Absorbedor de energía para la recepción de una señal que tiene una frecuencia fundamental que comprende:

un nodo de entrada (22, 122, 222, 322) para la recepción de la señal;

un primer circuito de diodo PIN que tiene un primer extremo conectado eléctricamente al nodo de entrada (22, 122, 222, 322) y un segundo extremo, en el que el primer circuito de diodo PIN comprende al menos dos diodos PIN (28, 128a, 128b, 228a, 228b, 242a, 242b, 328a, 328b, 342a, 342b) en serie;

una primera resistencia de carga (30, 130a, 230a, 230b, 330a, 330b) que tiene un primer extremo conectado eléctricamente al segundo extremo del primer circuito de diodo PIN y un segundo extremo conectado eléctricamente a una tensión de referencia;

una línea de transmisión de cuarto de onda (24, 124, 224, 324) que tiene un primer extremo conectado eléctricamente al nodo de entrada (22, 122, 222, 322) y un segundo extremo, teniendo la línea de transmisión de cuarto de onda una longitud eléctrica que es un cuarto de la longitud de onda de la frecuencia fundamental;

un segundo circuito de diodo PIN que tiene una entrada conectada eléctricamente al segundo extremo de la línea de transmisión de cuarto de onda y una salida conectada eléctricamente al voltaje de referencia, comprendiendo el segundo circuito de diodo PIN al menos un diodo PIN (34, 134a, 134b, 234a, 234b);

una primera bobina amortiguadora (32, 132a, 132b, 232a, 232b, 332a, 332b, 334a, 334b) en paralelo con la primera resistencia de carga (30, 130a, 230a, 230b, 330a, 330b); y

al menos un resonador (334a, 334b) en paralelo con uno de los al menos dos diodos PIN (28, 128a, 128b, 228a, 228b, 242a, 242b, 328a, 328b, 342a, 342b) en el primer circuito de diodo PIN

Sistema y método de absorbedor de energía.

Campo técnico de la invención

La presente invención se refiere en general a señales de energía y más particularmente a un sistema y método para la absorción de energía.

Antecedentes de la invención

Los limitadores de alta potencia se usan para impedir daños en dispositivos tales como un amplificador de bajo nivel de ruido. En un ejemplo de implementación, un receptor de radiofrecuencia incluye un limitador de potencia en combinación con un amplificador de bajo nivel de ruido. El limitador de potencia limita la energía proporcionada al amplificador de bajo nivel de ruido para evitar daños del amplificador de bajo nivel de ruido. Tales daños pueden producirse cuando se configura un receptor para detectar señales de radiofrecuencia de baja amplitud y en su lugar, recibe una señal de alta amplitud. Ejemplos de limitadores incluyen limitadores de reflexión y limitadores de absorción.

Generalmente, los limitadores de reflexión implican la derivación de los diodos PIN a tierra en paralelo con una bobina amortiguadora RF. Alternativamente, los diodos PIN se derivan a tierra en paralelo con los diodos NIP. Por tanto, para niveles de radiofrecuencia bajos, el diodo PIN está apagado y no fluye corriente a tierra; el limitador tiene una pérdida baja. Sin embargo, para oscilaciones de alto voltaje, se enciende el diodo PIN y fluye corriente a tierra. O bien la bobina amortiguadora o bien el diodo NIP proporciona un trayecto de corriente. En tal caso, la señal recibida se refleja hacia la fuente de señal. Esto da como resultado la desventaja de que, por ejemplo, puede observarse un receptor de radiofrecuencia clandestino cuando éste refleja la energía de radiofrecuencia de nuevo a su fuente.

Generalmente, los limitadores de absorción usan una derivación de cuarto de onda con diodos PIN. Los diodos PIN están apagados para las señales recibidas de baja amplitud, lo que da como resultado un flujo de corriente bajo. Por tanto, el limitador tiene una pérdida baja. Sin embargo, para niveles altos, se apagan los diodos PIN y fluye la corriente. En tal caso, cuando se encienden los diodos de salida parecen de una baja impedancia. La baja impedancia del diodo de salida se refleja a través de una línea de cuarto de onda y parece un circuito abierto en paralelo con una carga de 50 ohmios. Por tanto, se absorbe la energía de radiofrecuencia por la carga de 50 ohmios.

Los limitadores de reflexión y de absorción descritos anteriormente no son satisfactorios en todos los sentidos. En particular, en determinadas aplicaciones los limitadores no actúan de manera suficiente para limitar la energía recibida. Se da a conocer un filtro de amplitud absorbente en el documento US6087906.

Sumario de la invención

Es un objeto de la presente invención proporcionar un sistema y método para la absorción de energía. Este objeto puede lograrse mediante las características tal como se definen en las reivindicaciones independientes. Las mejoras adicionales se caracterizan en las reivindicaciones dependientes.

Según una realización de la invención, un absorbedor de energía para recibir una señal que tiene una frecuencia fundamental incluye un nodo de entrada para recibir la señal y un primer circuito de diodo PIN que tiene un primer extremo conectado eléctricamente en el nodo de entrada y un segundo extremo. El primer circuito de diodo PIN incluye al menos un diodo PIN. El absorbedor también incluye una resistencia de carga que tiene un primer extremo conectado eléctricamente al segundo extremo del circuito de diodo PIN y un segundo extremo conectado eléctricamente a una tensión de referencia. El absorbedor también incluye una línea de transmisión de cuarto de onda que tiene un primer extremo conectado eléctricamente al nodo de entrada en un segundo extremo. La línea de transmisión de cuarto de onda tiene un enlace eléctrico que es un cuarto de la longitud de onda de la frecuencia fundamental. El absorbedor de energía también incluye un segundo circuito de diodo PIN que tiene una entrada conectada eléctricamente al segundo extremo de la línea de transmisión de cuarto de onda y una salida conectada eléctricamente al voltaje de referencia. Se proporciona la primera bobina amortiguadora en paralelo con el resistor de carga.

Algunas realizaciones de la invención pueden proporcionar numerosas ventajas técnicas. Otras realizaciones pueden comprender algunas, ninguna o todas estas ventajas. Por ejemplo, según una realización, pueden absorberse grandes cantidades de energía en dispositivos muy pequeños. Además, en algunas realizaciones, puede minimizarse la pérdida de inserción asociada con el absorbedor y puede aumentarse el ancho de banda del absorbedor.

Los expertos en la técnica pueden determinar fácilmente otras ventajas.

Breve descripción de las figuras

Una comprensión más completa de las realizaciones de la invención resultará evidente a partir de la descripción detallada tomada en conjunción con los dibujos adjuntos en los que:

la figura 1 es un diagrama de bloques que ilustra un receptor según la técnica relacionada;

la figura 2 es un diagrama de circuito que ilustra un absorbedor de energía según la técnica relacionada;

la figura 3 es un diagrama de circuito de un absorbedor de energía según otra realización de la técnica relacionada;

la figura 4 es un diagrama de circuito de un absorbedor de energía según aún otra realización de la técnica relacionada; y

la figura 5 es un diagrama de circuito que ilustra un absorbedor de energía según una realización de la invención.

Descripción detallada de realizaciones a modo de ejemplo de la invención

Las realizaciones a modo de ejemplo de la presente invención y sus ventajas se comprenden mejor haciendo referencia a las figuras 1 a 5 de los dibujos, usándose números de referencia similares para partes correspondientes y similares de los diversos dibujos.

La figura 1 es un diagrama de bloques que ilustra un receptor 10 según la técnica relacionada. El receptor 10 puede ser cualquier receptor para recibir una señal 16, que en una realización es una señal de radiofrecuencia. En determinadas implementaciones, puede configurarse el receptor 10 para recibir una señal de baja amplitud 16, y por tanto, incluye un amplificador de bajo nivel de ruido 14. Puesto que el receptor 10 también puede recibir una señal de alta amplitud 16, se utiliza un absorbedor de energía 12 para absorber la energía de la señal de alta amplitud 16, y permitir que una señal de baja amplitud 18 pase al amplificador de bajo nivel de ruido 14. El amplificador de bajo nivel de ruido 14 produce una señal amplificada 20, que puede utilizarse por las partes restantes del receptor 10 (no mostrado explícitamente).

Tal como se describió anteriormente, algunos limitadores de potencia anteriores no han funcionado totalmente de manera satisfactoria para todos los propósitos. En particular, en algunas implementaciones, una señal de alta amplitud destruye un amplificador de bajo nivel de ruido 14 porque el limitador de potencia no puede absorber cantidades suficientes de energía. Alternativamente, se destruye el propio limitador de potencia. Según las enseñanzas de la técnica relacionada, se proporcionan un absorbedor de energía mejorado y un método que tratan este problema.

La figura 2 es un diagrama esquemático que ilustra un ejemplo de un absorbedor de energía 12 según las enseñanzas de la técnica relacionada. En la realización ilustrada, el absorbedor de energía 12 incluye un nodo de entrada 22 y un nodo de salida 24. El nodo de entrada 22 puede recibir una señal 16, tal como una señal de microondas o de radiofrecuencia, y proporcionar una señal indicativa de la señal 16 en el nodo 24 tal como una señal 18. En la realización ilustrada, el absorbedor de energía 12 incluye un diodo PIN 28 acoplado en serie a tierra 40 con la combinación paralela de una resistencia de carga 30 y una bobina amortiguadora 32. En el ejemplo en el que la señal de radio 16 es una señal de radiofrecuencia, la bobina amortiguadora 32 es una bobina amortiguadora de radiofrecuencia. El absorbedor de energía 12 también incluye una línea de cuarto de onda 26 y un diodo PIN 34 dispuesto entre la línea de cuarto de onda 26 y el nodo de salida 24 y también acoplado a tierra 40.

El diodo PIN 28 y el diodo PIN 34 son dispositivos semiconductores bien conocidos que funcionan como un resistor variable a radiofrecuencias y a frecuencias...

1. Absorbedor de energía para la recepción de una señal que tiene una frecuencia fundamental que comprende:

2. Absorbedor de energía según la reivindicación 1, en el que la primera bobina amortiguadora (32, 132a, 132b, 232a, 232b, 332a, 332b, 334a, 334b) es una bobina amortiguadora en espiral.

3. Absorbedor de energía según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la primera bobina amortiguadora (32, 132a, 132b, 232a, 232b, 332a, 332b, 334a, 334b) es un inductor.

4. Absorbedor de energía según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que se dimensiona la primera resistencia de carga (30, 130a, 230a, 230b, 330a, 330b) para corresponder a una impedancia en el nodo de entrada (22, 122, 222, 322).

5. Absorbedor de energía según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la línea de cuarto de onda tiene una impedancia característica de 50 ohmios.

6. Absorbedor de energía según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, y que comprende además un amplificador de bajo nivel de ruido (14) conectado eléctricamente al segundo extremo de la línea de transmisión de cuarto de onda.

7. Absorbedor de energía según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, y que comprende además un tercer circuito de diodo PIN en paralelo con el primer circuito de diodo PIN.

8. Absorbedor de energía según la reivindicación 7, y que comprende además una segunda resistencia de carga (30, 130a, 230a, 230b, 330a, 330b) que tiene un primer extremo conectado eléctricamente al segundo extremo del tercer circuito de diodo PIN y un segundo extremo conectado eléctricamente al voltaje de referencia.

9. Absorbedor de energía según la reivindicación 8, y que comprende además una segunda bobina amortiguadora (32, 132a, 132b, 232a, 232b, 332a, 332b, 334a, 334b) en paralelo con la segunda resistencia de carga (30, 130a, 230a, 230b, 330a, 330b).

10. Absorbedor de energía según las reivindicaciones 8 ó 9, en el que la resistencia de la combinación paralela de las resistencias de carga primera y segunda (30, 130a, 230a, 230b, 330a, 330b) corresponde a una impedancia en el nodo de entrada (22, 122, 222, 322).

11. Absorbedor de energía según la reivindicación 7, en el que el tercer circuito de diodo PIN comprende al menos dos diodos PIN (28, 128a, 128b, 228a, 228b, 242a, 242b, 328a, 328b, 342a, 342b) en serie.

12. Absorbedor de energía según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores 7 a 11, que comprende además al menos un resonador RF en paralelo con uno respectivo de los al menos dos diodos PIN (28, 128a, 128b, 228a, 228b, 242a, 242b, 328a, 328b, 342a, 342b) en el tercer circuito de diodo PIN.

13. Absorbedor de energía según la reivindicación 1, en el que el al menos un resonador RF es un inductor que resuena a la frecuencia fundamental.

14. Método para limitar una señal que comprende:

15. Método según la reivindicación 14, y que comprende además proporcionar un segundo trayecto a tierra para la señal recibida, comprendiendo el segundo trayecto a tierra un cuarto diodo PIN (28, 128a, 128b, 228a, 228b, 242a, 242b, 328a, 328b, 342a, 342b) en serie con una segunda resistencia de carga (30, 130a, 230a, 230b, 330a, 330b) y una segunda bobina amortiguadora (32, 132a, 132b, 232a, 232b, 332a, 332b, 334a, 334b) en paralelo con la resistencia de carga.

16. Método según la reivindicación 14, en el que la línea de transmisión de cuarto de onda tiene una impedancia característica de 50 ohmios.