BRPI1001543A2 - filtro de faixa de parada de resposta dupla - Google Patents

Abstract

FILTRO DE FAIXA DE PARADA DE RESPOSTA DUPLA. A invenção refere-se a um filtro de faixa de parada de resposta dupla, assim como, a um dispositivo de filtragem que compreende tal filtro. O filtro de faixa de parada de resposta dupla compreende entre o terminal de entrada e a saida de filtro um primeiro canal direto e um segundo canal, conhecido como um canal secundário, acoplado ao primeiro canal e que forma um elemento ressonante. O filtro compreende adicionalmente, integrado ao primeiro canal direto, um filtro passa-baixa seletivo para rejeitar uma primeira faixa de frequência selecionada e, integrado ao segundo canal, um capacitor variável para formar o filtro de faixa de parada de uma segunda faixa de frequência que pode ser determinada. O dispositivo de comutação é associado ao primeiro canal para comutar o filtro passa-baixa e ao segundo canal para comutar o filtro de faixa de parada.

Description

"FILTRO DE FAIXA DE PARADA DE RESPOSTA DUPLA"

A invenção refere-se a um filtro de faixa de parada de resposta dupla, assim como,a um dispositivo de filtragem que compreende tal filtro. A invenção se aplica a sistemas detransmissão que estão de acordo com os padrões DVB-H (Radiodifusão de Vídeo DigitalPortátil) ou DVB-T (Radiodifusão de Vídeo Digital Terrestre).

O contexto desta invenção consiste em um projeto terminal de múltiplos modos emúltiplos padrões.

Na verdade, o "dividendo digital" que representa os recursos de freqüência libera-dos pela passagem da radiodifusão de televisão do modo analógico para o modo digital,certamente será usado para habilitar certas comunicações.

As faixas de freqüência liberadas, assim como, os usos dedicados são variáveis deuma região para outra e, ainda, em de uma região de um país para outro. Em termos deuso, estas faixas serão dedicadas à radiodifusão tanto de aplicativos de televisão como tele-comunicações digital móvel.

Estas faixas de freqüência liberadas são particularmente procuradas por operado-res de telecomunicações, devido a um nível superior de eficiência, em relação às freqüên-cias mais altas que 1 GHz, em termos de cobertura e penetração de edifícios e, em termosde custos muito mais baixos para a criação e operação de redes.

Deste modo, devido a esta nova situação, a concepção de um terminal de múltiplospadrões que integra um receptor de DVB (Radiodifusão de Vídeo Digital) de televisão digitaldeve confrontar o problema crescente da coexistência e da multiplicidade de usos de faixasliberadas.

Na verdade, o receptor de DVB agora deve não apenas se proteger do GSM (Sis-tema Global para Comunicações Móveis), WCDMA (Acesso Múltiplo por Divisão de Códigode Banda Larga), etc., transmissões por telefone móvel, mas, também, contra as transmis-sões a partir de sistemas de telecomunicações, por exemplo, do tipo WiMAX (Interoperabili-dade Mundial para Acesso em Microondas).

Para ilustrar melhor o problema e usar a figura 1, considere o caso da Região 1: Nafaixa de 790 a 862 MHz são encontrados canais dedicados à TV móvel e telecomunicaçõesIMT (Telecomunicação Móvel Internacional), os canais podem ser integrados, e em umafaixa vizinha, de 880 MHz, são encontradas as faixas de telefone celular.

Além disso, a atribuição de canais para tal uso pode variar muito de uma Regiãopara outra e, ainda, de um país para outro. Para a Região 2, os canais dedicados à TV mó-vel e às telecomunicações (IMT) se situam na faixa de 698 a 806 MHz, enquanto na Região3, eles se situam na faixa de 698 a 862 MHz.

Ao mesmo tempo, para a Região 2, os canais dedicados à telefonia móvel (GSM,WCDMA, etc.) se situam na faixa de 824 a 894 MHz1 enquanto na Região 3, eles se situamna faixa de 880 a 960 MHz e, também, na faixa de 824 a 894 MHz.

Diante destes regulamentos, uma solução de filtragem adequada capaz de se a-daptar a cada um dos regulamentos confrontados é requerida.

Um propósito da invenção, portanto, é proteger os canais de televisão móvel dastransmissões de interferência tanto dos sistemas de telecomunicações (WiMAX, por exem-plo) como de sistemas de telefonia móvel através de uma filtragem adequada.

Outro objetivo consiste em rejeitar as faixas de freqüência variável das telecomuni-cações e faixas fixas de telefonia celular.

Na Figura 2, mostra-se um diagrama que representa as faixas de freqüência poten-cialmente usáveis em sistemas WIMAX para a região 1. Três faixas de freqüência de tele-comunicações variáveis (B1-B3) a serem rejeitadas, assim como, a faixa de freqüência aci-ma, por exemplo, de 862 MHz são mostradas.

Tal topologia de um primeiro filtro de faixa de parada é proposta por Guyette et al.("Exact Synthesis of Microwave Filters with Non-uniform Dissipation", IEEE IMS-2007).

Este filtro, conforme mostrado na Figura 3, compreende um canal direto entre oterminal de entrada e o terminal de saída do filtro no qual é acoplado um canal secundárioque forma um elemento ressonante.

Na freqüência ressonante e na saída do filtro, os sinais da linha de transmissão di-reta e do elemento ressonante serão combinados em oposição de fase, que cria como umresultado uma atenuação teoricamente infinita em uma faixa relativamente muito estreita aoredor da freqüência ressonante.

Um método de síntese permite levar em consideração o fator de qualidade do ele-mento ressonante e uma hiper-seletividade do filtro a ser garantida. Isto é obtido através daadição de um atenuador sobre o canal direto, como uma conseqüência de um aumento nasperdas de inserção fora da faixa rejeitada. Mais adiante nesta descrição, considera-se queos elementos constituintes do filtro são perfeitos e que o atenuador não é mais requerido.

De acordo com uma abordagem padrão, este filtro que rejeita as faixas de teleco-municações, fica em cascata com outro filtro que rejeita a faixa celular.

Porém, esta solução é incômoda, inflexível e cria perdas de inserção relativamentealtas que são incompatíveis com a recepção de DVB H/T correta.

A invenção consiste em um filtro de faixa de parada de resposta dupla que compre-ende entre o terminal de entrada e a saída de filtro um primeiro canal direto e um segundocanal, conhecido como um canal secundário, acoplado ao primeiro canal e que forma umelemento ressonante.

O filtro compreende um filtro passa-baixa seletivo para rejeitar uma primeira faixade freqüência selecionada, integrada ao primeiro canal direto, eum capacitor variável para formar um filtro de faixa de parada de uma segunda fai-xa de freqüência que pode ser determinada, integrada ao segundo canal.

A invenção também consiste em um dispositivo de filtragem que compreende um fil-tro de faixa de parada de resposta dupla e um dispositivo de comutação associado ao pri-meiro canal e ao segundo canal para comutar o filtro passa-baixa e comutar o filtro de faixade parada.

De preferência, o dispositivo de comutação é formado por um primeiro diodo D1 si-tuado em série ou paralelo ao capacitor variável e um segundo diodo D2 situado paralelo aofiltro passa-baixa.

O filtro ou o dispositivo de filtragem que compreende 2 filtros, um encaixado no ou-tro, deste modo, tem a vantagem de reduzir, ao mesmo tempo, o tamanho total e as perdasde inserção.

Outra vantagem se encontra nesta topologia que compreende uma resposta dupla,para a qual um pode ser variável sem interferir no outro de maneira significativa.

O dispositivo de comutação associado a este novo filtro permite que a resposta sejaadaptada aos requisitos, de acordo com os elementos de interferência encontrados e osregulamentos de cada região ou país.

Figuras

As características e vantagens da invenção mencionada acima irão surgir mais cla-ramente mediante a leitura da seguinte descrição feita em referência aos desenhos em ane-xo, em que:

A Figura 1, já descrita, mostra um diagrama de faixas de freqüência alocadas e po-tencialmente úteis para os sistemas WiMAX, de acordo com três regiões diferentes,

A Figura 2, já descrita, mostra um exemplo de faixas de freqüência potencialmenteúteis para os sistemas WIMAX,

A Figura 3, já descrita, mostra a estrutura de um filtro de faixa de parada conhecidana técnica,

A Figura 4 mostra a estrutura de um filtro, de acordo com a invenção,

A Figura 5 mostra o gráfico da resposta de freqüência de um filtro, de acordo com ainvenção,

A Figura 6 mostra um dispositivo de filtragem, de acordo com a invenção.

A invenção refere-se a uma estrutura de filtro dedicada a um receptor de televisãodigital fixo e móvel que, por exemplo, está de acordo com os padrões DVB-H/T. O filtro temuma resposta dupla, no sentido de que combina tanto uma reposta do tipo faixa de parada(entalhe) que permite que os sinais de telecomunicações transmitidos na faixa de dividendodigital sejam rejeitados e uma resposta passa-baixa que permite que os sinais de telefonemóvel sejam rejeitados. A estrutura proposta resulta da integração de um filtro passa-baixaem um filtro de faixa de parada, e não de uma simples cascata dos dois filtros.Além disso, o filtro de faixa de parada pode ser sintonizado em freqüência, a fim derejeitar dinamicamente os sinais de telecomunicações quaisquer que sejam suas posiçõesna faixa de dividendo digital se adaptando, deste modo, à zona geográfica em que o termi-nal está sendo usado.

A partir da estrutura básica do filtro de faixa de parada proposto pelo documento ci-tado que corresponde à técnica anterior de "Guyette et ai", a invenção mostrada na Figura 4propõe um filtro com uma resposta dupla e na qual a parte de faixa de parada pode ser sin-tonizada em freqüência.

Deste modo, este filtro compreende no canal direto entre o terminal de saída e oterminal de entrada, um filtro passa-baixa seletivo que permite que todas as faixas de fre-qüência da radiodifusão de TV fixa e móvel passem e rejeitem àquelas de telefonia móvel(GSM, etc.).

De maneira típica, com referência á Figura 2, este filtro passa-baixa terá uma fre-qüência de corte em 862 MHz. Sendo que esta freqüência fica distante da freqüência resso-nante do filtro de faixa de parada, o filtro passa-baixa não interfere nesta operação.

No canal secundário acoplado ao canal direto e que compreende o elemento res-sonante, um capacitor variável é inserido e permite que a freqüência ressonante do filtro defaixa de parada seja obtida no canal de telecomunicação/WiMAX no qual o risco de trans-missões satura o receptor de TV.

A Figura 5 mostra a resposta dupla obtida com um filtro de faixa de parada criadona largura de banda de um filtro passa-baixa seletivo. Uma faixa variável B de freqüênciasde telecomunicações é rejeitada na freqüência de rejeição do filtro de faixa de parada, assimcomo a faixa de freqüência rejeitada pelo filtro passa-baixa, por exemplo, acima de 862MHz.

Um sistema de comutação permite que o desempenho do filtro, de acordo com ainvenção, seja otimizado, por exemplo, para um receptor de TV, de acordo com os possíveiselementos de interferência. Este sistema de comutação também permite que o dispositivo seadapte a requisitos muito variados, de acordo com os regulamentos das regiões e países.

O sistema de comutação compreende 2 diodos inseridos no filtro, de modo que umdiodo D1 seja situado em série com o capacitor variável e um diodo D2 seja situado paraleloao filtro passa-baixa.

O dispositivo de filtragem que compreende o filtro prévia e intrinsecamente descrito,este dispositivo de comutação é mostrado na Figura 6. O mesmo permite que os seguintescenários sejam confrontados:

Na ausência completa de um elemento de interferência, o diodo D1 é o circuito a-berto (CO) e o diodo D2 é o curto-circuito (CC). O filtro, deste modo, é inibido e as perdas deinserção são reduzidas a um mínimo, ou às perdas do diodo.Na presença de elementos de interferência apenas do tipo telecomunicações, porexemplo, do tipo WiMAX1 o diodo D1 é o curto-circuito (CC) e o diodo D2 é o circuito aberto(CO). A resposta do filtro é apenas a do tipo faixa de parada, com uma freqüência ressonan-te situada no canal WiMAX. Neste caso, as perdas na parte superior do espectro de respos-ta também são reduzidas.

Na presença de elementos de interferência apenas do tipo telefonia móvel (GSM,etc.), os 2 diodos são o circuito aberto (CO) e a resposta do filtro é apenas a do tipo passa-baixa.

Finalmente, na presença dos 2 tipos de elementos de interferência, telecomunica-ções e telefonia móvel, por exemplo, o diodo D1 é o curto-circuito (CC) e o diodo D2 é ocircuito aberto (CO). O filtro de resposta dupla apresentado na Figura 4, deste modo, é obti-do.

Uma variante deste sistema de comutação consiste na colocação do diodo D1 para-lelo e não em série no capacitor variável, neste caso, na ausência de elementos de interfe-rência que correspondam a isto, o diodo é o curto-circuito, considerando que seja o circuitoaberto na presença de elementos de interferência.

Claims (3)

1. Filtro de faixa de parada de resposta dupla que compreende entre o terminal deentrada e a saída de filtro, um primeiro canal direto e um segundo canal, conhecido comoum canal secundário, acoplado ao primeiro canal e que forma um elemento ressonante,CARACTERIZADO pelo fato de que o filtro compreende:integrado ao primeiro canal direto, um filtro passa-baixa seletivo para rejeitar umaprimeira faixa de freqüência selecionada, eintegrado ao segundo canal, um capacitor variável para formar um filtro de faixa deparada de uma segunda faixa de freqüência que pode ser determinada.

2. Dispositivo de filtragem que compreende um filtro, de acordo com a reivindicação- 1, CARACTERIZADO pelo fato de queo mesmo compreende um dispositivo de comutação associado ao primeiro canalpara comutar o filtro passa-baixa e ao segundo canal para comutar o filtro de faixa de para-da.

3. Dispositivo de filtragem, de acordo com a reivindicação 2, CARACTERIZADOpelo fato de queo dispositivo de comutação é formado por um primeiro diodo D1 situado em sérieou paralelo ao capacitor variável e um segundo diodo D2 situado paralelo ao filtro passa-baixa.