritas con respecto a las Fig. 5A-5D, el cambio periódico en la orientación del área del bucle de la antena provoca un cambio periódico en el flujo magnético a través del bucle de la antena. Este flujo magnético crea un voltaje periódico a través del bucle de la antena de acuerdo con la ley de Faraday-Lenz, en la que el voltaje VF generado a través de la antena es una variación negativa del flujo magnético Φ, y se calcula como: v, ( = ~*(
Este voltaje calculado VF corresponde a la señal entrante recibida en la antena en el tiempo f. Como el bucle de la antena se acciona periódicamente en la frecuencia de vibración alta, el voltaje vF calculado a través del tiempo corresponde a la señal entrante recibida en la antena de Faraday. En una realización, la frecuencia de vibración de la antena de Faraday oscila de alrededor de 100 kHz a alrededor de 100 MHz. En otra realización, la frecuencia de vibración de la antena de Faraday oscila de alrededor de 100 kHz a alrededor de 10 GHz, por ejemplo, cuando la antena de Faraday se fabrica usando un proceso basado en MEMS CMOS. Es deseable para la frecuencia de vibración que sea mayor que la frecuencia del ancho de banda de la señal para evitar problemas de distorsión de repliegue del espectro. Las antenas de Faraday puede ser útiles en el campo de las redes multiplexadas espacialmente. También se pueden usar en el campo de la identificación de radiofrecuencia (RFID), por ejemplo, para proporcionar etiquetas de RFID compactas en la fabricación textil, por ejemplo, para seguir una fuente de hilos usados en textiles.
La Fig. 6A representa una vista esquemática de una antena de Lorentz en un estado inactivo 600. En la realización mostrada, la antena de Lorentz incluye un puente 602 agregado a los anclajes 604. Como es evidente de la similitud en la estructura a la antena de Faraday, la antena de Lorentz es
HOJA DE REEMPLAZO (Regla 26) una modificación de la antena de Faraday. No obstante, en lugar de deformar el bucle de la antena, solamente se deforma o mueve periódicamente el puente 602 a una frecuencia de vibración. La antena de Lorentz se acciona electrostáticamente a una frecuencia de vibración alta para mover periódicamente el puente 602, por ejemplo, en las direcciones arriba/abajo o izquierda/derecha. El accionamiento alternativo puede ser debido a fuerzas magnéticas, piezoeléctricas, o térmicas. La Fig. 6B representa la realización 620 de la antena de Lorentz en un estado accionado. La dirección del movimiento del puente 602 es dependiente de la orientación del accionamiento aplicado. El movimiento mecánico y el campo magnético externo generan un voltaje a través del puente 602 debido a una fuerza de Lorentz experimentada por el puente 602. Como el puente 602 se activa periódicamente a la frecuencia de vibración alta, el voltaje a través del bucle de antena calculado a través del tiempo corresponde a la señal entrante recibida en la antena de Lorentz. Dado que solamente se requiere un puente en movimiento, la antena de Lorentz es más fácil de construir que la antena de Faraday. Por ejemplo, la Fig. 6C ilustra una realización de la antena de Lorentz fabricada con el puente en movimiento 642 y conectado con los anclajes 644. Los anclajes 644 están enterrados en el óxido de la capa de Dieléctrico Inter Metal (IMD) 646 para proporcionar soporte a la antena de Lorentz. La deformación o movimiento del puente 602 se limita por la fuerza del límite elástico del metal usado para fabricar el puente 602. En una realización, la longitud del puente 602 oscila de alrededor de 50 pm a alrededor de 100 pm. Para superar esta limitación, se puede usar una serie de antenas de Lorentz. Esto se ilustra en la Fig. 6D en la que la antena 660 está fabricada con una serie de antenas de Lorentz 664, cada una que tiene los anclajes 662. Tal serie de N antenas de Lorentz cada una que tiene una longitud del puente / se comporta como una antena de Lorentz que tiene una longitud del puente de N■ I.
En una realización, la frecuencia de vibración de la antena de Lorentz oscila de alrededor de 100 kHz a alrededor de 100 MHz. En otra realización, la frecuencia de vibración de la antena de Lorentz oscila de alrededor de 100
HOJA DE REEMPLAZO (Regla 26) kHz a alrededor de 10 GHz, por ejemplo, cuando la antena de Lorentz está fabricada usando un proceso basado en MEMS CMOS. Es deseable para la frecuencia de vibración que sea mayor que la frecuencia del ancho de banda de la señal para evitar problemas de distorsión de repliegue del espectro. Las antenas de Lorentz pueden ser útiles en el campo de las redes multiplexadas espacialmente. También pueden ser útiles en el campo de las aplicaciones de radar de automoción y de escáner de alta resolución (descritas anteriormente con respecto a la antena Parpadeante) y de identificación de radiofrecuencia (RFID) (descrita anteriormente con respecto a la antena de Faraday).
La Fig. 7A representa una vista esquemática de una antena de rotación lineal en un estado inactivo 700. En la realización mostrada, la antena de rotación lineal se observa desde la parte de arriba e incluye las pilas de metal fijas 704 y las placas móviles 702. Las placas móviles 702 se fijan en un extremo mediante los anclajes 706 pero están libres para moverse en su otro extremo. La antena de rotación lineal se acciona electrostáticamente a una frecuencia de vibración alta aplicando periódicamente un voltaje a las pilas de metal 704. El accionamiento alternativamente se puede deber a fuerzas magnéticas, piezoeléctricas, o térmicas. El voltaje aplicado provoca el movimiento de las placas móviles 702 hacia su pila de metal respectiva 704 de una manera periódica, como se muestra en la Fig. 7B. Según se mueve la antena en el tiempo hacia una cierta dirección, la ganancia de la antena en esa dirección puede aumentar con el tiempo. Igualmente, según se aleja la antena en el tiempo de una cierta dirección, la ganancia de la antena en esa dirección puede disminuye con el tiempo. En otras palabras, una señal recibida desde una cierta dirección en la antena se modula por la ganancia asociada con esa dirección en ese punto en el tiempo. Si la antena se opera en una frecuencia de vibración adecuada, las placas móviles de la antena se pueden situar de manera que cada señal que viene de un conjunto de direcciones se modula con una alta ganancia, mientras que las señales de otras direcciones se filtran o atenúan. Este planteamiento permite a la antena de rotación lineal que sea altamente directiva y reciba las
HOJA DE REEMPLAZO (Regla 26) señales solamente de las direcciones deseadas. En una realización, la antena de rotación lineal sitúa las señales que vienen de distintas direcciones en distintas bandas de frecuencia. Esto permite a la antena detectar y distinguir las señales de las distintas direcciones simultáneamente.
En una realización, la frecuencia de vibración de la antena de rotación lineal oscila de alrededor de 100 kHz a alrededor de 100 MHz. En otra realización, la frecuencia de vibración de la antena de rotación lineal oscila de alrededor de 100 kHz a alrededor de 10 GHz, por ejemplo, cuando la antena de rotación lineal se fabrica usando un proceso basado en MEMS CMOS. Puede ser ventajoso tener las frecuencias de vibración en el orden de 1 GHz. Por ejemplo, las redes celulares funcionan en alrededor del intervalo de frecuencia de 1-2 GHz. Si se recibe una señal entrante que tiene una frecuencia portadora de alrededor de 1 GHz en una antena de rotación lineal que tiene una frecuencia de vibración de alrededor de 1 GHz, tras la modulación por la antena la frecuencia de la señal se puede centrar en DC (es decir, cerca de cero). Los dispositivos de comunicaciones típicamente incluyen filtros complejos altamente selectivos, por ejemplo, los filtros de ondas acústicas de superficie (SAW) o de Resonador Acústico Masivo de Película (FBAR), en comunicación con un mezclador, para obtener una señal entrante centrada en una frecuencia DC (cerca de cero). No obstante, una antena de rotación lineal que tiene una frecuencia en el orden de 1 GHz puede eliminar la necesidad de filtros complejos y/o un mezclador para obtener la señal entrante deseada centrada en una frecuencia DC (cerca de cero). Tal antena de rotación lineal también es fácil de sintonizar a distintas frecuencias de vibración. En algunas realizaciones, la antena de rotación lineal se fabrica usando un proceso de MEMS CMOS y puede soportar altas frecuencias no disponibles en los dispositivos de MEMS típicos. Esto es porque el proceso de MEMS CMOS ofrece un tamaño característico de alrededor de 0,3 pm comparado con el tamaño característico de 1-2 pm ofrecido por los procesos MEMS típicos.
HOJA DE REEMPLAZO (Regla 26) La frecuencia de vibración de la antena de rotación lineal puede estar sujeta a ciertas restricciones para permitir el funcionamiento adecuado. En una realización, la frecuencia de vibración se elige de manera que es mayor que la frecuencia del ancho de banda de la señal entrante pero mucho más bajo que la frecuencia portadora. La frecuencia portadora es la frecuencia central de una señal entrante mientras que la frecuencia del ancho de banda es la frecuencia que abarca por encima y por debajo de su frecuencia central. Estas restricciones eliminan cualquier problema de distorsión de repliegue del espectro cuando se recibe la señal entrante y la antena se puede analizar como si fuera una antena estática. En una realización, el tamaño lineal de la antena de rotación lineal está al menos en el mismo orden de magnitud que la longitud de onda de la señal entrante. Esta restricción permite alta directividad en la transmisión/recepción de las señales a la antena de rotación lineal. En una realización, se proporcionan al menos dos antenas de rotación lineal y el voltaje periódico aplicado a sus respectivas pilas de metal 704 se sincroniza de manera que sus respectivas placas móviles 702 se mueven juntas de una manera sincronizada. Tales antenas se conocen como antenas de rotación sincronizadas. Las antenas de rotación sincronizadas pueden proporcionar mayor directividad en la transmisión/recepción de las señales comparado con la antena de rotación lineal, incluso cuando se tienen tamaños eléctricos más pequeños que la longitud de onda de la señal entrante. Con las antenas de rotación lineal, la ganancia o directividad resultante es una combinación lineal de la directividad de las antenas (en el caso de múltiples antenas que se conmutan) o las posiciones/orientaciones/formas de antena en distintos intervalos de tiempo (en el caso de una antena única que se mueve o deforma). Por lo tanto, usar antenas elementales (es decir, antenas que son pequeñas comparado con la longitud de onda de la señal entrante) que tienen típicamente baja directividad provocaría una antena de rotación lineal con baja directividad. No obstante, las antenas vibrantes con alta directividad son deseables para implementar una red multiplexada espacialmente como se describió anteriormente. Por lo tanto, las antenas de rotación lineal pueden usar antenas base más grandes para proporcionar alta directividad y
HOJA DE REEMPLAZO (Regla 26) no pueden usar antenas elementales. Una forma de superar esta limitación es usar en su lugar antenas elementales en antenas de rotación sincronizadas. Esto es porque cuando las antenas de rotación sincronizadas se mueven juntas, muestran la misma ganancia al mismo tiempo. Sus respectivas ganancias se multiplican, es decir, la ganancia se eleva al cuadrado, y la señal se modula de acuerdo con la ganancia al cuadrado. Las antenas elementales que muestran tal ganancia al cuadrado ya no sufren de las limitaciones de directividad y se puede usar en aplicaciones que desean alta directividad tales como una red multiplexada espacialmente. Las antenas de rotación también se pueden usar en el campo de las aplicaciones de radar de automoción y de escáner de alta resolución (descritas anteriormente con respecto a la antena Parpadeante).
Ahora describimos los pasos del flujo del proceso para la fabricación de una antena vibrante a través de un proceso basado en MEMS CMOS. Por ejemplo, la antena vibrante se puede fabricar usando un proceso basado en MEMS CMOS descrito en la Publicación de la Solicitud de Patente de U.S. N° 2010/0295138 de propiedad conjunta, titulada "Métodos y Sistemas para la Fabricación de Dispositivos MEMS CMOS". No obstante, los procesos de fabricación para una antena vibrante no necesitan estar limitados a los procesos basados en MEMS CMOS, y pueden incluir procesos basados en MEMS, procesos basados en NEMS, y otros procesos adecuados.
La Fig. 8A representa una sección transversal después de un primer conjunto de pasos de flujo del proceso para la fabricación de una antena vibrante, en particular una antena de Lorentz. El espesor de las capas se ha magnificado. En una realización, la antena vibrante se fabrica en una cavidad formada dentro de las capas de interconexión de un circuito integrado CMOS. En una realización alternativa, la antena vibrante se fabrica como un dispositivo MEMS autónomo. Inicialmente se deposita la capa de metal. La capa de metal se puede hacer, por ejemplo, de aleación de metal AlCu. Una capa de enmascaramiento se deposita por encima de la capa de metal, y entonces se graba la capa de metal usando, por ejemplo, HF seco,
HOJA DE REEMPLAZO (Regla 26) para formar las placas 802. Una capa de Dieléctrico Inter-Metal (IMD) se deposita por encima de las placas 802, seguida por una capa de enmascaramiento, y entonces la capa de IMD se graba y rellena con metal para formar los espaciadores o vías 804. En una realización, la capa de IMD incluye una capa de oxido no dopado. Otra capa de metal se deposita, seguida por una capa de enmascaramiento depositada por encima de la capa de metal, y luego la capa de metal se graba usando, por ejemplo, HF seco, para formar las placas 806. Otra capa de IMD se deposita por encima de las placas 806, seguida por una capa de enmascaramiento, y entonces la capa de IMD se graba y rellena con metal para formar los espaciadores o vías 808. Las placas 802 y 804 y los espaciadores 806 y 808 juntos forman los anclajes para la antena vibrante. Una capa de metal se deposita en los espaciadores 808 para formar el puente 810 de la antena vibrante. Otra capa de IMD se deposita en el puente 810, seguida por la capa de metal superior 812. Una capa de enmascaramiento se deposita en la capa de metal superior 812. La capa de metal superior 812 se graba entonces para formar los agujeros pasantes 814. Los agujeros pasantes puede permitir el paso del grabador, por ejemplo, HF en vapor, para grabar el material por debajo de la capa de metal superior 812.
Las Fig. 8B y 8C representan secciones transversales después de un segundo y un tercer conjunto de pasos de flujo del proceso, respectivamente, para la fabricación de la antena vibrante. Un grabador, por ejemplo, HF seco, se libera a través de los agujeros pasantes 814 en la capa de metal superior 812. El grabador graba partes de las capas de IMD para liberar los anclajes y el puente de la antena vibrante, como se muestra en la Fig. 8B. Las placas del fondo 802 se entierran en el óxido restante 842 de las capas de IMD para proporcionar soporte a la antena vibrante. Finalmente, la capa de metalización 882 se deposita en la capa de metal superior 812 para sellar la antena vibrante del entorno exterior, como se muestra en la Fig. 8C. En una realización, la antena vibrante se fabrica usando la tecnología de circuito integrado basada en MEMS, basada en NEMS, o basada en MEMS CMOS.
HOJA DE REEMPLAZO (Regla 26) Los solicitantes consideran todas las combinaciones operables de las realizaciones reveladas aquí dentro que son materia objetivo patentable. Aquellos expertos en la técnica conocerán o serán capaces de determinar usando nada más que la experimentación de rutina, muchos equivalentes a las realizaciones y prácticas descritas aquí dentro. Por ejemplo, aunque la antena vibrante descrita con respecto a las Fig. 8A-8C es una antena de Lorentz, las realizaciones y prácticas pueden ser igualmente aplicables a otras antenas vibrantes tales como la antena Parpadeante, la antena de Faraday, la antena de rotación lineal, la antena de rotación sincronizada, o cualquier otra antena vibrante adecuada. Por consiguiente, se entenderá que los sistemas y métodos descritos aquí dentro no van a estar limitados a las realizaciones reveladas aquí dentro, sino que van a ser entendidos a partir de las siguientes reivindicaciones, las cuales van a ser interpretadas tan ampliamente como se permita por la ley. Se debería señalar también que, mientras que las siguientes reivindicaciones se disponen de una forma particular de manera que ciertas reivindicaciones dependen de otras reivindicaciones, o bien directamente o bien indirectamente, cualquiera de las siguientes reivindicaciones pueden depender de cualquier otra de las siguientes reivindicaciones, o bien directamente o bien indirectamente para realizar cualquiera de las diversas realizaciones descritas aquí dentro.
HOJA DE REEMPLAZO (Regla 26)

Claims

Reivindicaciones
1. Un sistema de comunicaciones, que comprende: una pluralidad de dispositivos de comunicaciones portátiles que forman una red multiplexada espacialmente, cada dispositivo de comunicaciones que incluye una antena vibrante, la antena vibrante configurada para recibir y transmitir en una pluralidad de direcciones; un primer dispositivo de comunicaciones de la pluralidad de dispositivos de comunicaciones configurado para transmitir una señal a la pluralidad de dispositivos de comunicaciones, en el que la transmisión de la señal comprende iniciar un movimiento de una primera antena vibrante del primer dispositivo de comunicaciones; un segundo dispositivo de comunicaciones de la pluralidad de dispositivos de comunicaciones configurado para recibir la señal y retransmitir la señal a la pluralidad de dispositivos de comunicaciones, en el que la recepción de la señal comprende permitir un movimiento de una segunda antena vibrante del segundo dispositivo de comunicaciones en respuesta a la señal.
2. El sistema de comunicaciones de la reivindicación 1 , en el que la antena vibrante incluye una de una antena vibrante basada en MEMS, una antena vibrante basada en NEMS, y una antena vibrante basada en MEMS CMOS.
3. El sistema de comunicaciones de la reivindicación 2, en el que se selecciona la antena vibrante a partir de un grupo que consta de una antena parpadeante, una antena de Faraday, una antena de Lorentz, una antena de rotación lineal, y una antena de rotación sincronizada.
4. El sistema de comunicaciones de la reivindicación 1 , que comprende una estación base configurada para (i) recibir la señal desde al menos uno de la pluralidad de dispositivos de comunicaciones, y (¡i) enviar una segunda señal a al menos uno de la pluralidad de dispositivos de comunicaciones.
5. El sistema de comunicaciones de la reivindicación 1 , en el que la red es una red de telecomunicaciones y al menos uno de los dispositivos de
HOJA DE REEMPLAZO (Regla 26) comunicaciones es un teléfono móvil.
6. El sistema de comunicaciones de la reivindicación 1 , en el que una capacidad disponible para cada dispositivo de comunicación es proporcional al número de dispositivos de comunicaciones que forman la red.
7. El sistema de comunicaciones de la reivindicación 1 , en el que la antena vibrante se compone de al menos un nano-tubos de silicio, carbono, y grafeno.
8. El sistema de comunicaciones de la reivindicación 1 , en el que el movimiento de la primera antena vibrante se inicia en una frecuencia que corresponde con una frecuencia inalámbrica abierta o sin licencia.
9. El sistema de comunicaciones de la reivindicación 1 , en el que el movimiento de la primera antena vibrante se inicia en alrededor de 60 GHz o una frecuencia más alta.
10. El sistema de comunicaciones de la reivindicación 1 , en el que la pluralidad de los dispositivos de comunicaciones se determinan para estar dentro de las inmediaciones del primer dispositivo de comunicaciones.
11. Un método para proporcionar un sistema de comunicaciones que comprende: proporcionar una pluralidad de dispositivos de comunicaciones portátiles que forman una red multiplexada espacialmente, cada dispositivo de comunicaciones que incluye una antena vibrante, la antena vibrante configurada para recibir y transmitir en una pluralidad de direcciones; transmitir, a partir de un primer dispositivo de comunicaciones de la pluralidad de dispositivos de comunicaciones, una señal a la pluralidad de dispositivos de comunicaciones, en el que la transmisión de la señal comprende iniciar un movimiento a una primera antena vibrante del primer dispositivo de comunicaciones; recibir la señal en un segundo dispositivo de comunicaciones de la pluralidad de dispositivos de comunicaciones, en el que la recepción de la
HOJA DE REEMPLAZO (Regla 26) señal comprende permitir un movimiento a una segunda antena vibrante del segundo dispositivo de comunicaciones en respuesta a la señal; retransmitir, desde el segundo dispositivo de comunicaciones, la señal a la pluralidad de dispositivos de comunicaciones.
12. Un dispositivo que emite y/o recibe la señal electromagnética que tiene un ancho de banda mínimo operativo, el dispositivo que comprende: al menos una antena para la generación de una señal de salida, en la que la antena se orienta en una primera dirección y se configura para ser al menos una de deformada periódicamente, inclinada periódicamente, y orientada periódicamente en una segunda dirección distinta de la primera dirección de acuerdo con un primer movimiento periódico, el primer movimiento periódico que tiene una primera frecuencia más alta que el ancho de banda mínimo operativo.
13. El dispositivo de la reivindicación 12, en el que la antena se configura además para ser girada periódicamente de acuerdo con el primer movimiento periódico.
14. El dispositivo de la reivindicación 12, en el que la antena se configura además para ser conmutada periódicamente de acuerdo con el primer movimiento periódico.
HOJA DE REEMPLAZO (Regla 26)
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001010156A1 (en) * 1999-07-30 2001-02-08 Iospan Wireless, Inc. Spatial multiplexing in a cellular network
WO2005112190A2 (en) 2004-05-18 2005-11-24 Baolab Microsystems S.L. Electromagnetic signal emitting and/or receiving device and corresponding integrated circuit
US20080159363A1 (en) * 2006-12-29 2008-07-03 Broadcom Corporation, A California Corporation IC with a 55-64 GHZ antenna
EP2202841A2 (en) * 2008-12-10 2010-06-30 Casio Computer Co., Ltd. Antenna device, reception device and radio controlled timepiece
ES2342872A1 (es) * 2009-05-20 2010-07-15 Baolab Microsystems S.L. Chip que comprende un mems dispuesto en un circuito integrado y procedimiento de fabricacion correspondiente.

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4972198A (en) * 1987-08-31 1990-11-20 Monarch Marking Systems, Inc. Multiple loop antenna
US6828938B2 (en) * 2002-10-23 2004-12-07 Kyocera Wireless Corp. MEMS planar antenna array
US6977610B2 (en) * 2003-10-10 2005-12-20 Raytheon Company Multiple radar combining for increased range, radar sensitivity and angle accuracy
US7671398B2 (en) * 2005-02-23 2010-03-02 Tran Bao Q Nano memory, light, energy, antenna and strand-based systems and methods
US8126392B2 (en) * 2006-08-18 2012-02-28 Fujitsu Limited System and method for implementing a multi-radio wireless network
DE102008053027A1 (de) * 2008-10-24 2010-04-29 Kme Germany Ag & Co. Kg Verfahren zum Herstellen einer Kohlenstoff-Nanoröhren,Fullerene und/oder Graphene enthaltenden Beschichtung
US20100291935A1 (en) * 2009-05-15 2010-11-18 Rudrapatna Ashok N Multi-stream wireless relay
US20100315280A1 (en) * 2009-06-12 2010-12-16 Khosrow Bakhtar Multi-Platform Radar with Forced Resonating Antennas for Embedded Detection and Volumetric Imaging
US8316717B2 (en) * 2010-06-29 2012-11-27 Rogue Valley Microdevices, Inc. Wireless self-powered monolithic integrated capacitive sensor and method of manufacture

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001010156A1 (en) * 1999-07-30 2001-02-08 Iospan Wireless, Inc. Spatial multiplexing in a cellular network
WO2005112190A2 (en) 2004-05-18 2005-11-24 Baolab Microsystems S.L. Electromagnetic signal emitting and/or receiving device and corresponding integrated circuit
US20080159363A1 (en) * 2006-12-29 2008-07-03 Broadcom Corporation, A California Corporation IC with a 55-64 GHZ antenna
EP2202841A2 (en) * 2008-12-10 2010-06-30 Casio Computer Co., Ltd. Antenna device, reception device and radio controlled timepiece
ES2342872A1 (es) * 2009-05-20 2010-07-15 Baolab Microsystems S.L. Chip que comprende un mems dispuesto en un circuito integrado y procedimiento de fabricacion correspondiente.
US20100295138A1 (en) 2009-05-20 2010-11-25 Baolab Microsystems Sl Methods and systems for fabrication of mems cmos devices

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
JUNG-CHIH CHIAO ET AL: "MEMS millimeterwave components", MICROWAVE SYMPOSIUM DIGEST, 1999 IEEE MTT-S INTERNATIONAL ANAHEIM, CA, USA 13-19 JUNE 1999, PISCATAWAY, NJ, USA,IEEE, US, vol. 2, 13 June 1999 (1999-06-13), pages 463 - 466, XP010343389, ISBN: 978-0-7803-5135-6, DOI: 10.1109/MWSYM.1999.779802 *

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