ES2273853T3 - Dispositivo de filtro paso banda de frecuencias auto-adaptable para un transmisor-receptor de señales de hiperfrecuencia. - Google Patents
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Abstract
Dispositivo de filtro paso banda auto-adaptable para un receptor de señales de hiperfrecuencia, conectado a una antena (1) de recepción de señales de hiperfrecuencia y situado aguas abajo de la entrada de un amplificador (2) de bajo ruido, y a un mezclador (4) que recibe por una parte la señal de salida del amplificador (2) de bajo ruido y por otra parte la señal procedente de un sintetizador de frecuencia (5), y que incluye al menos un medio (300, 31, 32) de filtro de al menos dos bandas de frecuencia diferentes, y unos medios (8, 9, 33, 33'', 34, 35) de selección de medios de filtro (31, 32) de una de las bandas de frecuencia en función de la frecuencia de la señal a recibir, caracterizado porque los medios de selección incluyen conmutadores (33, 33'', 34) cuyo cambio de estado se inicia a través de medios (8, 9, 35) de control asociados al sintetizador de frecuencia (5).
Description
Dispositivo de filtro paso banda de frecuencias
auto-adaptable para un
transmisor-receptor de señales de
hiperfrecuencia.
La presente invención se refiere a un
dispositivo de filtro paso banda de frecuencia
auto-adaptable para un transmisor/receptor de
señales de hiperfrecuencia utilizado específicamente para la
instalación de una red doméstica digital inalámbrica. Este tipo de
redes se basan en la transmisión y la recepción de informaciones a
través de radiofrecuencia del tipo denominado hiperfrecuencias.
En la técnica anterior se conoce, gracias a la
solicitud de patente británica GB 2335100, un dispositivo que
permite sintonizar continuamente un filtro paso banda de frecuencia
estrecha a la frecuencia de la señal entrante, que se corresponde
con un canal de recepción dado. Dicho filtro, que se encuentra
situado entre un amplificador de bajo ruido y un mezclador, permite
rechazar el espectro de imagen emitido por el amplificador, y se
evita de este modo el uso de un mezclador de rechazo de espectro de
imagen, cuya puesta en práctica resulta más difícil. El filtro, por
lo tanto, debe caracterizarse por una banda de frecuencia estrecha
correspondiente a la banda de frecuencia necesaria del canal a
transmitir. La información sobre la frecuencia, que permite ajustar
el filtro, se capta aguas arriba del filtro mediante un acoplador,
para subordinar el filtro a cualquier desviación de frecuencia de
la señal incidente sin salirse de este modo de su estrecha banda de
frecuencia. No obstante, la subordinación del filtro a cada canal
sólo puede lograrse mediante el conocimiento previo de la
frecuencia que recibe el dispositivo. Por consiguiente, el
dispositivo descrito en esta solicitud de patente sólo es operativo
en el caso de que ya se haya establecido un
enlace.
enlace.
El documento de Sharp
EP-A-668656 se refiere a un
dispositivo de alta frecuencia que incluye un circuito sintonizador
que a su vez incluye una pareja de filtros de paso de banda asociada
a unos conmutadores de selección determinando de esta manera un
modo de recepción de banda alta y un modo de banda baja. Los medios
de selección de estos conmutadores proceden de un circuito de
control 17 y dependen de la frecuencia de la señal a
seleccionar.
seleccionar.
Este objetivo se logra mediante un dispositivo
de filtro paso banda auto-adaptable para un
transmisor y/o receptor de señales de hiperfrecuencia, estando
conectado el receptor a una antena receptora de señales de
hiperfrecuencia conectada a la entrada de un amplificador de bajo
ruido, recibiendo un mezclador por una parte la señal de salida del
amplificador de bajo ruido y, por otra parte, la señal procedente de
un sintetizador de frecuencia, caracterizado porque el dispositivo
de filtrado auto-adaptable incluye aguas arriba del
amplificador, por una parte, al menos unos medios de filtro que
tenga al menos dos bandas de frecuencia diferentes y por otra parte
unos medios de selección ya sea de unos medios de filtro, o de una
de las bandas de frecuencia, en función de la frecuencia de la
señal a
recibir.
recibir.
De acuerdo con otra particularidad, los medios
de filtro incluyen dos filtros y los medios de selección incluyen
una pareja de conmutadores de hiperfrecuencia que conmutan entre dos
estados y que se encuentran a cada lado de cada filtro paso banda
de tal forma que en un primer estado de la pareja de conmutadores la
señal recibida por la antena se filtra mediante el primer filtro, y
en un segundo estado de la pareja de conmutadores la señal recibida
por la antena se filtra mediante el segundo filtro.
De acuerdo con otra característica, los dos
filtros están destinados respectivamente al filtrado de una primera
y de una segunda bandas de frecuencia.
De acuerdo con otra característica, los medios
de filtro incluyen un filtro de líneas microbanda (microstrip),
estando dividida cada línea microbanda en dos porciones separadas
por los medios de conmutación, teniendo la primera y la segunda
porción de líneas microbanda una longitud determinada para que,
cuando los medios de conmutación autoricen el paso de la señal
recibida mediante el acoplamiento entre líneas microbanda únicamente
en la primera porción, el filtro sintonice a una primera banda de
frecuencia y cuando los medios de conmutación autoricen el paso de
la señal mediante el acoplamiento entre líneas microbanda en la
primera y en la segunda porción, el filtro sintonice a la segunda
banda de frecuencia.
De acuerdo con otra característica, el cambio de
estado de los conmutadores de los medios de selección se inicia a
través de unos medios de control asociados al sintetizador de
frecuencia de tal forma que cuando la frecuencia impuesta por el
sintetizador de frecuencia está comprendida en una primera banda de
frecuencia B1 de los medios de filtro, los medios de control emiten
una señal para hacer que los conmutadores pasen al primer estado, y
cuando la frecuencia impuesta por el sintetizador de frecuencia está
comprendida en una segunda banda de frecuencia B2 de los medios de
filtro, los medios de control emiten una señal para hacer que los
conmutadores pasen al segundo
estado.
estado.
De acuerdo con otra característica, los medios
de control incluyen un comparador cuya primera entrada está
conectada a través de una etapa intermedia al sintetizador de
frecuencia para recibir la imagen convertida en tensión de la
frecuencia generada por el sintetizador de frecuencia y cuya segunda
entrada recibe una tensión de referencia determinada.
De acuerdo con otra característica, los medios
de control incluyen un comparador cuya primera entrada está
conectada a un circuito de procesamiento destinado a suministrar una
imagen convertida en tensión, bien de la frecuencia generada por el
oscilador controlado por tensión, o de la frecuencia de la señal de
hiperfrecuencia recibida por la antena.
De acuerdo con otra característica, el circuito
de procesamiento incluye un comparador de fase/frecuencia, cuya
primera entrada recibe una señal generada por un oscilador de
frecuencia fija, estando la segunda entrada del comparador de
fase/frecuencia conectada a un conmutador controlado por el
microprocesador que permite conectar la segunda entrada bien en una
primera posición a la salida del oscilador controlado por tensión,
o en una segunda posición a una acoplador que suministra una imagen
de la frecuencia de las señales recibidas por la antena, y la
segunda entrada del comparador recibe una tensión de referencia
determinada.
De acuerdo con otra característica, cada
conmutador incluye una pareja de diodos de alta velocidad montados
en serie, de tal forma que un primer par de diodos se encuentra
montado entre la antena y los dos filtros y el segundo par de
diodos está montado entre el amplificador de bajo ruido y los dos
filtros.
De acuerdo con otra característica, el ánodo del
primer diodo, que se encuentra conectado por su cátodo al primer
filtro, y el cátodo del segundo diodo, que se encuentra conectado
por su ánodo al segundo filtro del primer y del segundo par de
diodos respectivamente, se encuentran conectados por un lado a la
antena y a la entrada del amplificador de bajo ruido
respectivamente, y por otro lado a la salida del comparador a través
de los dos ramales, cada uno de los cuales incluye una bobina de
reactancia, estando igualmente conectados a tierra a través de la
bobina de reactancia el cátodo del primer diodo y el ánodo del
segundo diodo de cada pareja de diodos.
De acuerdo con otra característica, los
conmutadores de hiperfrecuencia de cada línea de microbanda del
filtro incluyen un diodo conectado en serie entre las dos porciones
de la línea microbanda, estando montado el cátodo de cada diodo en
un primer extremo de la primera porción de la línea microbanda cuyo
segundo extremo está conectado a tierra, y el ánodo de cada diodo
está conectado a un primer extremo de la segunda porción de la
línea microbanda cuyo segundo extremo está conectado a la salida de
los medios de control.
De este modo, por el contrario que en el caso
del dispositivo descrito en la solicitud de patente GB 2335100, el
dispositivo de acuerdo con la invención no tiene necesidad de seguir
la desviación de frecuencia del canal de transmisión dado que la
banda de paso de los dos filtros utilizados es mucho más amplia que
la banda de paso del canal de transmisión. Efectivamente, en el
ejemplo tomado a título de ilustración, la banda de paso de un
canal de transmisión es de 20 MHz, mientras que la banda de
frecuencia de B1 es de 200 MHz y la banda de frecuencia de B2 es de
255 MHz.
La invención, con sus características y
ventajas, se comprenderá más claramente mediante la lectura de la
descripción adjunta haciendo referencia a las figuras adjuntas, en
las cuales:
- la figura 1 representa un diagrama de un
sistema de recepción de señales de hiperfrecuencia que incluye el
dispositivo de filtrado auto-adaptable de acuerdo
con la invención,
- la figura 2 representa una variante de los
medios de selección de los filtros del dispositivo
auto-adaptable de acuerdo con la invención,
- la figura 3 representa una variante de un modo
de realización de los medios de conmutación de los filtros del
dispositivo auto-adaptable de acuerdo con la
invención,
- las figuras 4A y 4B representan una segunda
variante de realización de los filtros del dispositivo
auto-adaptable de acuerdo con la invención, así
como los medios de selección adecuados.
A continuación se describirá el dispositivo de
acuerdo con la invención haciendo referencia a la figura 1. El
dispositivo de acuerdo con la invención está integrado, por ejemplo,
en una red doméstica digital inalámbrica. Más concretamente, el
dispositivo de acuerdo con la invención puede integrarse tanto en la
parte receptora como en la parte transmisora de un sistema
bidireccional que permite el despliegue de una red inalámbrica
doméstica, tal como una red local de radio de alto rendimiento
especialmente desarrollada para soportar aplicaciones multimedia
mediante un sistema de comunicaciones por radio con una alta tasa de
transferencia (hasta 54 Mbits/s en una banda de frecuencia de
5GHZ). Un sistema de este tipo permite establecer conexiones de tipo
punto a punto o multipunto a multipunto. En Europa han sido
asignadas unas bandas de frecuencia específicas por la CEPT
(Conferencia Europea de las Administraciones de Correos y
Telecomunicaciones) y en el caso de los Estados Unidos por la
F.C.C. (Federal Communication Comisión [comisión federal de
comunicaciones]).
Banda de frecuencia en Europa:
5,15-5,35 GHz denominada B1 y
5,47-5,725 GHz denominada B2.
Banda de frecuencia en los Estados Unidos:
5,15-5,35 GHz y 5,725-5,825 GHz.
Los canales tienen una separación de 20 MHz en
cada una de las sub-bandas de frecuencia y sus
frecuencias centrales son las siguientes:
\newpage
| f_{c} [MHz] Europa | f_{c} [MHz] Estados Unidos |
| 5180 | 5180 |
| 5200 | 5200 |
| 5220 | 5220 |
| 5240 | 5240 |
| 5260 | 5260 |
| 5280 | 5280 |
| 5300 | 5300 |
| 5320 | 5320 |
| 5500 | |
| 5520 | |
| 5540 | |
| 5560 | |
| 5580 | |
| 5600 | |
| 5620 | |
| 5640 | 5745 |
| 5660 | 5765 |
| 5680 | 5785 |
| 5700 | 5805 |
Es bien conocido que la parte receptora de un
sistema de este tipo incluye una antena (1) receptora que transmite
la señal de hiperfrecuencia recibida a la entrada de un amplificador
(2) de bajo ruido, normalmente denominado LNA (Low Noise
Amplifier). La función de dicho amplificador (2) consiste en
amplificar la señal que representa la información transmitida, en
relación al ruido igualmente captado por la antena. Normalmente, el
amplificador de bajo ruido (2) es un amplificador con una banda de
frecuencia estrecha sintonizada con la banda de frecuencias a
recibir. En la salida del amplificador (2), la señal de
hiperfrecuencia amplificada se envía a una entrada de un mezclador
(4). Dicho mezclador (4) recibe en otra entrada una señal procedente
de un oscilador (6) controlado por tensión y normalmente denominado
VCO (Voltage Controlled Oscillator), controlado por un sintetizador
de frecuencia (5) que tiene un bucle (52) de bloqueo de fase o PLL
(Phase Locked Loop). El sintetizador de frecuencia (5) incluye
igualmente un divisor de frecuencia (51) controlado por un
microprocesador (7). El sintetizador de frecuencia (5) permite
ajustar la frecuencia generada por el oscilador en función de la
frecuencia determinada de un canal seleccionado por el
microprocesador (7) que permite la recepción de informaciones. El
mezclador (4) suministra como salida, una señal de frecuencia
intermedia que representa la información o informaciones recibidas.
Esta señal de frecuencia intermedia es decodificada seguidamente a
fin de extraer la información o informaciones recibidas.
De acuerdo con la técnica anterior, y más
concretamente de acuerdo con la solicitud de patente británica GB
2335100, un filtro paso banda se encuentra dispuesto entre la antena
y el amplificador de bajo ruido para limitar el espectro de
frecuencia recibido por el amplificador y de este modo limitar la
cantidad de ruido recibida por el amplificador. Por consiguiente,
de acuerdo con la técnica anterior, la banda de frecuencia
presentada al amplificador se encuentra al menos incluida entre la
frecuencia más baja asignada y la frecuencia más alta asignada. En
el caso de Europa, la banda de frecuencia del filtro paso banda
aplicada antes del amplificador estaría incluida entre 5,15 y 5,725
GHz.
De acuerdo con la invención, el ancho de banda
de frecuencia presentado al amplificador, en el ejemplo de Europa,
bien en la banda de frecuencia B1 o bien en la banda de frecuencia
B2 está en función de la frecuencia de la señal recibida en la
antena.
De este modo, el dispositivo (3) de filtrado
auto-adaptable a distintas bandas de frecuencias de
acuerdo con la invención incluye dos filtros (31, 32) cuya banda de
paso se corresponde respectivamente con la banda de frecuencia B1 y
la banda de frecuencia B2. El dispositivo (3) de acuerdo con la
invención incluye también unos medios (8, 9, 33, 34) de selección
que permiten utilizar bien el primer filtro (31) cuya banda de paso
corresponde a la banda de frecuencia B1, si la frecuencia de la
señal a recibir está comprendida en la banda de frecuencia B1, o
bien el segundo filtro (32) cuya banda de frecuencia corresponde a
la banda de frecuencia B2, si la frecuencia de la señal a recibir
está incluida en la banda de frecuencia B2. Los medios de selección
incluyen dos conmutadores (33, 34) que permiten conectar entre la
antena (1) y el amplificador de bajo ruido (2) el primer filtro
(31) o el segundo filtro (32). Estos dos conmutadores (33, 34) están
controlados por unos medios (8, 9) de control asociados al
sintetizador (5) de frecuencia. Estos medios de control incluyen un
comparador (8) que recibe en una primera entrada (81) una tensión
(V_{PLL}) generada por el bucle (52) de bloqueo de fase. Dicha
tensión (V_{PLL}) se corresponde de hecho con la imagen convertida
en tensión de la frecuencia impuesta por el sintetizador de
frecuencia (5) al oscilador (6) controlado por tensión. De este
modo, la información relativa a la frecuencia de la señal a recibir
está constituida por dicha tensión (V_{PLL}). El comparador (8)
recibe en una segunda entrada (82) una tensión (Vref) de referencia.
El resultado de la comparación entre la tensión de referencia
(Vref) y la tensión correspondiente a la imagen de la frecuencia
impuesta al oscilador (6), genera en la salida del comparador (8)
una señal de control. La salida del comparador (8) está conectada a
través de dos ramales (83, 84) a las respectivas entradas de control
de cada uno de los dos conmutadores (33, 34). La señal de control
es tal que cuando el tensión (V_{PLL}) representativo de la
imagen de la frecuencia impuesta al oscilador (6) corresponde a una
frecuencia incluida en la banda de frecuencia B1, la señal de
control provoca una conmutación de los conmutadores (33, 34) en el
primer filtro (31). Si, por el contrario, la señal de control es
tal que la tensión representativa de la imagen de la frecuencia
impuesta al oscilador (6) corresponde a una frecuencia incluida en
la banda de frecuencia B2, la señal de control provoca una
conmutación al segundo filtro (32).
El dispositivo (3) de acuerdo con la invención
incluye un circuito (9) separador (en inglés: buffer) conectado a
la primera entrada (81) del comparador (8). El circuito (9)
conformador, consistente por ejemplo en un amplificador, tiene como
función conformar la tensión (V_{PLL}) generada por el bucle (52)
de bloqueo de fase antes de aplicarla al comparador.
El dispositivo de acuerdo con la invención
funciona de la forma siguiente. Pueden surgir dos situaciones.
En un primer caso, ya se ha establecido una
conexión en un canal cuya frecuencia se encuentra dentro de las
bandas de frecuencia asignadas B1 o B2. Por cualquier razón, por
ejemplo a causa de un exceso de interferencias en el canal o a fin
de establecer un enlace con otro transmisor, la señal de
hiperfrecuencia recibida por la antena contendrá una señal que
genera un comando de cambio de canal. La extracción de esta
información procedente de la señal recibida causará el envío de un
comando por el microprocesador (7) al sintetizador de frecuencia
(5) para modificar la frecuencia generada por el oscilador (6) a fin
de que se incluya en la frecuencia del canal solicitado. Si la
frecuencia del nuevo canal está incluida en la misma banda de
frecuencia que la frecuencia del canal anterior, la tensión
(V_{PLL}) generada por el bucle (52) de bloqueo de fase no
conllevará la modificación de la señal de control generada en la
salida del comparador (8). Por consiguiente, los conmutadores (33,
34) no cambian de estado y sigue conectado el mismo filtro. Por el
contrario, si la frecuencia del nuevo canal está incluida en una
banda de frecuencia diferente del canal anterior, la tensión
(V_{PLL}) generada por el bucle (52) de bloqueo de fase conllevará
una modificación de la señal de control generada en la salida del
comparador (8). En consecuencia, los conmutadores (33, 34) cambian
de estado para conectar el amplificador LNA (2) al filtro
correspondiente a la banda de frecuencia en la que se encuentra
situada la frecuencia del nuevo canal.
En el segundo caso, el sistema digital
inalámbrico que incluye el dispositivo de acuerdo con la invención
se enchufa, pero aún no se ha establecido un enlace. En este caso,
el microprocesador (7) comienza un procedimiento de inicialización
de tal forma que controla sistemáticamente todos los canales de las
bandas de frecuencia asignadas con el fin de decodificar una onda
portadora que indica que se ha transmitido una información. Para
ello, el microprocesador (7) controlará el sintetizador (5) de
frecuencia para que este explore todos los canales disponibles
comenzando por un canal predeterminado, por ejemplo comenzando por
la frecuencia más baja. Cada canal se selecciona durante un período
de tiempo determinado a fin de verificar si en el canal se ha
recibido una portadora. De este modo, durante este procedimiento de
exploración de las frecuencias de los canales, mientras la
frecuencia del nuevo canal seleccionado se encuentre dentro de la
misma banda de frecuencia que la frecuencia del canal anteriormente
comprobado, el comparador (8) no inducirá ningún cambio de estado
de los conmutadores (33, 34). De lo contrario, como se describe en
el caso anterior, el comparador realiza la conexión al filtro
adecuado. El procedimiento de exploración se detiene cuando una
portadora ha sido decodificada en uno de los canales seleccionados
sucesivamente.
La figura 2 representa una variante de los
medios de selección de los filtros del dispositivo de acuerdo con
la invención. La principal diferencia entre la variante representada
en la figura 1 y la variante de realización representada en la
figura 2 reside en la información utilizada para modificar el estado
de los conmutadores. De este modo, de acuerdo con la figura 1, la
información utilizada es directamente la tensión de control generada
por el sintetizador para controlar el oscilador. De acuerdo con la
variante mostrada en la figura 2, la información utilizada puede
ser la frecuencia del oscilador (6) o la frecuencia de la señal de
hiperfrecuencia captada por la antena. La utilización de una u otra
información viene determinada por un comando generado por el
microprocesador (7).
De este modo, el dispositivo de acuerdo con la
variante mostrada en la figura 2 incluye un circuito de
procesamiento (35) cuya función consiste en convertir la frecuencia
utilizada como información de control en una tensión aplicada a la
primera entrada (81) del comparador (8). Este primer circuito
incluye un comparador (351) de fase/frecuencia cuya primera entrada
recibe una señal generada por un oscilador (350) de frecuencia fija.
La segunda entrada del comparador (351) de fase/frecuencia está
conectada a un conmutador (36) controlado por el microprocesador
(7) que permite conectar la segunda entrada bien en una primera
posición (P1), a la salida del oscilador (6) controlado por
tensión, o bien en una segunda posición (P2) a un acoplador (37) que
facilita una imagen de la frecuencia de las señales recibidas por
la antena (1). El comparador (351) de fase/frecuencia genera en su
salida una tensión de control en la primera entrada (81) del
comparador (8) a través de un filtro (352) paso bajo. De este modo,
cuando el conmutador (36) controlado por el microprocesador (7) se
encuentra en la primera posición (P1), el circuito (35) de
procesamiento suministra en la primera entrada (81) del comparador
(8) la imagen de la frecuencia convertida en tensión de la señal de
hiperfrecuencia generada por el oscilador (6) controlado por
tensión a fin de ordenar, cuando se ha realizado una selección, el
bloqueo del filtro auto-adaptable (31 a 34) en una
banda de frecuencia que incluye el canal seleccionado por el
microprocesador (7). Cuando el conmutador (36) controlado por el
microprocesador (7) está en la segunda posición (P2), el circuito
(35) de procesamiento suministra en la primera entrada (81) del
comparador (8) la imagen de la frecuencia convertida en tensión de
la señal de hiperfrecuencia recibida por la antena con el fin de
ordenar, cuando se efectúa un cambio de canal, el bloqueo del
filtro auto-adaptable (31 a 34) en la banda de
frecuencia que incluye dicho canal.
El funcionamiento del dispositivo de acuerdo con
la variante de realización representada en la figura 2 es
ligeramente diferente del funcionamiento del dispositivo de acuerdo
con la variante de realización mostrada en la figura 1. Las dos
situaciones definidas se encuentran en la variante de la figura 2,
pero se tratan de forma diferente. En la primera situación en la
que ya se ha establecido un enlace, el microprocesador (7) hace
pasar al conmutador (36) a la segunda posición (P2). En esta
posición, el comparador (8) recibe en su primera entrada una
tensión correspondiente a la imagen de la frecuencia de las señales
recibidas en la antena. Si en el caso explicado anteriormente se
selecciona un canal de frecuencia diferente, el acoplador (37)
seguirá el cambio de frecuencia de la señal correspondiente al
cambio de canal. De este modo, si la frecuencia del nuevo canal no
se encuentra dentro de la misma banda de frecuencia que el canal
anterior, el comparador generará una señal de control para pasar de
uno a otro filtro.
En la segunda situación, en la que el sistema se
encuentra enchufado, la fase de inicialización del microprocesador
(7) comenzará con el envío de una señal de control al conmutador
(36) para que este pase a la primera posición P1. En esta posición,
el funcionamiento del dispositivo de acuerdo con la variante de la
figura 2 es básicamente el mismo que el del dispositivo de la
figura 1, excepto que el comparador (8) no recibe directamente el
tensión de control enviada por el sintetizador de frecuencia (5) al
oscilador, sino que recibe la imagen convertida en tensión de las
frecuencias sucesivas generadas por el oscilador (6) controlado por
tensión.
La figura 3 muestra una variante de los
conmutadores. De acuerdo con esta variante, cada conmutador (33, 34)
incluye una pareja de diodos (33.1, 33.2, 34.1, 34.2) en serie que
pueden ser, por ejemplo, del tipo PIN (P intrínseco N). La primera
pareja de diodos (33.1, 33.2) corresponde al conmutador instalado
entre la antena (1) y los dos filtros (31, 32) y la segunda pareja
de diodos (34.1, 34.2) corresponde al conmutador instalado entre el
amplificador (LNA) de bajo ruido (1) y los dos filtros (31, 32). El
ánodo del primer diodo (33.1, 34.1, respectivamente) y el cátodo
del segundo diodo (33.2, 34.2 respectivamente) del primer y el
segundo par de diodos respectivamente están conectados por un lado
a la antena (1) respectivamente a la entrada del amplificador (LNA)
de bajo ruido, y por otro lado a la salida del comparador (8)
mediante dos ramales (83, 84) cada uno de los cuales incluye una
bobina de reactancia (830, 840). El cátodo del primer diodo (33.1,
34.1 respectivamente) está conectado por una parte al primer filtro
(31) y el ánodo del segundo diodo (33.2, 34.2 respectivamente) de
cada pareja de diodos está conectado por otra parte al segundo
filtro (32) y por último cada diodo está también conectado a tierra
a través de la bobina de reactancia. De este modo, cuando el
comparador (8) facilita en la salida una tensión positiva (+V), los
primeros diodos (33.1, 34.1) de cada pareja de diodos se polarizan
en sentido directo (paso) mientras que los segundos diodos (33.2,
34.2) de cada pareja de diodos se polarizan en el sentido inverso
(corte). Por consiguiente, se selecciona el primer filtro (31)
conectado entre los primeros diodos (33.1, 34.1) de cada pareja de
diodos. Cuando el comparador (8) facilita a la salida una tensión
negativa (-V) los segundos diodos (33.2, 34.2) de cada pareja de
diodos se polarizan en el sentido directo mientras que los primeros
diodos (33.1, 34.1) de cada par de diodos se polarizan en el
sentido inverso. Por consiguiente, se selecciona el segundo filtro
(32) conectado entre los segundos diodos (33.2, 34.2) de cada par
de diodos.
Las figuras 4A y 4B representan una variante de
realización de los filtros del dispositivo de acuerdo con la
invención así como los medios de selección apropiados. En esta
variante de realización, los filtros (31, 32) son del tipo
interdigital y están compuestos por líneas microbanda (301) con una
longitud determinada cuyo primer extremo (303) incluye un agujero
metalizado conectado a tierra. De acuerdo con este principio, al
aumentar la longitud L de cada línea microbanda (300) en una
longitud determinada L1, disminuye el valor de la frecuencia
central de sintonización del filtro. De este modo, los dos filtros
utilizados en las variantes mostradas en las figuras 1 a 3 se
sustituyen por un filtro (30) de líneas de microbanda (300) en el
que cada línea de microbanda se divide en dos porciones (301, 302)
separadas por unos medios de selección (33'). Cada primera porción
(301) de las líneas microbanda (300) tiene una longitud determinada
L. Cada segunda porción (302) tiene una longitud determinada L1.
Los medios (33') de selección permiten alargar o no la longitud de
la primera porción (301) en la longitud L1 de la segunda porción
(302). Las longitudes de la primera y de la segunda porciones (301,
302) de cada línea microbanda están determinadas de forma que el
filtro (30) se sintonice a la segunda banda de frecuencia B2
definida anteriormente cuando la longitud L de todas las líneas
microbanda (301) del filtro (30) corresponden únicamente a la
longitud L de la primera porción (301). Cuando la longitud de todas
las líneas microbanda (300) del filtro (30) corresponde a la
longitud L de la primera porción (301) aumentada en la longitud L1
de la segunda porción (302), el filtro (30) se sintonizará entonces
con la primera banda de frecuencia B1 definida anteriormente. La
selección de la primera porción (301) o de la primera y de la
segunda porción (301, 302) de cada línea microbanda (300) se realiza
mediante un conmutador (33') de hiperfrecuencias controlado por el
comparador (8). En el ejemplo de realización mostrado en la figura
4B cada conmutador (33') de hiperfrecuencias incluye un diodo (33')
conectado en serie entre las dos porciones (301, 302) de líneas de
microbanda. El cátodo de cada diodo (33') está conectado a un primer
extremo de la primera porción (301) cuyo segundo extremo está
conectado a tierra. El ánodo de cada diodo (33') está conectado a
un primer extremo de la segunda porción (302) de las líneas de
microbanda cuyo segundo extremo está conectado a la salida del
comparador (8) por ejemplo a través de una bobina de reactancia
(830). De este modo, cuando el comparador proporciona en su salida
una tensión positiva, cada diodo (33') se polariza en sentido
directo (paso). En este caso, el filtro (30) utiliza una longitud
de líneas de microbanda que corresponde a la longitud de la primera
porción (301) aumentada por la longitud de la segunda porción (302).
Por consiguiente, el filtro (30) se sintoniza con la primera banda
de frecuencia B1. Por el contrario, cuando el comparador (8)
proporciona en su salida una tensión negativa, cada diodo (33') se
polariza en sentido inverso (corte). En este caso, tan sólo se
utiliza la longitud de líneas de microbanda que corresponde
únicamente a la longitud de la primera porción (301). Por
consiguiente, el filtro (30) se sintoniza con la segunda banda de
frecuencia B2. De este modo se pueden realizar fácilmente filtros
auto-adaptables sintonizados a diferentes bandas de
frecuencia.
La descripción se ha efectuado con el fin de que
sea aplicada a la parte receptora, pero es importante destacar que
el dispositivo de la invención puede también ser utilizado para la
parte transmisora en la cual puede ser necesario conmutar entre dos
filtros con diferentes bandas de frecuencia a fin de mejorar el
rechazo del oscilador local y mejorar el espectro de imagen.
Igualmente, la invención puede aplicarse a cualquier otra banda de
frecuencia, incluyendo sistemas que utilicen más de dos bandas de
frecuencia distintas.
Resultará evidente para cualquier persona
versada en la materia que la presente invención permite modos de
realización en otras muchas formas específicas sin apartarse del
ámbito de aplicación de la invención tal y como se reivindica. Por
consiguiente, las presentes modalidades de realización deben ser
consideradas a título de ejemplo pudiendo modificarse dentro del
ámbito definido por el alcance de las reivindicaciones adjuntas.
Claims (13)
1. Dispositivo de filtro paso banda
auto-adaptable para un receptor de señales de
hiperfrecuencia, conectado a una antena (1) de recepción de señales
de hiperfrecuencia y situado aguas abajo de la entrada de un
amplificador (2) de bajo ruido, y a un mezclador (4) que recibe por
una parte la señal de salida del amplificador (2) de bajo ruido y
por otra parte la señal procedente de un sintetizador de frecuencia
(5), y que incluye al menos un medio (300, 31, 32) de filtro de al
menos dos bandas de frecuencia diferentes, y unos medios (8, 9, 33,
33', 34, 35) de selección de medios de filtro (31, 32) de una de las
bandas de frecuencia en función de la frecuencia de la señal a
recibir, caracterizado porque los medios de selección
incluyen conmutadores (33, 33', 34) cuyo cambio de estado se inicia
a través de medios (8, 9, 35) de control asociados al sintetizador
de frecuencia (5).
2. Dispositivo de filtro paso banda
auto-adaptable de acuerdo con la reivindicación 1
caracterizado porque los medios de filtro incluyen dos
filtros (31, 32) y los medios de selección incluyen una pareja de
conmutadores (33, 34) de hiperfrecuencia que conmutan entre dos
estados y que se encuentra a ambos lados de cada filtro (31, 32)
paso banda de tal forma que en un primer estado de la pareja de
conmutadores (33, 34) la señal recibida por la antena (1) es
filtrada por el primer filtro (31) y en un segundo estado de la
pareja de conmutadores (33, 34) la señal recibida por la antena es
filtrada por el segundo filtro (32).
3. Dispositivo de filtro paso banda
auto-adaptable de acuerdo con la reivindicación 1
caracterizado porque los dos filtros (31, 32) están
destinados respectivamente al filtrado de una primera (B1) y una
segunda (B2) bandas de frecuencia.
4. Dispositivo de filtro paso banda
auto-adaptable de acuerdo con las reivindicaciones 2
o 3 caracterizado porque las bandas de frecuencia de los
medios (31, 32) de filtrado están separadas.
5. Dispositivo de filtro paso banda
auto-adaptable de acuerdo con la reivindicación 1
caracterizado porque los medios de filtro incluyen un filtro
(30) de líneas microbanda (300) en el que cada línea microbanda está
dividida, por los medios (33') de conmutación, en dos porciones
(301, 302) independientes, cuyas primera y segunda porciones (301,
302) de líneas microbanda (300) tienen una longitud determinada para
que, cuando los medios de conmutación autoricen el paso mediante el
acoplamiento entre la línea microbanda de la señal recibida
únicamente en la primera porción (301), el filtro sintonice a una
primera banda de frecuencia y cuando los medios de conmutación
autoricen el paso por acoplamiento entre líneas de microbanda de la
señal en la primera y la segunda porción (301, 302), el filtro (30)
sintonice a la segunda banda de frecuencia.
6. Dispositivo de filtro paso banda
auto-adaptable de acuerdo con las reivindicaciones 1
a 5 caracterizado porque los medios (8) de control emitenn
una señal para que los conmutadores (33, 33', 34) pasen al primer
estado cuando la frecuencia impuesta por el sintetizador de
frecuencia (5) esté comprendida en una primera banda de frecuencia
B1 de los medios de filtro (30, 31, 32), y los medios (8) de control
emita una señal para que los conmutadores (33, 33', 34) pasen al
segundo estado cuando la frecuencia impuesta por el sintetizador de
frecuencia (5) esté comprendida en una segunda banda de frecuencia
B2 de los medios de filtro (30, 31, 32).
7. Dispositivo de filtro paso banda
auto-adaptable de acuerdo con las reivindicaciones 5
o 6 caracterizado porque los medios de control incluyen un
comparador (8) cuya primera entrada (81) está conectada mediante
una etapa intermedia (9) al sintetizador de frecuencia (5) para
recibir la imagen convertida en tensión de la frecuencia producida
por el sintetizador de frecuencia (5) y cuya segunda entrada (82)
recibe una tensión de referencia (Vref) predeterminada.
8. Dispositivo de filtro paso banda
auto-adaptable de acuerdo con las reivindicaciones 5
o 6 caracterizado porque los medios de control incluyen un
comparador (8) cuya primera entrada (81) está conectada a un
circuito (35) de procesamiento destinado a facilitar una imagen
convertida en tensión bien de la frecuencia generada por el
oscilador (6) controlado por tensión o de la frecuencia de la señal
de hiperfrecuencia recibida por la antena (1).
9. Dispositivo de filtro paso banda
auto-adaptable de acuerdo con la reivindicación 7
caracterizado porque el circuito (35) de procesamiento
incluye un comparador (351) de fase/frecuencia cuya primera entrada
recibe una señal generada por un oscilador (350) de frecuencia
fija, estando la segunda entrada del comparador (351) de
fase/frecuencia conectado a un conmutador (36) controlado por el
microprocesador (7) que permite conectar la segunda entrada bien en
una primera posición (P1) a la salida del oscilador (6) controlado
por tensión, o en una segunda posición (P2) a un acoplador (37) que
proporciona una imagen de la frecuencia de las señales recibidas en
la antena (1), recibiendo la segunda entrada (82) del comparador (8)
una tensión de referencia determinada.
10. Dispositivo de filtro paso banda
auto-adaptable de acuerdo con las reivindicaciones 1
a 8 caracterizado porque cada conmutador (33, 34) incluye
una pareja de diodos de alta velocidad (33.1, 33.2, 34.1, 34.2)
montados en serie de tal forma que una primera pareja de diodos
(33.1, 33.2) está montada entre la antena (1) y los dos filtros
(31, 32) y la segunda pareja de diodos (34.1, 34.2) está montado
entre el amplificador (2) de bajo ruido (1) y los dos filtros (31,
32).
11. Dispositivo de filtro paso banda
auto-adaptable de acuerdo con la reivindicación 9
caracterizado porque el ánodo del primer diodo (33.1, 34.1
respectivamente) conectado por su cátodo al primer filtro (31), y el
cátodo del segundo diodo (33.2, 34.2 respectivamente) conectado por
su ánodo al segundo filtro (32) de la primera y de la segunda
pareja de diodos respectivamente están conectados por una parte a la
antena (1) y a la entrada del amplificador (2) de bajo ruido
respectivamente, y por otra parte a la salida del comparador (8)
mediante dos conexiones (83, 84) que incluyen cada una una bobina de
reactancia (830, 840) estando igualmente el cátodo del primer diodo
(33.1, 34.1 respectivamente) y el ánodo del segundo diodo (33.2,
34.2 respectivamente) de cada par de diodos conectados a tierra a
través de la bobina de reactancia (330.1, 340.1, 331.1, 341.1).
12. Dispositivo de filtro paso banda
auto-adaptable de acuerdo con la reivindicación 5
caracterizado porque los conmutadores de hiperfrecuencia de
cada línea de microbanda del filtro (30) incluyen un diodo (33')
conectado en serie entre las dos porciones (301, 302) de las líneas
de microbanda, estando montado el cátodo de cada diodo (33') en un
primer extremo de la primera porción (301) de líneas de microbanda
(300) cuyo segundo extremo está conectado a tierra y el ánodo de
cada diodo (33') está conectado a un primer extremo de la segunda
porción (302) de las líneas de microbanda cuyo segundo extremo está
conectado a la salida de los medios de control (8).
13. Trasmisor/receptor de señales de
hiperfrecuencia caracterizado porque incluye el dispositivo
de filtro paso banda auto-adaptable de acuerdo con
las reivindicaciones 1 a 12.
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