Antena óptica activa, sistema de transmisión de microondas y método para enviar información.

Una antena óptica activa, que comprende:

un substrato;

una masa dispuesta en la parte inferior del substrato;



una rejilla de suministro de energía y varias unidades de antena que están dispuestas en la parte superior del substrato y tubos fotodetectores que están dispuestos en el substrato y situados entre las unidades de antena y la masa, en donde las rejillas de suministro de energía proporcionan energía a los tubos fotodetectores, siendo el número de tubos fotodetectores igual al número de las unidades de antena y los extremos de salida de los tubos fotodetectores están acoplados con las unidades de antena para proporcionar, a la salida, señales de radiofrecuencia; y

guías de ondas ópticas que están dispuestas en el substrato y conectadas a los tubos fotodetectores, en donde las guías de onda ópticas están configuradas para distribuir señales ópticas a los tubos fotodetectores.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/CN2012/072250.

Solicitante: HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD..

Nacionalidad solicitante: China.

Dirección: Huawei Administration Building, Bantian, Longgang District Shenzhen, Guangdong 518129 CHINA.

Inventor/es: DONG,Limin, LI,KUN, CAI,JUN.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • G02B6/43 SECCION G — FISICA.G02 OPTICA.G02B ELEMENTOS, SISTEMAS O APARATOS OPTICOS (G02F tiene prioridad; elementos ópticos especialmente adaptados para ser utilizados en los dispositivos o sistemas de iluminación F21V 1/00 - F21V 13/00; instrumentos de medida, ver la subclase correspondiente de G01, p. ej. telémetros ópticos G01C; ensayos de los elementos, sistemas o aparatos ópticos G01M 11/00; gafas G02C; aparatos o disposiciones para tomar fotografías, para proyectarlas o para verlas G03B; lentes acústicas G10K 11/30; "óptica" electrónica e iónica H01J; "óptica" de rayos X H01J, H05G 1/00; elementos ópticos combinados estructuralmente con tubos de descarga eléctrica H01J 5/16, H01J 29/89, H01J 37/22; "óptica" de microondas H01Q; combinación de elementos ópticos con receptores de televisión H04N 5/72; sistemas o disposiciones ópticas en los sistemas de televisión en colores H04N 9/00; disposiciones para la calefacción especialmente adaptadas a superficies transparentes o reflectoras H05B 3/84). › G02B 6/00 Guías de luz; Detalles de estructura de las disposiciones que comprenden guías de luz y otros elementos ópticos, p. ej. medios de acoplamiento. › Disposiciones que comprenden una pluralidad de elementos optoelectrónicos e interconexiones ópticas asociadas (dispositivos semiconductores adaptados para la emisión de luz o sensibles a la luz H01L 27/00, H01L 31/00, H01L 33/00; láseres de semiconductores integrados monolíticamente con otros componentes H01S 5/026).
  • H01Q21/00 SECCION H — ELECTRICIDAD.H01 ELEMENTOS ELECTRICOS BASICOS.H01Q ANTENAS (elementos radiantes o antenas para calentamiento por microondas H05B 6/72). › Sistemas o redes de antenas (disposiciones para cambiar o variar la orientación o forma del diagrama direccional de las ondas radiadas por una antena o sistema de antenas H01Q 3/00).
  • H01Q23/00 H01Q […] › Antenas que tienen circuitos o elementos de circuito activos que están integrados o ligados a ellos.
  • H04B1/04 H […] › H04 TECNICA DE LAS COMUNICACIONES ELECTRICAS.H04B TRANSMISION.H04B 1/00 Detalles de los sistemas de transmision, no cubiertos por uno de los grupos H04B 3/00 - H04B 13/00; Detalles de los sistemas de transmisión no caracterizados por el medio utilizado para la transmisión. › Circuitos.

PDF original: ES-2542827_T3.pdf

 


Fragmento de la descripción:

Antena óptica activa, sistema de transmisión de microondas y método para enviar información CAMPO DE LA INVENCIÓN

La presente invención se refiere a un sistema de comunicaciones y en particular, a una antena óptica operativa, a un sistema de transmisión de microondas y un método para enviar información

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

Para el servicio de una manera de comunicación convencional, un sistema de transmisión de microondas se utiliza para desempeñar un importante papel en el campo de la comunicación. Las microondas tienen ventajas inherentes tales como desarrollo simple, bajo coste y distancia de transporte relativamente lejana. Con el desarrollo continuo de una red de comunicaciones, las microondas tienen todavía una muy amplia gama de aplicaciones, en particular en la red de retorno, backhaul, de una estación base móvil y en una zona distante con un terreno complejo, en donde las microondas proporcionan sus ventajas operativas y son ampliamente aplicadas. A medida que se mantiene el crecimiento del tráfico de datos emitido, una banda de frecuencias de microondas convencional está cada vez más congestionada. Para mejorar el ancho de banda del transporte de las microondas, una nueva banda de frecuencias de espectro: 71-76 GHZ/81-86 GHZ, una microonda de banda E (E-BAND) se encuentra en el sector. El ancho de banda disponible de esta banda de frecuencias alcanza la magnitud de 1 GHZ que puede satisfacer una necesidad de transporte de un servicio de datos a alta velocidad (tal como GE/1 GE).

Un método existente para poner en práctica la modulación de una señal de frecuencia intermedia utilizando un modulador óptico y con la consiguiente transmisión de la señal es según se ilustra en la Figura 1. En esta forma de realización, en un modulador (MD, Modulator); después de que se realice la modulación local (LO, Local), sobre una señal de modulación local cuya frecuencia es f/2, un láser (LD, diodo láser) genera una portadora óptica cuya diferencia de frecuencia es f. Después de que se realice la modulación por el modulador MD, en donde los datos se modulan en la portadora óptica, la portadora óptica cuya diferencia de frecuencia es f constituye una señal óptica de la frecuencia diferencia y a continuación, la señal óptica de frecuencia diferencia penetra en un tubo fotodetector (PD, Photo detector), se realiza la frecuencia de pulsos y se genera una señal de radiofrecuencia. La señal de radiofrecuencia se amplifica por un amplificador y luego, se transmite por intermedio de una antena. Por lo general, la potencia de salida de conversión del tubo PD es relativamente baja y luego, la señal de radiofrecuencia obtenida por la conversación realizada por el tubo PD penetra directamente en la antena no pudiendo, con frecuencia, cumplir un requisito de potencia de transmisión. Por lo tanto, necesita añadirse un amplificador. Sin embargo, se reduce un nivel de integración de un sistema de antenas y los gastos del sistema de antenas se aumentan por cada dispositivo adicional.

El documento JP 21 196818 A da a conocer una configuración electródica de transferencia de masa capaz de obtenerse mediante un proceso simple, con la fácil penetración de la luz y siendo efectivamente utilizada como una superficie de masa en un elemento integrado de antena en el que una señal óptica se introduce desde el lado posterior de un substrato.

El documento WO 27/94944 A2 da a conocer un conjunto de antenas que comprende una parte de antena y una parte de guía de ondas electro-óptica. La parte de antena comprende al menos una antena de ranura cónica. La parte de guía de ondas comprende al menos una guía de ondas electro-óptica. La guía de ondas electro-óptica comprende un núcleo de guía de ondas que se extiende prácticamente paralelo a una línea de ranura de la antena de ranura cónica en una zona activa del conjunto de antenas. La guía de ondas electro-óptica comprende, al menos en parte, un polímero electro-óptico de adaptación de la velocidad en la zona activa del conjunto de antenas. La velocidad ve de una señal de onda milimétrica o sub-milimétrica, que se desplaza a lo largo de la antena de ranura cónica en la zona activa, es al menos en parte una función de la constante dieléctrica del polímero electro-óptico de coincidencia de velocidad. Además, la velocidad vo de una señal óptica que se propaga a lo largo de la guía de ondas en la zona activa es al menos en parte una función del índice de refracción del polímero electro-óptico de coincidencia de velocidad. En consecuencia, la zona activa y el polímero electro-óptico de adaptación de la velocidad pueden configurarse de modo que las velocidades ve y vo sean prácticamente las mismas o al menos estén dentro de un margen predeterminado entre sí, en la zona activa. Formas de realización adicionales se dan a conocer y reivindican.

SUMARIO DE LA INVENCIÓN

Un objetivo de las formas de realización de la presente invención es dar a conocer una antena óptica activa, un sistema de transmisión de microondas y un método de envío de información para reducir los gastos de la antena y aumentar un nivel de integración de la antena.

Una forma de realización de la presente invención da a conocer una antena óptica operativa, que incluye:

un substrato;

una masa dispuesta en la parte inferior del substrato;

una rejilla de suministro de energía y varias unidades de antena que están dispuestas en la parte superior del substrato y tubos fotodetectores que están dispuestos en el substrato y situados entre las unidades de antena y la masa, en donde la rejilla de suministro de energía proporciona energía a los tubos fotodetectores, siendo el número de los tubos fotodetectores igual al número de las unidades de antena y los extremos de salida de los tubos fotodetectores están acoplados con las unidades de antena para proporcionar, a la salida, señales de radiofrecuencia; y

guías de ondas ópticas que están dispuestas en el substrato y conectadas a los tubos fotodetectores, en donde las guías de ondas ópticas están configuradas para distribuir señales ópticas a los tubos fotodetectores.

Una forma de realización de la presente invención da a conocer, además, un sistema de transmisión de microondas, que incluye:

una oficina central, configurada para generar señales de frecuencia de diferencia ópticas a emitirse, para ajustar las señales de frecuencia de diferencia ópticas para hacerlas sobre una portadora óptica y para emitir las señales a una antena óptica operativa por intermedio de una fibra óptica; y

la antena óptica activa, configurada para: por intermedio de guías de ondas ópticas en un substrato de la antena óptica activa, distribuir señales ópticas recibidas por intermedio de la fibra óptica para múltiples tubos fotodetectores, en donde los múltiples tubos fotodetectores convierten las señales de frecuencia diferencia ópticas recibidas en señales de radiofrecuencia y las señales de radiofrecuencia se envían por intermedio de las unidades de antena.

Una forma de realización de la presente invención da a conocer, además, un método de envío de información, que incluye:

suministro de energía para una antena óptica activa;

recepción de señales ópticas a emitirse y distribución de las señales ópticas a múltiples tubos fotodetectores por intermedio de guías de ondas ópticas en un substrato de la antena óptica activa; y

conversión, por los múltiples tubos fotodetectores, de las señales ópticas recibidas a señales de radiofrecuencia y el envío de las señales de radiofrecuencia por intermedio de unidades de antena.

Aplicando las formas de realización de la presente invención, las señales de frecuencia diferencia ópticas se convierten en las señales de radiofrecuencia por los tubos fotodetectores PD y las señales de radiofrecuencia se envían a través de las unidades de antena acopladas con los tubos PD. Un tubo PD es un dispositivo activo, que puede alcanzar un nivel de mW por unidad y la integración de múltiples tubos PD evita un problema de que la energía de un tubo PD único sea demasiado baja. De este modo, el uso de un amplificador se evita mediante la integración de los múltiples tubos PD, lo que reduce el coste de la antena y aumenta el nivel de Integración de la antena. Además, las señales que han de emitirse y recibirse por la antena son señales ópticas. Por lo tanto, una división óptica compleja puede realizarse utilizando una tecnología de guías de onda planares, de modo que la distribución de energía óptica se complete en un dominio óptico, lo que Impide la adaptación y atenuación en una red de distribución de señales eléctricas.

Además,... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Una antena óptica activa, que comprende: un substrato;

una masa dispuesta en la parte inferior del substrato;

una rejilla de suministro de energía y varias unidades de antena que están dispuestas en la parte superior del substrato y tubos fotodetectores que están dispuestos en el substrato y situados entre las unidades de antena y la masa, en donde las rejillas de suministro de energía proporcionan energía a los tubos fotodetectores, siendo el número de tubos fotodetectores igual al número de las unidades de antena y los extremos de salida de los tubos fotodetectores están acoplados con las unidades de antena para proporcionar, a la salida, señales de radiofrecuencia; y

guías de ondas ópticas que están dispuestas en el substrato y conectadas a los tubos fotodetectores, en donde las guías de onda ópticas están configuradas para distribuir señales ópticas a los tubos fotodetectores.

2. La antena óptica activa según la reivindicación 1, en donde las diversas unidades de antena están dispuestas en un conjunto matricial y la rejilla de suministro de energía está distribuida en intervalos entre las unidades de antena.

3. La antena óptica activa según la reivindicación 1, en donde el substrato es cualquier material semiconductor que sea adecuado para la obtención de un dispositivo óptico y que cumpla un requisito de una constante dieléctrica de un substrato de antena.

4. Un sistema transmisor de microondas, que comprende una oficina central y una antena óptica activa en conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en donde la oficina central está configurada para generar señales de frecuencia diferencia ópticas a transmitirse, para ajustar las señales de frecuencia diferencia ópticas para hacerlas que estén en una portadora óptica y para transmitir las señales a la antena óptica activa por intermedio de una fibra óptica.

5. El sistema transmisor de microondas según la reivindicación 4, en donde después de generar las señales de frecuencia diferencia ópticas a transmitirse, la oficina central está configurada, además para realizar un ajuste de fase y control sobre las señales de frecuencia diferencia ópticas, con el fin de ajustar una fase de la portadora óptica que llega en cada tubo fotodetector en la antena óptica activa y luego, ajustar las señales de frecuencia diferencia ópticas que se han sometido al ajuste y control para hacerlas estar en la portadora óptica.

6. El sistema transmisor de microondas según la reivindicación 4 o 5, en donde la antena óptica activa está situada en un extremo distante de la oficina central.

7. Un método de envío de información que comprende: suministro de energía a una antena óptica activa (61);

recepción de señales ópticas a transmitirse y distribución de las señales ópticas a múltiples tubos fotodetectores por intermedio de guías de onda ópticas en un substrato de la antena óptica activa (62); y

conversión, por los múltiples tubos fotodetectores, de las señales ópticas recibidas en señales de radiofrecuencia y el envío de las señales de radiofrecuencia a través de las señales de antena (63).

8. El método según la reivindicación 7, en donde las señales ópticas recibidas a transmitirse pueden no haberse sometido a un ajuste de fase y control o pueden haberse sometido a un ajuste de fase y control.

9. El método según la reivindicación 7, en donde las unidades de antena están dispuestas en un conjunto matricial.

1. El método según la reivindicación 7, en donde el substrato es cualquier material semiconductor que sea adecuado para obtener un dispositivo óptico y cumpla un requisito de una constante dieléctrica de un substrato de antena.


 

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