RED DE MULTIPLEXACIÓN GENERALIZADA.

La invención se refiere de forma general a RF y a multiplexores de microondas implementados con una pluralidad de resonadores acoplados. Más específicamente, la presente invención se refiere a multiplexores configurados para requerir sólo una pluralidad de resonadores y acoplamientos en serie, en derivación, de cruce y acoplamientos de entrada/salida entre ellos. 2. Descripción de la Técnica Relacionada Los demultiplexores y multiplexores en el dominio de la frecuencia se usan generalmente en los sistemas de comunicación para separar selectivamente (o combinar respectivamente) señales específicas o anchos de banda de frecuencia (estas señales o anchos de banda de frecuencia también conocidos como canales) a partir de (o dentro de respectivamente) una señal o banda de frecuencias única. Este objetivo se consigue usualmente por el uso de filtros de banda de paso de resonadores acoplados (que se llaman usualmente filtros de canal), que pasan libremente frecuencias dentro de un rango de frecuencias especificado, mientras que rechaza las frecuencias fuera de los límites especificados, y una red de distribución que divide (o combina respectivamente) las señales o frecuencias que van dentro (o que vienen respectivamente) de los filtros. Las principales diferencias entre los multiplexores surgen de la red de distribución, también conocida como red de multiplexación, ya que los filtros son siempre del tipo de resonadores acoplados. Hay varias soluciones técnicas conocidas para implementar tal red, la usada más comúnmente, dependiendo de cada uno de los diseños particulares son: modo múltiple o divisores en cascada, cadenas de circuladores en caída y redes colectoras (es decir, filtros conectados por longitudes de líneas de transmisión, guía ondas, coaxial, y uniones "T"). La descripción de tales multiplexores, y la teoría de diseño correspondiente puede encontrarse en la literatura: "Diseño de Multiplexores de Colector Generales" de Rhodes, J.D.; Levy, R.; Teoría y Técnicas de Microondas, IEEE Transactions on, Volumen: 27, Edición: 2, Febrero de 1979, Páginas: 111 123, "Una Teoría de Multiplexores Generalizada" de Rhodes, J.D.; Levy, R; Teoría y Técnicas de Microondas, IEEE Transations on, Volumen: 27, Edición 2, Febrero de 1979, Páginas 99 111 e "Innovaciones en filtros de microondas y redes de multiplexación para sistemas de satélites de comunicaciones" de Kudsia, C. Cameron, R.; Tang, W. C.; Teoría y Técnicas de Microondas, IEEE Transations on, Volumen: 40, Edición 6, Junio de 1992, Páginas: 1133 1149. El enfoque usual para el diseño de los multiplexores es diseñar separadamente cada uno de los filtros de canal y a continuación diseñar la red de multiplexores correspondiente. En el caso de multiplexación de colector, la mayor parte de las veces se necesita una optimización final de los elementos del multiplexor completo para cumplir con los requisitos eléctricos, y esto podría ser costoso desde el punto de vista del cálculo cuando deben optimizarse un alto número de canales usando simulaciones electromagnéticas. La FIG. 1 muestra una técnica anterior de un filtro resonador acoplado de orden n usado como un bloque de construcción para implementar los multiplexores descritos anteriormente. Cada una de las cajas representa un resonador (sin pérdida de la generalidad podría ser un resonador RLC de elementos agrupados, un resonador de dieléctrico, un resonador de cavidad, o cualquier otro tipo de resonador conocido en la técnica) y las líneas que conectan los resonadores representan acoplamientos (sin pérdida de la generalidad podría ser un elemento de capacidad o inductancia agrupado, un iris, aperturas entre cavidades, o cualquier otro tipo de acoplamiento conocido en la técnica). El filtro de la FIG. 1 es un filtro canónico de orden n, esto es, sin pérdida de la generalidad puede implementar cualquier función de transferencia de orden n. La FIG. 2 muestra un multiplexor de P canales de la técnica anterior con una red de multiplexación divisora 1: P. La FIG. 3 muestra un multiplexor de P canales de la técnica anterior con una red de de-multiplexación de una cadena de circuladores en caída. La FIG. 4 muestra un multiplexor de P canales de la técnica anterior con una red de multiplexación colectora. El documento US2003/01444 se refiere a un multiplexor de pequeña dimensión con una pluralidad de resonadores rellenos de aire conectados a una parte común a través de un resonador común. El documento US2003/0184365 describe un filtro de frecuencia de radio que comprende varios componentes resonantes. Como se apreciará por los especialistas en la técnica, cada una de las configuraciones mostradas anteriormente presenta inconvenientes: los divisores presentan pérdidas de inserción altas y/o podrían tener un gran volumen, las 2   caídas en cadena con circuladores son costosos y no están bien adaptados para aplicaciones de potencia y finalmente, las redes colectoras tienen una gran masa y huella, y son costosas de diseñar y optimizar. Sumario de la invención Para eliminar las redes de multiplexación descritas anteriormente y sus inconvenientes acompañantes, se usa una nueva topología para multiplexores. Esta topología consiste de varios resonadores acoplados entre ellos y varios puertos de entrada salida conectados a algunos de los resonadores. Para conseguir estas y otras mejoras, la invención implementa una pluralidad de resonadores acoplados sintonizados de forma asíncrona, uno de ellos acoplado a un puerto común, y una pluralidad P de ellos acoplados con P puertos de canal de entrada / salida. De acuerdo con la primera realización de la presente invención, se proporciona un multiplexor de 2 canales, que tiene una primera pluralidad de n resonadores acoplados en serie que define una primera fila, una segunda pluralidad de n cavidades de resonadores acoplados en serie que define una segunda fila, un puerto común en comunicación con un resonador preseleccionado de la primera fila, un terminal de salida Nº 1 en comunicación con una cavidad de resonador de salida preseleccionada de la primera fila, un terminal de salida Nº 2 en comunicación con una cavidad de resonador de salida preseleccionada de la segunda fila, y al menos un acoplamiento paralelo entre dicha primera fila y dicha segunda fila. De acuerdo con una segunda realización, más general, de la presente invención, se proporciona un multiplexor de P canales, que tiene P conjuntos de n resonadores acoplados en serie que definen P filas de n resonadores acoplados secuencialmente, un puerto común en comunicación con el primer resonador de una primera fila preseleccionada, y P terminales de salida, estando conectado cada uno de los terminales de salida de orden I con el último resonador respectivo de la fila de orden I, donde I es un número entero entre 1 y P, y al menos un acoplamiento entre al menos un resonador de la fila de orden j y un resonador de la fila de orden (j + 1), siendo j un número entero entre 1 y P. De acuerdo con otra realización de la invención, incluso más general, el número de polos por canal puede ser diferente para los diferentes canales, lo cual significa que el número de elementos resonantes por fila puede ser diferente de una fila a otra, en otras palabras, la n en la realización mencionada anteriormente puede variar y pueden tomarse P diferentes valores para los P canales respectivos. Esto se describirá con detalle en relación con las figuras. Con el objetivo de describir mejor la invención, las etapas de diseño de tal dispositivo se desvelan en adelante. Para tal propósito se tiene en cuenta un ejemplo arbitrario de especificaciones de un multiplexor típico (triplexor) (FIG. 5). La Primera etapa es definir las funciones racionales complejas (Chebychev) para cada una de las pérdidas de retorno de la salida del prototipo de canal de paso bajo (del mismo modo que se definen para los dos filtros de puerto), esto define la posición inicial de todos los polos del multiplexor, y de este modo el orden (número de resonadores) del multiplexor. Las pérdidas de retorno del puerto común inicial se definen como el producto de todas estas funciones: La mayor parte de las veces debe realizarse una optimización de las posiciones de los polos y ceros de la función para cumplir con las especificaciones de las pérdidas de retorno en el puerto común. También debe observarse que tanto los ceros puramente imaginarios como los ceros con una parte real podrían prescribirse en cada una de las respuestas de canal. Una vez que la función de transferencia se ha definido por medio de funciones racionales complejas debe elegirse una red adecuada para implementar tal función de transferencia. La red se forma de nodos interconectados por acoplamientos electromagnéticos. Los nodos son de dos clases: Nodos resonantes, o simplemente resonadores. Nodos... [Seguir leyendo]

1. Un multiplexor de P canales, caracterizado porque comprende P filas (donde P, es un número entero y P > 2) de resonadores acoplados de forma secuencial (Ii ni), comprendiendo cualquier fila de orden i ni resonadores acoplados que no pertenecen a cualquier otra fila, donde ni es un número entero mayor o igual que 2, y donde i es un número entero entre 1 y P inclusive; Un terminal común en comunicación con el primer resonador (1i) de una sola de dichas filas de resonadores acoplados; de forma secuencial; P terminales de canal, cada uno de ellos en comunicación con cada uno de los últimos resonadores respectivos de (orden ni) de cada una de las filas respectivas (etiquetadas desde 1 hasta P), y al menos un acoplamiento que conecta al menos un resonador de cualquier fila de orden j y al menos un resonador de la fila de orden (j + 1), perteneciendo j a j = 1, , P 1. 2. El multiplexor descrito en la reivindicación 1, en el que las P filas tienen todas, el mismo número n de resonadores acoplados, donde n es un número entero mayor o igual que 2 y P es un número entero mayor que 2. 3. El multiplexor descrito en las reivindicaciones 1 ó 2, caracterizado porque comprende al menos dos acoplamientos que conectan al menos un resonador de cualquier fila de orden j con al menos dos resonadores de la fila de orden (j + 1). 4. El multiplexor descrito en la reivindicación 1, caracterizado porque la fila de orden j comprende nj resonadores acoplados, donde nj es un número entero mayor o igual que 2, y en el que dicho multiplexor comprende además al menos nj acoplamientos que conectan cada uno de los resonadores de cualquier fila de orden j con al menos un resonador de la fila de orden (j+1). 5. Un multiplexor, caracterizado porque comprende una primera fila de n resonadores acoplados de forma secuencial (I1 n1), (en la que n es un número entero mayor o igual que 2) una segunda fila de n cavidades de resonadores acoplados de forma secuencial (I2 n2), no perteneciendo dichas cavidades de resonadores (I2 n2) a la primera fila, un terminal común en comunicación con un primer resonador (Ii) de una sola de dicha primera fila o dicha segunda fila; al menos dos acoplamientos que conectan al menos un resonador de dicha primera fila con al menos dos resonadores de la segunda fila, y un terminal de salida en comunicación con dicho resonador de orden n de la primera fila; y un segundo terminal de salida en comunicación con dicha cavidad de resonador de orden n de la segunda fila. 7   8   9     11   12   13   14     16   17   18   19     21