Diodos PIN.

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Profesor: Francisco Pizarro Torres

Alumno: Jorge Rodríguez Márquez

Diodos PIN.

Un diodo PIN es un dispositivo semiconductor que exhibe un comportamiento no lineal en términos de corriente vs voltaje (I-V). El diodo se comporta ya sea como un corto circuito o un circuito abierto, dependiendo de si el voltaje de corriente continua de polarización a través de su terminales es positivo o negativo, respectivamente este comportamiento ha sido explotado en el diseño del diodos PIN como interruptores de RF. Los diodos PIN son dispositivos relativamente económicos, tambien ofrecen una conmutación relativamente rápida

Diodo PIN cambio de Frecuencia y patrón de radiacion.

 Los Diodos PIN se han integrado en varias antenas como interruptores con el fin de aplicar la sintonización de frecuencia discreta en dos o más frecuencias, viendo la Figura 1  podemos apreciar una antena dipolo la cual posee Diodos PIN en sus extremos, los cuales al polarizarse aumentando el largo de la antena.

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Al aumentar el largo de la antena, aumenta la longitud de onda (λ) por tanto según la ecuación   λ=  podemos ver que la longitud de onda es inversamente proporcional a la frecuencia, al dejar los diodos como un corto circuito la antena disminuye su tamaño, por tanto la longitud de onda es menor y su frecuencia aumenta.[pic 6]

Tambien se pueden apreciar lobulos al aumentar el largo de la antena como en el caso de la Fig2.

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Fig2. Consecuencias al aumentar el largo de la antena

En la Fig3. Podemos apreciar el diagrama de radiación en tres dimensiones.

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Fig3. Diagrama tridimensional antena dipolo reconfigurable.[pic 10]

La respuesta en frecuencia que se espera es similar a la Fig4.

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Fig4.Respuesta en frecuencia antena reconfigurable

 Diodo PIN cambio polaridad.[pic 12]

Este diseño de antena consiste en un elemento de parche alimentado (# 0) y cuatro elementos de parche parasitarias (# 1, # 2, # 3, # 4) como se muestra en la Figura 5. El elemento alimentado tiene una ranura transversal en el centro del parche y cuatro diodos de conmutación están integrados en una forma de estrella a través de la ranura.

(Uma Shankar Modani, January 2013)[pic 13]

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Fig5.Antena polaridad configurable con diodo PIN

Un diodo PIN se coloca en cada ranura para alterar la dirección de la corriente, que determina el estado de polarización (polarización lineal (LP), de la mano izquierda (LH) y derecho (RH) polarizaciones circulares (CP).

Diodo Pin cambio Patrón de Radiación.

La antena de cavidad cúbica demuestra un nuevo tipo de antena reconfigurable para la diversidad de sistemas. Este concepto antena tiene el potencial de proporcionar tres patrones de radiación

Mediante los diodos Pin  se consigue la reconfiguración del patrón mediante ranuras de cortocircuito en su centro para cancelar la contribución de radiación. El diodo en circuito abierto permite la radiación a través de la ranura correspondiente, mientras que el diodo en cortocircuito cancela la radiación la ranura, puede ser considerada una pared metalica ya que cada ranura puede irradiar dependiendo del estado del diodo

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Fig8.Antena configurable cambio de patrón con diodo PIN

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Fig9. Patrón de radiacion antena configurable

Varactor.

Un varactor o condensador variable la capacitancia puede ser controlado por la aplicación de una tensión de polarización. La capacitancia de la unión variable se controla por la tensión de corriente continua aplicada a través de los terminales del varactor. Al igual que Diodos PIN y conmutadores FET, una amplia variedad de varactores son fácilmente disponibles comercialmente. El varactor tiene un bajo consumo de energía de corriente continua. Varactores se han utilizado en varias antenas, incluyendo parches microstrip, Pifas, ranuras, dipolos y antenas resonador. El uso de dispositivos electrónicos para lograr ya sea sintonía continua o discreta en antenas con agilidad de frecuencia puede ofrecer varias ventajas, incluyendo bajo costo, el cambio rápido y bajo consumo de energía de corriente continua. Las principales desventajas de incluir circuitos es que son  complejos y de manejo de potencia limitada.

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