L’invenzione proposta consiste in una rete a radiofrequenza riconfigurabile, che presenta una porta di ingresso e più porte di uscita. Questa rete è in grado di distribuire arbitrariamente il segnale di ingresso in radiofrequenza tra le porte di uscita, ottenendo una perdita di potenza teorica pari a zero. Questo obiettivo viene raggiunto utilizzando variatori di fase variabili, senza aggiungere alcun componente con perdite. Il risultato è un nuovo componente a radiofrequenza che può trovare applicazione in schiere di antenne riconfigurabili, amplificatori a guadagno variabile, telecomunicazioni versatili e front-end radar.
Stato del brevetto
DEPOSITATO
Numero di priorità
102018000006163
Data di priorità
08/06/2018
Licenza
ITALIA
Mercato
La componente in radiofrequenza proposta può trovare applicazione in antenne riconfigurabili per telecomunicazioni mobili e in una moltitudine di front-end radar. La sua risorsa chiave è la sua elevata riconfigurabilità e versatilità intrinseche, combinate con un’elevata efficienza, che sarà sempre più fondamentale con le applicazioni 5G e oltre.
Problema
L’invenzione proposta può affrontare diversi problemi di front-end a radiofrequenza:
Limiti attuali tecnologie / Soluzioni
Le attuali reti a radiofrequenza riconfigurabili sono basate su amplificatori/attenuatori e sfasatori. Ciò causa problemi di adattamento dell’impedenza, perdita di potenza e limita la versatilità degli attuali front-end. Gli array conformi, ad esempio, si basano solitamente su reti di selezione di antenne, che forniscono un numero limitato di stati e quindi un’affidabilità limitata delle telecomunicazioni. La ricerca si concentra anche sull’utilizzo di reti riconfigurabili di tipo switching, che però richiedono terminazioni di impedenza multiple per garantire l’adattamento di impedenza per tutti gli stati, e in generale sono caratterizzate da una complessità che cresce con il numero di stati di segnale alle porte di uscita.
Killer Application
L’applicazione principale per la rete proposta è il conformal beamfomring. La rete può essere applicata a un insieme di antenne in modo che sottoinsiemi arbitrari di elementi radianti siano alimentati in fase o con differenze di fase definite per ottenere diagrammi di radiazione con caratteristiche diverse: radiazione omnidirezionale, diagrammi di radiazione con punti nulli per evitare interferenze, array orientabili elettronicamente e così via.
Queste antenne possono essere utilizzate per stabilire telecomunicazioni affidabili su droni e piattaforme mobili.
Tecnologia e nostra soluzione
Il circuito a radiofrequenza proposto di base è costituito da un divisore di potenza 1 per 4, quattro accoppiatori di derivazione e otto sfasatori riconfigurabili, opportunamente collegati. È possibile collegare in cascata più blocchi per aumentare il numero di porte di uscita, se necessario. È stato dimostrato che variando il valore di fase degli otto sfasatori il segnale alla porta di ingresso può essere distribuito arbitrariamente tra le porte di uscita, idealmente senza perdita di potenza. Ciò implica che sottoinsiemi delle porte di uscita possono essere attivati a piacimento con diversi rapporti di potenza senza l’utilizzo di alcun amplificatore o attenuatore. Tale circuito è già stato dimostrato utilizzando una tecnologia PCB a basso costo e può essere prodotto anche utilizzando tecnologie integrate, riducendo così l’occupazione di area e il peso.
Vantaggi
L’architettura circuitale proposta garantisce elevata versatilità e basso consumo energetico, e può essere utilizzata per espandere le prestazioni degli attuali front-end di telecomunicazioni e radar. Ciò si traduce in una migliore copertura e minori problemi di interferenza, per sistemi di telecomunicazione affidabili.
Roadmap
La rete costituisce IP background nell’ambito del progetto H2020 ECSEL ADACORSA, dove è attualmente in fase di sviluppo una versione della rete per comunicazioni cellulari su droni. La rete sarà utilizzata per alimentare un conformal array di quattro antenne poste sui lati laterali di un cubo e sarà testata su un drone volante. Una volta dimostrato in un contesto operativo, verrà sviluppata una versione integrata del circuito, per perseguire la miniaturizzazione del circuito.
TRL
Team
