專利名稱：電磁信號發(fā)射和/或接收裝置以及對應(yīng)的集成電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電磁信號發(fā)射和/或接收裝置，該裝置限定最小工作帶寬，并至少包括由至少一個(gè)天線形成的第一陣列天線。本發(fā)明還涉及包括按照本發(fā)明發(fā)射和/或接收裝置的集成電路。

背景技術(shù)：
有多種電磁信號發(fā)射和/或接收裝置。這些裝置的特征性質(zhì)是它們的輻射圖形。可以按照不同的方法改變輻射圖形，它取決于設(shè)備的需要，因此，在所有的空間中得到高度均勻的輻射圖形是有意義的，為的是可以沿任何的方向以高度均勻的方式發(fā)射或利用相同的功率接收?；蛘?，這些裝置的輻射圖形有最大的發(fā)射/接收功率區(qū)以及發(fā)射/接收功率是非常小的其他區(qū)是有意義的?？梢詮哪硞€(gè)方向發(fā)射或接收的定向發(fā)射/接收裝置具有幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)，例如，較高效率的發(fā)射能量，和較低地拾取來自干擾方向的噪聲。
通過合適的幾何形狀設(shè)計(jì)，可以得到定向發(fā)射/接收裝置。一般地說，這些裝置包含的天線是實(shí)際發(fā)射和/或接收電磁信號的天線。在空間中安排多個(gè)天線，也可以得到定向發(fā)射/接收裝置。在這種情況下，空間中的分布是受發(fā)射/接收頻率的影響，在頻率較低時(shí)，需要利用較長的距離。這在低頻工作的情況下就產(chǎn)生問題，因?yàn)樗璧木嚯x可能是很長的。
理論上，雖然我們可以使電磁信號發(fā)射和/或接收裝置在任何頻率下按照相同的方式工作，但是，在習(xí)慣上，發(fā)射和/或接收裝置設(shè)計(jì)成用在某個(gè)帶寬下，這是由于天線的幾何尺寸確定因素以及與天線相關(guān)的電子確定因素往往限定該裝置真正有效的帶寬。在這個(gè)意義上，任何實(shí)際的發(fā)射和/或接收裝置限定最小工作帶寬，最小工作帶寬是該裝置設(shè)計(jì)的帶寬以及它能夠提供最小預(yù)期性能的帶寬。
一般地說，我們需要研制有高度定向性的電磁信號發(fā)射和/或接收裝置。我們還需要研制有縮小幾何尺寸的電磁信號發(fā)射和/或接收裝置。


發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服這些缺點(diǎn)。實(shí)現(xiàn)這個(gè)目的是借助于上述類型的電磁信號發(fā)射和/或接收裝置，其特征是，當(dāng)假想天線在完成第一周期性運(yùn)動(dòng)時(shí)，第一陣列產(chǎn)生的輸出信號對應(yīng)于假想天線產(chǎn)生的輸出信號，假想天線等于所述天線，這個(gè)第一周期性運(yùn)動(dòng)的第一頻率高于最小工作帶寬。
事實(shí)上，在迫使天線完成周期性運(yùn)動(dòng)時(shí)，它的輻射圖形發(fā)生變化。如以下所提到的，“很好選取”的周期性運(yùn)動(dòng)允許改變輻射圖形，為的是使它更具有定向性，并允許改變發(fā)射和/或接收裝置的輻射圖形，而無需改變在所述發(fā)射和/或接收裝置中包含的天線的輻射圖形。同樣地，如以下所觀察到的，要求周期性運(yùn)動(dòng)的頻率高于最小工作帶寬，為的是避免多余的干擾。一般地說，周期性運(yùn)動(dòng)可以是任何的運(yùn)動(dòng)，例如，簡單的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，圍繞幾個(gè)軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，復(fù)雜的閉合運(yùn)動(dòng)，和甚至不閉合的運(yùn)動(dòng)，例如， 懸擺運(yùn)動(dòng)，雖然優(yōu)選的運(yùn)動(dòng)是圍繞一個(gè)軸或圍繞幾個(gè)軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。
同樣地，如以下所觀察到的，發(fā)射和/或接收裝置的一個(gè)天線(或多個(gè)天線)可以實(shí)際完成周期性運(yùn)動(dòng)，以及在這種情況下，天線可以產(chǎn)生與完成相同周期性運(yùn)動(dòng)的假想天線相同的輸出信號，或者，發(fā)射和/或接收裝置的一個(gè)天線(或多個(gè)天線)可以產(chǎn)生對應(yīng)于假想天線產(chǎn)生的信號的輸出信號。在這種情況下，這兩個(gè)信號不是完全相同的，但是發(fā)射和/或接收裝置產(chǎn)生的信號對應(yīng)于假想天線產(chǎn)生的信號，而這種對應(yīng)性可以使電子電路能夠得到與假想天線信號相同的結(jié)果。
最好是，電磁信號發(fā)射和/或接收裝置是一種微觀機(jī)構(gòu)，通常稱之為MEMS(微機(jī)電系統(tǒng))。按照這種方式，可以把該裝置組合在非常小的空間中。在這個(gè)意義上，該裝置最好包含在單片或混合的集成電路中。



根據(jù)以下的描述，本發(fā)明的其他優(yōu)點(diǎn)和特征是顯而易見的，其中完全非限制性地并參照附圖描述本發(fā)明的一些優(yōu)選實(shí)施例。這些附圖是 圖1是偶極子的輻射圖形。
圖2.1，2.2和2.3是圖1所示偶極子在圍繞其縱軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的輻射圖形。
圖3是圖2所示偶極子產(chǎn)生的接收信號(Wi(f))和電壓(Vi(f))的頻率圖。
圖4是偶極子的定向性演變圖(D)，它取決于偶極子的縱軸與其旋轉(zhuǎn)軸之間的角度(α)。
圖5是圖1所示偶極子的輻射圖形，該偶極子的縱軸與水平方向形成63°角。
圖6.1，6.2和6.3是圖1所示偶極子在圍繞旋轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的輻射圖形，旋轉(zhuǎn)軸與其縱軸形成的角度α＝63°。
圖7是在其第二區(qū)中有兩個(gè)電容器板的繼電器簡化圖。
圖8是有兩個(gè)電容器板的繼電器簡化圖，在每個(gè)區(qū)中有一個(gè)電容器板。
圖9是有三個(gè)電容器板的繼電器簡化圖。
圖10是按照本發(fā)明第一個(gè)實(shí)施例未覆蓋的繼電器透視圖。
圖11是圖10所示繼電器的平面圖。
圖12是按照本發(fā)明第二個(gè)實(shí)施例的繼電器透視圖。
圖13是圖12所示繼電器的透視圖，其中已去掉其頂部的元件。
圖14是圖12所示繼電器的底部元件透視圖。
圖15是按照本發(fā)明第三個(gè)實(shí)施例的繼電器透視圖。
圖16是圖15所示繼電器的圓柱形部分的詳細(xì)透視圖。
圖17是按照本發(fā)明第四個(gè)實(shí)施例的繼電器透視圖。
圖18是按照本發(fā)明第五個(gè)實(shí)施例的繼電器透視圖。
圖19是按照本發(fā)明第六個(gè)實(shí)施例的繼電器平面圖。
圖20是按照本發(fā)明第七個(gè)實(shí)施例的繼電器透視圖。
圖21是按照本發(fā)明第八個(gè)實(shí)施例沒有基片和從以下觀看的繼電器透視圖。
圖22是利用表面顯微機(jī)械加工制作的球。
圖23是按照本發(fā)明第九個(gè)實(shí)施例的繼電器透視圖。

具體實(shí)施例方式 圖1表示一個(gè)特別簡單天線的輻射圖形沿水平方向排列的偶極子(輻射的零功率點(diǎn)對應(yīng)于偶極子的軸)。若偶極子圍繞垂直軸旋轉(zhuǎn)，則得到的輻射圖形對應(yīng)圖2中的輻射圖形。天線沿某個(gè)方向放大接收信號的增益是時(shí)間的函數(shù)G(t)。在簡化的形式下，該函數(shù)可以看成是一個(gè)絕對項(xiàng)加上一個(gè)純正弦形項(xiàng) G(t)＝G0+GBcos(2πf0t) 接收的信號是帶通信號，它的最低頻率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于天線的旋轉(zhuǎn)頻率。
在天線端子上的電壓vi是 vi(t)＝wi(t)·G(t)＝G0·wi(t)+GB·wi(t)·cos(2πf0t) 如果我們從頻率的觀點(diǎn)分析，則必須考慮信號vi(t)的頻譜Vi(f)相對于接收信號wi(t)的頻譜Wi(f)有圖3中所示的公式?？梢钥闯?，輸入頻譜被分成兩個(gè)部分，第一部分有與輸入信號相同的形式和頻帶，這是由于增益G(t)的絕對項(xiàng)G0；而第二部分是由調(diào)制項(xiàng)GB·cos(2πf0t)形成的兩個(gè)頻帶。頻率f0是周期性運(yùn)動(dòng)的基頻或一次諧波。因此，我們要求這個(gè)頻率高于最小工作帶寬，否則調(diào)制項(xiàng)的頻帶就與絕對項(xiàng)的頻帶發(fā)生重疊。在中心頻帶或在調(diào)制頻帶中有較大的功率，這取決于GB和G0的數(shù)值。
然后，可以濾波兩個(gè)得到的頻帶。最好是，調(diào)制頻帶被濾波，雖然可以濾波中心頻帶和一個(gè)調(diào)制頻帶，為的是保持另一個(gè)調(diào)制頻帶。
一般地說，接收的信號是弱的，這是由于沿每個(gè)方向的增益Gt取決于在該方向上繞天線一個(gè)完全旋轉(zhuǎn)的增益變化和選取的分量，該分量是中心頻帶(連續(xù)分量)或一個(gè)邊帶(諧波，它對應(yīng)于旋轉(zhuǎn)基頻或天線周期性運(yùn)動(dòng)的一次諧波，或較高一次諧波，因?yàn)樵跊]有簡化的實(shí)際情況下，如在解釋中所使用的，可以有多個(gè)諧波)，可以是小的，它取決于增益函數(shù)G(t)的形狀。按照這種方式，可以確定相當(dāng)?shù)妮椛鋱D形，它是天線在旋轉(zhuǎn)(一般是任何的周期性運(yùn)動(dòng))時(shí)的輻射圖形。因此，圖2.1，2.2和2.3表示對應(yīng)于圖1中偶極子的輻射圖形，該偶極子是圍繞垂直軸(即，與偶極子軸成90°的軸)旋轉(zhuǎn)。圖2.1表示中心頻帶的輻射圖形，圖2.2表示對應(yīng)于一次諧波或基頻的邊帶輻射圖形，和圖2.3表示對應(yīng)于二次諧波的邊帶輻射圖形?？梢杂^察到，雖然對應(yīng)的天線仍然是一個(gè)偶極子，圖2.1所示的輻射圖形明顯地不同于圖1的輻射圖形。此外，定向性已發(fā)生變化(靜態(tài)偶極子的D＝1.5，而旋轉(zhuǎn)偶極子的D＝1.5156)。那種情況已經(jīng)說明，通過迫使偶極子完成某些旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，可以實(shí)現(xiàn)“定向性偶極子”。
因此，只要迫使有已知輻射圖形的天線實(shí)施合適選取的周期性運(yùn)動(dòng)，就可以得到多種新的和不同的輻射圖形。例如，在上述偶極子的情況下，通過改變偶極子的旋轉(zhuǎn)角，可以得到多種輻射圖形。圖4表示迫使偶極子旋轉(zhuǎn)的輻射圖形定向性如何隨偶極子軸與旋轉(zhuǎn)軸之間的角度α(以弧度表示)而變化。曲線1對應(yīng)于中心頻帶，曲線2對應(yīng)于一次諧波或基頻的邊帶，而曲線3對應(yīng)于二次諧波的邊帶。此外，在給定的旋轉(zhuǎn)角下，我們用點(diǎn)標(biāo)記的三條曲線中哪條曲線有最大的定向性，并指出哪個(gè)頻帶最適用于發(fā)射或接收的信號。
作為例子，圖5表示相對于垂直軸旋轉(zhuǎn)63°(0.35π弧度)的靜態(tài)偶極子。在使這個(gè)偶極子圍繞垂直軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，其輻射圖形有圖6.1所示(中心頻帶)，圖6.2所示(一次諧波或基頻的邊帶)和圖6.3所示(二次諧波的邊帶)的外觀。在這個(gè)具體情況下，可以觀察到，在一次諧波或基頻的邊帶中可以實(shí)現(xiàn)最高的定向性(D＝1.5349)。利用其他的角度(見圖4)，直至約1.8的定向性是可能的。
最好是，該裝置包括多個(gè)陣列天線，每個(gè)所述陣列至少包括一個(gè)天線，其中每個(gè)陣列產(chǎn)生的輸出信號對應(yīng)于上述假想天線在完成周期性運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的輸出信號，其中周期性運(yùn)動(dòng)的頻率高于最小工作帶寬，和其中對應(yīng)每個(gè)陣列中每個(gè)輸出信號的頻率是各不相同的。事實(shí)上，可以解決不同的問題。
a)一方面，在接收裝置的情況下，我們需要濾波接收信號的某些分量。首先，必須濾波調(diào)制頻帶(在我們希望工作在中心頻帶的情況下)并可以利用帶通濾波器實(shí)現(xiàn)這個(gè)目的。然而，可以發(fā)生這樣的情況，天線正在接收外界信號，其頻率基本上對應(yīng)于調(diào)制頻帶的頻率。這些外界信號是由上述帶通濾波器濾波，但是這些外界信號還遭受調(diào)制，通過引入噪聲，它的一個(gè)調(diào)制信號落在我們感興趣信號的中心頻帶。若它包含在各不相同速度(一般是周期性運(yùn)動(dòng))的多個(gè)陣列天線中，則可以校正這個(gè)缺點(diǎn)，在這種情況下，可以發(fā)生以下的現(xiàn)象 a.1)我們感興趣信號的所有中心頻帶是完全重疊的，因?yàn)樗鼈儾皇切D(zhuǎn)頻率的函數(shù)，因此，它們的幅度可以相加。
a.2)所有的邊帶以隨機(jī)方式互相重疊，因?yàn)樗鼈兊奈恢萌Q于旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的頻率(一般是周期性運(yùn)動(dòng)的頻率)。所以，在所述情況下，它們互相抵消。不管這樣，這些邊帶是由帶通濾波器合適地濾波。
a.3)噪聲的中心頻帶同樣地是由帶通濾波器濾波。
a.4)發(fā)生的真正重要效應(yīng)是噪聲的調(diào)制頻帶，特別是那些落在我們感興趣信號的中心頻帶內(nèi)的噪聲。這些調(diào)制頻帶遭遇與a.2)中所描述的類似效應(yīng)它們是按照非相關(guān)的方式互相重疊，因此，發(fā)生多個(gè)互相抵消。按照這種方式，剩余的噪聲減至最小，而信號(點(diǎn)a.1)幅度的增大是與所用的天線陣列數(shù)量成正比。
b)另一方面，在發(fā)射裝置的情況下，通過濾波不可能去掉調(diào)制頻帶。然而，若包含以各不相同速度旋轉(zhuǎn)(一般是周期性運(yùn)動(dòng))的多個(gè)陣列天線，則在很大程度上可以校正這個(gè)問題。在這種情況下，每個(gè)陣列天線發(fā)射所需的信號，和多個(gè)多余的調(diào)制頻帶。然而，不是所有的調(diào)制頻帶是互相重疊，這是由于旋轉(zhuǎn)速度(一般是周期性運(yùn)動(dòng))是各不相同的。這造成多個(gè)互相抵消，而調(diào)制頻帶的信號有較低的功率。假設(shè)中心頻帶的功率增大，只要提供更多的輻射陣列天線，則中心頻帶與調(diào)制頻帶之間的功率差能夠變得所要求的那樣高。按照這種方式，可以實(shí)現(xiàn)邊帶被減小到不影響傳輸?shù)谋尘霸肼暋?br> 一般地說，一種用于增大發(fā)射/接收裝置總功率的方法是提供多個(gè)互相并聯(lián)連接的相同天線。在以上的情況和在以下描述的情況下，只要增加天線的數(shù)目，這種解決方案可以根據(jù)需要增大功率。特別是，若天線是微觀機(jī)構(gòu)的情況每個(gè)天線接收(或發(fā)射)極低的功率，但是微觀機(jī)構(gòu)技術(shù)可以組合幾百個(gè)或幾千個(gè)單獨(dú)天線，因此，它們的信號之和可以達(dá)到所需的功率。
有利的是，至少一個(gè)所述陣列天線相對于另一個(gè)所述陣列天線是垂直取向和相位差90°。事實(shí)上，必須考慮這樣的情況，假設(shè)天線是連續(xù)旋轉(zhuǎn)的，一般地說，我們不能利用線性極化。若使用的天線是偶極子，則我們得到的極化損耗因子為 Cp＝2＝3dB 這是由于偶極子的極化是線性的，因此，必須處理有圓極化的接收信號。若旋轉(zhuǎn)天線用作接收天線，則接收天線一定產(chǎn)生圓極化的信號。若旋轉(zhuǎn)天線用作發(fā)射天線，則接收天線一定是圓極化的。通常，在通信的兩端避免同時(shí)使用有線性極化的旋轉(zhuǎn)天線。利用有圓極化的天線可以避免這種情況，例如，在偶極子的情況下，利用互相垂直取向和滯后90°的兩個(gè)天線(一般是兩個(gè)陣列天線)，可以實(shí)現(xiàn)這個(gè)目的，從而在兩個(gè)傳輸端有圓極化。若直接使用較大的圓極化天線，則不需要作這種相移。
一般地說，雖然使用圓極化可以簡化設(shè)計(jì)，但是應(yīng)當(dāng)考慮函數(shù)G(t)Cp(t)代替函數(shù)G(t)，即，天線增益G(t)與極化損耗Cp(t)的乘積，用于計(jì)算在旋轉(zhuǎn)天線時(shí)得到的輻射圖形。
以上已經(jīng)指出，最好是，至少一個(gè)所述周期性運(yùn)動(dòng)是旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)或多個(gè)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的組合。旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)是容易產(chǎn)生的運(yùn)動(dòng)。選取旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)或旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的組合取決于被旋轉(zhuǎn)的天線和我們希望得到的輻射圖形。
可以按照不同的方式完成周期性運(yùn)動(dòng)。一方面，一個(gè)優(yōu)選的解決方案是，至少一個(gè)陣列天線實(shí)際完成對應(yīng)實(shí)際形式和連續(xù)形式的周期性運(yùn)動(dòng)，如在以上例子中所提到的。在這種情況下，最好是，該運(yùn)動(dòng)是由微電動(dòng)機(jī)完成，即，利用微觀機(jī)構(gòu)(MEMS)技術(shù)制造的電動(dòng)機(jī)，因此，可以制造特別縮小和緊致形式的所有發(fā)射和/或接收裝置。微觀機(jī)構(gòu)可以在非常低的成本下達(dá)到非常高的轉(zhuǎn)速，因此，可以實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速大于每秒300,000轉(zhuǎn)(rpm)的微電動(dòng)機(jī)。
另一個(gè)變型方案是完成非連續(xù)方式的運(yùn)動(dòng)，而是逐漸方式的運(yùn)動(dòng)，因此，天線完成短和快速的運(yùn)動(dòng)，并在此期間引入短暫的關(guān)斷時(shí)間。該輸出信號幾乎等于假想天線按照連續(xù)方式完成運(yùn)動(dòng)時(shí)的輸出信號，但該運(yùn)動(dòng)是離散化的或量化的，事實(shí)上，這是一種在信號數(shù)字化情況下也發(fā)生的現(xiàn)象。在這種情況下，假想信號(以連續(xù)方式運(yùn)動(dòng))的輸出信號在嚴(yán)格意義上不同于該裝置(“跳躍”運(yùn)動(dòng))的天線輸出信號，但是，它非常類似并可以得到(或發(fā)射)所需的信息。在這個(gè)意義上，在此處描述和權(quán)利要求書中我們使用了術(shù)語“對應(yīng)”兩個(gè)信號不是完全相同，但實(shí)際信號是假想信號的離散化，它對應(yīng)于周期性運(yùn)動(dòng)在某些時(shí)刻的停止(其中在假想天線采用的取向之間選取某些取向的天線)，和天線從一個(gè)取向到下一個(gè)取向的“瞬間”跳躍。
第三個(gè)變型方案是，至少一個(gè)陣列天線包含多個(gè)固定天線，它們在空間中有各不相同的取向，因此，每個(gè)所述天線有與對應(yīng)假想天線的一個(gè)瞬時(shí)取向相同的取向。事實(shí)上，按照這種方式，不需要完成實(shí)際的天線運(yùn)動(dòng)，而是有多個(gè)天線，每個(gè)天線安排在從以前取向中選取的一個(gè)取向，而在每個(gè)時(shí)刻它連接到輸出電路，該天線有與連續(xù)運(yùn)動(dòng)的假想天線取向?qū)?yīng)的取向(或盡可能接近的取向)。在這種情況下，我們需要有整個(gè)陣列的天線，即，在這個(gè)方案中，它不能由單個(gè)天線形成，而必須由多個(gè)天線形成，為的是得到與假想天線效應(yīng)對應(yīng)的效應(yīng)。因此，只要利用多個(gè)互相正確連接的靜態(tài)天線，且控制電路以特定的順序方式連接和斷開這些天線，可以模擬周期性運(yùn)動(dòng)。我們必須考慮這樣的情況，需要的最小工作帶寬是5kHz(例如，電話應(yīng)用的情況)，它要求的轉(zhuǎn)速是300,000rpm。利用這個(gè)方案，就不需要按照機(jī)械方式達(dá)到這些轉(zhuǎn)速，而是以“虛擬”方式實(shí)現(xiàn)這些轉(zhuǎn)速。代替轉(zhuǎn)速，需要有較大量的天線，和高的開關(guān)速度，這在技術(shù)上是不太復(fù)雜的。
有利的是，按照本發(fā)明的裝置包括在每個(gè)天線或陣列天線的輸出端的變壓器電路，它可以改變陣列的輸出信號(即，每個(gè)陣列天線的輸出信號)或至少一個(gè)陣列天線或至少一個(gè)天線的局部輸出信號(即，每個(gè)天線的輸出信號)，因此，輸出信號(陣列或局部)可以有正和負(fù)的數(shù)值，而輸出信號(陣列或局部)是乘以函數(shù)B(t)。這個(gè)變壓器電路可以安排在每個(gè)天線或陣列天線的輸出端，不僅是在整個(gè)組合的末端。最好是，該變壓器電路(理論上，它是放大器)僅僅反向輸出信號(陣列或局部)的極性，因此，函數(shù)B(t)在每個(gè)時(shí)刻僅有+1和-1中的一個(gè)數(shù)值。為了實(shí)現(xiàn)有這些特征的變壓器電路，最好是利用包括小型化繼電器(最好是按照本發(fā)明的小型化繼電器)變壓器電路，從而可以減小從有源裝置中引入的噪聲，和防止利用有源元件產(chǎn)生的帶寬限制。在固定天線陣列的配置情況下，它是利用繼電器連接/斷開以模擬假想天線的運(yùn)動(dòng)(以上已描述)，這些繼電器可用在每個(gè)時(shí)刻反向或不反向(即，乘-1或+1)該信號(陣列或局部)?；蛘?，在變壓器電路中可以包含有源放大器。按照這種方式，可以實(shí)現(xiàn)這樣的情況，函數(shù)B(t)采用任何的實(shí)值(并且不僅是+1和-1)，并可以進(jìn)一步提高該組合的定向性，盡管可能增大內(nèi)部噪聲和可能減小可接受的帶寬。
若沒有完成實(shí)際的天線運(yùn)動(dòng)，而是借助于多個(gè)固定天線在空間中的正確取向和正確的互連進(jìn)行模擬，如以上已提到的，以及若這些天線還有用于放大其信號(陣列或局部)的變壓器電路，則可以設(shè)計(jì)本發(fā)明特別有利的本發(fā)明實(shí)施例，它可以保持天線總是連接而不是連接和斷開這些天線，而且最好是，函數(shù)B(t)是常數(shù)，它與時(shí)間無關(guān)。事實(shí)上，若信號的中心頻帶是我們需要的頻帶，則可以保持這些天線總是連接，每個(gè)天線有隨時(shí)間有固定增益的放大器，因此，可以疊加所有的輸出信號(陣列或局部)，在這種情況下，不需要進(jìn)行任何的濾波操作以得到所需的連續(xù)頻帶。按照這種方式，可以得到更簡單的設(shè)計(jì)，并減小高頻中可能出現(xiàn)的問題。在這種情況下，它就是N個(gè)天線的系統(tǒng)，其中每個(gè)天線i的增益是Gij，j規(guī)定方向。每個(gè)天線i的終端電壓是Vi。沿空間中每個(gè)方向j的接收/發(fā)射信號的組合是wj。按照這種方式，若該裝置的作用是接收器裝置，則可以寫出以下的公式 [vi]＝[Gij]·[wj] 可以得到的wj數(shù)值是vj的線性組合。
若該裝置的作用是發(fā)射器裝置，則可以寫出以下的公式 [wj]＝[Gji]·[vi] 在這種情況下，vj的數(shù)值是由數(shù)值wi的線性組合得到的數(shù)值。假設(shè)對于高度定向性的天線，我們有以下的公式 wj＝δjkVi(t) 其中δjk是克羅內(nèi)克爾增量，即，在方向(j＝k)上，wj＝Vi(t)，而在所有其他的方向上，wj＝0。這意味著，每個(gè)天線是由可變增益的放大器供電。每個(gè)放大器的增益是不同的，它取決于我們希望發(fā)射的方向。這種裝置的定向性是與天線的數(shù)量成正比，它能夠達(dá)到我們希望的高度定向性數(shù)值。假設(shè)在具有高度定向性的這種類型設(shè)計(jì)的情況下，接收的信號是低的和內(nèi)部噪聲問題可能是重要的，有利的是，需要利用某種冷卻裝置降低該裝置的溫度，例如，在相同的集成電路中包含Peltier單元。這種類型裝置的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，只要改變參與信號線性組合的放大器的放大倍數(shù)，就可以利用電子方法引導(dǎo)到任何的方向。利用小型化繼電器，可以容易地實(shí)現(xiàn)這個(gè)目的。
一般地說，提高普通裝置和/或每個(gè)天線的信噪比的優(yōu)選方法是利用Peltier效應(yīng)單元至少冷卻一個(gè)天線。
如以上已敘述的，最好是，該裝置是微觀機(jī)構(gòu)。在這種情況下，特別有利的是提供有小型化繼電器的裝置，可以使各個(gè)天線是由小型化繼電器互相連接。此外，在同時(shí)利用微機(jī)械制作天線和小型化繼電器的事件中，可以在印刷電路中包含所有的組合以及對應(yīng)的控制電路。最好是，小型化繼電器必須允許建立有非常高開關(guān)速度的電連接，可以工作在非常高的頻率范圍內(nèi)，并有非常低的連接電阻。
當(dāng)前，制作小型化繼電器可以有各種變型方案，特別是在稱之為MEMS技術(shù)(微機(jī)電系統(tǒng))，微觀系統(tǒng)和/或微型機(jī)械的技術(shù)語境下。原則上，可以按照用于運(yùn)動(dòng)接觸電極的力或激勵(lì)機(jī)構(gòu)的類型進(jìn)行分類。因此，通常使用的分類是靜電繼電器，磁繼電器，熱繼電器和壓電繼電器。每種繼電器有各自的優(yōu)點(diǎn)和各自的缺點(diǎn)。然而，小型化技術(shù)要求使用盡可能小的激勵(lì)電壓和表面。在現(xiàn)有技術(shù)中已知的繼電器有幾個(gè)阻礙它們發(fā)展的問題。
一種降低激勵(lì)電壓的方式是精確地增大繼電器的表面積，除了容易出現(xiàn)變形，從而降低繼電器的壽命和可靠性以外，它還使小型化變得很困難。在靜電繼電器中，降低激勵(lì)電壓的另一個(gè)方法是大大地減小電極之間的空間，或使用非常薄的電極或特殊的材料，從而使機(jī)械恢復(fù)力是非常低的。然而，這出現(xiàn)粘連的問題，因?yàn)楸砻鎻埩Ψ浅８?，它也可以降低這些繼電器的有效工作壽命和可靠性。使用高激勵(lì)電壓還產(chǎn)生負(fù)面效應(yīng)，例如，元件的電離，強(qiáng)機(jī)械作用造成的加速磨損，和繼電器產(chǎn)生的電噪聲。
靜電繼電器也有可靠性方面的嚴(yán)重問題，這是由于稱之為“牽引”的現(xiàn)象，其中一旦超過給定的閾值，接觸電極就沿增大加速度的方向運(yùn)動(dòng)，遠(yuǎn)離其他的自由電極。這是由于當(dāng)繼電器閉合時(shí)，施加用于閉合繼電器的靜電力的電容器極大地增加它的容量(若事先沒有設(shè)置擋板，則容量可以增大到無限大)。因此，由于產(chǎn)生的強(qiáng)電場和運(yùn)動(dòng)電極的加速度造成的震動(dòng)，在電極上有很大的磨損。
熱方法，磁方法和壓電方法都要求特殊的材料和微型機(jī)械加工過程，因此，在更復(fù)雜MEMS裝置中的集成，或與電子電路的集成是非常困難和/或高成本的。此外，熱方法是緩慢的(即，該電路有長的打開和閉合時(shí)間)和使用大量的功率。磁方法產(chǎn)生電磁噪聲，它使得閉合電子電路更加困難，并要求用于開關(guān)的高峰值電流。
在這個(gè)說明書中，繼電器應(yīng)當(dāng)理解為適合于打開和閉合至少一個(gè)外電路的任何裝置，其中至少一個(gè)外電路的打開和閉合動(dòng)作是借助于電磁信號完成的。
在此處的描述和權(quán)利要求書中，詞語“接觸點(diǎn)”是指實(shí)施(或可以實(shí)施)電接觸的接觸面。在這方面，接觸面應(yīng)當(dāng)理解為幾何意義上的點(diǎn)，因?yàn)樗鼈兪侨S元件，而在電的意義上是電路中的點(diǎn)。
最好是，按照本發(fā)明的電磁信號發(fā)射和/或接收裝置包括小型化繼電器，該繼電器本身包括 面對第二區(qū)的第一區(qū)， 第一電容器板， 第二區(qū)中安排的第二電容器板，其中第二板小于或等于第一板， 第一區(qū)與第二區(qū)之間安排的過渡空間 過渡空間中安排的導(dǎo)電單元，導(dǎo)電單元機(jī)械上獨(dú)立于第一區(qū)和第二區(qū)，并適合于運(yùn)動(dòng)穿越過渡空間，它取決于第一電容器板和第二電容器板上的電壓， 電路的第一接觸點(diǎn)，該電路的第二接觸點(diǎn)，其中第一接觸點(diǎn)和第二接觸點(diǎn)限定第一擋板，其中導(dǎo)電單元適合于接觸第一擋板，和其中在與第一擋板接觸時(shí)，導(dǎo)電單元閉合該電路。
事實(shí)上，在按照本發(fā)明的繼電器中，導(dǎo)電單元是能夠自由運(yùn)動(dòng)的分離部分，就是說，導(dǎo)電單元是響應(yīng)于斷開和閉合外電路(第一接觸點(diǎn)與第二接觸點(diǎn)之間)的單元。即，材料的彈性力沒有用于迫使一種繼電器運(yùn)動(dòng)。這可以有多種不同的解決方案，其優(yōu)點(diǎn)是要求非常低的激勵(lì)電壓并可以有非常小的設(shè)計(jì)尺寸。導(dǎo)電單元放置在過渡空間。過渡空間是利用第一區(qū)和第二區(qū)以及側(cè)壁閉合，它們可以防止導(dǎo)電單元離開過渡空間。當(dāng)電壓加到第一電容器板和第二電容器板上時(shí)，在導(dǎo)電單元中誘發(fā)電荷分布，它產(chǎn)生使導(dǎo)電單元沿過渡空間方向運(yùn)動(dòng)的靜電力。借助于以下詳細(xì)描述的不同設(shè)計(jì)，這種效應(yīng)可用于幾種不同的方式。
此外，按照本發(fā)明的繼電器還滿意地解決上述的“牽引(pull-in)”問題。
按照本發(fā)明繼電器的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是如下所述在常規(guī)的靜電繼電器中，若導(dǎo)電單元粘連到給定的位置(它在很大程度上與濕氣有關(guān))，則不可能使它松開(除非依靠外力，例如，使它干燥)，這是由于恢復(fù)力是彈性力，總是相同(僅與位置有關(guān))，且不能增大。與此相反，若導(dǎo)電單元粘連在按照本發(fā)明的繼電器中，則通過增大電壓，總可以使它松開。
過渡空間的幾何形狀的功能和電容器板的定位可以提供幾種不同類型的繼電器，以及它們的許多應(yīng)用和功能方法。
例如，導(dǎo)電單元的運(yùn)動(dòng)可以是如下所述 第一種可能性是，導(dǎo)電單元是沿第一區(qū)與第二區(qū)之間的過渡空間作平動(dòng)方式運(yùn)動(dòng)，即，基本直線方式(當(dāng)然，不包括意外和非所需外力引發(fā)的可能震動(dòng)或振蕩和/或運(yùn)動(dòng))。
第二種可能性是，導(dǎo)電單元有基本固定端，導(dǎo)電單元可以圍繞該端轉(zhuǎn)動(dòng)。轉(zhuǎn)軸可以具有外電路接觸點(diǎn)的功能，而導(dǎo)電單元的自由端可以在第一區(qū)與第二區(qū)之間運(yùn)動(dòng)，它與其他接觸點(diǎn)可以接觸或不接觸，取決于所在的位置。如以下所敘述的，這種方法有許多特定的優(yōu)點(diǎn)。
有利的是，第一接觸點(diǎn)是在第二區(qū)與導(dǎo)電單元之間。這可以得到以下討論的各種方案。
當(dāng)?shù)谝话迨窃诘诙^(qū)時(shí)實(shí)現(xiàn)一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例?；蛘?，繼電器可以設(shè)計(jì)成這樣，第一板是在第一區(qū)。在第一種情況下，得到的繼電器有較大的激勵(lì)電壓和較快速。另一方面，在第二種情況下，繼電器的速度較慢，這意味著導(dǎo)電單元和擋板經(jīng)受的震動(dòng)較平滑，且能量消耗較低。顯然，我們可以在這兩個(gè)方案之間進(jìn)行選擇，取決于每種情況的具體要求。
當(dāng)?shù)诙佑|點(diǎn)也是在第二區(qū)時(shí)實(shí)現(xiàn)一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例。在這種情況下，我們得到這樣一種繼電器，其中導(dǎo)電單元基本沿直線方向運(yùn)動(dòng)。當(dāng)導(dǎo)電單元與第一擋板接觸時(shí)，即，與電路的第一接觸點(diǎn)和第二接觸點(diǎn)接觸時(shí)，可以使電路閉合，借助于以下詳細(xì)描述的不同類型力，可以使電路斷開。為了再次閉合電路，可以在第一電容器板與第二電容器板之間加電壓。這使導(dǎo)電單元被吸引到第二區(qū)，從而再次接觸第一接觸點(diǎn)和第二接觸點(diǎn)。
若第一電容器板是在第一區(qū)和第二電容器板是在第二區(qū)，則實(shí)現(xiàn)上一節(jié)中所述斷開電路所需的力是借助于在第二區(qū)中安排的第三電容器板，其中第三電容器板小于或等于第一電容器板，而第二電容器板與第三電容器板一起大于第一電容器板。利用這種安排，第一電容器板是在過渡空間的一側(cè)，而第二電容器板和第三電容器板是在過渡空間的另一側(cè)且互相接近。按照這種方式，借助于靜電力，我們可以迫使導(dǎo)電單元沿兩個(gè)方向運(yùn)動(dòng)，此外，即使導(dǎo)電單元保持在基本未知的電壓上，我們可以確保外電路的閉合，導(dǎo)電單元受到閉合外電路作用的力。
實(shí)現(xiàn)本發(fā)明另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的情況是，繼電器還包括所述第二區(qū)中安排的第三電容器板和所述第一區(qū)中安排的第四電容器板，其中所述第一電容器板與所述第二電容器板相等，而所述第三電容器板與所述第四電容器板相等。事實(shí)上，按照這種方式，若我們希望導(dǎo)電單元運(yùn)動(dòng)到第二區(qū)，則可以在第一電容器板和第四電容器板上加電壓以及在第二電容器板或第三電容器板上加電壓。假設(shè)導(dǎo)電單元運(yùn)動(dòng)到放置最小電容器板的位置，則它就運(yùn)動(dòng)到第二區(qū)。同樣地，在第二電容器板和第三電容器板上加電壓以及在第一電容器板或第四電容器板上加電壓，我們可以使導(dǎo)電單元運(yùn)動(dòng)到第一區(qū)。這種方案優(yōu)于較簡單的三個(gè)電容器板方案，它是完全對稱的，即，不管導(dǎo)電單元運(yùn)動(dòng)到第二區(qū)或第一區(qū)，可以獲得完全相同的繼電器性能。有利的是，第一電容器板，第二電容器板，第三電容器板和第四電容器板都相等，因?yàn)橐话愕卣f，它的設(shè)計(jì)是方便的，繼電器在幾個(gè)方向是對稱的。一方面，如上所述，第一區(qū)與第二區(qū)之間是對稱的。另一方面，需要保持其他類型的對稱性以避免出現(xiàn)其他的問題，例如，導(dǎo)電單元的轉(zhuǎn)動(dòng)或擺動(dòng)問題，以下給以評述。在這個(gè)方面，特別有利的是，繼電器還包括第一區(qū)中安排的第五電容器板和第二區(qū)中安排的第六電容器板，其中第五電容器板與第六電容器板相等。一方面，增大電容器板的數(shù)目具有更好補(bǔ)償制造過程變化因素的優(yōu)點(diǎn)。另一方面，可以獨(dú)立地激勵(lì)幾個(gè)不同的電容器板，這是從所加電壓和激勵(lì)時(shí)間兩個(gè)觀點(diǎn)考慮。6個(gè)電容器板可以都相等，或者，同側(cè)的三個(gè)電容器板可以有不同的尺寸。這可以減小激勵(lì)電壓。每個(gè)區(qū)中有三個(gè)或多個(gè)電容器板的繼電器可以實(shí)現(xiàn)以下的目的 它可以在兩個(gè)方向都具有對稱性， 對于固定的總體繼電器尺寸，可以設(shè)計(jì)成有最小的激勵(lì)電壓，因?yàn)榭偸强梢栽谝粋€(gè)區(qū)中激勵(lì)兩個(gè)電容器板而在另一個(gè)區(qū)中激勵(lì)一個(gè)電容器板，它們有不同的表面積， 可以使電流和功率消耗最小化，還使繼電器運(yùn)行較平滑， 在它們接觸時(shí)，可以確保繼電器的斷開和閉合，它獨(dú)立于外電路傳輸?shù)綄?dǎo)電單元的電壓。
具體地說，若繼電器在每個(gè)區(qū)中有6個(gè)電容器板，則它還可以符合中心對稱的要求，如以下我們將看到的，這是另一個(gè)重要的優(yōu)點(diǎn)。所以，當(dāng)繼電器在第一區(qū)中安排6個(gè)電容器板和在第二區(qū)中安排6個(gè)電容器板時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)本發(fā)明另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例。然而，在每個(gè)區(qū)中有6個(gè)電容器板以獲得中心對稱不是絕對必需的例如，也可以是每個(gè)區(qū)中有3個(gè)電容器板，雖然在這種情況下，我們必須首先減小繼電器的電流和功率消耗，并優(yōu)化繼電器的“平滑”功能。一般地說，增大每個(gè)區(qū)中的電容器板數(shù)目在設(shè)計(jì)中具有較大靈活性和通用性，雖然它可以使制造中固有的變化減小，因?yàn)槊總€(gè)電容器板的制造因素變化往往是由其余電容器板的變化進(jìn)行補(bǔ)償。
然而，不應(yīng)當(dāng)?shù)凸肋@樣一些情況，有意地產(chǎn)生力矩迫使導(dǎo)電單元完成某種類型的轉(zhuǎn)動(dòng)和平動(dòng)。例如，為了克服導(dǎo)電單元相對于固定壁的可能粘連或摩擦，這種運(yùn)動(dòng)方式是可能有益的。
有利的是，繼電器包括第一區(qū)與導(dǎo)電單元之間的第二擋板(或與第一擋板數(shù)目相同的第二擋板)。按照這種方式，我們可以在第一區(qū)與第二區(qū)之間實(shí)現(xiàn)幾何對稱性。當(dāng)導(dǎo)電單元向第二區(qū)運(yùn)動(dòng)時(shí)，直至與第一擋板接觸，它可以使外電路閉合。當(dāng)導(dǎo)電單元向第一區(qū)運(yùn)動(dòng)時(shí)，直至與第二擋板接觸，它也可以使外電路閉合。按照這種方式，導(dǎo)電單元完成的運(yùn)動(dòng)是對稱的。
當(dāng)繼電器包括第一區(qū)與導(dǎo)電單元之間安排的第三接觸點(diǎn)時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，其中第三接觸點(diǎn)限定第二擋板，因此，在與第二接觸點(diǎn)和第三接觸點(diǎn)接觸時(shí)，導(dǎo)電單元閉合第二電路。在這種情況下，繼電器的作用是換向器，交替地連接第二接觸點(diǎn)與第一接觸點(diǎn)和第三接觸點(diǎn)。
當(dāng)導(dǎo)電單元包括限定軸的空心圓柱部分和扁平部分時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)以上例子中一個(gè)特別優(yōu)選的實(shí)施例，其中在其內(nèi)部放置第二接觸點(diǎn)，而扁平部分是從徑向空心圓柱部分的一側(cè)突出，并沿軸的方向延伸，其中扁平部分沿軸方向測量的高度小于圓柱部分沿軸方向測量的高度。這種特殊情況同時(shí)符合導(dǎo)電單元圍繞它的一端作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的情形(參照上述的“第二種可能性”)。此外，圓柱部分放置在承載面上(圓柱體每端有一個(gè)承載面，并沿第一區(qū)與第二區(qū)之間延伸)，而扁平部分懸掛在圓柱部分，因?yàn)樗闹亓枯^輕。因此，扁平部分不與壁或固定面接觸(除了第一接觸點(diǎn)和第三接觸點(diǎn)以外)，按照這種方式，可以減小粘連和摩擦力。關(guān)于第二接觸點(diǎn)，它放置在圓柱部分的內(nèi)部，并作為轉(zhuǎn)軸和第二接觸點(diǎn)。因此，在第一接觸點(diǎn)與第二接觸點(diǎn)之間建立電連接，或在第三接觸點(diǎn)與第二接觸點(diǎn)之間建立電連接?？招膱A柱部分限定圓柱形空心面，在所有的情況下，它有彎曲到第二接觸點(diǎn)的表面，從而減小粘連和摩擦力的風(fēng)險(xiǎn)。
當(dāng)導(dǎo)電單元包括限定軸的空心平行六面體部分和扁平部分時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)以上例子中另一個(gè)特別優(yōu)選的實(shí)施例，其中在其內(nèi)部放置第二接觸點(diǎn)，而扁平部分是從徑向空心平行六面體部分的一側(cè)突出，并沿軸的方向延伸，其中扁平部分沿軸方向測量的高度小于平行六面體部分沿軸方向測量的高度。事實(shí)上，這個(gè)實(shí)施例與以上的實(shí)施例類似，其中平行六面體部分限定平行六面體空心。這個(gè)方案特別適用于非常小繼電器實(shí)施例的情況，因?yàn)樵谶@種情況下，制造過程(特別是在光刻制造過程的情況下)的分辨率容量不得不使用直線方式。在兩種情況下，應(yīng)當(dāng)強(qiáng)調(diào)的是，決定性的幾何形狀是內(nèi)部空心的幾何形狀，事實(shí)上，幾種不同的組合是可能的 有矩形斷面的軸(第二接觸點(diǎn))和有矩形斷面的空心， 有圓形斷面的軸和有圓形斷面的空心， 有圓形斷面的軸和有矩形斷面的空心，反之亦然， 雖然前兩種組合是最有利的。
邏輯上，若斷面是矩形，則在軸與平行六面體部分之間應(yīng)當(dāng)有足夠的間隙，使導(dǎo)電單元可以圍繞該軸轉(zhuǎn)動(dòng)。同樣地，在圓形斷面的情況下，在軸與圓柱部分之間有很大間隙的情況下，導(dǎo)電單元進(jìn)行的實(shí)際運(yùn)動(dòng)是繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)和第一區(qū)與第二區(qū)之間平動(dòng)的組合。此外，應(yīng)當(dāng)注意，第二擋板不是電連接到任何電路也是可能的在這種情況下，得到的繼電器僅能斷開和閉合一個(gè)電路，但其中導(dǎo)電單元的運(yùn)動(dòng)是借助于轉(zhuǎn)動(dòng)(或借助于平動(dòng)與轉(zhuǎn)動(dòng)的組合)。
當(dāng)繼電器包括第一區(qū)與導(dǎo)電單元之間安排的第三接觸點(diǎn)和第四接觸點(diǎn)時(shí)，可以得到本發(fā)明另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，其中第三接觸點(diǎn)和第四接觸點(diǎn)限定第二擋板，因此，在與第三接觸點(diǎn)和第四接觸點(diǎn)接觸時(shí)，導(dǎo)電單元閉合第二電路。事實(shí)上，在這種情況下，繼電器可以交替地連接兩個(gè)電路。
有利的是，第一區(qū)和第二區(qū)中的每個(gè)區(qū)中安排的每個(gè)電容器板集合相對于對稱中心是中心對稱的，其中所述對稱中心與導(dǎo)電單元的質(zhì)心重合。事實(shí)上，每個(gè)區(qū)中安排的每個(gè)電容器板集合在導(dǎo)電單元上產(chǎn)生力場。若來自這個(gè)力場的力相對于導(dǎo)電單元質(zhì)心有非零的力矩，則導(dǎo)電單元不但作平動(dòng)，而且還作圍繞其質(zhì)心的轉(zhuǎn)動(dòng)。在這一方面，每個(gè)區(qū)的電容器板集合有中心對稱是合適的，在這種情況下，這種轉(zhuǎn)動(dòng)是不利的，或者，另一方面，如果可以誘發(fā)導(dǎo)電單元相對于其質(zhì)心的轉(zhuǎn)動(dòng)，則可以方便地提供中心不對稱性，例如，為的是克服摩擦力和/或粘連。
如以上所指出的，導(dǎo)電單元往往實(shí)際上封閉在第一區(qū)，第二區(qū)和側(cè)壁之間的過渡空間。有利的是，在側(cè)壁與導(dǎo)電單元之間的間隙是充分地小，可以防止導(dǎo)電單元同時(shí)接觸由第一接觸點(diǎn)和第二接觸點(diǎn)構(gòu)成的一組接觸點(diǎn)以及由第三接觸點(diǎn)和第四接觸點(diǎn)構(gòu)成的一組接觸點(diǎn)。就是說，避免導(dǎo)電單元在過渡空間中采取橫向位置，其中它連接第一電路與第二電路。
為了避免粘連和高摩擦力，有利的是，導(dǎo)電單元有圓形(rounded)外表面，最好是圓柱面或球面。球面方案減小沿所有方向的摩擦力和粘連，而有面對第一區(qū)和第二區(qū)的圓柱體底面的圓柱面方案可以減小相對于側(cè)壁的摩擦力，而有面對電容器板的大表面可以有效地產(chǎn)生靜電力。這個(gè)第二方案還有接觸點(diǎn)的較大接觸面，可以減小交換電路中引入的電阻。
同樣地，若導(dǎo)電單元有垂直于導(dǎo)電單元運(yùn)動(dòng)的上表面和下表面，和至少一個(gè)側(cè)面，則有利的是，側(cè)面有細(xì)微的突出部分。這種突出部分也可以減小側(cè)面與過渡空間側(cè)壁之間的粘連和摩擦力。
有利的是，導(dǎo)電單元是空心導(dǎo)電單元。這可以減輕質(zhì)量，從而實(shí)現(xiàn)較小的慣性。
若繼電器有兩個(gè)電容器板(第一板和第二板)且這兩個(gè)電容器板都在第二區(qū)，則有利的是，第一電容器板和第二電容器板有相同的表面積，因?yàn)榘凑者@種方式，對于相同的總裝置表面積，可以實(shí)現(xiàn)最小的激勵(lì)電壓。
若繼電器有兩個(gè)電容器板(第一板和第二板)，且第一板是在第一區(qū)，而第二板是在第二區(qū)，則有利的是，第一電容器板的表面積與第二電容器板的表面積相等或是它的兩倍，因?yàn)榘凑者@種方式，對于相同的總裝置表面積，可以實(shí)現(xiàn)最小的激勵(lì)電壓。
當(dāng)一個(gè)電容器板同時(shí)作為電容器板和作為接觸點(diǎn)(和擋板)時(shí)，可以得到按照本發(fā)明繼電器的另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例。這種安排可以在固定的電壓下(通常是VCC或GND)連接其他的接觸點(diǎn)(外電路的接觸點(diǎn))或在高阻抗下斷開它。
如在以下可以觀察到的，圖7至23中所示按照本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的繼電器包括以上解釋的不同變型方案和選項(xiàng)的組合，雖然專業(yè)人員能夠觀察到，它們是可以按照不同方法互相組合的變型方案和選項(xiàng)。這些繼電器中的任何繼電器可以合并在以上描述的電磁信號發(fā)射和/或接收裝置中。
圖7表示按照本發(fā)明繼電器的第一基本功能模式。該繼電器限定放置導(dǎo)電單元7的過渡空間25，導(dǎo)電單元7可以沿過渡空間25自由運(yùn)動(dòng)，因?yàn)閷?shí)際上它是分離部分，而沒有實(shí)際連接到限定過渡空間25的壁。該繼電器還限定圖7中左側(cè)的第一區(qū)和圖1中右側(cè)的第二區(qū)。在第二區(qū)中安排第一電容器板3和第二電容器板9。在圖7所示的例子中，電容器板3和9有不同的表面積，雖然這兩個(gè)表面積可以是相等的。第一電容器板3和第二電容器板9連接到控制電路CC。在第一電容器板3與第二電容器板9之間加電壓時(shí)，導(dǎo)電單元總是被吸引到圖7的右側(cè)，被引向電容器板3和9。導(dǎo)電單元7向右側(cè)運(yùn)動(dòng)，直至它被第一擋板13阻擋，可以使第一外電路CE1閉合，其中第一擋板13是第一外電路CE1的第一接觸點(diǎn)15和第二接觸點(diǎn)17。
圖8表示按照本發(fā)明繼電器的第二基本功能模式。該繼電器同樣限定放置導(dǎo)電單元7的過渡空間25，導(dǎo)電單元7可以沿過渡空間25，圖8中左側(cè)的第一區(qū)和圖8中右側(cè)的第二區(qū)自由運(yùn)動(dòng)。在第二區(qū)中安排第二電容器板9，而在第一區(qū)中安排第一電容器板3。第一電容器板3和第二電容器板9連接到控制電路CC。在第一電容器板3與第二電容器板9之間加電壓時(shí)，導(dǎo)電單元總是被吸引到圖8中的右側(cè)，被引向最小的電容器板，即，第二電容器板9。因此，在圖8所示例子的情況下，電容器板3和9有不同的表面積是絕對必需的，若它們有相等的表面積，則導(dǎo)電單元7不可能沿任何方向運(yùn)動(dòng)。導(dǎo)電單元7向右側(cè)運(yùn)動(dòng)，直至它被第一擋板13阻擋，可以使第一外電路CE1閉合，其中第一擋板13是第一外電路CE1的第一接觸點(diǎn)15和第二接觸點(diǎn)17。在左側(cè)有第二擋板19的情況下，它沒有任何電功能，只是阻擋導(dǎo)電單元7與第一電容器板3接觸。在這種情況下，可以去掉第二擋板19，因?yàn)椴豢赡馨l(fā)生導(dǎo)電單元7與第一電容器板3接觸的問題。這是因?yàn)樵谶@一側(cè)僅有一個(gè)電容器板，如果有多個(gè)電容器板且它們連接到不同的電壓，則擋板是必需的以避免短路。
例如，圖7和8的繼電器配置適用于傳感器，其中被測量的幅度作用這樣一個(gè)力，該力被導(dǎo)電單元7中誘發(fā)的靜電力抵消。在兩種情況下，被測量的幅度必須加試圖打開電路CE1的力，而靜電力試圖閉合該電路。然而，繼電器可以設(shè)計(jì)成按照相反的方式準(zhǔn)確地運(yùn)行被測量的幅度試圖閉合電路CE1，而靜電力試圖打開該電路。在這種情況下，第一擋板13需要與對應(yīng)的電路CE1一起放置在圖7和8的左側(cè)。在圖7中，這種可能性是用虛線表示。若擋板放置在兩側(cè)，則傳感器可以檢測沿兩個(gè)方向的幅度，雖然必須改變算法，從試圖閉合到試圖打開，在檢測到已發(fā)生方向的變化時(shí)，而不是發(fā)生在最低的零電壓下獲得閉合/打開。應(yīng)當(dāng)回想到，所加電壓的符號不影響導(dǎo)電單元7的運(yùn)動(dòng)方向。另一種可能性是利用旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的離心力(例如，天線旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的離心力)打開或閉合電路CE1。
為了借助于靜電力實(shí)現(xiàn)導(dǎo)電單元7沿兩個(gè)方向的運(yùn)動(dòng)，需要配置第三電容器板11，如圖9所示。假設(shè)導(dǎo)電單元7總是運(yùn)動(dòng)到放置最小電容器板的位置，在這種情況下，要求第三電容器板11小于第一電容器板3，但第二電容器板9與第三電容器板11的表面積之和大于第一電容器板3的表面積。按照這種方式，通過激勵(lì)第一電容器板3和第二電容器板9，連接它們到不同的電壓，但第三電容器板11仍保持在高阻抗?fàn)顟B(tài)，導(dǎo)電單元7就運(yùn)動(dòng)到右側(cè)，而在激勵(lì)三個(gè)電容器板3，9和11的情況下，導(dǎo)電單元7就運(yùn)動(dòng)到左側(cè)。在后者的情況下，給第二電容器板9和第三電容器板11提供相同的電壓，而給第一電容器板3提供不同的電壓。此外，圖9中的繼電器有連接到第二擋板19的第二外電路CE2，其方式是，這些第二擋板19限定第三接觸點(diǎn)21和第四接觸點(diǎn)23。
若兩個(gè)電容器板是第一區(qū)和第二區(qū)中的每個(gè)區(qū)，則可以按照兩個(gè)不同的方法引誘導(dǎo)電單元7的運(yùn)動(dòng) 在相同區(qū)的兩個(gè)電容器板之間加電壓，使導(dǎo)電單元被這兩個(gè)電容器板吸引(其功能如圖7所示)， 在一個(gè)區(qū)的一個(gè)電容器板與另一個(gè)區(qū)的一個(gè)(或兩個(gè))電容器板之間加電壓，使導(dǎo)電單元7被吸引到充電電容器表面積是最小的區(qū)域(其功能如圖8所示)。
圖10和11表示利用EFAB技術(shù)設(shè)計(jì)制造的繼電器。借助于薄層沉積方法的這種微型機(jī)械加工制造技術(shù)是專業(yè)人員熟知的，可以制作多個(gè)薄層并在三維結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中有很大通用性。繼電器安裝在作為支承的基片1上，為了簡單明了，在幾個(gè)附圖中沒有畫出。該繼電器在導(dǎo)電單元7的左側(cè)安排第一電容器板3和第四電容器板5(圖11所示)，而在導(dǎo)電單元7的右側(cè)安排第二電容器板9和第三電容器板11。該繼電器還有兩個(gè)第一擋板13和兩個(gè)第二擋板19，第一擋板13是第一接觸點(diǎn)15和第二接觸點(diǎn)17，而第二擋板19是第三接觸點(diǎn)21和第四接觸點(diǎn)23。該繼電器的上部被覆蓋，雖然沒有畫出這個(gè)蓋子，為的是清楚地說明它的內(nèi)部細(xì)節(jié)。
按照圖11，繼電器的走向是沿過渡空間25從左到右，反之亦然?？梢钥闯?，第一擋板13和第二擋板19比電容器板3，5，9和11更靠近導(dǎo)電單元7。按照這種方式，導(dǎo)電單元7可以從左到右運(yùn)動(dòng)以閉合相應(yīng)的電路，而不會(huì)干擾電容器板3，5，9和11以及它們相應(yīng)的控制電路。
導(dǎo)電單元7有空心的內(nèi)部空間27。
在導(dǎo)電單元7與形成過渡空間25(即，第一擋板13，第二擋板19，電容器板3，5，9和11以及兩個(gè)側(cè)壁29)的各個(gè)壁之間有間隙，該間隙是充分地小以防止導(dǎo)電單元7圍繞垂直于圖11平面的軸轉(zhuǎn)動(dòng)，但它足以接觸第一接觸點(diǎn)15與第三接觸點(diǎn)21或第二接觸點(diǎn)17與第四接觸點(diǎn)23。然而，在這個(gè)附圖中，沒有按比例畫出間隙，為了使附圖更加清晰。
圖12至14表示利用EFAB技術(shù)設(shè)計(jì)制造的另一種繼電器。在按照圖12至14的情況下，導(dǎo)電單元7是沿垂直方向運(yùn)動(dòng)。在繼電器中利用一種或另一種運(yùn)動(dòng)取決于設(shè)計(jì)準(zhǔn)則。制造技術(shù)包括沉積幾個(gè)薄層。在所有的附圖中，垂直方向是夸大的，就是說，實(shí)際裝置比附圖所示裝置扁平得多。若我們希望得到較大的電容器表面，最好是構(gòu)造類似于圖12至14所示形式的繼電器(垂直繼電器)，如果需要較少薄層數(shù)目，則類似于圖10和11所示形式的繼電器(水平繼電器)是更加合適。若采用某種特殊技術(shù)(例如，通常稱之為polyMUMPS，Dalsa，SUMMIT，Tronic′s，Qinetiq′s等的技術(shù))，薄層數(shù)目總是受限的。垂直繼電器的優(yōu)點(diǎn)是，使用較小的芯片面積得到較大的表面，這意味著可以利用遠(yuǎn)遠(yuǎn)低的激勵(lì)電壓(使用相同的芯片面積)。
理論上，圖12至14的繼電器非常類似于圖10和11的繼電器，在它的底部(圖14)安排第一電容器板3和第四電容器板5以及它們是第三接觸點(diǎn)21和第四接觸點(diǎn)23的第二擋板19。從附圖中可以看出，第二擋板19是在電容器板之上，因此，導(dǎo)電單元7可以承載在第二擋板19上，不會(huì)與第一電容器板3和第四電容器板5接觸。在頂部(圖12)有第二電容器板9，第三電容器板11和兩個(gè)第一擋板13，它們是第一接觸點(diǎn)15和第二接觸點(diǎn)17。在這種情況下，導(dǎo)電單元7與側(cè)壁29之間的間隙也是充分地小以避免第一接觸點(diǎn)15接觸第三接觸點(diǎn)21或第二接觸點(diǎn)17接觸第四接觸點(diǎn)23。
圖15和16所示的繼電器是一種繼電器例子，其中導(dǎo)電單元7的運(yùn)動(dòng)基本上是圍繞其一個(gè)端點(diǎn)的轉(zhuǎn)動(dòng)。這種繼電器有第一電容器板3，第二電容器板9，第三電容器板11和第四電容器板5，它們都安裝在基片1上。此外，第一接觸點(diǎn)15與第三接觸點(diǎn)21面對面。第一接觸點(diǎn)15與第三接觸點(diǎn)21之間的距離小于兩個(gè)電容器板之間的距離。導(dǎo)電單元7有空心的圓柱部分31，其中空心面也是圓柱形。在空心圓柱體內(nèi)部放置有圓柱斷面的第二接觸點(diǎn)17。
按照這種方式，導(dǎo)電單元7在第一接觸點(diǎn)15與第二接觸點(diǎn)17之間或在第三接觸點(diǎn)21與第二接觸點(diǎn)17之間建立電接觸。導(dǎo)電單元7完成的運(yùn)動(dòng)基本上是圍繞圓柱部分31限定軸的轉(zhuǎn)動(dòng)。在圖15中，第二接觸點(diǎn)17與圓柱部分31之間的間隙是夸大的，然而，確實(shí)存在一定量的間隙，因此，導(dǎo)電單元7完成的運(yùn)動(dòng)不是純粹的轉(zhuǎn)動(dòng)，而是轉(zhuǎn)動(dòng)與平動(dòng)的組合。
從圓柱部分31延伸的扁平部分33的高度小于沿所述圓柱部分31軸方向測量的圓柱部分31高度。在圖10中可以更細(xì)致地觀察到這一點(diǎn)，其中畫出示圓柱部分31和扁平部分33的剖面。按照這種方式，我們可以避免扁平部分33與基片1的接觸以減小摩擦力和粘連。
可以看出，只要間隙是足夠的，可以用平行六面體代替圓柱部分31以及利用有四邊形斷面的接觸點(diǎn)代替有圓形斷面的第二接觸點(diǎn)17，我們可以設(shè)計(jì)一種理論上相當(dāng)于圖15和16所示的繼電器。
例如，若在圖15和16的繼電器中去掉第一接觸點(diǎn)15和/或第三接觸點(diǎn)21，則正是這兩個(gè)電容器板(具體地說，第三電容器板11和第四電容器板5)可以作為接觸點(diǎn)和擋板。適當(dāng)選取電容器板必須工作的電壓，我們可以得到的這個(gè)電壓總是VCC或GND。另一種可能性是，例如，第三接觸點(diǎn)21不與任何外電路進(jìn)行電連接。于是，第三接觸點(diǎn)僅僅是擋板，而當(dāng)導(dǎo)電單元7接觸第二接觸點(diǎn)17與第三接觸點(diǎn)21時(shí)，第二接觸點(diǎn)17在電路中就處在高阻抗?fàn)顟B(tài)。
圖17所示的繼電器設(shè)計(jì)成利用polyMUMPS技術(shù)制造。如以上所提到的，這種技術(shù)在專業(yè)人員中是眾所周知的，它的特征是，表面被微型機(jī)械加工成三個(gè)結(jié)構(gòu)層和兩個(gè)保護(hù)層。然而，理論上，它類似于圖15和16所示的繼電器，雖然其中有一些差別。因此，在圖17所示的繼電器中，第一電容器板3與第三電容器板11相等，但它不同于第二電容器板9和第四電容器板5，這二者相等并小于前者。關(guān)于第二接觸點(diǎn)17，它的頂端有加寬部分，允許導(dǎo)電單元7保持在過渡空間25中。圖15和16中的第二接觸點(diǎn)17也可以配置這種類型的加寬部分。值得注意的是，在這種繼電器中，第一接觸點(diǎn)15與第三接觸點(diǎn)21之間的距離與兩個(gè)電容器板之間的距離相等。假設(shè)導(dǎo)電單元7的運(yùn)動(dòng)主要是圍繞第二接觸點(diǎn)17的轉(zhuǎn)動(dòng)，則導(dǎo)電單元的相反端描繪這樣一條弧線，在扁平部分33可以接觸到電容器板之前，導(dǎo)電單元與第一接觸點(diǎn)15或第三接觸點(diǎn)21接觸。
圖18表示利用polyMUMPS技術(shù)設(shè)計(jì)制造的另一種繼電器。這種繼電器類似于圖10和11所示的繼電器，雖然它還有第五電容器板35和第六電容器板37。
圖19表示相當(dāng)于圖10和11所示的繼電器，但它在第一區(qū)中有6個(gè)電容器板和在第二區(qū)中有6個(gè)電容器板。此外，我們應(yīng)當(dāng)注意到可以防止導(dǎo)電單元7脫離的頂蓋。
圖20和21表示導(dǎo)電單元7是圓柱形的繼電器。參照圖20所示的繼電器，圍繞導(dǎo)電單元的側(cè)壁是平行六面形，而在圖21所示的繼電器中，圍繞導(dǎo)電單元7的側(cè)壁29是圓柱形。關(guān)于圖22，它表示利用表面微型機(jī)械加工制造的球體，應(yīng)當(dāng)注意，它是由多個(gè)不同直徑的圓柱形盤構(gòu)成。具有球形導(dǎo)電單元7的繼電器，如圖22所示，它在理論上非常類似于圖20或21所示的繼電器，它是利用球形導(dǎo)電單元代替圓柱形導(dǎo)電單元7。然而，應(yīng)當(dāng)考慮到，在電容器板安排中的某些幾何調(diào)整和在頂端的接觸點(diǎn)是為了防止球形導(dǎo)電單元7首先接觸電容器板而不是接觸點(diǎn)，這些接觸點(diǎn)可以是相應(yīng)的擋板。
圖23表示圖10和11所示繼電器的變型。在這種情況下，導(dǎo)電單元7在它的側(cè)面41有突出部分39。
可以觀察到，本發(fā)明特別適用于MEMS裝置。借助于這種技術(shù)，可以在縮小尺寸的硅晶片上包含大量天線(例如，偶極子)。按照這種方式，可以制造有高度定向性天線性能的集成電路。在利用包括固定天線陣列的解決方案中，這些固定天線模擬周期性運(yùn)動(dòng)，我們可以觀察到，利用MEMS繼電器的方案是特別有意義的，可以設(shè)計(jì)和制造極其緊致和高度定向性的天線，其成本適合于多種應(yīng)用。取決于制造MEMS元件(天線，微電動(dòng)機(jī)，繼電器)和制造對應(yīng)控制電路所用的技術(shù)，可以制造單片或混合集成電路。此外，必須考慮到這樣的情況，按照本發(fā)明的裝置在低頻下是高度定向性的，因此，它特別適合于許多其他的應(yīng)用。
權(quán)利要求
1.一種電磁信號發(fā)射和/或接收裝置，該裝置限定最小的工作帶寬，并至少包括第一陣列天線，它包括至少一個(gè)天線形成的所述第一陣列，其特征是，所述第一陣列產(chǎn)生一個(gè)輸出信號，當(dāng)假想天線正在進(jìn)行第一周期性運(yùn)動(dòng)時(shí)，該輸出信號對應(yīng)與所述天線相等的所述假想天線產(chǎn)生的輸出信號，其中所述第一周期性運(yùn)動(dòng)有高于所述最小工作帶寬的第一頻率。
2.按照權(quán)利要求1的裝置，其特征是，它包括多個(gè)陣列的天線，每個(gè)所述陣列至少包括一個(gè)天線，其中每個(gè)所述陣列產(chǎn)生一個(gè)輸出信號，當(dāng)假想天線正在進(jìn)行周期性運(yùn)動(dòng)時(shí)，該輸出信號對應(yīng)所述假想天線產(chǎn)生的輸出信號，其中所述周期性運(yùn)動(dòng)有高于所述最小工作帶寬的頻率，和其中對應(yīng)每個(gè)所述輸出信號的頻率是各不相同的。
3.按照權(quán)利要求1或2的裝置，其特征是，至少一個(gè)所述陣列天線是垂直取向，并相對于另一個(gè)所述陣列天線滯后90°。
4.按照權(quán)利要求1至3中任何一個(gè)的裝置，其特征是，至少一個(gè)所述周期性運(yùn)動(dòng)是轉(zhuǎn)動(dòng)。
5.按照權(quán)利要求1至4中任何一個(gè)的裝置，其特征是，至少一個(gè)所述周期性運(yùn)動(dòng)是多個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)的組合。
6.按照權(quán)利要求1至5中任何一個(gè)的裝置，其特征是，至少一個(gè)所述陣列該天線或多個(gè)天線實(shí)際上完成對應(yīng)的周期性運(yùn)動(dòng)。
7.按照權(quán)利要求6的裝置，其特征是，所述天線或多個(gè)天線是由微電動(dòng)機(jī)移動(dòng)。
8.按照權(quán)利要求1至7中任何一個(gè)的裝置，其特征是，至少一個(gè)所述陣列包括在空間中沿各不相同方式取向的多個(gè)固定天線，因此，每個(gè)所述天線有與對應(yīng)假想天線的一個(gè)瞬時(shí)取向重疊的取向。
9.按照權(quán)利要求1至8中任何一個(gè)的裝置，其特征是，它包括變壓器電路，用于改變至少一個(gè)陣列天線的陣列輸出信號或至少一個(gè)天線的局部輸出信號，因此，所述陣列輸出信號或所述局部輸出信號能夠有負(fù)值和正值。
10.按照權(quán)利要求9的裝置，其特征是，所述變壓器電路反向所述陣列輸出信號或所述局部輸出信號的極性。
11.按照權(quán)利要求10的裝置，其特征是，所述變壓器電路包括小型化繼電器。
12.按照權(quán)利要求9的裝置，其特征是，所述變壓器電路包括放大器，按照函數(shù)B(t)放大所述陣列輸出信號或所述局部輸出信號，其中所述函數(shù)B(t)可以取任何的實(shí)值。
13.按照權(quán)利要求8或12的裝置，其特征是，所述固定天線總是互相連接的。
14.按照權(quán)利要求13的裝置，其特征是，所述函數(shù)B(t)是常數(shù)并與時(shí)間無關(guān)。
15.按照權(quán)利要求1至14中任何一個(gè)的裝置，其特征是，它包括互相并聯(lián)連接的多個(gè)相同天線。
16.按照權(quán)利要求1至15中任何一個(gè)的裝置，其特征是，它至少包括由Peltier效應(yīng)單元冷卻的一個(gè)天線。
17.按照權(quán)利要求1至16中任何一個(gè)的裝置，其特征是，所述天線是由小型化繼電器互相連接。
18.按照權(quán)利要求11或17的裝置，其特征是，所述小型化繼電器包括
面對第二區(qū)的第一區(qū)，
第一電容器板(3)，
安排在所述第二區(qū)中的第二電容器板(9)，其中所述第二板小于或等于所述第一板，
安排在所述第一區(qū)與所述第二區(qū)之間的過渡空間(25)，
安排在所述過渡空間(25)中的導(dǎo)電單元(7)，所述導(dǎo)電單元(7)機(jī)械上獨(dú)立于所述第一區(qū)和所述第二區(qū)，并適合于實(shí)施運(yùn)動(dòng)穿越所述過渡空間(25)，它取決于所述第一和第二電容器板上的電壓，
電路的第一接觸點(diǎn)(15)，所述電路的第二接觸點(diǎn)(17)，其中所述第一接觸點(diǎn)(15)和第二接觸點(diǎn)(17)限定第一擋板(13)，其中所述導(dǎo)電單元(7)適合于接觸第一擋板(13)，和其中在與所述第一擋板(13)接觸時(shí)，所述導(dǎo)電單元(7)閉合所述電路。
19.按照權(quán)利要求18的裝置，其特征是，所述第一接觸點(diǎn)(15)是在所述第二區(qū)與所述導(dǎo)電單元(7)之間。
20.按照權(quán)利要求18或19的裝置，其特征是，所述第一板是在所述第二區(qū)中。
21.按照權(quán)利要求18或19的裝置，其特征是，所述第一板是在所述第一區(qū)中。
22.按照權(quán)利要求18至21中任何一個(gè)的裝置，其特征是，所述第二接觸點(diǎn)(17)也是在所述第二區(qū)中。
23.按照權(quán)利要求21或22的裝置，其特征是，它還包括安排在所述第二區(qū)中的第三電容器板(11)，其中所述第三電容器板(11)小于或等于所述第一電容器板(3)，和其中所述第二電容器板與第三電容器板之和大于所述第一電容器板(3)。
24.按照權(quán)利要求21或22的裝置，其特征是，它還包括安排在所述第二區(qū)中的第三電容器板(11)和所述第一區(qū)中的第四電容器板(5)，其中所述第一電容器板(3)與所述第二電容器板(9)相等，和所述第三電容器板(11)與所述第四電容器板(5)相等。
25.按照權(quán)利要求24的裝置，其特征是，所述第一電容器板，第二電容器板，第三電容器板和第四電容器板是互相相等。
26.按照權(quán)利要求24或25的裝置，其特征是，它還包括安排在所述第一區(qū)中的第五電容器板(35)和所述第二區(qū)中的第六電容器板(37)，其中所述第五電容器板(35)與所述第六電容器板(37)相等。
27.按照權(quán)利要求26的裝置，其特征是，它包括安排在所述第一區(qū)中的六個(gè)電容器板和安排在所述第二區(qū)中的六個(gè)電容器板。
28.按照權(quán)利要求18至27中任何一個(gè)的裝置，其特征是，它包括所述第一區(qū)與所述導(dǎo)電單元(7)之間的第二擋板。
29.按照權(quán)利要求18至28中任何一個(gè)的裝置，其特征是，它包括安排在所述第一區(qū)與所述導(dǎo)電單元(7)之間的第三接觸點(diǎn)(21)，其中所述第三接觸點(diǎn)(21)限定第二擋板，因此，在與所述第二接觸點(diǎn)(17)和所述第三接觸點(diǎn)(21)接觸時(shí)，所述導(dǎo)電單元(7)閉合第二電路。
30.按照權(quán)利要求29的裝置，其特征是，所述導(dǎo)電單元(7)包括限定軸的空心圓柱形部分(31)和扁平部分(33)，在圓柱形部分(31)內(nèi)放置所述第二接觸點(diǎn)(17)，而扁平部分(33)是從所述徑向空心圓柱形部分(31)的一側(cè)突出，并沿所述軸的方向延伸，其中所述扁平部分(33)沿所述軸方向測量的高度小于沿所述軸方向測量的所述圓柱形部分(31)的高度。
31.按照權(quán)利要求29的裝置，其特征是，所述導(dǎo)電單元(7)包括限定軸的空心平行六面體部分和扁平部分(33)，在平行六面體部分內(nèi)放置所述第二接觸點(diǎn)(17)，而扁平部分(33)是從所述徑向平行六面體部分(31)的一側(cè)突出，并沿所述軸的方向延伸，其中所述扁平部分(33)沿所述軸方向測量的高度小于沿所述軸方向測量的所述平行六面體部分的高度。
32.按照權(quán)利要求18至27中任何一個(gè)的裝置，其特征是，它包括在所述第一區(qū)與所述導(dǎo)電單元(7)之間安排的第三接觸點(diǎn)(21)和第四接觸點(diǎn)(23)，其中所述第三接觸點(diǎn)(21)和第四接觸點(diǎn)(23)限定第二擋板(19)，因此，在與所述第三接觸點(diǎn)(21)和第四接觸點(diǎn)(23)接觸時(shí)，所述導(dǎo)電單元(7)閉合第二電路。
33.按照權(quán)利要求18至32中任何一個(gè)的裝置，其特征是，在每個(gè)所述第一區(qū)和第二區(qū)安排的所述電容器板的每個(gè)組合相對于對稱中心是中心對稱的，和其中所述對稱中心是與所述導(dǎo)電單元(7)的質(zhì)心重疊。
34.按照權(quán)利要求18至32中任何一個(gè)的裝置，其特征是，在每個(gè)所述第一區(qū)和第二區(qū)中安排的所述電容器板的組合是中心不對稱的，從而產(chǎn)生相對于所述導(dǎo)電單元(7)的質(zhì)心的力矩。
35.按照權(quán)利要求32至34中任何一個(gè)的裝置，其特征是，在所述第一區(qū)與所述第二區(qū)之間延伸兩個(gè)側(cè)壁(29)，其中在所述側(cè)壁(29)與所述導(dǎo)電單元(7)之間有間隙，所述間隙是足夠地小，為的是在幾何結(jié)構(gòu)上防止所述導(dǎo)電單元(7)同時(shí)接觸所述第一接觸點(diǎn)(15)和第二接觸點(diǎn)(17)形成的接觸點(diǎn)組和所述第三接觸點(diǎn)(21)和第四接觸點(diǎn)(23)形成的接觸點(diǎn)組。
36.按照權(quán)利要求18至35中任何一個(gè)的裝置，其特征是，所述導(dǎo)電單元(7)有圓形的外表面。
37.按照權(quán)利要求36的裝置，其特征是，所述導(dǎo)電單元(7)是圓柱形。
38.按照權(quán)利要求36的裝置，其特征是，所述導(dǎo)電單元(7)是球形。
39.按照權(quán)利要求18至36中任何一個(gè)的裝置，其特征是，所述導(dǎo)電單元(7)有上表面和下表面，以及至少一個(gè)側(cè)面，所述上表面和下表面垂直于所述導(dǎo)電單元(7)的所述運(yùn)動(dòng)，而所述側(cè)面有細(xì)微的突出部分。
40.按照權(quán)利要求18至39中任何一個(gè)的裝置，其特征是，所述導(dǎo)電單元(7)是空心的。
41.按照權(quán)利要求20的裝置，其特征是，所述第一電容器板(3)和所述第二電容器板(9)有相同的表面積。
42.按照權(quán)利要求21的裝置，其特征是，所述第一電容器板(3)的表面積等于所述第二電容器板(9)的表面積或是它的兩倍。
43.按照權(quán)利要求18至42中任何一個(gè)的裝置，其特征是，所述電容器板(3，5，9，11，35，37)之一同時(shí)是所述接觸點(diǎn)(15，17，21，23)之一。
44.一種集成電路，其特征是，它包括按照權(quán)利要求1至43中任何一個(gè)的裝置。
全文摘要
一種電磁信號發(fā)射和/或接收裝置以及對應(yīng)的集成電路。該電磁信號發(fā)射和/或接收裝置限定最小工作帶寬，并包括一個(gè)或幾個(gè)陣列天線，每個(gè)陣列至少有一個(gè)天線，當(dāng)假想天線在完成周期性運(yùn)動(dòng)時(shí)，最好是，它是旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)或旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的組合，該天線產(chǎn)生的輸出信號對應(yīng)于假想天線產(chǎn)生的輸出信號，其中假想天線等于這個(gè)天線。周期性運(yùn)動(dòng)的頻率必須高于最小的工作帶寬。按照這種方式，通過改變它們的輻射圖形，可以影響天線的定向性，從而能夠得到高度定向性裝置。周期性運(yùn)動(dòng)可以用空間中取向的固定天線陣列代替，這些天線是利用小型化繼電器順序連接的。
文檔編號H01Q3/00GK101120482SQ200580015785
公開日2008年2月6日 申請日期2005年5月12日 優(yōu)先權(quán)日2004年5月18日
發(fā)明者希爾維斯特·卓塞普·蒙坦亞 申請人:寶蘭微系統(tǒng)公司