Curso SA.3.3: “Telecomunicaciones y...
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Curso SA.3.3: “Telecomunicaciones y Defensa”
XI Cursos de Verano de Santander
Principios de Identificación por Radiofrecuencia y Agrupaciones Retrodirectivas
José Angel García GarcíaDpto. Ing. ComunicacionesUniversidad de Cantabria
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IndiceIndice
I. Introducción.
II. Sistemas de identificación por RF.
III. Transpondedores para RFID y otros usos.
IV. Antenas activas mezcladoras y/o moduladoras.
V. Antenas rectificadoras.
VI. Conjugadores de Fase y agrupaciones retrodirectivas.
VII. Conclusiones.
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I. IntroducciónI. Introducción
Durante los últimos años han proliferado escenarios de comunicaciones inalámbricasmuy diversos, soportados por las potencialidades que ofrecen los modernos formatos de modulación digital:
- protección frente a fenómenos de desvanecimientos debidos a propagación multitrayecto,
- protección frente a ruido e interferencias,
- uso eficiente del espectro radioeléctrico,
- etc.
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I. IntroducciónI. Introducción
En cuanto a los nuevos sistemas inalámbricos, de gran difusión y bajo coste, se plantean diversas necesidades:
- Transpondedores sencillos y de elevadas prestaciones para el desarrollo de sistemas de identificación automática
- Antenas reconfigurables e inteligentes, tanto para las estaciones bases como los terminales móviles. Conformado y control automático del haz de radiación (space division multiple access)
Integración de las funciones de los sistemas radiantes con las de los
circuitos cabecera para el desarrollo de sistemas de identificación y
comunicación por RF
RFID
Retro-directivos
Antenas Activas
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I. Introducción.
II. Sistemas de identificación por RF.
III. Transpondedores para RFID y otros usos.
IV. Antenas activas mezcladoras y/o moduladoras.
V. Antenas rectificadoras.
VI. Conjugadores de Fase y agrupaciones retrodirectivas.
VII. Conclusiones.
II. Sistemas de identificación por RFII. Sistemas de identificación por RF
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II. Sistemas de identificación por RFII. Sistemas de identificación por RF
Identificación, seguimiento y control a distancia mediante RF, tanto de mercancías, como de objetos, animales ó personas, de cara a la automatización de los sistemas.
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En la búsqueda de un rango cada vez más amplio de aplicaciones, los transpondedores han de ser simples y baratos
No se pueden convertir en transceptores de radio
Tres grandes hitos en el desarrollo histórico de los sistemas RFID
II. Sistemas de identificación por RFII. Sistemas de identificación por RF
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LF: 125/134 kHz
Ventajas:- Penetra el agua y los tejidos- Penetra finas capas de metales no ferrosos- Tecnología IC simple y barata
Desventajas:- Corto rango de alcance- Bajas tasas de datos
Aplicaciones:- Seguimiento de animales- Control de acceso
II. Sistemas de identificación por RFII. Sistemas de identificación por RF
Diversas bandas de trabajo y aplicaciones
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HF: 13.56 MHz
Ventajas:- Limitada penetración en el agua- Transpondedor simple y pequeño- Tecnología IC simple y barata
Desventajas:- Corto rango de alcance- Tasas de datos moderadas
Aplicaciones:- Etiquetado de mercancías- Tarjetas inteligentes- Control de entrada
Diversas bandas de trabajo y aplicaciones
II. Sistemas de identificación por RFII. Sistemas de identificación por RF
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UHF: 850-950 MHz
Ventajas:- Largo alcance- Altas tasas de datos
Desventajas:- Tecnología IC compleja- Transpondedor relativamente grande - Ambiente de propagación complejo- Marco regulatorio complejo
Aplicaciones:- Etiquetado de cajas y pallets- ID de automóviles, peaje automático
II. Sistemas de identificación por RFII. Sistemas de identificación por RF
Diversas bandas de trabajo y aplicaciones
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UHF/Microondas: 2.45 GHz
Ventajas:- Largo alcance- Altas tasas de datos
Desventajas:- Tecnología IC compleja- Transpondedor relativamente pequeño - Ambiente de propagación complejo- Marco regulatorio complejo
Aplicaciones:- Etiquetado de cajas y pallets- ID de automóviles, peaje automático
II. Sistemas de identificación por RFII. Sistemas de identificación por RF
Diversas bandas de trabajo y aplicaciones
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Se retransmite sólo en la
dirección del interrogador
Se mejora la eficiencia en
potencia y/o el rango de alcance
Se mejora la seguridad al no
responder en otras direcciones
Solución sencilla de bajo coste.
El transpondedor radia omnidireccionalmente.
Baja eficiencia en potenciarerradiada al interrogador.
II. Sistemas de identificación por RFII. Sistemas de identificación por RF
Sistema RFID (transpondedor) elemental
Sistema RFID (transpondedor) retrodirectivo
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III. TranspondedoresIII. Transpondedores
I. Introducción.
II. Sistemas de identificación por RF.
III. Transpondedores para RFID y otros usos.
IV. Antenas activas mezcladoras y/o moduladoras.
V. Antenas rectificadoras.
VI. Conjugadores de Fase y agrupaciones retrodirectivas.
VII. Conclusiones.
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BackscatteringBackscattering usando AMusando AM
Para crear la señal de respuesta, se modula en amplitud usando una subportadora previamente modulada en FSK (600 kHz y 1200 kHz)
La señal de interrogación viene en formato ASK (modo escritura).
Lawrence Livermore National Lab. Apr. 1993.
III. TranspondedoresIII. Transpondedores
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Para la lectura, se interroga usando RHCP, mientras que con LHCP para la escritura.
La señal de interrogación viene en formato ASK (modo escritura).
La señal de respuesta va modulada en SSB (modo lectura)
Modulador SSB
La red de transf. de Z, convierte la trayectoria de variación del var en la suma de una componente constante C, y otra que rota alrededor suyo S.
BackscatteringBackscattering usando SSBusando SSB
T. Ohta et. al., IMS 1990.
III. TranspondedoresIII. Transpondedores
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BackscatteringBackscattering usando un armusando un armóóniconico
R. Page, RF Desing, July 1993.
Se utiliza un diodo (CR1) como doblador de frecuencia, rectificador y modulador AM
CR2 ayuda a mantener la polarización de la memoria de bajo consumo (genera la señal de datos)
III. TranspondedoresIII. Transpondedores
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Principio de funcionamiento del transpondedor más generalizado:
- Modulación por reflexión (backscatter) con una subportadora
- Transpondedoralimentado por la señal de interrogación
- Código de ID único en memoria
III. TranspondedoresIII. Transpondedores
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IV. Antenas Mezcladoras y/o ModuladorasIV. Antenas Mezcladoras y/o Moduladoras
I. Introducción.
II. Sistemas de identificación por RF.
III. Transpondedores para RFID y otros usos.
IV. Antenas activas mezcladoras y/o moduladoras.
V. Antenas rectificadoras.
VI. Conjugadores de Fase y agrupaciones retrodirectivas.
VII. Conclusiones.
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IV. Antenas Mezcladoras y/o ModuladorasIV. Antenas Mezcladoras y/o Moduladoras
Región de Saturación:
La variación de la transconductanciacon Vgs puede emplearse para el diseño de funciones mezcladoras/moduladoras
de tipo activo
Región Lineal (operación en frío):
La variación de la conductancia de salidacon Vgs permite diseñar funciones de mezcla/modulación de tipo resistivo
Ids
Vds
RegiónsaturaciónConducción
de la uniónde puerta Vgs = 0
Pinch-offTransición saturación-lineal
Ruptura
Regiones de Operación
Regiónlineal
Las antenas activas pueden realizar funciones distintas de la amplificación de la señal(ya sea en Rx ó Tx)
Field Effect Transistor
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IV. Antenas Mezcladoras y/o ModuladorasIV. Antenas Mezcladoras y/o Moduladoras
G
S
D
ZRF/OL
VRF
Vgg
Vdd
ZIF
VOL
G
S
D
ZOL
VRF
Vgg
ZRF/IF
VOL
G
S
D
ZRF
VOL
Vgg
Vdd
ZIF/OL
VRF
Mezclador activo por puertaMezclador resistivo
Mezclador activo por drenador
Esquemas extensivos a los moduladores y otras funciones
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Mezclador por Mezclador por puerta activopuerta activo
La señal de OL y la señal de RF se reciben con dos polarizaciones distintas, y se combinan gracias a la antena
Angelov et. al., IMS 1998
IV. Antenas Mezcladoras y/o ModuladorasIV. Antenas Mezcladoras y/o Moduladoras
Ejemplos de antenas activas mezcladoras/moduladoras
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Vgg
VD
ZD
S
VG
D
fD
ZG
G
0
180
fG
-120
-100
-80
-60
-40
-20
0
20
40
60
80
100
120
-4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4
Dra
in C
urre
nt (m
A)
Drain to Source Voltage (V)
VGD = 0.7V
VGD = 0.6V
VGD = 0.5V
VGS = 0.7V
VGS = 0.6V
VGS = 0.5V
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7C
onve
rsio
n Lo
ss (
dB)
Gate to Source Voltage (V)
PLO=-12dBmPLO=-6dBmPLO= 0dBmPLO= 2dBmPLO = 4dBm
Mezclador Mezclador simplemente simplemente balanceadobalanceado
Tensión de threshold ligeramentepositiva
Antena
-50
-40
-30
-20
-10
0
10
0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7
Con
vers
ion
Gai
n (d
B)
Gate to Source Voltage (V)
PLO=-10dBmPLO=-5dBmPLO= 0dBmPLO= 5dBmPLO = 11dBm
Modo I: mezcladoractivo por drenador
Modo II: mezcladorresistivo
IV. Antenas Mezcladoras y/o ModuladorasIV. Antenas Mezcladoras y/o Moduladoras
Ejemplos de antenas activas mezcladoras/moduladoras
Conversión óptima sin
polarización DC
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Combinación de un dispositivo EpHEMT y una antena de excitación dual: mezclador reconfigurable no polarizadopara aplicaciones RFID
Mezclador simplemente balanceadoMezclador simplemente balanceado
Mezclador resistivo: fresp = fOL – fint, resp = OL - int
fint
fresp
Mezclador activo por drenador:fresp = fOL + fdatos
fdatos
fOL
IV. Antenas Mezcladoras y/o ModuladorasIV. Antenas Mezcladoras y/o Moduladoras
Agrupacionesretrodirectivas
Ejemplos de antenas activas mezcladoras/moduladoras
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Data block
VGG 50 Ω
900 MHz
1800 MHz
VDD
Antenna
Rg
112.39
57.7
Antena Dobladora para ModulaciAntena Dobladora para Modulacióón BPSKn BPSK
La señal recibida en una polarización, es devuelta al doble de la frecuencia modulada en BPSK, usando la polarización ortogonal
IV. Antenas Mezcladoras y/o ModuladorasIV. Antenas Mezcladoras y/o Moduladoras
Ejemplos de antenas activas mezcladoras/moduladoras
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4
22
4 DGGGP
P RrISOiTTR
GISO = Gt’.Gr’.Gdob
Antena Dobladora para ModulaciAntena Dobladora para Modulacióón BPSKn BPSK
IV. Antenas Mezcladoras y/o ModuladorasIV. Antenas Mezcladoras y/o Moduladoras
- Se caracteriza el conjunto con nuevas figuras,GCISO = 13 dB (ganancia respecto a un reflector isotrópico) - Se recupera la señal de datos en el extremo
interrogador
Ejemplos de antenas activas mezcladoras/moduladoras
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V. Antenas RectificadorasV. Antenas Rectificadoras
I. Introducción.
II. Sistemas de identificación por RF.
III. Transpondedores para RFID y otros usos.
IV. Antenas activas mezcladoras y/o moduladoras.
V. Antenas rectificadoras.
VI. Conjugadores de Fase y agrupaciones retrodirectivas.
VII. Conclusiones.
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RectennaRectenna (antena rectificadora)(antena rectificadora)
Permite la transmisión de potencia inalámbrica, para la alimentación de circuitos a distancia
W. C. Brown, 1964
V. Antenas RectificadorasV. Antenas Rectificadoras
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f2LO stub
PRX sampling
E-pHEMT
RFLO
IF
DC
DC-to-DCConverter
CLK Micro-controller
Vcc = 3.3 VVdet
IF
LG
C_IF
C_LO
RL
f_IF f_2LO
f_2LOf_LO Vdet
IF
LO
RFE-pHEMT
Antena Rectificadora/MezcladoraAntena Rectificadora/Mezcladora
V. Antenas RectificadorasV. Antenas Rectificadoras
- La no linealidad de salida, Rds(Vds) permite rectificar una señal aplicada en drenador.
- Usando un EpHEMT no se necesita polarizar la puerta
- Aplicando una señal de baja frec. en puerta, se puede emplear también como mezclador por drenador
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Vdet
TX
fRFfLO
fIF
DEMOD
fint
fresp
Detectormixer
fLO
fRF
Data generator
fIF
Transceiver Transponder
D
%100···
···4 2
effRTXTX
DCR
AGP
PD
0 0.012 0.024 0.036 0.048 0.06 0.0720
5
10
15
20
25
30
35
40
Received Power Density [mW/cm2]
RF-to-DC Conversion Efficiency [%]
RL = 47 ohm RL = 56 ohm RL = 68 ohm RL = 100 ohm
Antena Rectificadora/MezcladoraAntena Rectificadora/Mezcladora
Sistema de Medida
4 6 8 10 12 14 16-8
-6
-4
-2
0
2
4
PLO [dBm]
Conversion Gain [dB]
RL = 47 ohm RL = 56 ohm RL = 68 ohm RL = 100 ohm
V. Antenas RectificadorasV. Antenas Rectificadoras
La señal de respuestareproduce la de datos
R =28% (hasta 85% sin modo mezcla)
GCISO = 20.5dB (si VDS=0V)
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VI. Agrupaciones RetrodirectivasVI. Agrupaciones Retrodirectivas
I. Introducción.
II. Sistemas de identificación por RF.
III. Transpondedores para RFID y otros usos.
IV. Antenas activas mezcladoras y/o moduladoras.
V. Antenas rectificadoras.
VI. Conjugadores de Fase y agrupaciones retrodirectivas.
VII. Conclusiones.
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VI. Agrupaciones RetrodirectivasVI. Agrupaciones Retrodirectivas
Van Atta, US Patent, Oct. 1959 Agrupaciones Agrupaciones RetrodirectivasRetrodirectivas
62 GHz Van Atta array (Fusco et. al)
Líneas de igual Longitud
Capaces de responder automáticamente en la dirección de interrogación, sin conocimiento previo de la misma, y mediante el uso de electrónica analógica simple.
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Pon, IEEE Trans. AP, March 1964
VI. Agrupaciones RetrodirectivasVI. Agrupaciones Retrodirectivas
- Se garantiza retrodirectividad, si nout = - n
in
Mezcladores como Conjugadores de
Fase
Agrupaciones Agrupaciones RetrodirectivasRetrodirectivas
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VI. Agrupaciones RetrodirectivasVI. Agrupaciones Retrodirectivas
)()()( tvtvtv OLRFIF
]))cos(())[cos((21
)cos()cos()(
nRFLOnRFLOLORF
LOLOnRFRFIF
ttVV
tVtVtv
Si aproximamos el funcionamiento de un mezclador como un multiplicador ideal:
Si
Nos quedamos con la banda lateral inferior
))cos((21)(, nRFLORFLSBIF tVVtv RFOL 2
AgrupaciAgrupacióón n RetrodirectivaRetrodirectiva con Conjugacicon Conjugacióón n de Fase de Fase HeterodinaHeterodina
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VI. Agrupaciones RetrodirectivasVI. Agrupaciones Retrodirectivas
AgrupaciAgrupacióón n RetrodirectivaRetrodirectiva con Mezcladores FETcon Mezcladores FET
Mezclador resistivo: las señales de interrogación (RF) y respuesta (IF) comparten un mismo puerto (la antena)
Mezclador activo por puerta: las señales de interrogación (RF) y respuesta (IF) utilizan polarizaciones ortogonales de la antena
Miyamoto et. al., IMS 1999Miyamoto et. al., IEEE MTT, Sept 2001
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VI. Agrupaciones RetrodirectivasVI. Agrupaciones Retrodirectivas
Mezclador activo por puerta: la señal de interrogación (RF) y la de respuesta (IF) se separan mediante antenas independientes con polarizaciones diferentes.
El OL se recibe espacialmente con otra antena operando al doble de frecuencia
AgrupaciAgrupacióón n RetrodirectivaRetrodirectiva con Mezcladores FETcon Mezcladores FET
Forsyth et. AP, May 2002
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AgrupaciAgrupacióón n RetrodirectivaRetrodirectiva usando Mezcladores usando Mezcladores SubarmSubarmóónicosnicos no Polarizadosno Polarizados
VI. Agrupaciones RetrodirectivasVI. Agrupaciones Retrodirectivas
Mezclador subarmónico resistivo
Estructura balanceada para evitar la retransmisión de la señal de interrogación, siguiendo la ley de Snell
9.9217.288.791.5
RF-IF [dB]LO-IF [dB]CL [dB]PLO[dBm]
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-80 -60 -40 -20 0 20 40 60 80-50
-45
-40
-35
-30
-25
-20
-15
-10
-5
0
Scattering angle [º]
BIS
TATI
C R
CS
[dB
rel.]
Theory - TX at 0º Measured - TX at 0º Theory - TX at -45º Measured - TX at -45º
AgrupaciAgrupacióón n RetrodirectivaRetrodirectiva usando Mezcladores usando Mezcladores SubarmSubarmóónicosnicos
VI. Agrupaciones RetrodirectivasVI. Agrupaciones Retrodirectivas
Sistema de medidas (entrada de la escuela)
- Se asegura la retrodirectividad en el ancho de diagrama del elemento (parche)
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VI. Agrupaciones RetrodirectivasVI. Agrupaciones Retrodirectivas
AgrupaciAgrupacióón n RetrodirectivaRetrodirectiva para Comunicacipara Comunicacióón n SemiSemi DDúúplexplex
Modo I: receptor de conversión directa
Modo II: array retrodirectivo con transmisión de información
Miyamoto et. al., IMS 2001
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VI. Agrupaciones RetrodirectivasVI. Agrupaciones Retrodirectivas
Recepción y transmisión de señales moduladas BPSK
-Se necesita extraer la información y recuperar la portadora antes de demodular
AgrupaciAgrupacióón n RetrodirectivaRetrodirectiva para Comunicacipara Comunicacióón Full Dn Full Dúúplexplex
DiDomenico and Rebeiz, IEEE MTT, Apr. 2001
La componente de fase geométrica se puede separar del mensaje mediante filtrado o con el uso de un multiplicador x2
- Procesado de la señal bastante complejo
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VI. Agrupaciones RetrodirectivasVI. Agrupaciones Retrodirectivas
K. Leong et. al., IEEE MTT, May 2004
Recepción de señal AM y retransmisión de señal con cualquier formato
- Se necesita extraer la información y recuperar la portadora antes de demodular(detector de envolvente y limitador)
En el proceso de remodulaciónse utiliza la mezcla de 3 señales: OL, Int. y Datos.
- La eficiencia de conversión es extremadamente pobre
AgrupaciAgrupacióón n RetrodirectivaRetrodirectiva para Comunicacipara Comunicacióón Full Dn Full Dúúplexplex
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VI. Agrupaciones RetrodirectivasVI. Agrupaciones Retrodirectivas
K. Leong & T. Itoh, IEEE MTT, Dec. 2005
Recepción de señal con modulación en el dominio del tiempo (ASK, BPSK, etc.), y remodulación usando la polarización
- Se necesita usar formatos de modulación mutuamente exclusivos
Controlando con la señal de datos una de las tensiones (V1 o V2), se puede conmutar entre polarización circular a derechas (RHCP) y a izquierdas (LHCP)
- Se necesita un detector de polarización en el interrogador
AgrupaciAgrupacióón n RetrodirectivaRetrodirectiva para Comunicacipara Comunicacióón Full Dn Full Dúúplexplex
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VI. Agrupaciones RetrodirectivasVI. Agrupaciones Retrodirectivas
Recepción y transmisión de señales, usando modulaciones mutuamente excluyentes
- Se remodula sobre la señal incidente en el conjugador de fase
- Dos modos de operación
AgrupaciAgrupacióón n RetrodirectivaRetrodirectiva para Comunicacipara Comunicacióón Full Dn Full Dúúplexplex
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VI. Agrupaciones RetrodirectivasVI. Agrupaciones Retrodirectivas
para optimizar simultáneamente su operación como amplificador y mezclador
Fase 0º
Fase 180º
Haciendo variar VGS entre las dos zonas, con la señal de datos, se remodularía en BPSK la respuesta sin distorsionar la señal recibida
- Se caracterizó el comportamiento de un PHEMT, excitado con una señal de gran nivel y otra pequeña
Análisis mediante Matriz de
Conversión
AgrupaciAgrupacióón n RetrodirectivaRetrodirectiva para Comunicacipara Comunicacióón Full Dn Full Dúúplexplex
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VI. Agrupaciones RetrodirectivasVI. Agrupaciones Retrodirectivas
Unidad conjugadora de fase/moduladora Estructura balanceada
AgrupaciAgrupacióón n RetrodirectivaRetrodirectiva para Comunicacipara Comunicacióón Full Dn Full Dúúplexplex
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VI. Agrupaciones RetrodirectivasVI. Agrupaciones Retrodirectivas
Modo I
Modo II
Control de la amplitud o fase de la componente de señal conjugada en fase, sin distorsionar la amplitud o fase al amplificar lacomponente recibida
AgrupaciAgrupacióón n RetrodirectivaRetrodirectiva para Comunicacipara Comunicacióón Full Dn Full Dúúplexplex
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VI. Agrupaciones RetrodirectivasVI. Agrupaciones Retrodirectivas
AgrupaciAgrupacióón n RetrodirectivaRetrodirectiva para Comunicacipara Comunicacióón Full Dn Full Dúúplexplex
Recepción y respuesta a diferentes frecuencias y con diferentes formatos de modulación
- Elevadas prestaciones
Utilización de agrupaciones independientes para recepción y transmisión
- Sistema altamente complejo
G. Shiroma et. al., IEEE MTT, Jan. 2006
Detector del ángulo (dirección) de llegada
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VI. Agrupaciones RetrodirectivasVI. Agrupaciones Retrodirectivas
AgrupaciAgrupacióón n RetrodirectivaRetrodirectiva para Comunicacipara Comunicacióón Full Dn Full Dúúplexplex
Recepción y respuesta con array full-dúplex
- Elevadas prestaciones
Utilización de agrupaciones independientes para recepción y transmisión
- Sistema altamente complejo
R. T. Iwami et. al., IMS 2010
Detector del ángulo (dirección) de llegada
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VI. Agrupaciones RetrodirectivasVI. Agrupaciones Retrodirectivas
S. Lim et. al, IEEE MTT, Dec. 2005
Ante la presencia de una señal de interrogación, se activa la conexión a la batería
- Se conserva la batería en una especie de modo ocioso.
AgrupaciAgrupacióón n RetrodirectivaRetrodirectiva con Optimizacicon Optimizacióón del Consumo de DCn del Consumo de DC
El comportamiento en frec. de la impedancia de entrada de la antena permite evitar la radiación de armónicos (originados en el detector)
- Las pérdidas por acoplo deben compensarse con los amplificadores
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VI. Agrupaciones RetrodirectivasVI. Agrupaciones Retrodirectivas
AgrupaciAgrupacióón n RetrodirectivaRetrodirectiva para Comunicaciones Seguraspara Comunicaciones Seguras
D. Goshi et. al, IEEE MTT, Nov. 2005
Mediante el subarray receptor se busca fijar nulo en la dirección de la señal interferente
- Se reduce la respuesta de la agrupación (factor de multiplicación en dicha dirección)
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VI. Agrupaciones RetrodirectivasVI. Agrupaciones RetrodirectivasSimulaciones
Diagrama biestático: retrodirectivo
Diagrama del subarray
Multiplicación
Medidas
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VI. Agrupaciones RetrodirectivasVI. Agrupaciones Retrodirectivas
AgrupaciAgrupacióón n RetrodirectivaRetrodirectiva para Comunicaciones Seguraspara Comunicaciones Seguras
Mediante la agrupación para seguimiento del nulo se logra transmitir “jammer” en cualquier dirección diferente a la respuesta
- Se reduce la posibilidad de intercepción de la comunicación
Retrodirectivo
Seguimiento de nulo
R. Miyamoto et. al, IMS, 2004
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VI. Agrupaciones RetrodirectivasVI. Agrupaciones Retrodirectivas
- Patente de la Univ. Hawaii, adquirida por Pipeline Communications andTechnology
- La empresa ofrece soluciones, WaveCloakTM y RF CamouflageTM, que añaden una capa de seguridad a los sistemas de comunicaciones inalámbricas móviles.
- Complementa el cifrado o encriptado de datos, protegiendo la señal de interés de ser interceptada gracias a la difusión simultánea de una señal interferente hacia el resto de direcciones.
- Aplicaciones diversas en ambientes hostiles, por ej. para mantener un enlace mientras se transmite simultáneamente una señal “jamming” para inhibir la activación de IEDs.
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VI. Agrupaciones RetrodirectivasVI. Agrupaciones Retrodirectivas
AgrupaciAgrupacióón n RetrodirectivaRetrodirectiva para Comunicaciones Seguraspara Comunicaciones Seguras
Agrupación ágil en frecuencia y con capacidad de comunicación full-dúplex
Parche sintonizable a varactor
- La frec. del enlace puede saltar para evitar la intercepción
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VI. Agrupaciones RetrodirectivasVI. Agrupaciones Retrodirectivas
AgrupaciAgrupacióón n RetrodirectivaRetrodirectiva para Comunicaciones Seguraspara Comunicaciones Seguras
Mezclador EpHEMT no polarizado con dos modos de operación:
- Simplemente balanceado (recepción)- Subarmónico (retrodirectivo)
Capacidad de recepción AM
Remodulación BPSK
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VI. Agrupaciones RetrodirectivasVI. Agrupaciones Retrodirectivas
AgrupaciAgrupacióón Reflectora con Funcin Reflectora con Funcióón n RetrodirectivaRetrodirectiva
Agrupación reflectora (reflectarray) pasiva, con capacidad de reconfiguración a retrodirectiva:
- Tecnología EpHEMT: no requiere alimentación- Distribución espacial de OL desde el foco
La detección de señal de OL provoca la activación de los conjugadores de fase:
Modo reflectarray (receptor)
Modo retrodirectivo
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VI. Agrupaciones RetrodirectivasVI. Agrupaciones Retrodirectivas
AgrupaciAgrupacióón n RetrodirectivaRetrodirectiva para para RadarsRadars de Correlacide Correlacióón de Ruidon de Ruido
Radar arranca automáticamente ante la presencia de un objetivo- Tiempo de respuesta record
La correlación entre elementos contiguos permite determinar el ángulo de arribo de la señal
Prof. E. Brown, UCLA
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VI. Agrupaciones RetrodirectivasVI. Agrupaciones Retrodirectivas
Radar Radar RetrodirectivoRetrodirectivo de Respuesta Rde Respuesta Ráápidapida
N. B. Buchanan et. al., IMS 2010
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VII. ConclusionesVII. Conclusiones
Los transpondedores, y en especial las agrupaciones retrodirectivas, vienen encontrando cada vez mayor aplicación en los sistemas modernos de comunicación y radar.
Existen un gran número de topologías y variantes´.
Cada vez ganan más adeptos, tanto en los escenarios de comunicación civil como militar…
Quedan muchos problemas por resolver.
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Agradecimientos:
L. Cabria, C. Gómez, A. De Diego, etc. por sus contribuciones a los trabajos realizados en el Grupo de RF y Microondas en este tema.
La financiación recibida a través de los Proyectos Coordinados TEC2005-07985-C03, y TEC2008-06684-C03
MUCHAS GRACIAS POR LA ATENCIÓN PRESTADA