ЖИДКОКРИСТАЛЛИЧЕСКИЙ ЭЛЕМЕНТ ИНДУКТИВНОСТИ, УЛУЧШЕННЫЙ МАГНИТНЫМИ НАНОЧАСТИЦАМИ
LIQUID CRYSTAL INDUCTANCE ELEMENT, IMPROVED BY MAGNETIC NANOPARTICLES

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Настоящее изобретение в целом относится к элементам индуктивности и, в частности, к регулируемым элементам индуктивности. В частности, настоящее изобретение относится к способу и устройству для изменения индуктивности элемента индуктивности, имеющего сердцевину, образованную из жидких кристаллов, улучшенных магнитными наночастицами.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
В некоторых системах значения емкости и значения индуктивности в схеме могут быть изменены для обеспечения необходимых характеристик системы. В частности, изменения емкости и изменение индуктивности могут быть полезны в радиочастотных областях применения, в которых необходимы согласование импедансов и фильтрация.
Например, осуществление согласования импедансов и фильтрации в широком диапазоне частот способом, который не охватывает характеристики системы, может быть более сложным, чем хотелось бы. Однако данная проблема может быть решена с использованием адаптивного согласования импедансов и фильтрации. Например, без ограничения, изменение одного или более значений емкости и/или одного или более значений индуктивности в схеме для согласования импедансов и фильтрации может обеспечить возможность адаптивного согласования импедансов и фильтрации.
Некоторые имеющиеся в настоящее время конфигурации схем для изменения индуктивности и емкости включают использование переключаемых комбинаций из схемных компонентов с фиксированными параметрами. Например, для обеспечения переменной индуктивности может быть использована переключаемая конфигурация из множества элементов индуктивности с постоянным значением индуктивности. Аналогичным образом, для обеспечения переменной емкости может быть использована переключаемая конфигурация из множества конденсаторов с фиксированным значением емкости.
Однако эти типы переключаемых конфигураций схемных компонентов могут не обеспечивать возможность настолько быстрой настройки, насколько это необходимо. Например, при использовании переключаемой конфигурации из множества элементов индуктивности с постоянным значением индуктивности, изменения индуктивности могут возникать медленнее, чем это необходимо. Кроме того, при использовании этого типа переключаемой конфигурации, диапазон настройки и быстродействие могут быть ограничены фиксированными значениями индуктивности отдельных элементов индуктивности. Кроме того, этот тип переключаемой конфигурации может иметь большие размеры и больший вес, чем необходимо, а также может потребовать больше мощности, чем необходимо. Таким образом, необходимо создать способ и устройство, в которых учтены по меньшей мере некоторые из вышеописанных проблем, а также возможные другие проблемы.
РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
В одном из иллюстративных примеров устройство содержит сердцевину и множество электродов, расположенных относительно сердцевины. Сердцевина содержит множество жидких кристаллов и множество магнитных наночастиц. Изменение напряжения, подаваемого на множество электродов, изменяет магнитную проницаемость сердцевины.
В другом иллюстративном примере устройство содержит регулируемый элемент индуктивности. Регулируемый элемент индуктивности содержит сердцевину, множество электродов, расположенных относительно сердцевины, и проводник, расположенный вокруг сердцевины. Сердцевина содержит текучую смесь, образованную из множества жидких кристаллов и множества магнитных наночастиц. Изменение напряжения, подаваемого на множество электродов, изменяет магнитную проницаемость сердцевины и, таким образом, индуктивность проводника.
Еще в одном иллюстративном примере предложен способ управления магнитной проницаемостью сердцевины. Напряжение подают на множество электродов, расположенных относительно сердцевины. Сердцевина содержит множество жидких кристаллов и множество магнитных наночастиц. Изменяют напряжение, подаваемое на множество электродов. Магнитная проницаемость сердцевины изменяется по мере изменения напряжения, подаваемого на множество электродов.
Признаки и функции могут быть достигнуты независимо друг от друга в различных вариантах реализации настоящего изобретения или могут быть объединены еще в одних вариантах реализации, дополнительные сведения о которых можно получить по ссылке на приведенные далее описание и чертежи.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Новые признаки, рассматриваемые в качестве характеристик иллюстративных вариантов реализации, заданы в прилагаемой формуле изобретения. Однако, иллюстративные варианты реализации, а также предпочтительный режим использования и их дополнительные задачи, и признаки будут лучше понятны по ссылке на приведенное далее подробное описание иллюстративного варианта реализации настоящего изобретения при его прочтении в сочетании с прилагаемыми чертежами.
На фиг. 1 в виде структурной схемы показана электромагнитная система, которая содержит множество регулируемых элементов индуктивности, в соответствии с иллюстративным вариантом реализации.
На фиг. 2 в виде структурной схемы показан регулируемый элемент индуктивности в соответствии с иллюстративным вариантом реализации.
На фиг. 3 в виде структурной схемы показан регулируемый конденсатор в соответствии с иллюстративным вариантом реализации.
На фиг. 4 показан изометрический вид сверху регулируемого элемента индуктивности в соответствии с иллюстративным вариантом реализации.
На фиг. 5 показан изометрический вид снизу регулируемого элемента индуктивности в соответствии с иллюстративным вариантом реализации.
На фиг. 6 показан вид в разрезе регулируемого элемента индуктивности и диэлектрической подложки в соответствии с иллюстративным вариантом реализации.
На фиг. 7 показано выравнивание жидких кристаллов и магнитных наночастиц в сердцевине в соответствии с иллюстративным вариантом реализации.
На фиг. 8 показан вид сверху регулируемого конденсатора в соответствии с иллюстративным вариантом реализации.
На фиг. 9 показан вид в разрезе регулируемого конденсатора и диэлектрической подложки в соответствии с иллюстративным вариантом реализации.
На фиг. 10 показано выравнивание жидких кристаллов в сердцевине в соответствии с иллюстративным вариантом реализации.
На фиг. 11 показан вид сверху сети для согласования импедансов и фильтрации в соответствии с иллюстративным вариантом реализации.
На фиг. 12 в виде блок-схемы показан процесс управления магнитной проницаемостью сердцевины в соответствии с иллюстративным вариантом реализации.
На фиг. 13 в виде блок-схемы показан процесс управления регулируемым элементом индуктивности в соответствии с иллюстративным вариантом реализации.
ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Иллюстративные варианты реализации показывают и учитывают различные принципы. Например, иллюстративные варианты реализации показывают и учитывают, что может быть необходимо создать способ и устройство для обеспечения переменной индуктивности в сети схем без увеличения ее веса, размера, сложности или мощности, используемой сетью схем, более чем это необходимо. Кроме того, может быть необходимо создать способ и устройство, которые обеспечивают возможность быстрого изменения индуктивности.
Иллюстративные варианты реализации показывают и учитывают, что сочетание жидких кристаллов и магнитных наночастиц может быть использовано для создания регулируемого элемента индуктивности. Жидкие кристаллы представляют вещество, которое находится в состоянии, в котором оно имеет свойства между свойствами жидкости и свойствами твердого кристалла. Жидкие кристаллы могут быть по существу анизотропными. Например, без ограничения, жидкие кристаллы могут иметь анизотропную геометрическую форму, такую как стержневидная форма, сигарообразная форма, или анизотропную форму какого-либо другого типа.
В частности, иллюстративные варианты реализации дополнительно показывают и учитывают, что жидкие кристаллы могут быть смешаны с магнитными наночастицами для создания сердцевины регулируемого элемента индуктивности. Приложение разности потенциалов к концам сердцевины данного типа может вызвать выравнивание жидких кристаллов по существу параллельно продольной оси сердцевины. Это выравнивание жидких кристаллов может, в свою очередь, усиливать совместное выравнивание магнитных наночастиц с жидкими кристаллами.
Таким образом, путь прохождения магнитного потока может быть создан посредством магнитных наночастиц по длине сердцевины. Изменение разности потенциалов на концах сердцевины может изменить магнитную проницаемость сердцевины, которая может, в свою очередь, изменить проводимость проводника, который обернут вокруг сердцевины, но диэлектрически отделен от нее. Таким образом, в иллюстративных вариантах реализации предложены способ и устройство для управления магнитной проницаемостью сердцевины регулируемого элемента индуктивности для управления, таким образом, индуктивностью регулируемого элемента индуктивности.
На чертежах, в частности на фиг. 1, в виде блок-схемы показана электромагнитная система в соответствии с иллюстративным вариантом реализации, которая содержит множество регулируемых элементов индуктивности. В этом иллюстративном примере сеть 100 схем может содержать множество схем 102. При использовании в настоящем документе, «множество объектов» может содержать один или более объектов. Таким образом, множество схем 102 может содержать одну или более схем.
Например, без ограничения, множество схем 102 может содержать по меньшей мере одну из следующих схем: схема 104 для фильтрации, схема 106 для согласования импедансов, схема 108 для согласования импедансов и фильтрации, или схему какого-либо другого типа. В зависимости от реализации, схема 104 для фильтрации может содержать по меньшей мере одну из следующих схем: схема 110 высокочастотного фильтра, схема 112 низкочастотного фильтра, схема 114 широкополосного фильтра, схема 116 всечастотного фильтра, схема 118 полосового фильтра, схема 120 узкополосного режекторного фильтра, или схему фильтра какого-либо другого типа.
При использовании в настоящем документе, выражение «по меньшей мере одно из», при его использовании с перечнем объектов, означает, что могут быть использованы различные комбинации из одного или более объектов в перечне, и только один из этих объектов в перечне может быть необходим. Объект может представлять собой конкретный предмет, вещь, этап, операцию, процесс или категорию. Другими словами, выражение «по меньшей мере одно из» означает любое сочетание объектов или то, что может быть использовано множество объектов из перечня, но не все из этих объектов из перечня могут быть необходимы.
Например, без ограничения, «объект А и/или объект В или объект С» или «по меньшей мере один из объекта А, объекта В и объекта С» может означать объект А; объект А и объект В; объект В; объект А, объект В и объект С или объект В и объект С. В некоторых случаях «по меньшей мере один из объекта А, объекта В или объекта С» или «по меньшей мере один из объекта А, объекта В и объекта С» могут означать, но без ограничения, два объекта А, один объект В, а также десять объектов С; четыре объекта В и семь объектов С; или какую-либо другую подходящую комбинацию.
В одном из иллюстративных примеров сеть 100 схем представляет собой сеть 122 для согласования импедансов и фильтрации. Сеть 122 для согласования импедансов и фильтрации может принимать входные данные 124 и может генерировать выходные данные 126 на основании этих входных данных 124. В этом иллюстративном примере множество схем 102 может быть использовано для осуществления согласования импедансов и фильтрации в отношении входных данных 124.
В одном из иллюстративных примеров входные данные 124 могут представлять собой выходной сигнал, сгенерированный передатчиком 128. Передатчик 128 может представлять собой, например, без ограничения, радиочастотный передатчик. Сеть 122 для согласования импедансов и фильтрации может фильтровать входные данные 124 таким образом, что обеспечена возможность прохождения через сеть 122 для согласования импедансов и фильтрации только тех частот, значение которых меньше выбранного порогового значения частоты. Кроме того, импеданс нагрузки антенны 130 может быть приведен в соответствие с импедансом передатчика 128 с использованием сети 122 для согласования импедансов и фильтрации для улучшения передачи энергии между передатчиком 128 и антенной 130.
Как показано, множество схем 102 могут быть по меньшей мере частично выполнены на основании 132. Основание 132 может быть образовано из диэлектрического материала. Диэлектрический материал может представлять собой среду или вещество, которое выполнено с возможностью передачи электродвижущей силы без теплообмена. Таким образом, диэлектрический материал можно рассматривать в качестве изолирующего материала. В зависимости от реализации основание 132 может содержать множество диэлектрических подложек 133. Каждая диэлектрическая подложка из множества диэлектрических подложек 133 может представлять собой тонкий кусок, долю или пластину из диэлектрического материала.
Множество схем 102 может содержать совокупность схемных компонентов 134 и управляющую систему 136 для управления напряжением. Управляющая система 136 для управления напряжением может содержать множество контроллеров 138 напряжения. Каждый из множества контроллеров 138 напряжения может быть выполнен с возможностью генерирования регулируемого напряжения.
Совокупность схемных компонентов 134 может быть реализована на основании 132. В одном из иллюстративных примеров каждый отдельный схемный компонент из совокупности схемных компонентов 134 может быть выполнен на соответствующей диэлектрической подложке из множества диэлектрических подложек 133. Таким образом, эта соответствующая диэлектрическая подложка может служить в качестве основания для отдельного схемного компонента.
Схемный компонент в совокупности схемных компонентов 134 может представлять собой элемент индуктивности с постоянным значением индуктивности, регулируемый элемент индуктивности, конденсатор с фиксированным значением емкости, регулируемый конденсатор, переключающее устройство, резистор с постоянным сопротивлением, резистор с регулируемым сопротивлением или электронное устройство какого-либо другого типа. В этих иллюстративных примерах совокупность схемных компонентов 134 содержит множество регулируемых элементов индуктивности 140. В некоторых случаях совокупность схемных компонентов 134 может также содержать множество регулируемых конденсаторов 142.
Далее согласно фиг. 2 более подробно описан пример одного из способов, согласно которому может быть реализован регулируемый элемент индуктивности из множества регулируемых элементов индуктивности 140. Кроме того, далее согласно фиг. 3 более подробно описан пример одного из способов, согласно которому может быть реализован регулируемый конденсатор из множества регулируемых конденсаторов 142.
В одном из иллюстративных примеров сеть 100 схем может быть реализована с использованием одного или более жидкокристаллических элементов индуктивности, улучшенных магнитными наночастицами, и одного или более жидкокристаллических конденсаторов. Использование этих типов жидкокристаллических схемных компонентов может обеспечить возможность создания сети 100 схем с достаточно небольшим размером для конкретных областей применения. Например, сеть 100 схем может быть создана таким образом, что ее площадь составляет менее приблизительно 2 квадратных сантиметров. В некоторых иллюстративных примерах сеть 100 схем создана таким образом, что ее площадь составляет менее приблизительно 1 квадратного сантиметра.
Кроме того, сеть 100 схем этого типа может быть выполнена с возможностью ее использования в высокочастотных областях применения. Например, без ограничения, сеть 100 схем может быть выполнена с возможностью ее использования в областях применения на микроволновых радиочастотах. Сеть 100 схем может быть использована в областях применения, в которых работают на частотах, составляющих, например, без ограничения, между приблизительно 2 гигагерцами (ГГц) и приблизительно 30 гигагерц (ГГц).
На фиг. 2 показана структурная схема регулируемого элемента индуктивности в соответствии с иллюстративным вариантом реализации. В этом иллюстративном примере регулируемый элемент 200 индуктивности может представлять собой пример одной из реализаций одного из множества регулируемых элементов индуктивности 140, показанных на фиг. 1. Регулируемый элемент 200 индуктивности имеет индуктивность 201, которая может быть изменена.
В этом иллюстративном примере диэлектрическая подложка 202 может служить в качестве основания для регулируемого элемента 200 индуктивности. Диэлектрическая подложка 202 может представлять собой пример одной из множества диэлектрических подложек 133, описанных на фиг. 1. В этом иллюстративном примере регулируемый элемент 200 индуктивности может быть физически связан с диэлектрической подложкой 202.
Как показано, диэлектрическая подложка 202 может иметь внешнюю поверхность 203. По меньшей мере часть регулируемого элемента индуктивности 200 может быть соединена с внешней поверхностью 203 диэлектрической подложки 202.
В одном из иллюстративных примеров регулируемый элемент 200 индуктивности содержит сердцевину 204, множество электродов 206, расположенных относительно сердцевины 204, и проводник 207. Сердцевина 204 может быть расположена в канале 208 внутри диэлектрической подложки 202. Диэлектрическая подложка 202 может служить в качестве основания для множества электродов 206 и проводника 207.
Как показано, канал 208 имеет первый конец 210 и второй конец 212. В зависимости от реализации, первый конец 210 и/или второй конец 212 могут быть выполнены открытыми. В некоторых случаях первый конец 210 и второй конец 212 закрыты таким образом, что канал 208 образует резервуар или полость в диэлектрической подложке 202. В одном из иллюстративных примеров диэлектрическая подложка 202 может быть напечатана с использованием трехмерного принтера или может быть образована послойно таким образом, что в диэлектрической подложке 202 образован канал 208.
Множество электродов 206 может быть связано с диэлектрической подложкой 202. Множество электродов 206 может быть расположено относительно канала 208 и, таким образом, сердцевины 204, расположенной в канале 208. Например, без ограничения, множество электродов 206 могут содержать первый электрод 214 и второй электрод 216. Первый электрод 214 и второй электрод 216 могут быть расположены соответственно на первом конце 210 и втором конце 212 канала 208.
В одном из иллюстративных примеров первый электрод 214 и второй электрод 216 могут быть связаны с диэлектрической подложкой 202 соответственно на первом конце 210 и втором конце 212 канала 208. В другом иллюстративном примере первый электрод 214 и второй электрод 216 могут быть напечатаны на диэлектрической подложке 202 соответственно на первом конце 210 и втором конце 212 канала 208.
Сердцевина 204 расположена в канале 208 между первым электродом 214 и вторым электродом 216. В этом иллюстративном примере сердцевина 204 образована из текучей смеси 218. Текучая смесь 218 может содержать множество жидких кристаллов 220 и множество магнитных наночастиц 222.
Множество жидких кристаллов 220 могут по существу иметь анизотропную геометрию. Другими словами, каждый из множества жидких кристаллов 220 может иметь геометрию, которая зависит от ориентации. Например, без ограничения, каждый жидкий кристалл из множества жидких кристаллов 220 может иметь стержневидную форму, сигарообразную форму, сплющенную форму или какой-либо другой тип удлиненной формы.
Множество магнитных наночастиц 222 могут быть распределены среди множества жидких кристаллов 220. Множество магнитных наночастиц 222 относятся к классу наночастиц, которыми можно управлять с использованием градиентов магнитного поля. Магнитная наночастица из множества магнитных наночастиц 222 может содержать по меньшей мере одно из следующего: железо, никель, кобальт, или какой-либо другой тип магнитного элемента, или химическое соединение, которое содержит по меньшей мере одно из следующего: железо, никель, кобальт, ферромагнитный материал, или какой-либо другой тип магнитного элемента. В некоторых иллюстративных примерах множество наночастиц может содержать кремний или полимерное защитное покрытие, предназначенное для защиты от химической или электрохимической коррозии.
В одном из иллюстративных примеров множество магнитных наночастиц 222 могут представлять собой множество ферромагнитных наночастиц. Эти ферромагнитные наночастицы могут представлять собой множество ферритовых наночастиц. Кроме того, такие наночастицы могут содержать ферритовые наночастицы, частицы из бариевого феррита или другие подходящие ферритовые материалы.
Проводник 207 размещен вокруг сердцевины 204. Сердцевина 204, множество электродов 206 и проводник 207 все вместе образуют элемент индуктивности, который может представлять собой регулируемый элемент 200 индуктивности. В частности, проводник 207 размещен вокруг участка внешней поверхности 203 диэлектрической подложки 202 таким образом, что он физически расположен вокруг сердцевины 204, но диэлектрически отделен от нее диэлектрической подложкой 202. Проводник 207 может представлять собой один или более кусков проводящего материала, которые размещены вокруг сердцевины 204, но диэлектрически отделены от нее. В частности, проводник 207 может содержать по меньшей мере одно из следующего: проводящий провод, проводящая дорожка, сквозное отверстие, проводящее покрытие, проводящая пластина, слой из проводящего материала, или какой-либо другой тип проводящего материала.
В одном из иллюстративных примеров проводник 207 может быть реализован таким образом, что он образует «виток», который обмотан вокруг сердцевины 204, но диэлектрически отделен от нее. Например, без ограничения, проводник 207 может содержать первую совокупность проводящих дорожек, расположенных на первой стороне внешней поверхности 203 диэлектрической подложки 202, вторую совокупность проводящих дорожек, расположенных на второй стороне внешней поверхности 203, которая противолежит первой стороне, и совокупность сквозных отверстий, которые проходят через диэлектрическую подложку 202 для соединения первой совокупности проводящих дорожек со второй совокупностью проводящих дорожек. Конфигурация проводника 207 данного типа может быть похожа на виток.
Индуктивность 201 регулируемого элемента индуктивности 200 может представлять собой индуктивность проводника 207. Индуктивность 201 может быть изменена с использованием контроллера 224 напряжения. Контроллер 224 напряжения используют для генерации напряжения 226. Напряжение 226 подают на множество электродов 206. Контроллер 224 напряжения может представлять собой пример одного из множества контроллеров 138 напряжения, показанных на фиг. 1. В частности, контроллер 224 напряжения подает напряжение 226 на множество электродов 206 для создания разности потенциалов 228 на концах сердцевины 204 между множеством электродов 206.
Разность потенциалов 228 на концах сердцевины 204 может определять магнитную проницаемость 230 этой сердцевины 204. В свою очередь, магнитная проницаемость 230 сердцевины 204 может определять индуктивность 201 регулируемого элемента индуктивности 200. Контроллер 224 напряжения выполнен с возможностью регулировки напряжения 226. Например, контроллер 224 напряжения может регулировать напряжение 226 путем изменения пикового значения 232 напряжения 226 и/или частоты 234 напряжения 226. Другими словами, пиковое значение 232 и/или частота 234 могут быть изменены для регулировки напряжения 226.
Изменение напряжения 226 изменяет разность потенциалов 228 на концах сердцевины 204, что в свою очередь изменяет магнитную проницаемость 230, что в свою очередь изменяет индуктивность 201. Например, когда напряжение 226 подают на множество электродов 206 для создания разности потенциалов 228 на концах сердцевины 204, множество жидких кристаллов 220 сдвигаются с обеспечением выравнивания. В частности, множество жидких кристаллов 220 могут быть выравнены по существу параллельно продольной оси 231 сердцевины 204. Продольная ось 231 может представлять собой ось вдоль сердцевины 204, проходящую от первого электрода 214 ко второму электроду 216. Процентное содержание жидких кристаллов в множестве жидких кристаллов 220, которые выравнены с продольной осью 231, может зависеть от пикового значения 232 и частоты 234 напряжения 226.
Выравнивание множества жидких кристаллов 220 вызывает выравнивание множества магнитных наночастиц 222, что воздействует на магнитную проницаемость 230 сердцевины 204. В частности, выравнивание множества магнитных наночастиц 222 с множеством жидких кристаллов 220 обеспечивает чистое изменение магнитной проницаемости 230 сердцевины 204 между первым электродом 214 и вторым электродом 216.
Когда электрический ток направляют через проводник 207, создается магнитное поле. Магнитная проницаемость 230 сердцевины 204 воздействует на магнитное поле, созданное проводником 207, который воздействует на индуктивность 201. Индуктивность 201 может представлять собой меру сопротивления проводника 207 для изменения электрического тока, который проходит через проводник 207.
По мере увеличения магнитной проницаемости 230 сердцевины 204 также увеличивается создаваемое магнитное поле, что приводит к увеличению магнитного потока. Увеличение магнитного потока приводит к увеличению индуктивности 201. И, наоборот, по мере уменьшения магнитной проницаемости 230 сердцевины 204 уменьшается магнитное поле, которое создают проводником 207, что приводит к уменьшению магнитного потока. Уменьшение магнитного потока приводит к уменьшению индуктивности 201. Таким образом, индуктивность 201 может быть отрегулирована путем регулировки напряжения 226.
В одном из иллюстративных примеров напряжение 226 представляет собой напряжение 236 смещения переменного тока. Напряжение 236 смещения переменного тока может быть использовано с тем, чтобы помочь предотвратить нежелательные электрохимические реакции в текучей смеси 218. В частности, использование напряжения 236 смещения переменного тока может помочь предотвратить электрохимическую реакцию, которая могла бы разрушить или вызвать повреждение множества электродов 206.
В зависимости от реализации, диэлектрическая подложка 202, регулируемый элемент 200 индуктивности, реализованный вместе с диэлектрической подложкой 202, или они оба могут быть изготовлены с использованием способа трехмерной печати. Например, без ограничения, данный способ трехмерной печати может быть осуществлен с использованием по меньшей мере одного из следующих способов: накачивание с микродозированием, моделирование наплавкой, стереолитография, выборочное лазерное спекание, выборочное лазерное моделирование, нанесение краски, или какого-либо другого типа аддитивного изготовления или трехмерной технологии печати. В других иллюстративных примерах диэлектрическая подложка 202, регулируемый элемент 200 индуктивности, реализованный совместно с диэлектрической подложкой 202, или они оба могут быть реализованы с использованием по меньшей мере одного из следующих способов: трехмерный способ аддитивного производства, способ изготовления многослойной печатной платы, многослойный процесс изготовления на микроуровне и какой-либо другой тип процесса изготовления.
На фиг. 3 показана структурная схема регулируемого конденсатора в соответствии с иллюстративным вариантом реализации. В этом иллюстративном примере регулируемый конденсатор 300 может представлять собой пример одной из реализаций одного из множества регулируемых конденсаторов 142, показанных на фиг. 1. Регулируемый элемент 300 индуктивности имеет емкость 301, которая может иметь переменное значение.
В этом иллюстративном примере диэлектрическая подложка 302 может служить в качестве основания для регулируемого конденсатора 300. Диэлектрическая подложка 302 может представлять собой пример одной из множества диэлектрических подложек 133, показанных на фиг. 1. В этом иллюстративном примере регулируемый конденсатор 300 может быть физически связан с диэлектрической подложкой 302.
Как показано, диэлектрическая подложка 302 может иметь внешнюю поверхность 303. По меньшей мере часть регулируемого конденсатора 300 может быть соединена с внешней поверхностью 303 диэлектрической подложки 302.
В одном из иллюстративных примеров регулируемый конденсатор 300 содержит сердцевину 304 и систему 306 проводников. Сердцевина 304 может быть расположена в канале 308 внутри диэлектрической подложки 302. Сердцевина 304 может быть также названа как сердцевина конденсатора.
Как показано, канал 308 имеет первый конец 310 и второй конец 312. В зависимости от реализации, первый конец 310 и/или второй конец 312 могут быть выполнены открытыми. В некоторых случаях первый конец 310 и второй конец 312 закрыты таким образом, что канал 308 образует резервуар или полость внутри диэлектрической подложки 302. В одном из иллюстративных примеров диэлектрическая подложка 302 может быть напечатана с использованием трехмерного принтера или может быть образована послойно таким образом, что в диэлектрической подложке 302 образован канал 308.
Система 306 проводников размещена вокруг сердцевины 304. В одном из иллюстративных примеров система 306 проводников содержит множество электродов 307, которые могут быть связаны с диэлектрической подложкой 302. В частности, диэлектрическая подложка 302 может служить в качестве основания для множества электродов 307. Множество электродов 307 могут быть расположены относительно канала 308. Например, без ограничения, множество электродов 307 могут содержать первый электрод 314 и второй электрод 316. Первый электрод 314 и второй электрод 316 могут быть расположены соответственно на первом конце 310 и втором конце 312 канала 308.
В одном из иллюстративных примеров первый электрод 314 и второй электрод 316 могут быть связаны с диэлектрической подложкой 302 соответственно на первом конце 310 и втором конце 312 канала 308. В другом иллюстративном примере первый электрод 314 и второй электрод 316 могут быть напечатаны на диэлектрической подложке 302 соответственно на первом конце 310 и втором конце 312 канала 308.
Сердцевина 304 расположена в канале 308 между первым электродом 314 и вторым электродом 316. В этом иллюстративном примере сердцевина 304 образована из текучей среды 318. Текучая среда 318 может содержать множество жидких кристаллов 320.
Множество жидких кристаллов 320 могут по существу иметь анизотропную геометрию. Другими словами, каждый из множества жидких кристаллов 320 может иметь геометрию, которая зависит от ориентации. Например, без ограничения, каждый жидкий кристалл из множества жидких кристаллов 320 может иметь стержневидную форму, сигарообразную форму, сплющенную форму или какой-либо другой тип удлиненной формы.
В этих иллюстративных примерах система 306 проводников может также содержать пару проводящих пластин 322, размещенных вокруг сердцевины 304. В частности, пара проводящих пластин 322 могут быть расположены вдоль внешней поверхности 303 диэлектрической подложки 302 вокруг сердцевины 304 таким образом, что каждая из пары проводящих пластин 322 физически расположена вокруг сердцевины 304, но диэлектрически отделен от нее диэлектрической подложкой 302. Часть диэлектрической подложки 302 и часть сердцевины 304 между парой проводящих пластин 322 образуют среду 323.
Емкость 301 регулируемого конденсатора 300 может представлять собой емкость пары проводящих пластин 322. Емкость 301 может представлять собой способность пары проводящих пластин 322 хранить электрический заряд. Пара проводящих пластин 322 могут быть расположены таким образом, что они расположены параллельно друг другу на противолежащих сторонах сердцевины 304. Например, первая проводящая пластина может быть расположена на первой стороне внешней поверхности 303, а вторая проводящая пластина может быть расположена на второй стороне внешней поверхности 303.
Емкость 301 регулируемого конденсатора 300 может быть изменена с использованием контроллера 324 напряжения. Контроллер 324 напряжения используют для генерации напряжения 326. Напряжение 326 подают на множество электродов 307. Контроллер 324 напряжения может представлять собой пример одного из множества контроллеров 138 напряжения, показанных на фиг. 1. В частности, контроллер 324 напряжения подает напряжение 326 на множество электродов 307 для создания разности потенциалов 328 на концах сердцевины 304 между множеством электродов 307.
Разность потенциалов 328 на концах сердцевины 304 может определять диэлектрическую проницаемость 330 среды 323 между парой проводящих пластин 322. В некоторых случаях диэлектрическая проницаемость 330 может быть также названа как диэлектрическая проницаемость электрического поля. Диэлектрическая проницаемость 330 среды 323 может определять емкость 301 регулируемого конденсатора 300.
Например, контроллер 324 напряжения может регулировать напряжение 326 путем изменения пикового значения 332 напряжения 326 и/или частоты 334 напряжения 326. Изменение напряжения 326 изменяет разность потенциалов 328 на концах сердцевины 304, что в свою очередь изменяет диэлектрическую проницаемость 330, что в свою очередь изменяет емкость 301.
В частности, когда напряжение 326 подают на множество электродов 307 для создания разности потенциалов 328 на концах сердцевины 304, множество жидких кристаллов 320 сдвигаются с обеспечением выравнивания. В частности, множество жидких кристаллов 320 могут быть выравнены по существу параллельно продольной оси 331 сердцевины 304. Продольная ось 331 может представлять собой ось вдоль сердцевины 304, проходящую от первого электрода 314 ко второму электроду 316. Процентное содержание жидких кристаллов в множестве жидких кристаллов 320, которые выравнены с продольной осью 331, может зависеть от пикового значения 332 и частоты 334 напряжения 326.
Выравнивание множества жидких кристаллов 320 создает чистое изменение диэлектрической проницаемости 330 среды 323. Когда электрический ток направляют через систему 306 проводников, создается электрическое поле. Диэлектрическая проницаемость 330 среды 323 воздействует на электрическое поле, создаваемое системой 306 проводников, которая воздействует на емкость 301.
Например, диэлектрическая проницаемость 330 среды 323 может представлять собой меру способности передавать электрическое поле. Кроме того, диэлектрическая проницаемость 330 может описывать то, насколько большой электрический поток может быть сгенерирован на единичный заряд в среде 323. По мере увеличения диэлектрической проницаемости 330 среды 323, тот же самый заряд может быть сохранен между парой проводящих пластин 322 с меньшим электрическим полем и, таким образом, меньшим напряжением, что может привести к увеличению емкости 301. И наоборот, по мере уменьшения диэлектрической проницаемости 330 среды 323, хранение того же самого заряда между парой проводящих пластин 322 может потребовать большего электрического поля и, таким образом, большего напряжения, что может привести к уменьшению емкости 301.
В одном из иллюстративных примеров напряжение 326 представляет собой напряжение 336 смещения переменного тока. Напряжение 336 смещения переменного тока может быть использовано с тем, чтобы помочь предотвратить нежелательные электрохимические реакции в текучей среде 318. В частности, использование напряжения 336 смещения переменного тока может помочь предотвратить электрохимическую реакцию, которая могла бы разрушить или привести к разрушению множества электродов 307.
В зависимости от реализации, диэлектрическая подложка 302 и/или регулируемый элемент 300 индуктивности, изготовленный вместе с диэлектрической подложкой 302, могут быть изготовлены с использованием по меньшей мере одного из следующих способов: трехмерный способ аддитивного производства, способ изготовления многослойной печатной платы, многослойный процесс изготовления на микроуровне, или с использованием процесса какого-либо другого типа. В одном из иллюстративных примеров, без ограничения, для осуществления трехмерной печати может быть использована насосная система для микродозирования.
Регулируемый конденсатор 300 может быть выполнен с возможностью компенсации температуры схемы. Например, без ограничения, емкость 301 может изменяться или отклоняться, исходя из значения температуры. Температурный коэффициент емкости (ТСС) регулируемого конденсатора 300 описывает максимальное изменение емкости 301 для конкретного диапазона температур. Диэлектрический материал, который составляет диэлектрическую подложку 302, и тип множества жидких кристаллов 320, используемых в регулируемом конденсаторе 300, могут быть выбраны для предотвращения отклонения температуры емкости 301.
В некоторых иллюстративных примерах множество конденсаторов могут быть использованы для компенсации отклонения температуры. Например, без ограничения, первый регулируемый конденсатор, имеющий положительный температурный коэффициент емкости, может быть объединен со вторым регулируемым конденсатором, имеющим отрицательный температурный коэффициент емкости.
Изображение сети 100 схем, показанной на фиг. 1, регулируемого элемента 200 индуктивности, показанного на фиг. 2, и регулируемого конденсатора 300, показанного на фиг. 3, не следует толковать как введение физических или архитектурных ограничений способом, согласно которому может быть реализован иллюстративный вариант реализации. В дополнение к показанным компонентам или вместо них могут быть использованы и другие компоненты. Некоторые компоненты могут быть необязательными. Кроме того, блоки представлены для иллюстрации некоторых функциональных компонентов. Один или более из этих блоков могут быть объединены, разделены или объединены и разделены на различные блоки при реализации в иллюстративном варианте реализации.
В других иллюстративных примерах система 306 проводников может содержать только пару проводящих пластин 322, но может и не содержать множество электродов 307. В этих примерах контроллер 324 напряжения может прикладывать напряжение 326 непосредственно к паре проводящих пластин 322 таким образом, что разность потенциалов 328 создают между парой проводящих пластин 322 на концах сердцевины 304. Например, напряжение 336 смещения переменного тока может быть проведено непосредственно через пару проводящих пластин 322 с помощью сердцевины 304, уложенной между этой парой проводящих пластин 322. Таким образом, система 306 проводников может содержать по меньшей мере один из множества электродов 307, расположенных на концах сердцевины 304, или пару проводящих пластин 322, расположенных вокруг сердцевины 304, но диэлектрически отделенных от нее.
На фиг. 4 показан изометрический вид сверху регулируемого элемента индуктивности в соответствии с иллюстративным вариантом реализации. В этом иллюстративном примере регулируемый элемент 400 индуктивности может представлять собой пример одной из реализаций регулируемого элемента 200 индуктивности, показанного на фиг. 2.
Как показано, диэлектрическая подложка 402 служит в качестве основания для регулируемого элемента 400 индуктивности. Диэлектрическая подложка 402 может представлять собой пример одной из реализаций диэлектрической подложки 202, показанной на фиг. 2. Диэлектрическая подложка 402 имеет внешнюю поверхность 403. В этом иллюстративном примере можно увидеть верхнюю сторону 405 внешней поверхности 403.
Регулируемый элемент 400 индуктивности может содержать первый электрод 404, второй электрод 406, сердцевину 408 и проводник 410. Первый электрод 404, второй электрод 406 и сердцевина 408 могут представлять собой примеры реализаций соответственно первого электрода 214, второго электрода 216 и сердцевины 204, показанных на фиг. 2. Первый электрод 404 и второй электрод 406 поддерживают диэлектрической подложкой 402.
На фиг. 4 показан открытый вид сердцевины 408. Сердцевина 408 расположена в канале (не показан) внутри диэлектрической подложки 402 между первым электродом 404 и вторым электродом 406. Сердцевина 408 может быть образована из текучей смеси из жидких кристаллов и магнитных наночастиц.
В этом иллюстративном примере проводник 410 может быть реализован с использованием первой совокупности проводящих дорожек 412. Первая совокупность проводящих дорожек 412 может быть размещена вокруг сердцевины 408, но диэлектрически отделена от нее диэлектрической подложкой 402. Проводник 410 может также содержать сквозные отверстия 413, которые могут соединять первую совокупность проводящих дорожек 412 со второй совокупностью проводящих дорожек (не показаны), расположенных на противоположной стороне диэлектрической подложки 402. Сквозные отверстия 413 проходят через диэлектрическую подложку 402.
Горизонтальная ось 414 может проходить по существу параллельно продольной оси через сердцевину 408. Вертикальная ось 416 может проходить по существу перпендикулярно продольной оси через сердцевину 408.
На фиг. 5 показан изометрический вид снизу регулируемого элемента индуктивности 400, показанного на фиг. 4, в соответствии с иллюстративным вариантом реализации. В этом иллюстративном примере можно увидеть нижнюю сторону 500 внешней поверхности 403.
Кроме того, вторая совокупность проводящих дорожек 502 показана вдоль нижней стороны 500 диэлектрической подложки 402. Вторая совокупность проводящих дорожек 502 электрически соединена с первой совокупностью проводящих дорожек 412, показанной на фиг. 4, с образованием токопроводящей цепи через сквозные отверстия 413, которые проходят через диэлектрическую подложку 402.
На фиг. 6 показан вид в разрезе регулируемого элемента индуктивности 400 и диэлектрической подложки 402, показанных на фиг. 4, в соответствии с иллюстративным вариантом реализации. В этом иллюстративном примере показан вид регулируемого элемента индуктивности 400 и диэлектрической подложки 402 в разрезе, выполненном вдоль направления линий 6-6, показанных на фиг. 6.
Как показано, канал 600 может иметься в диэлектрической подложке 402 между первым электродом 404 и вторым электродом 406. Сердцевина 408 расположена в канале 600. В этом иллюстративном примере сердцевина 408 содержит множество жидких кристаллов 601 и множество магнитных наночастиц 602. Множество жидких кристаллов 601 и множество магнитных наночастиц 602 вместе образуют текучую смесь 604.
Контроллер 606 напряжения электрически соединен с регулируемым элементом 400 индуктивности. В частности, контроллер 606 напряжения электрически соединен с первым электродом 404 через свинцовый провод 608 и со вторым электродом 406 через свинцовый провод 610. Контроллер 606 напряжения может представлять собой пример одной из реализаций контроллера 224 напряжения, показанного на фиг. 2.
В этом иллюстративном примере контроллер 606 напряжения подает напряжение на первый электрод 404 и второй электрод 406 для создания разности потенциалов между первым электродом 404 и вторым электродом 406 на концах сердцевины 408. Изменение напряжения, поданного на первый электрод 404 и второй электрод 406, может изменить разность потенциалов на концах сердцевины 408, что может изменить магнитную проницаемость сердцевины 408. Изменение магнитной проницаемости сердцевины 408 может воздействовать на индуктивность проводника 407 регулируемого элемента индуктивности 400.
В этом иллюстративном примере, когда напряжение не подают на первый электрод 404 или второй электрод 406, множество жидких кристаллов 601 и множество магнитных наночастиц 602 могут иметь произвольное выравнивание 612. Когда напряжение подают на первый электрод 404 и второй электрод 406, множество жидких кристаллов 601 и множество магнитных наночастиц 602 могут быть выравнены по отношению к продольной оси 614, проходящей через сердцевину 408.
На фиг. 7 показано выравнивание жидких кристаллов и магнитных наночастиц в сердцевине 408, показанной на фиг. 6, в соответствии с иллюстративным вариантом реализации. В этом иллюстративном примере контроллер 606 напряжения подал напряжение на первый электрод 404 и второй электрод 406 для создания разности потенциалов на концах сердцевины 408.
Подача напряжения на первый электрод 404 и второй электрод 406 вызывает выравнивание множества жидких кристаллов 601 по существу параллельно продольной оси 614. Кроме того, выравнивание множества жидких кристаллов 601 вызывает выравнивание множества магнитных наночастиц 602. Таким образом, множество жидких кристаллов 601 и множество магнитных наночастиц могут иметь упорядоченное выравнивание 700.
На фиг. 8 показан вид сверху регулируемого конденсатора в соответствии с иллюстративным вариантом реализации. В этом иллюстративном примере регулируемый конденсатор 800 может представлять собой пример одной из реализаций регулируемого конденсатора 300, показанного на фиг. 3.
Как показано, диэлектрическая подложка 802 служит в качестве основания для регулируемого конденсатора 800. Диэлектрическая подложка 802 может представлять собой пример одной из реализаций диэлектрической подложки 302, показанной на фиг. 3. Диэлектрическая подложка 802 имеет внешнюю поверхность 803. На фиг. 8 показана верхняя сторона 805 внешней поверхности 803.
В этом иллюстративном примере показан открытый вид сердцевины 804 внутри диэлектрической подложки 802. Сердцевина 804 может представлять собой пример одной из реализаций сердцевины 304, показанной на фиг. 3.
Первый электрод 806 и второй электрод 808 поддерживают диэлектрической подложкой 802 и располагают относительно сердцевины 804. Первый электрод 806 и второй электрод 808 могут представлять собой примеры реализаций соответственно первого электрода 314 и второго электрода 316, показанных на фиг. 3.
В этом иллюстративном примере проводящая пластина 810 и проводящая пластина 812 образуют пару проводящих пластин. Проводящая пластина 810 и проводящая пластина 812 может представлять собой пример одной из реализаций пары проводящих пластин 322, показанных на фиг. 3.
Проводящая пластина 810 расположена на верхней стороне 805 внешней поверхности 803 диэлектрической подложки 802. Проводящая пластина 812, которая показана в раскрытом виде, может быть расположена на нижней стороне (не показана) внешней поверхности 803 диэлектрической подложки 802. Таким образом, проводящая пластина 810 и проводящая пластина 812 разделены диэлектрической подложкой 802 и сердцевиной 804, расположенной внутри диэлектрической подложки 802. Диэлектрическая подложка 802 может диэлектрически отделять проводящую пластину 810 и проводящую пластину 812 от сердцевины 804.
Контроллер 814 напряжения может быть электрически соединен с первым электродом 806 через свинцовый провод 816 и электрически соединен со вторым электродом 808 через свинцовый провод 818. Контроллер 814 напряжения может быть использован для подачи напряжения на первый электрод 806 и второй электрод 808, что может создать разность потенциалов на концах сердцевины 804. Эта разность потенциалов может создавать чистое изменение диэлектрической проницаемости сердцевины 804. Изменение напряжения, подаваемого на первый электрод 806 и второй электрод 808, может изменить диэлектрическую проницаемость сердцевины 804, что может привести к изменению емкости проводящей пластины 810 и проводящей пластины 812.
В других иллюстративных примерах контроллер 814 напряжения может быть выполнен с возможностью проведения напряжения смещения переменного тока прямо через проводящую пластину 810 и проводящую пластину 812 с помощью сердцевины 804, уложенной между этими двумя проводящими пластинами. В этих примерах первый электрод 806 и второй электрод 808, при необходимости, могут быть исключены из регулируемого конденсатора 800.
На фиг. 9 показан вид в разрезе регулируемого конденсатора 800 и диэлектрической подложки 802, показанных на фиг. 8, в соответствии с иллюстративным вариантом реализации. В этом иллюстративном примере вид в разрезе регулируемого конденсатора 800 и диэлектрической подложки 802 выполнен в направлении дорожек 9-9, показанных на фиг. 8.
В этом иллюстративном примере показана нижняя сторона 900 внешней поверхности 803 диэлектрической подложки 802. Проводящая пластина 812 расположена на нижней стороне 900 диэлектрической подложки 802, а проводящая пластина 810 расположена на верхней стороне 805 диэлектрической подложки 802. Таким образом, проводящая пластина 812 и проводящая пластина 810 могут быть расположены вокруг сердцевины 804, но диэлектрически отделены от нее диэлектрической подложкой 802.
Как показано, сердцевина 804 может быть образована из текучей среды, состоящей из множества жидких кристаллов 902. В этом иллюстративном примере, в котором на первый электрод 806 и второй электрод 808 не подают напряжение, множество жидких кристаллов 902 имеют произвольную ориентацию 904.
На фиг. 10 показано выравнивание жидких кристаллов в сердцевине 804, показанной на фиг. 9, в соответствии с иллюстративным вариантом реализации. В этом иллюстративном примере контроллер 814 напряжения подает напряжение на первый электрод 806 и второй электрод 808. Следовательно, множество жидких кристаллов 902 оказываются сдвинуты с обеспечением упорядоченного выравнивания 1000. В частности, множество жидких кристаллов 902 могут быть выравнены по существу параллельно продольной оси 1002, проходящей через сердцевину 804.
На фиг. 11 показан вид сверху сети для согласования импедансов и фильтрации в соответствии с иллюстративным вариантом реализации. В этом иллюстративном примере сеть 1100 для согласования импедансов и фильтрации может представлять собой пример одной из реализаций сети 122 для согласования импедансов и фильтрации, показанной на фиг. 1.
Как показано, сеть 1100 для согласования импедансов и фильтрации принимает входные данные от передатчика 1102, генерирует выходные данные на основании этих входных данных и отправляет выходные данные на антенну 1104. Входные данные, принятые от передатчика 1102, могут представлять собой выходные данные, выданные передатчиком 1102. Эти входные данные могут быть могут быть приблизительно тождественны источнику тока. В этом иллюстративном примере сеть 1100 для согласования импедансов и фильтрации может отфильтровывать входные данные, принятые от передатчика 1102, и может согласовывать импеданс передатчика 1102 с импедансом нагрузки антенны 1104 для улучшения передачи всей энергии между передатчиком 1102 и антенной 1104.
В этом иллюстративном примере сеть 1100 для согласования импедансов и фильтрации представляет собой пи-образную сеть 1106. Как показано, сеть 1100 для согласования импедансов и фильтрации содержит управляющую систему 1108 для управления напряжением, которая может представлять собой пример одной из реализаций управляющей системы 136 для управления напряжением, показанной на фиг. 1. Управляющая система 1108 для управления напряжением содержит контроллер 1110 напряжения, контроллер 1112 напряжения и контроллер 1114 напряжения. Контроллер 1110 напряжения, контроллер 1112 напряжения и контроллер 1114 напряжения могут представлять собой пример одной из реализаций множества контроллеров 138 напряжения, показанных на фиг. 1.
Сеть 1100 для согласования импедансов и фильтрации поддерживают диэлектрической подложкой 1116. Диэлектрическая подложка 1116 может представлять собой пример одной из реализаций основания 132, показанного на фиг. 1. Сеть 1100 для согласования импедансов и фильтрации содержит регулируемый элемент 1118 индуктивности, регулируемый конденсатор 1120 и регулируемый конденсатор 1122. Диэлектрическая подложка 1116 служит в качестве основания для каждого из регулируемого элемента индуктивности 1118, регулируемого конденсатора 1120 и регулируемого конденсатора 1122.
Как показано, регулируемый элемент 1118 индуктивности, регулируемый конденсатор 1120 и регулируемый конденсатор 1122 выполнены таким образом, что они похожи по форме на символ пи (π). Регулируемый элемент 1118 индуктивности может представлять собой пример одной из реализаций регулируемого элемента 200 индуктивности, показанного на фиг. 2. Регулируемый конденсатор 1120 и регулируемый конденсатор 1122 могут представлять собой примеры реализаций регулируемого конденсатора 300, показанного на фиг. 3.
Регулируемый элемент 1118 индуктивности содержит первый электрод 1124, второй электрод 1126, сердцевину 1128 и проводник 1130. Сердцевина 1128 расположена в канале, выполненном в диэлектрической подложке 1116. Сердцевина 1128 может быть образована из текучей смеси из жидких кристаллов и магнитных наночастиц. Проводник 1130 размещен вокруг сердцевины 1128, но диэлектрически отделен от нее.
Контроллер 1110 напряжения электрически соединен с первым электродом 1124 посредством свинцового провода 1134 и со вторым электродом 1126 посредством свинцового провода 1136. Контроллер 1110 напряжения управляет напряжением, подаваемым на первый электрод 1124 и второй электрод 1126.
Регулируемый конденсатор 1120 содержит первый электрод 1138, второй электрод 1140, сердцевину 1142 и пару проводящих пластин 1144. Сердцевина 1142 расположена в другом канале, выполненном в диэлектрической подложке 1116. Сердцевина 1142 может быть образована из текучей среды, содержащей только жидкие кристаллы. Пара проводящих пластин 1144 расположены параллельно вокруг сердцевины 1142, но удерживается в положении, в котором они диэлектрически отделены от сердцевины 1142 диэлектрической подложкой 1116.
Контроллер 1112 напряжения электрически соединен с первым электродом 1138 посредством свинцового провода 1146 и со вторым электродом 1140 посредством свинцового провода 1148. Контроллер 1112 напряжения управляет напряжением, подаваемым на первый электрод 1138 и второй электрод 1140.
Регулируемый конденсатор 1122 содержит первый электрод 1150, второй электрод 1152, сердцевину 1154 и пару проводящих пластин 1156. Сердцевина 1154 расположена еще в одном канале, выполненном в диэлектрической подложке 1116. Сердцевина 1154 может быть образована из текучей среды, содержащей только жидкие кристаллы. Пара проводящих пластин 1156 расположены параллельно вокруг сердцевины 1154, но удерживаются в положении, в котором они диэлектрически отделены от сердцевины 1154 диэлектрической подложкой 1116.
Контроллер 1114 напряжения электрически соединен с первым электродом 1150 посредством свинцового провода 1158 и со вторым электродом 1152 посредством свинцового провода 1160. Контроллер 1114 напряжения управляет напряжением, подаваемым на первый электрод 1150 и второй электрод 1152.
Напряжениями, поданными на электроды регулируемого элемента индуктивности 1118, регулируемый конденсатор 1120 и регулируемый конденсатор 1122, можно управлять соответственно посредством контроллера 1110 напряжения, контроллера 1112 напряжения и контроллера 1114 напряжения для обеспечения адаптивного согласования импедансов и фильтрации. В частности, использование смеси из жидких кристаллов и магнитных наночастиц в сердцевине 1128 регулируемого элемента индуктивности 1118 может обеспечить возможность выдачи быстрого ответного сигнала, который может быть быстрее частот отсечки, без ухудшения технических характеристик.
После приема входных данных от передатчика 1102, электрический ток проходит через пару проводящих пластин 1144, через проводник 1130 и через пару проводящих пластин 1156 перед выходом из сети 1100 для согласования импедансов и фильтрации. Использование регулируемого элемента 1118 индуктивности, регулируемого конденсатора 1120 и регулируемого конденсатора 1122 может уменьшить стоимость, размер и вес сети 1100 для согласования импедансов и фильтрации с одновременным обеспечением необходимых технических характеристик в отношении адаптивного согласования импедансов и фильтрации.
Изображения регулируемого элемента индуктивности 400, показанные на фиг. 4-7, изображения регулируемого конденсатора 800, показанные на фиг. 8-10, и изображение сети 1100 для согласования импедансов и фильтрации, показанное на фиг. 11, не следует толковать как введение физических или архитектурных ограничений способом, согласно которому может быть реализован иллюстративный вариант реализации. В дополнение к показанным компонентам или вместо них могут быть использованы и другие компоненты. Некоторые компоненты могут быть необязательными.
Различные компоненты, показанные на фиг. 4-11, могут представлять собой иллюстративные примеры того, как компоненты, отображенные в виде блоков, показанных на фиг. 1-3, могут быть реализованы в виде физических структур. Кроме того, некоторые из компонентов, показанных на фиг. 4-11, могут быть объединены с компонентами, показанными на фиг. 1-3, и/или могут быть использованы вместе с ними.
На фиг. 12 в виде блок-схемы показан процесс управления магнитной проницаемостью сердцевины в соответствии с иллюстративным вариантом реализации. Процесс, показанный на фиг. 12, может быть использован для управления магнитной проницаемостью сердцевины регулируемого элемента индуктивности, например сердцевины 204 регулируемого элемента индуктивности 200, показанной на фиг. 2.
Процесс может начинаться с подачи напряжения на множество электродов, расположенных относительно сердцевины, содержащей смесь из множества жидких кристаллов и множества магнитных наночастиц (операция 1200). Напряжение, подаваемое на множество электродов, может быть изменено, при этом по мере изменения напряжения, подаваемого на множество электродов, изменяется магнитная проницаемость сердцевины (операция 1202). Индуктивность проводника, расположенного вокруг сердцевины, но диэлектрически отделенного от нее, изменяется по мере изменения магнитной проницаемости сердцевины (операция 1204), после чего процесс завершается.
В частности, во время операции 1202 изменение напряжения изменяет первое выравнивание множества жидких кристаллов таким образом, что изменяется второе выравнивание множества магнитных наночастиц. Изменение второго выравнивания множества магнитных наночастиц изменяет магнитную проницаемость сердцевины. Кроме того, когда сердцевина реализована в виде части регулируемого элемента индуктивности, в котором проводник размещен вокруг сердцевины, изменение магнитной проницаемости сердцевины таким образом изменяет индуктивность проводника.
На фиг. 13 в виде блок-схемы показан процесс управления регулируемым элементом индуктивности в соответствии с иллюстративным вариантом реализации. Процесс, показанный на фиг. 13, может быть реализован для управления регулируемым элементом 200 индуктивности, показанным на фиг. 2.
Процесс может начинаться с подачи напряжения на множество электродов, расположенных относительно сердцевины, содержащей смесь из множества жидких кристаллов и множества магнитных наночастиц (операция 1300). Множество жидких кристаллов могут быть выравнены с продольной осью, проходящей через сердцевину, в ответ на разность потенциалов, созданную на концах указанной сердцевины посредством напряжения, подаваемого на указанное множество электродов (операция 1302). Кроме того, множество магнитных наночастиц могут быть выравнены с множеством жидких кристаллов во время выравнивания указанного множества жидких кристаллов (операция 1304). Изменяют напряжение, подаваемое на множество электродов (операция 1306).
Магнитная проницаемость сердцевины изменяется по мере изменения напряжения, подаваемого на множество электродов (операция 1308). Индуктивность проводника, расположенного вокруг сердцевины, но диэлектрически отделенного от нее, изменяется по мере изменения магнитной проницаемости сердцевины (операция 1310), после чего происходит завершение рассматриваемого процесса.
Блок-схемы и структурные схемы в различных показанных вариантах реализации иллюстрируют архитектуру, функциональные возможности и работу некоторых возможных реализаций устройств и способов, описанных в иллюстративном варианте реализации. Таким образом, каждый блок в блок-схемах или структурных схемах может представлять собой модуль, сегмент, функцию и/или часть операции или этапа.
В некоторых альтернативных реализациях иллюстративного варианта реализации функция или функции, указанные в блоках, могут осуществляться в порядке, отличном от порядка, указанного на чертежах. Например, в некоторых случаях два блока, имеющих последовательное расположение на чертежах, могут быть выполнены по существу одновременно, или эти блоки могут иногда выполняться в обратном порядке в зависимости от задействованных функциональных возможностей. Кроме того, в дополнение к блокам, показанным на блок-схеме или на структурной схеме, могут быть добавлены и другие блоки.
Таким образом, в иллюстративных вариантах реализации предложены способ и устройство управления магнитной проницаемостью сердцевины регулируемого элемента индуктивности для управления, таким образом, индуктивностью регулируемого элемента индуктивности. В одном из иллюстративных примеров напряжение подают на множество электродов, расположенных относительно сердцевины. Сердцевина может содержать смесь из множества жидких кристаллов и множество магнитных наночастиц. Напряжение, подаваемое на множество электродов, может быть изменено. Магнитная проницаемость сердцевины изменяется по мере изменения напряжения, подаваемого на множество электродов. Кроме того, полная индуктивность регулируемого элемента индуктивности изменяется по мере изменения магнитной проницаемости сердцевины.
В иллюстративных вариантах реализации предложены способ и устройство, которые могут способствовать созданию рентабельных широкополосных сетей для адаптивного согласования импедансов и фильтрации. Кроме того, тип регулируемого элемента индуктивности, описанного посредством иллюстративных вариантов реализации, может улучшать общие технические характеристики радиочастотных систем, а также может уменьшать потребление энергии по сравнению с доступными на рынке элементами индуктивности.
Регулируемый элемент индуктивности, описанный посредством иллюстративных вариантов реализации, может обеспечивать возможность создания меньшей в размерах и меньшей по весу сети для согласования импедансов и фильтрации. Кроме того, этот регулируемый элемент индуктивности может упрощать механические структуры и процесс сборки, которые необходимы сети для согласования импедансов и фильтрации, путем уменьшения количества необходимых компонентов схем.
Регулируемый элемент индуктивности и регулируемый конденсатор, описанные посредством иллюстративных вариантов реализации, могут быть особенно полезны при создании сетей схем в различных системах, которые работают на радиочастотах. Эти системы могут содержать, но без ограничения, мобильные телефоны, системы спутниковой связи, телевизионные системы, радиолокационные системы формирования изображений и другие типы систем, которые работают на радиочастотах.
Кроме того, настоящее изобретение содержит варианты реализации согласно приведенным далее пунктам:
Пункт 1. Устройство, содержащее:
сердцевину, содержащую множество жидких кристаллов и множество магнитных наночастиц, и
множество электродов, расположенных относительно сердцевины,
причем изменение напряжения, подаваемого на указанное множество электродов, изменяет магнитную проницаемость сердцевины.
Пункт 2. Устройство по п. 1, дополнительно содержащее:
проводник, расположенный вокруг сердцевины, при этом сердцевина, множество электродов и проводник образуют регулируемый элемент индуктивности.
Пункт 3. Устройство по п. 2, дополнительно содержащее:
диэлектрическую подложку, которая служит в качестве основания для указанного множества электродов и проводника, при этом сердцевина расположена в канале внутри диэлектрической подложки.
Пункт 4. Устройство по п. 2, в котором изменение напряжения, подаваемого на указанное множество электродов, изменяет магнитную проницаемость сердцевины и, таким образом, индуктивность регулируемого элемента индуктивности.
Пункт 5. Устройство по п. 2, в котором регулируемый элемент индуктивности принадлежит по меньшей мере одной из следующих схем: фильтрующая схема, схема для согласования импедансов и схема для согласования импедансов и фильтрации.
Пункт 6. Устройство по п. 2, дополнительно содержащее:
множество регулируемых конденсаторов, электрически соединенных с регулируемым элементом индуктивности.
Пункт 7. Устройство по п. 1, дополнительно содержащее:
контроллер напряжения, генерирующий напряжение и управляющий им, причем изменение пикового значения и/или частоты напряжения изменяет магнитную проницаемость сердцевины.
Пункт 8. Устройство по п. 1, в котором напряжение представляет собой напряжение смещения переменного тока.
Пункт 9. Устройство по п. 1, в котором указанное множество электродов содержит:
первый электрод, расположенный относительно первого конца сердцевины, и
второй электрод, расположенный относительно второго конца сердцевины.
Пункт 10. Устройство по п. 1, образующее регулируемый элемент индуктивности, при этом сердцевина содержит текучую смесь, образованную из множества жидких кристаллов и множества магнитных наночастиц, а указанное устройство дополнительно содержит:
множество электродов, расположенных относительно сердцевины, и
проводник, расположенный вокруг сердцевины, причем изменение напряжения, подаваемого на указанное множество электродов, изменяет магнитную проницаемость сердцевины и, таким образом, индуктивность проводника.
Пункт 11. Устройство по п. 10, дополнительно содержащее:
диэлектрическую подложку, которая служит в качестве основания для регулируемого элемента индуктивности, при этом сердцевина расположена в канале внутри диэлектрической подложки.
Пункт 12. Устройство по п. 10, в котором напряжение представляет собой первое напряжение, причем указанное устройство дополнительно содержит:
регулируемый конденсатор, содержащий:
сердцевину конденсатора, содержащую множество жидких кристаллов, и
систему проводников, расположенную относительно сердцевины конденсатора, причем изменение второго напряжения, подаваемого на систему проводников, изменяет диэлектрическую проницаемость сердцевины конденсатора и, таким образом, емкость системы проводников.
Пункт 13. Устройство по п. 12, в котором система проводников содержит множество электродов, расположенных на концах сердцевины конденсатора, и/или пару проводящих пластин, расположенных вокруг сердцевины, но диэлектрически отделенных от сердцевины конденсатора.
Пункт 14. Устройство по п. 12, дополнительно содержащее:
диэлектрическую подложку,
при этом сердцевина регулируемого элемента индуктивности расположена в канале внутри диэлектрической подложки, а
регулируемый элемент индуктивности представляет собой один из множества регулируемых элементов индуктивности, связанных с диэлектрической подложкой, а регулируемый конденсатор представляет собой один из множества регулируемых конденсаторов, связанных с диэлектрической подложкой.
Пункт 15. Устройство по п. 14, дополнительно содержащее:
управляющую систему для управления напряжением, которая генерирует первое напряжение, подаваемое на указанное множество электродов регулируемого элемента индуктивности, и управляет им и которая генерирует второе напряжение, подаваемое на систему проводников регулируемого конденсатора, и управляет им.
Пункт 16. Устройство по п. 15, в котором указанное множество регулируемых элементов индуктивности, указанное множество регулируемых конденсаторов и управляющая система для управления напряжением образуют по меньшей мере одну из следующих схем: схема для фильтрации, схема для согласования импедансов и схема для согласования импедансов и фильтрации.
Пункт 17. Устройство по п. 16, в котором схема для фильтрации содержит по меньшей мере одну из следующих схем: схема высокочастотного фильтра, схема низкочастотного фильтра, схема широкополосного фильтра, схема всечастотного фильтра, схема полосового фильтра и схема узкополосного режекторного фильтра.
Пункт 18. Способ управления магнитной проницаемостью сердцевины, согласно которому:
подают напряжение на множество электродов, расположенных относительно сердцевины, содержащей множество жидких кристаллов и множество магнитных наночастиц, и
изменяют напряжение, подаваемое на указанное множество электродов, при этом магнитная проницаемость сердцевины изменяется по мере изменения напряжения, подаваемого на указанное множество электродов.
Пункт 19. Способ по п. 18, согласно которому изменение напряжения включает: изменение первого выравнивания указанного множества жидких кристаллов таким образом, что изменяется второе выравнивание указанного множества магнитных наночастиц для изменения, таким образом, магнитной проницаемости сердцевины.
Пункт 20. Способ по п. 18, согласно которому изменение напряжения включает: изменение первого выравнивания множества жидких кристаллов таким образом, что второе выравнивание множества магнитных наночастиц изменяется для изменения, таким образом, индуктивности проводника, расположенного вокруг сердцевины.
Описание различных иллюстративных вариантов реализации было представлено для целей иллюстрации и описания, при этом не следует считать, что оно исчерпывается или ограничено раскрытыми вариантами реализации. Многие модификации и изменения будут очевидны специалистам в данной области техники. Кроме того, различные иллюстративные варианты реализации могут обеспечивать различные признаки по сравнению с другими необходимыми вариантами реализации. Выделенный вариант реализации или выделенные варианты реализации выбраны и описаны для наилучшего     пояснения принципов вариантов реализации, практического применения, а также для обеспечения возможности понимания другими специалистами в данной области техники настоящего изобретения для различных вариантов реализации с различными модификациями, которые подходят для конкретного предполагаемого использования.