Progreso en los Circuitos Habilitados por MEMS
Tanto los condensadores como los inductores variables MEMS son necesarios porque, en el método de implementación de una radio multibanda/multiestándar
de frecuencia ágil, basado en filtros distribuidos, es necesario sintonizar tanto la frecuencia de resonancia como el ancho de banda, para poder alcanzar bandas y
canales de rastreo variados.
Hasta ahora, sólo han sido publicados unos cuantos resultados de inductores RF MEMS de variación continua Sin embargo, se espera que su uso en filtros flexibles estimule trabajo en ésta área. En adición, otros grupos han trabajado en la producción de bancos flexibles de filtros MEMS implementados en la tecnología de resonadores acústicos ("film bulk acoustic resonator"—FBAR) combinada con interruptores MEMS .
Éste concepto, sin embargo, no es lo suficientemente flexible, dentro de una estación base de frecuencia ágil, dada la multitud de bandas y estándares correspondientes a diferentes canales de rastreo.
En el método de filtro distribuido, es esencial que el nivel de ruido de banda ancha en la cadena del transmisor se mantenga bajo. En particular, hay que evitar que el
ruido de banda ancha entre y sea amplificado en el amplificador de potencia. Un esfuerzo enorme se ha invertido en la rama TX del duplexor para atenuar ruido a
frecuencias de receptor, las cuales podrían infiltrarse hacia el terminal receptor del duplexor y desensibilizar el receptor. Como la brecha de frecuencia entre la banda de frecuencia de "uplink" y de "downlink" es normalmente pequeña, del orden de unos cuantos MHz, es esencial que los filtros altamente selectivos en la cadena de transmisión, como los filtros entre etapas, se mantengan estrechos. Para UMTS, con canales de rastreo de 5 MHz, una banda de paso de un ancho de alrededor de 7 MHz sería suficiente. Cálculos preliminares para una topología de filtro flexible , basado en elementos concentrados, indican que un factor Q del orden de 200 a 300 es necesario. Los disposivitos pasivos de hoy en día exhiben un Q de alrededor de 50 a 70. Por lo tanto, más trabajo para mejorar el factor Q hace falta.
Otra alternativa sería pensar en topologías de filtros activos que El realzar el factor Q no es una tecnología nueva; ya se ha implementado en el caso de vacío, del tipo Audion, que fueron incorporados en una retroalimentación positiva ajustable.
Sin embargo, pueden surgir algunos problemas con el ruido.
Un filtro reconfigurable, según el combina RF MEMS con varias otras tecnologías como circuitos integrados de RF (RFIC), circuitos de lógica, sistemas de autobús ("bus systems") y tecnología de convertidores D/A para controlar los elementos MEMS variables. Pero, al fin y a la postre, ésta combinación de varias tecnologías conduce a una función analógica flexible, cuyas propiedades pueden definirse de una manera digital. Podría, por lo tanto, llamarse un bloque de función de Radio ("Radio function block"—RFB). Como varias otras funciones de RF pueden también imaginarse, además de los filtros flexibles y los sintetizadores de sintonización amplia, los RFB pueden interpretarse como elementos fundamentales para crear una radio analógica definida por software. El desarrollo de una estrategia razonable para el encapsulado, tal como la reación de SiP es, sin embargo, una tarea desafiante.
Tanto los condensadores como los inductores variables MEMS son necesarios porque, en el método de implementación de una radio multibanda/multiestándar
de frecuencia ágil, basado en filtros distribuidos, es necesario sintonizar tanto la frecuencia de resonancia como el ancho de banda, para poder alcanzar bandas y
canales de rastreo variados.
Hasta ahora, sólo han sido publicados unos cuantos resultados de inductores RF MEMS de variación continua Sin embargo, se espera que su uso en filtros flexibles estimule trabajo en ésta área. En adición, otros grupos han trabajado en la producción de bancos flexibles de filtros MEMS implementados en la tecnología de resonadores acústicos ("film bulk acoustic resonator"—FBAR) combinada con interruptores MEMS .
Éste concepto, sin embargo, no es lo suficientemente flexible, dentro de una estación base de frecuencia ágil, dada la multitud de bandas y estándares correspondientes a diferentes canales de rastreo.
En el método de filtro distribuido, es esencial que el nivel de ruido de banda ancha en la cadena del transmisor se mantenga bajo. En particular, hay que evitar que el
ruido de banda ancha entre y sea amplificado en el amplificador de potencia. Un esfuerzo enorme se ha invertido en la rama TX del duplexor para atenuar ruido a
frecuencias de receptor, las cuales podrían infiltrarse hacia el terminal receptor del duplexor y desensibilizar el receptor. Como la brecha de frecuencia entre la banda de frecuencia de "uplink" y de "downlink" es normalmente pequeña, del orden de unos cuantos MHz, es esencial que los filtros altamente selectivos en la cadena de transmisión, como los filtros entre etapas, se mantengan estrechos. Para UMTS, con canales de rastreo de 5 MHz, una banda de paso de un ancho de alrededor de 7 MHz sería suficiente. Cálculos preliminares para una topología de filtro flexible , basado en elementos concentrados, indican que un factor Q del orden de 200 a 300 es necesario. Los disposivitos pasivos de hoy en día exhiben un Q de alrededor de 50 a 70. Por lo tanto, más trabajo para mejorar el factor Q hace falta.
Otra alternativa sería pensar en topologías de filtros activos que El realzar el factor Q no es una tecnología nueva; ya se ha implementado en el caso de vacío, del tipo Audion, que fueron incorporados en una retroalimentación positiva ajustable.
Sin embargo, pueden surgir algunos problemas con el ruido.
Un filtro reconfigurable, según el combina RF MEMS con varias otras tecnologías como circuitos integrados de RF (RFIC), circuitos de lógica, sistemas de autobús ("bus systems") y tecnología de convertidores D/A para controlar los elementos MEMS variables. Pero, al fin y a la postre, ésta combinación de varias tecnologías conduce a una función analógica flexible, cuyas propiedades pueden definirse de una manera digital. Podría, por lo tanto, llamarse un bloque de función de Radio ("Radio function block"—RFB). Como varias otras funciones de RF pueden también imaginarse, además de los filtros flexibles y los sintetizadores de sintonización amplia, los RFB pueden interpretarse como elementos fundamentales para crear una radio analógica definida por software. El desarrollo de una estrategia razonable para el encapsulado, tal como la reación de SiP es, sin embargo, una tarea desafiante.
Figura 17. Paradigma de la interconexión inalámbrica universal.
Proyecciones y Conclusiones
Comenzando con su aplicación a sistemas de estación base de frecuencia ágil, RF MEMS se perfila como una tecnología poderosa con varias ventajas. Además de realizar conmutación de bajas perdidas y alto aislamiento, la separación entre los terminales de control y de RF, y el grado de libertad con que dota al diseño mecánico, para provechar el comportamiento de las estructuras como filtros mecánicos, son cualidades muy atractivas. El número mayor de ciclos de conmutación es un parámetro menos critico si se utilizan interruptores RF MEMS para propósitos de reconfiguración. Tampoco son críticos en una estación base, ni el voltaje, ni la potencia de activación, ya que la estación base toma su potencia de la red eléctrica. Por otro lado, todavía la tecnología RF MEMS necesita de esfuerzos dirigidos a mejoras en el área de aumentar el factor Q y la capacidad de manejo de potencia. Desde la perspectiva de encapsulación, se necesitan técnicas para reducir los efectos parásitos y, especialmente, la línea de transformación dentro del encapsulado. Con respecto a los subsistemas RF de mayor complejidad con control digital, hace falta una técnica eficiente para combinar diferentes componentes MEMS, como interruptores y condensadores variables. Para facilitar filtros altamente flexibles, hace falta desarrollar una técnica para inductores con un rango amplio de variabilidad.
Proyecciones y Conclusiones
Comenzando con su aplicación a sistemas de estación base de frecuencia ágil, RF MEMS se perfila como una tecnología poderosa con varias ventajas. Además de realizar conmutación de bajas perdidas y alto aislamiento, la separación entre los terminales de control y de RF, y el grado de libertad con que dota al diseño mecánico, para provechar el comportamiento de las estructuras como filtros mecánicos, son cualidades muy atractivas. El número mayor de ciclos de conmutación es un parámetro menos critico si se utilizan interruptores RF MEMS para propósitos de reconfiguración. Tampoco son críticos en una estación base, ni el voltaje, ni la potencia de activación, ya que la estación base toma su potencia de la red eléctrica. Por otro lado, todavía la tecnología RF MEMS necesita de esfuerzos dirigidos a mejoras en el área de aumentar el factor Q y la capacidad de manejo de potencia. Desde la perspectiva de encapsulación, se necesitan técnicas para reducir los efectos parásitos y, especialmente, la línea de transformación dentro del encapsulado. Con respecto a los subsistemas RF de mayor complejidad con control digital, hace falta una técnica eficiente para combinar diferentes componentes MEMS, como interruptores y condensadores variables. Para facilitar filtros altamente flexibles, hace falta desarrollar una técnica para inductores con un rango amplio de variabilidad.
MARGARISABEL VELASCO
CAF
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