ES2563490T3 - Sistema de procesamiento de señales - Google Patents
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Abstract
Un sistema (10) de procesamiento de señales que tiene: una serie de fibras ópticas (42, 43, 50, 150) con sus primeros extremos orientados para recibir radiación electromagnética, y por lo menos un acoplador (54, 154) que interconecta los segundos extremos de las fibras ópticas, estando dispuestas las fibras para proporcionar un retardo de tiempo integrado entre la transmisión por cada fibra óptica, y estando interconectados sus segundos extremos en paralelo, de tal modo que la radiación electromagnética transmitida por las fibras ópticas se acoplará conjuntamente en secuencia para proporcionar una señal de radiación electromagnética combinada, caracterizado por que el sistema (10) de procesamiento de señales tiene además por lo menos dos canales de procesamiento independientes (45, 47), estando dispuesto el acoplador (54, 154) de tal modo que la señal de radiación electromagnética combinada es dirigida a cada uno de los canales de procesamiento independientes (45, 47).
Description
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DESCRIPCION
Sistema de procesamiento de senales
Esta invencion se refiere a un sistema de procesamiento de senales electromagneticas y mas espedficamente, pero no exclusivamente, a un sistema de procesamiento de una senal optica.
El documento WO02/29436 describe que un receptor de radar laser debena comprender una matriz de fibras opticas que estan conectadas por lo menos a un detector de radiacion, teniendo cada fibra optica diferentes caractensticas ffsicas que tienen como resultado retardos conocidos en el tiempo de transmision de radiacion electromagnetica pulsada. Dichos retardos se consiguen oportunamente utilizando fibras opticas de diferentes longitudes, de tal modo que funcionan como lmeas de retardo. Se describen matrices de fibras opticas de 3X3, estando cada fibra optica conectada a un unico fotodiodo de avalancha (APD, avalanche photo-diode).
En la solicitud de patente en tramitacion del Reino Unido de los inventores con numero 0322564.6, estos han explicado que un sistema de procesamiento de senales electromagneticas puede comprender una serie de matrices de fibra optica, teniendo cada matriz de fibra optica un conjunto de fibras opticas con sus primeros extremos orientados para recibir radiacion electromagnetica y dispuestos para transmitir radiacion electromagnetica a una salida de la matriz, estando conectadas las salidas de la matriz para transmitir radiacion electromagnetica en secuencia a una entrada de un detector de senal. En esta solicitud en tramitacion, los inventores han explicado asimismo diversas caractensticas adicionales para dichos sistemas de procesamiento de senales.
La solicitud de patente europea EP 1 154 639 (ELOP ELECTROOPTICS IND LTD) y la solicitud de patente de EE. UU. US 4 380 391 (BUSER RUDOLPH G ET aL) muestran cada una dispositivos en los que se utilizan fibras opticas para aplicar retardos secuenciales a senales entrantes de radiacion electromagnetica.
De acuerdo con la presente invencion, un sistema de procesamiento de senales tiene una serie de fibras opticas con sus primeros extremos orientados para recibir radiacion electromagnetica, y por lo menos un acoplador que interconecta los segundos extremos de las fibras opticas, estando dispuestas las fibras para proporcionar un retardo de tiempo integrado entre la transmision por cada fibra optica, y estando interconectados sus segundos extremos en paralelo, de tal modo que la radiacion electromagnetica transmitida por las fibras opticas se acoplara conjuntamente en secuencia para proporcionar una senal combinada de radiacion electromagnetica, teniendo ademas el sistema de procesamiento de senales por lo menos dos canales de procesamiento independientes, estando dispuesto el acoplador de tal modo que la senal de radiacion electromagnetica combinada se dirige a cada uno de los canales de procesamiento independientes. De este modo, la misma senal optica que llega a una matriz de fibras opticas puede ser dividida en diferentes canales independientes para su procesamiento.
Por lo menos uno de los canales de procesamiento independientes incluye preferentemente una placa de procesamiento con una salida a un detector de senal. Por lo menos una de las placas de procesamiento puede incluir componentes de procesamiento de senal electricos y/u opticos.
Por lo menos uno de los canales de procesamiento independientes esta dispuesto preferentemente para transmitir la senal de radiacion electromagnetica combinada a una unica entrada de detector. Esto se puede conseguir tal como se explica en la solicitud de patente en tramitacion del Reino Unido de los inventores 0322564.6. Preferentemente, se puede disponer otro canal de procesamiento independiente para transmitir la senal de radiacion electromagnetica combinada a otra entrada de detector de senal, y los canales de procesamiento independientes pueden incorporar diferentes retardos opticos para minimizar cualquier ambiguedad en la distancia/posicion.
Uno de los canales de procesamiento independientes puede estar dispuesto para transmitir a una unidad de detector de senal la senal de radiacion electromagnetica combinada, y otro canal de procesamiento independiente estar dispuesto para transmitir la senal de radiacion electromagnetica combinada a una placa de procesamiento configurada para estimar la distancia y la profundidad de un blanco.
Al disponer por lo menos dos canales de procesamiento independientes, es posible que cada canal de procesamiento independiente contenga diferentes detectores de senal. Esto permite estimar la radiacion electromagnetica con sensibilidades diferentes para tareas diferentes, para longitudes de onda diferentes y para otras caractensticas ffsicas diferentes.
Al tener por lo menos dos canales de procesamiento independientes, la invencion permite asimismo que un canal de procesamiento alimente senales, por lo menos, a uno de los otros canales. Esta caractenstica mejora enormemente el procesamiento de la radiacion electromagnetica recibida.
La invencion se describira a continuacion, solamente a modo de ejemplo, al hacer referencia a los dibujos adjuntos, en los cuales:
la figura 1 es un diagrama que muestra la tecnica actual de los inventores, de conexion de fibras opticas a un detector,
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la figura 2 es un diagrama que muestra una realizacion de la presente invencion, y
la figura 3 es un diagrama que muestra otra realizacion de la presente invencion.
Haciendo referencia a la figura 1, un sistema 10 de procesamiento de senales comprende un conjunto o matriz 11 de fibras opticas que tiene nueve fibras opticas, estando representado un primer extremo de cada fibra mediante drculos pequenos 40. El conjunto de nueve fibras esta situado fehacientemente en posiciones relativas predeterminadas en una placa de matriz 41 que, durante su utilizacion, podna estar montada frente a la direccion desde la que puede ser recibida una senal electromagnetica. Aunque la placa de matriz 41 se muestra siendo rectangular con fibras opticas 40 dispuestas en una matriz 3x3 de separaciones iguales, la placa de matriz 41 puede adoptar cualquier forma adecuada y su conjunto de fibras opticas 40 puede ser de cualquier cantidad requerida, dispuestas de cualquier modo adecuado para recibir radiacion electromagnetica. La matriz 41 de fibras opticas se representa de manera simplificada con solamente dos fibras opticas 42, 43 dibujadas para la columna del lado derecho. Se debe entender que la totalidad de las nueve fibras opticas de la placa de matriz 41 tienen longitudes diferentes, tal como se muestra en la figura 1, de tal modo que hay un retardo de tiempo integrado entre la transmision por cada fibra optica. Las fibras opticas 42, 43 se muestran unidas en paralelo mediante un acoplador 44 de 2 a 1, a una unica salida 45. Las otras fibras opticas 40 que forman la placa de matriz 41 estanan conectadas de manera similar, en paralelo a la salida 45, mediante respectivos acopladores 44.
Se utiliza un sistema optico 46 para dirigir senales electromagneticas entrantes a los extremos de las fibras opticas 40.
La presente invencion se muestra mediante la figura 2, en la que se han utilizado los mismos numeros de referencia para indicar caractensticas equivalentes. La diferencia principal es que el acoplador 44 de la figura 1 se ha sustituido por un acoplador 54 de 2 a 2, que acopla conjuntamente las fibras opticas 42 y 43, pero dirige a continuacion la senal combinada a dos canales de procesamiento separados, y por lo tanto independientes, definidos por la salida 45 y una segunda salida 47. Esta configuracion permite que los canales de procesamiento independientes 45, 47 alimenten la radiacion electromagnetica a procesadores de senal diferentes. Uno de los canales de procesamiento independientes 45, 47 puede estar dotado de una placa de procesamiento con una salida a un detector de senal, incluyendo la placa de procesamiento componentes de procesamiento de senal electricos y/u opticos.
El otro canal de procesamiento independiente 47 o 45 puede estar dispuesto para transmitir la radiacion electromagnetica en secuencia a una entrada de detector de senal, tal como se explica en la mencionada solicitud de patente en tramitacion del Reino Unido de los inventores.
En la figura 3, dos placas de matriz 41 y 141 reciben radiacion electromagnetica a traves del mismo sistema optico 46. Las fibras opticas 42 y 43 estan conectadas en paralelo mediante un conector 44 de 2 a 1, a una fibra optica 50, mientras que las fibras opticas 142 y 143 procedentes de la placa de matriz 141 estan conectadas en paralelo mediante un conector 144 de 2 a 1, a una fibra optica 150.
Se observara que la fibra optica 50 es mas larga que la fibra optica 150, por lo que cualquier senal transmitida por la fibra optica 50 al acoplador 154 estara retardada con respecto a una senal a traves de la fibra optica 150 mas corta. Esta cascada de fibras opticas 50 y 150 permite que las senales respectivas sean diferenciadas por un detector de senal.
Sin embargo, el acoplador 154 sirve para dividir la senal combinada hacia los dos canales de procesamiento independientes 45 y 47 para su procesamiento por separado, del mismo modo que se ha descrito haciendo referencia a la figura 2.
En lugar de utilizar acopladores de 2 a 2, pueden ser utilizados acopladores de N a M de tal modo que se puede combinar conjuntamente cualquier numero de entradas y dividirse a continuacion en cualquier numero de canales de procesamiento independientes.
Una ventaja fundamental de la invencion es que la misma senal optica que llega a una placa de matriz 41, o 141, se dividira en diferentes canales de procesamiento independientes.
En el sistema real habna muchas otras fibras alimentando los canales de procesamiento independientes 45 y 47. Habitualmente, habna multiples placas de matriz 41 o 141 montadas individualmente frente a una direccion desde la que se pudiera recibir una senal electromagnetica. Estas pueden estar orientadas en la misma direccion o bien estar orientadas para recibir radiacion electromagnetica desde direcciones diferentes. En lugar de estar montadas en placas de matriz, las fibras opticas 40 podnan estar montadas directamente mediante cualquier estructura de soporte adecuada.
Ademas de dirigir la senal electromagnetica a dos o mas canales de procesamiento independientes 45, 47, este enfoque permite asimismo que las senales sean retroalimentadas desde una etapa en un canal a una etapa en otro canal, y viceversa, por lo que la deteccion de una caractenstica de senal en un canal de procesamiento puede ser utilizada para influir sobre el procesamiento de la misma senal en otro canal. Esto permite la formacion de arquitecturas de procesamiento muy complejas.
En un ejemplo, uno de los canales de procesamiento independientes podna tener una estructura en cascada, tal como se explica en la mencionada solicitud de patente en tramitacion del Reino Unido de los inventores, mientras que otro canal de procesamiento independiente podna incluir una placa de procesamiento que incorpore componentes electricos y/u opticos para procesar senales, estando alimentada la placa de procesamiento con todas 5 las fibras procedentes de la matriz (no solo de un conjunto) al detector de senal. De este modo, el detector recibina una serie de pulsos que permitinan deducir la distancia y la profundidad de un blanco. Siendo la profundidad del blanco la diferencia entre los bordes de entrada y de salida de la senal.
En otro ejemplo, dos canales de procesamiento independientes podnan tener estructuras en cascada, tal como se explica en la mencionada solicitud de patente en tramitacion del Reino Unido de los inventores, pero utilizando los 10 canales diferentes tiempos de retardo. Esta configuracion permite minimizar o eliminar problemas tales como la "ambiguedad de la distancia/posicion".
En un ejemplo adicional, los canales de procesamiento independientes podnan contener detectores diferentes, por ejemplo con sensibilidades diferentes para tareas diferentes, longitudes de onda diferentes y otros parametros diferentes.
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Claims (9)
- 5101520253035REIVINDICACIONES1. Un sistema (10) de procesamiento de senales que tiene:una serie de fibras opticas (42, 43, 50, 150) con sus primeros extremos orientados para recibir radiacion electromagnetica, y por lo menos un acoplador (54, 154) que interconecta los segundos extremos de las fibras opticas, estando dispuestas las fibras para proporcionar un retardo de tiempo integrado entre la transmision por cada fibra optica,y estando interconectados sus segundos extremos en paralelo, de tal modo que la radiacion electromagnetica transmitida por las fibras opticas se acoplara conjuntamente en secuencia para proporcionar una senal de radiacion electromagnetica combinada,caracterizado por que el sistema (10) de procesamiento de senales tiene ademas por lo menos dos canales de procesamiento independientes (45, 47), estando dispuesto el acoplador (54, 154) de tal modo que la senal de radiacion electromagnetica combinada es dirigida a cada uno de los canales de procesamiento independientes (45, 47).
- 2. Un sistema (10) de procesamiento de senales, segun la reivindicacion 1, en el que por lo menos uno de los canales de procesamiento independientes (45, 47) incluye una placa de procesamiento con una salida a un detector de senal.
- 3. Un sistema (10) de procesamiento de senales, segun la reivindicacion 2, en el que por lo menos una de las placas de procesamiento incluye componentes de procesamiento de senal electricos y/u opticos.
- 4. Un sistema (10) de procesamiento de senales, segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que por lo menos uno de los canales de procesamiento independientes (45, 47) esta dispuesto para transmitir la senal de radiacion electromagnetica combinada a una entrada de detector de senal.
- 5. Un sistema (10) de procesamiento de senales, segun la reivindicacion 4, en el que otro canal de procesamiento independiente (45, 47) esta dispuesto para transmitir la senal de radiacion electronica combinada a otra entrada de detector de senal, y los canales de procesamiento independientes (45, 47) incorporan diferentes retardos opticos para minimizar cualquier ambiguedad en la distancia/posicion.
- 6. Un sistema (10) de procesamiento de senales, segun la reivindicacion 1, en el que uno de los canales de procesamiento independientes (45, 47) esta dispuesto para transmitir la senal de radiacion electromagnetica combinada a una unidad de detector de senal, y otro canal de procesamiento independiente (45, 47) esta dispuesto para transmitir la senal de radiacion electromagnetica combinada a una placa de procesamiento configurada para estimar la distancia y la profundidad de un blanco.
- 7. Un sistema (10) de procesamiento de senales, segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dos canales de procesamiento independientes (45, 47) contienen detectores de senal diferentes.
- 8. Un sistema (10) de procesamiento de senales, segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que por lo menos uno de los canales de procesamiento independientes (45, 47) esta dispuesto para alimentar senales, por lo menos, a otro canal de procesamiento independiente (45, 47).
- 9. Un sistema (10) de procesamiento de senales, segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que cada una de dicha serie de fibras (42, 43, 50, 150) tiene una longitud diferente.
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