ES2293312T3 - Dispositivo selector de frecuencia y metodo correspondiente para la recepcion y transmision de señales de comunicacion en un dispositivo multibanda sin hilos. - Google Patents
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Abstract
Dispositivo de comunicación sin cables (800) que comprende: una antena (802); un amplificador de nivel bajo de ruidos "LNA" (806) que tiene una impedancia de entrada LNA: y un N-plexor (804) de dispositivo único conectado entre la antena y el LNA, teniendo el N-plexor de dispositivo único, una impedancia de salida menor que la impedancia de entrada LNA para reducir el valor Q de la entrada e incrementar la anchura de banda operativa del LNA, comprendiendo el dispositivo N-plexor único: un primer puerto de comunicación (428) que comprende: un primer filtro de transmisión (406) configurado para comunicar señales de una primera banda desde una primera línea de transmisión de señales (416) conectado directamente a la antena y un primer filtro de recepción (408) configurado para pasar señales de la primera banda directamente de la antena a una primera señal de recepción (418) conectada al LNA (806); un segundo puerto de comunicación que comprende: un segundo filtro de recepción(410) configurado para pasar señales GPS directamente desde la antena a una línea de señal GPS (420) conectada al LNA (806); y un tercer puerto de comunicación (430) que comprende: un tercer filtro de transmisión (412) configurado para comunicar señales de la tercera banda desde la tercera línea de señal de transmisión (424) directamente conectada a la antena; y un tercer filtro de recepción (408) configurado para pasar señales de la tercera banda directamente desde la antena a una tercera línea de recepción de señal (426) conectada al LNA (806).
Description
Dispositivo selector de frecuencia y método
correspondiente para la recepción y transmisión de señales de
comunicación en un dispositivo multibanda sin hilos.
\global\parskip0.900000\baselineskip
La presente invención se refiere de manera
general a dispositivos para la comunicación sin cables que están
configurados para funcionar utilizando una serie de bandas de
comunicación y más particularmente a dispositivos para la
comunicación sin cables, multibanda, activados por GPS.
Un dispositivo convencional de tipo manual para
posicionado por el Sistema de Posicionamiento Global (GPS)
proporciona información de posición relativa a la localización de un
dispositivo GPS al recibir y procesar señales en banda GPS
procedentes de un sistema GPS. Si bien esta información de posición
puede ser muy útil, no siempre es cómodo llevar un dispositivo GPS
convencional. En especial si el usuario debe llevar también uno o
varios dispositivos portátiles adicionales, tales como un ordenador
portátil, teléfono móvil, asistente digital personal (PDA) u otros
dispositivos portátiles en los que confían en la actualidad muchos
usuarios. Por lo tanto, es deseable que una función de posicionado
por GPS quede integrada dentro de uno de estos otros dispositivos
portátiles.
Desafortunadamente, la integración de tecnología
GPS con otros dispositivos portátiles se ha demostrado difícil. Por
ejemplo, se han implementado tres métodos para añadir capacidad GPS
a un teléfono móvil sin cables, pero se han mostrado poco
satisfactorios en su utilización.
El primer método consiste en añadir capacidad
GPS a un teléfono móvil sin cable, añadiendo una antena separada
para recepción de GPS. Dado que la antena de la red sin cables no se
ha modificado, la calidad de las comunicaciones por la red no queda
afectada de manera adversa. No obstante, al ir siendo mucho más
pequeños los teléfonos móviles para redes sin cables, se dispone de
menos espacio en el teléfono móvil para recibir una antena de GPS
separada, diseñada de manera específica. Además, una antena de GPS
dispuesta dentro del cuerpo del teléfono móvil adolece de manera
típica de una serie de problemas de recepción. Por ejemplo, una
recepción poco satisfactoria puede ser provocada por protección
electromagnética dentro del cuerpo del teléfono móvil y por el
cuerpo del teléfono móvil propiamente dicho. Ajustar la protección
electromagnética para adaptarse a la antena GPS puede requerir un
diseño sustancialmente nuevo y nuevas pruebas del teléfono móvil.
Asimismo, la adición al teléfono móvil de una antena separada y sus
circuitos asociados aumenta los costes y la complejidad del
diseño.
El segundo método consiste en añadir capacidad
GPS a un teléfono móvil sin cables al adaptar la antena de red
existente en el teléfono móvil para recibir de manera adecuada una
señal en banda GPS. Por ejemplo, se puede construir una antena
típica de banda dual para recibir una señal PCS aproximadamente en
1900 MHz y una señal celular aproximadamente en 800 MHz. Por lo
tanto, puede ser posible que la antena de banda dual existente pueda
ser capaz de recibir una señal de GPS aproximadamente a 1575 MHz. No
obstante, la señal GPS se encuentra a una frecuencia no resonante
para la antena de banda dual, de manera que la señal GPS recibida no
sería óptima, con el resultado de una transferencia de señal
degradada. A este respecto los sistemas de antena de banda dual
conocidos no son capaces de recibir una señal GPS con suficiente
potencia y calidad para implementar una funcionalidad de
localización GPS fiable en un teléfono manual sin cables.
El tercer método consiste en añadir capacidad
GPS a un teléfono manual sin cables utilizando una antena tribanda.
Una antena tribanda es construida para recibir, por ejemplo,
frecuencias celulares, PCS y GPS. No obstante, debido a las
limitaciones de diseño de la antena, esta antena normalmente
compromete el comportamiento celular o PCS o ambos. Utilizando una
antena tribanda se aumentan también los costes de la antena. El
documento EP1283599A1 da a conocer una antena tribanda que utiliza
diplexores en cascada. La referencia EP0959567A1 da a conocer un
diplexor que puede ser utilizado por una antena multibanda. La
referencia EP0747988A1 da a conocer un componente combinado de alta
frecuencia que puede ser utilizado para una antena de banda
múltiple. En este contexto también el documento US 5.815.804 que da
a conocer una red de filtro de banda dual y el documento US
2003/0025635 A1 que muestra un módulo receptor de GPS tienen que
ser mencionados.
La presente invención reduce en gran medida las
desventajas de los sistemas y métodos convencionales para conseguir
una antena activada por un sistema de posicionamiento global (GPS)
en un dispositivo de comunicaciones sin cables, tal como un
teléfono móvil sin cables.
En una realización a título de ejemplo, se da a
conocer, según la reivindicación 1, un dispositivo de comunicación
sin cables. El dispositivo de comunicación sin cables comprende un
módulo de conmutación GPS acoplado a una antena de comunicaciones
convencional y circuitos asociados. El módulo de conmutación GPS
está adaptado para acoplar selectivamente una antena de
comunicaciones a circuitos adaptados a GPS. En esta disposición los
circuitos de adaptación a GPS ajustan la impedancia aproximadamente
a 1575 MHz para acoplar de manera más íntima la antena de
comunicaciones a los circuitos GPS del dispositivo sin cables,
asegurando de esta manera una transferencia óptima de la energía de
la señal de antena al receptor GPS.
\global\parskip1.000000\baselineskip
Estas y otras características y ventajas de la
presente invención serán apreciadas a partir de la siguiente
descripción detallada de la presente invención, junto con las
figuras adjuntas, en las que iguales numerales de referencia
indican partes iguales.
La figura 1 muestra una representación
ilustrativa de una realización a título de ejemplo de un sistema de
comunicaciones sin cables de acuerdo con la presente invención.
La figura 2A muestra componentes seleccionados
de una realización a título de ejemplo de un dispositivo de
comunicaciones sin cables de acuerdo con la presente invención.
La figura 2B muestra componentes seleccionados
de otra realización a título de ejemplo del dispositivo de
comunicación sin cables de la figura 2A de acuerdo con la presente
invención.
La figura 3A es un gráfico de respuesta de
frecuencia de un diplexor que puede ser incluido en el dispositivo
de comunicación sin cables de las figuras 2A y 2B de acuerdo con una
realización a título de ejemplo de la presente invención.
La figura 3B muestra un gráfico de la respuesta
de frecuencia del diplexor de la figura 3A de acuerdo con otra
realización a título de ejemplo de la presente invención.
La figura 4 muestra componentes seleccionados de
otra realización a título de ejemplo del dispositivo de comunicación
sin cables de la figura 2A de acuerdo con la presente
invención.
La figura 5 es un gráfico de la respuesta de
frecuencia de un triplexor que puede ser incluido en el dispositivo
de comunicación sin cables de la figura 4, de acuerdo con una
realización a título de ejemplo de la presente invención.
La figura 6 muestra un ejemplo de una red de
acoplamiento convencional que puede ser incluida en el dispositivo
de comunicaciones sin cables de la figura 2A.
La figura 7 muestra un ejemplo de circuito de
conmutación convencional que puede ser incluido en el dispositivo
de comunicaciones sin cables de la figura 2A.
La figura 8 muestra componentes seleccionados de
otra realización del dispositivo de comunicaciones sin cables de la
figura 2A de acuerdo con la presente invención.
La figura 9 muestra componentes seleccionados de
otra realización adicional a título de ejemplo del dispositivo de
comunicaciones sin cables de la figura 2A de acuerdo con la presente
invención.
La figura 10 muestra componentes seleccionados
de una realización a título de ejemplo de un dispositivo de
comunicación sin cables que comprende un triplexor de acuerdo con la
invención.
La figura 11 muestra componentes seleccionados
de otra realización a título de ejemplo del dispositivo de
comunicación sin cables mostrado en la figura 10.
La figura 12 muestra componentes seleccionados
de un ejemplo de realización de un dispositivo de comunicación sin
cables que comprende un N-plexor de acuerdo con la
invención.
La figura 13 muestra componentes seleccionados
de otra realización a título de ejemplo del dispositivo de
comunicación sin cables mostrado en la figura 12.
La figura 14 es un diagrama que muestra un
gráfico de la ganancia y representación del ruido para un
amplificador que puede ser incluido en el dispositivo de
comunicaciones sin cables de la figura 13.
La figura 15 muestra componentes seleccionados
de otra realización a título de ejemplo del dispositivo de
comunicación sin cables mostrado en la figura 12; y
La figura 16 muestra componentes seleccionados
de una realización a título de ejemplo de un dispositivo de
comunicación sin cables que comprende un filtro único multipuerto de
rechazo de imágenes, de acuerdo con la invención.
La figura 1 muestra una realización a título de
ejemplo de un sistema de comunicaciones sin cables que comprende un
dispositivo (100) de comunicación sin cables de acuerdo con la
presente invención. El dispositivo (100) de comunicación sin cables
puede ser, por ejemplo, un teléfono móvil, un teléfono de automóvil,
un teléfono sin cables, un ordenador portátil u otro dispositivo de
cálculo con un módem sin cables, un compaginador o un dispositivo
de asistencia digital personal (PDA) con capacidad de comunicación
sin cables. Además, el dispositivo (100) de comunicación sin cables
puede utilizar tecnología digital o analógica o alguna combinación
de las mismas. Por lo tanto, las siguientes descripciones no se
deben considerar limitativas de los sistemas y métodos que se
describen con respecto a cualquier tipo específico de dispositivo de
comunicaciones sin cables.
El dispositivo de comunicaciones sin cables
(100) comprende una antena (110). La antena (110) está estructurada
para transmitir y recibir señales de comunicación sin cables. En la
figura 1 la antena (110) es una antena de comunicaciones de dos
vías con una estación de base (120). La estación de base (120) puede
ser, por ejemplo, una estación entre una serie de estaciones de
base (120) en una red de comunicaciones sin cables. La antena (110)
se encuentra también en comunicación como mínimo por una vía con uno
o varios satélites GPS, tal como el satélite GPS (130). El satélite
GPS (130) puede ser, por ejemplo, uno de una serie de satélites GPS
en una constelación de satélites GPS.
En una realización a título de ejemplo, el
dispositivo (100) de comunicación sin cables es un teléfono móvil
sin cables que tiene una antena (110) adaptada para transmitir y
recibir señales de comunicación sin cables utilizando como mínimo
dos bandas de comunicación distintas. Las dos bandas pueden
comprender, por ejemplo, la banda celular, una banda de 800 MHz
aproximadamente, y la banda PCS, banda de 1900 MHz aproximadamente.
En esta realización a título de ejemplo la antena (110) es una
antena de banda dual convencional construida para recibir y
transmitir señales sin cables tanto en la banda PCS como en la banda
celular. Se observará que se pueden disponer más o menos bandas de
comunicación por selección apropiada de antenas y circuitos
asociados de tipo conocido. Por ejemplo, el dispositivo (100) de
comunicación sin cables puede ser construido para utilizar
solamente la banda PCS o puede ser construido para recibir y
transmitir en tres o más bandas de comunicación. Se comprenderá que
existen muchas bandas de comunicación en utilización en todo el
mundo y se comprenderá también que los sistemas y métodos que se
describen no están limitados a ninguna banda de comunicación
específica o conjunto de bandas de comunicación.
La antena (110) puede ser una antena
convencional, tal como una antena de banda dual estándar. La antena
(110) del dispositivo de comunicación sin cables (100), no
obstante, está configurada para recibir de forma intensa señales de
localización de posición, tales como una señal GPS del satélite
(130). De acuerdo con ello la capacidad de posición GPS puede ser
añadida de forma económica y cómoda al dispositivo de comunicación
sin cables (100).
La figura 2A muestra un circuito para recibir
una señal de GPS utilizando una antena de comunicación convencional
(110) en el dispositivo (100) de comunicación sin cables. El
dispositivo (100) de comunicación sin cables puede incluir, por
ejemplo, la antena (110), un diplexor (140), una primera banda, por
ejemplo una banda celular, un duplexor (150), una segunda banda,
por ejemplo, banda PCS, duplexor (160), módulo (170) de conmutación
GPS y módulo GPS (175). Como alternativa al diplexor (140) se puede
utilizar un conmutador de dos vías (tal como se ha mostrado en la
figura 9). Tal como se ha mostrado en la figura 2A, el módulo de
conmutación (170) puede incluir, por ejemplo, un conmutador (165).
El módulo de GPS (175) puede incluir, por ejemplo, un módulo de
acoplamiento de impedancia (180) acoplado a un amplificador de bajo
ruido de GPS (LNA) (190). Se apreciará que el circuito mostrado en
la figura 2A tiene finalidad solamente explicativa y que se deben
añadir otros circuitos bien conocidos adicionales para conseguir un
dispositivo de comunicaciones sin cables funcional (100).
Tal como se ha mostrado en la figura 2A, la
antena (110) está acoplada al diplexor (140). El diplexor (140)
está acoplado a un primer duplexor de banda (150). El diplexor (140)
está también acoplado al módulo de conmutación (170). El módulo de
conmutación (170) está acoplado a su vez al segundo duplexor de
banda (160). El modulo de conmutación (170) está acoplado también
al módulo GPS (175). En una realización a título de ejemplo, el
módulo de conmutación (170) está acoplado a un módulo de
acoplamiento de impedancia (180) dentro del módulo GPS (175), que a
su vez está acoplado al LNA GPS (190).
Asimismo, si bien no se ha mostrado, otros
componentes adicionales pueden ser incluidos en el dispositivo de
comunicación sin cables (100). Por ejemplo, un procesador de señal
GPS puede ser acoplado al LNA GPS (190). En otro ejemplo se pueden
acoplar trasmisores y/o receptores a los duplexores (150) y (160).
Estos componentes adicionales son conocidos y no se describen de
manera detallada.
Un diplexor es utilizado típicamente para
dirigir señales de comunicaciones que responden a una banda o bandas
de comunicación específicas. Por ejemplo, el diplexor (140) separa
una señal recibida en la antena (110) en una trayectoria PCS o
trayectoria celular. La figura 3A muestra una respuesta de
frecuencia combinada a título de ejemplo (200) para un diplexor
(140) a título de ejemplo. La respuesta de frecuencia (200) incluye
una característica de filtro de paso bajo (210) de un filtro de
paso bajo incluido en el diplexor (140) y una característica (220)
de filtro de paso alto de un filtro de paso alto incluido en el
diplexor (140). La característica (210) de filtro de paso bajo se
ha mostrado con una frecuencia de corte de 1000 MHz aproximadamente
y está diseñada para pasar la banda celular. La característica
(220) de filtro de paso alto se ha mostrado con una frecuencia de
corte de aproximadamente 1600 MHz y está diseñada para pasar la
banda PCS. Se observará que las frecuencias de corte pueden ser
ajustadas para adaptarse a aplicaciones específicas y que se pueden
seleccionar otras frecuencias de corte para otras bandas de
comunicación. La característica de filtro de paso alto (220) puede
ser también diseñada para pasar, con un nivel aceptable de
atenuación, una señal en la banda GPS.
En su funcionamiento, señales de comunicación en
múltiples bandas de comunicación sin cables, por ejemplo, banda
celular y PCS, son recibidas por la antena (110). El diplexor (140)
divide las señales de comunicación sin cables en una primera señal
y una segunda señal. La primera señal es filtrada por el filtro de
paso bajo del diplexor (140) y acoplada a continuación al primer
duplexor de banda (150). La segunda señal es filtrada por el filtro
de paso alto del diplexor (140) y acoplada a continuación al módulo
de continuación (170). El primer duplexor de banda (150) puede ser
configurado a continuación para acoplar la primera señal, por
ejemplo, a un receptor celular (no mostrado). Además, el filtro de
paso bajo bloquea señales de banda de frecuencia más elevada para
evitar su paso al primer duplexor de banda (150). El filtro de paso
alto del diplexor (140) pasa la segunda señal al segundo duplexor
de banda (160) con intermedio del módulo de conmutación (170).
Si las múltiples señales de comunicación sin
cables recibidas incluyen también, por ejemplo, señales de banda
GPS, entonces el filtro de paso alto pasa con una cierta atenuación
reducida las señales de banda GPS al módulo GPS (175) a través del
módulo de conmutación (170). Cuando se utiliza una antena
convencional (110), la atenuación es provocada en parte por el
hecho de que la antena (110) no está optimizada para la banda GPS.
En el módulo GPS (175) el módulo (180) de acoplamiento de
impedancia proporciona un acoplamiento de impedancia que es ajustado
para la banda GPS. Las señales GPS recibidas desde el módulo de
conmutación (170) pueden ser amplificadas entonces por el LNA GPS
(190) antes de ser procesadas por circuitos convencionales GPS (no
mostrado).
El filtro de paso alto del diplexor (140)
bloquea también señales de banda de baja frecuencia. El dispositivo
de comunicación sin cables (100) funciona, en un ejemplo de
realización, con el módulo de conmutación (170) acoplando el
diplexor (140) al duplexor (160). No obstante, en un momento de
tiempo o intervalo de tiempo seleccionado puede ser deseable
obtener información de posición. Por ejemplo, la información de
posición puede ser útil cuando el usuario marca un número de
emergencia. El dispositivo (100) de comunicación sin cables puede
trabajar con una aplicación, tal como una aplicación de mapeo, en la
que se necesita la posición periódicamente. En otro ejemplo el
usuario puede dar instrucciones al dispositivo de comunicación sin
cables (100) para obtener información de posición. Se apreciará que
existen muchas aplicaciones para un dispositivo (100) de
comunicación sin cables en el que es útil la información de
posición.
Cuando se necesita información de posición, el
módulo de conmutación (170) puede ser conmutado por circuitos de
control (no mostrado) para acoplar la antena (100) al módulo GPS
(175). Cuando está configurado de este modo, una señal de banda GPS
de aproximadamente 1.575 MHz puede ser recibida por la antena (110)
y transmitida al módulo GPS (175). Dado que la antena (110) es, por
ejemplo, una antena de banda dual sintonizada para recibir señales
de aproximadamente 800 MHz y aproximadamente 1.900 MHz, la señal de
GPS de 1.575 MHz aproximadamente no está acoplada. De acuerdo con
ello, el módulo de acoplamiento (180) incluye circuitos de
acoplamiento para acoplar de manera más íntima la impedancia entre
el módulo GPS (175) y la antena (110) cuando recibe una señal GPS.
Como resultado se puede recibir una señal GPS de alta calidad y se
puede enviar al LNA GPS (190).
En otra realización a título de ejemplo, la
respuesta de frecuencia combinada (200) presente en el diplexor
(140) puede ser adaptada para pasar, con menos atenuación, la banda
GPS. De esta manera la característica (200) de filtro de paso alto
puede ser modificada desplazando la frecuencia de corte, por
ejemplo, desde 1.600 MHz aproximadamente a 1.400 MHz
aproximadamente, tal como se ha mostrado por la característica
adaptada (230) de la figura 3A. La característica adaptada (230)
puede tener también otros parámetros distintos, tales como, por
ejemplo, una pendiente de atenuación distinta (235). Como resultado,
la banda GPS es atenuada incluso menos por la característica de
filtro de paso alto adaptada (230) que por la característica de
filtro de paso alto (220). De manera específica, por ejemplo, al
reducir la frecuencia de corte desde aproximadamente 1.600 MHz (tal
como en un diplexor normal celular/PCS) hasta aproximadamente 1.400
MHz, la banda GPS aproximadamente en 1.575 MHz es menos atenuada
por el diplexor (140), por ejemplo, la atenuación puede cambiar
desde aproximadamente -1,3 dB hasta aproximadamente -0,3 dB.
La figura 2B muestra componentes a título de
ejemplo de otra realización a título de ejemplo de un dispositivo
de comunicación sin cables (100) configurado para recibir una señal
GPS utilizando una antena convencional (110). Los componentes están
configurados de manera similar a la que se ha mostrado en la figura
2A, excepto que el diplexor (140) separa una señal recibida por la
antena (110) en una ruta PCS y una ruta celular/GPS. De acuerdo con
ello, el modulo de conmutación (170) se encuentra en la ruta
celular/GPS. Otro ejemplo de una respuesta de frecuencia (220) del
diplexor (140) es la mostrada en la figura 3B. En este ejemplo, la
característica (210) de filtro de paso bajo del filtro de paso bajo
del diplexor (140) se extiende a frecuencias más elevadas
incluyendo la banda GPS aproximadamente de 1.575 MHz. De acuerdo con
ello, el filtro de paso bajo del diplexor (140) pasa las señales de
banda GPS o pasa las señales de banda GPS con una pequeña magnitud
de atenuación a la ruta celular/GPS.
La figura 4 muestra componentes a título de
ejemplo de otra realización a título de ejemplo de un dispositivo
(100) de comunicación sin cables de acuerdo con los sistemas y
métodos que se describen. En el ejemplo de la realización de la
figura 4, el dispositivo (100) de comunicación sin cables puede
comprender la antena (110), un primer duplexor de banda (150), un
segundo duplexor (160), un modulo GPS (175) y un triplexor (240).
El triplexor (240) acopla la antena (110) a un primer duplexor de
banda (150), un segundo duplexor de banda (160) y al módulo GPS
(175).
Una respuesta de frecuencia (200) a título de
ejemplo para el triplexor (240) se ha mostrado en la figura 5
incluyendo una característica (210) de filtro de paso bajo de un
filtro de paso bajo, una característica (220) de filtro de paso
alto de un filtro de paso alto y una característica (250) de filtro
de paso banda de un filtro de paso banda, todas ellas incluidas en
el triplexor (240). La característica de filtro de paso bajo (210)
se ha mostrado con una frecuencia de corte de aproximadamente, por
ejemplo, 1.000 MHz y está diseñado para pasar, por ejemplo, la
banda celular. La característica (220) de filtro de paso alto se ha
mostrado con una frecuencia de corte, por ejemplo, de 1.600 MHz
aproximadamente y se ha diseñado para pasar, por ejemplo, la banda
PCS. La característica (250) de filtro de paso banda está centrada,
por ejemplo, en 1.575 MHz aproximadamente y se ha diseñado para
pasar, por ejemplo, la banda GPS. Las características (210, 220,
250) se pueden solapar dependiendo de la implementación. Además, se
pueden incluir otras características de filtro diseñadas para estas
y otras bandas de comunicación sin cables dentro del triplexor (240)
según sea necesario por una implementación específica.
En su funcionamiento las señales de comunicación
sin cables son recibidas por la antena (110). El triplexor (240)
divide la señal de comunicación sin cable recibida en una primera
señal, una segunda señal y una tercera señal. Si la señal de
comunicación sin cables incluye, por ejemplo, señales de
comunicación de banda celular, entonces el filtro de paso bajo del
triplexor (240) pasa las señales de comunicación de banda celular al
primer duplexor de banda (150). Además, el filtro de paso bajo
puede ser configurado para bloquear el paso de señales de banda de
frecuencia más elevada hacia el primer duplexor de banda (150). Si
la señal de comunicación sin cables incluye, por ejemplo, señales
de comunicación PCS, entonces el filtro de paso alto pasa las
señales de comunicación de banda PCS al segundo duplexor de banda
(160). Además, el filtro de paso alto puede ser configurado para
bloquear el paso de la banda de baja frecuencia al segundo duplexor
de banda (160). Si la señal de comunicación sin cables incluye, por
ejemplo, señales de banda GPS, entonces el filtro de paso banda
pasa las señales de banda GPS al módulo GPS (175).
El módulo GPS (175) puede incluir un módulo de
ajuste de impedancia (180) configurado para acoplar la señal GPS
recibida. La señal GPS es amplificada a continuación por el LNA GPS
(190) antes de ser procesado por circuitos GPS convencionales (no
mostrado). Además, el filtro de paso banda puede ser configurado
para bloquear bandas de frecuencia superiores e inferiores para
evitar su paso al módulo GPS (175).
La figura 8 muestra otra realización a título de
ejemplo de un dispositivo (100) de comunicación sin cables en el
que se utiliza un módulo de conmutación (260) en vez del triplexor
(240). En este ejemplo de realización la antena (110) está acoplada
al primer duplexor de banda (150), al segundo duplexor de banda
(160) y al módulo GPS (175) con intermedio del módulo de
conmutación (260). El módulo de conmutación (260) puede incluir, por
ejemplo, un conmutador de tres vías (270). El módulo de conmutación
(260) puede ser controlado con intermedio de un controlador
principal (no mostrado) del dispositivo de comunicaciones sin cables
(100) tal como, por ejemplo, un procesador, por ejemplo un modem de
estación móvil (MSM).
Por lo tanto, por ejemplo, una señal de banda
celular puede ser conmutada por el módulo de conmutación (260) al
primer duplexor de banda (150); una señal de banda PCS puede ser
conmutada al segundo duplexor de banda (160) y una señal GPS puede
ser conmutada al módulo GPS (175). Los circuitos de comunicaciones
celulares y los circuitos de comunicación PCS pueden incluir, por
ejemplo, circuitos de acoplamiento de señal optimizados por banda
para su utilización con la banda correspondiente.
La figura 9 muestra otra realización a título de
ejemplo de un dispositivo de comunicaciones sin cables (100)
configurado de acuerdo con los sistemas y métodos que se han
descrito. En esta realización a título de ejemplo el dispositivo
(100) de comunicación sin cables está configurado para recibir una
señal GPS o una señal de banda de comunicación, por ejemplo, una
señal de banda celular o una señal de banda PCS. La antena (110)
está acoplada a un módulo GPS (175) y al duplexor de banda de
comunicación (290) con intermedio de un módulo de conmutación
(260). El módulo de conmutación (260) puede incluir, por ejemplo, un
conmutador de dos vías (280). El modulo de conmutación (260) puede
ser controlado con intermedio de un controlador principal (no
mostrado) del dispositivo de comunicación sin cables (100), tal
como, por ejemplo, un procesador, por ejemplo un MSM. El módulo de
conmutación (260) conmuta la señal recibida con intermedio de la
antena (110) a la salida apropiada. De este modo, por ejemplo, las
señales de banda celular recibidas pueden ser conmutadas al duplexor
de banda de comunicación (290). De forma alternativa, una señal GPS
puede ser conmutada al módulo GPS (175). Los circuitos de la banda
de comunicación pueden incluir, por ejemplo, circuitos de
acoplamiento de señal optimizados en la banda para utilizar con la
banda de comunicaciones.
Se apreciará que el módulo de conmutación (180)
u otros circuitos de conmutación pueden ser implementados
utilizando una amplia variedad de circuitos. La figura 6 muestra una
implementación de este tipo de un circuito de acoplamiento. En la
figura 6 una entrada al módulo de acoplamiento (180) es acoplada a
un primer inductor (L_{1}). El inductor (L_{1}) está acoplado a
la salida del módulo de acoplamiento (180) con intermedio de un
segundo inductor (L_{2}). El inductor (L_{1}) está acoplado
también a un potencial de voltaje (V_{1}), por ejemplo, masa
eléctrica o del bastidor, con intermedio de un condensador
(C_{1}). Estos circuitos de acoplamiento son bien conocidos en
esta técnica. El módulo de acoplamiento (180) puede incluir otros
tipos de circuitos de acoplamiento y sus equivalentes de banda
dual. Estos circuitos de acoplamiento pueden incluir también, por
ejemplo, elementos pasivos.
También se apreciará que el módulo de
conmutación (170) puede ser implementado en varias disposiciones de
circuito. La figura 7 muestra una de dichas disposiciones del módulo
de conmutación (170) de acuerdo con sistemas y métodos que se
describen. Una entrada al módulo de conmutación (170) está acoplada
a un primer condensador (C_{2}). El condensador (C_{2}) está
acoplado a un potencial de voltaje (V_{2}), por ejemplo, un
voltaje suministrado por una batería, con intermedio de un primer
inductor (L_{3}). El condensador (C_{2}) está acoplado también a
dos ramales de salida. En un primer ramal de salida el condensador
(C_{2}) está acoplado a un primer diodo (D_{1}). El diodo
(D_{1}) está acoplado al primer ramal de salida con intermedio de
un segundo condensador (C_{3}). El diodo (D_{1}) está también
acoplado a una primera señal de control con intermedio de un segundo
inductor (L_{4}). En un segundo ramal de circuito, el condensador
(C_{2}) está acoplado a un segundo diodo (D_{2}). El diodo
(D_{2}) está acoplado al segundo ramal de salida con intermedio de
un tercer condensador (C_{4}). El diodo (D_{2}) está también
acoplado a una segunda señal de control con intermedio de un tercer
inductor (L_{5}).
En pocas palabras, la primera señal de control y
la segunda señal de control proporcionan diferencias de potencial
deseadas en los diodos (D_{1}) y (D_{2}), lo que conecta o
desconecta los diodos (D_{1}) y (D_{2}), es decir,
aproximadamente un cortocircuito o circuito abierto,
respectivamente. El módulo de conmutación (170) puede comprender
otras variantes y ejemplos de circuitos de conmutación.
Haciendo referencia nuevamente a la figura 4, se
puede apreciar que utilizando un triplexor (240) se reduce el
número de componentes de la ruta o trayectoria de recepción de una o
varias de las señales recibidas por la antena (110). La razón de
ello es que la utilización del triplexor (240) elimina la necesidad
de un interruptor, tal como el módulo interruptor (170). Reduciendo
el número de componentes, se reduce la exigencia de área del panel
de circuito y se reducen los costes de material del dispositivo de
comunicación sin cables (100). Al eliminar el módulo de conmutación
(170) se reduce también las pérdidas por inserción de la trayectoria
o ruta de recepción, lo que incrementa la sensibilidad y mejora el
rendimiento de los dispositivos de comunicación sin cables
(100).
Una forma de implementar un triplexor (240) en
un dispositivo de comunicación sin cables (100) es la que se
muestra en la figura 10. En este caso, la antena (110) está acoplada
a un diplexor convencional, tal como el diplexor (140). Además, no
obstante, la antena (110) está acoplada también a un filtro (300)
que está configurado para actuar como filtro de paso banda para
señales en la banda GPS. En otras palabras, haciendo referencia a
la figura 5, el diplexor (140) de la figura 10 puede ser configurado
de manera que muestre las características (210) y (220),
respectivamente, de filtro de paso bajo y de paso alto, mientras que
el filtro (300) puede ser configurado para mostrar las
características (250) del filtro de paso banda.
De manera convencional, los componentes inductor
y condensador (L/C) han sido utilizados para construir filtros con
las características requeridas tales como las que se han mostrado en
la figura 6. Por lo tanto, el filtro (300) puede comprender un
filtro L/C diseñado para proporcionar características (250) de
filtro de paso banda. De forma alternativa, estos filtros pueden
ser implementados utilizando Dispositivos de Onda Acústica de
Superficie (SAW). En un dispositivo SAW, las señales eléctricas son
convertidas en ondas mecánicas que se desplazan por la superficie
de un dispositivo y que luego son convertidas nuevamente en señales
eléctricas. El filtro (300) puede comprender también un filtro SAW.
De manera similar, el diplexor (140) puede ser construido a partir
de filtros L/C o de filtros SAW.
Por lo tanto, el triplexor (240) puede ser
descrito comprendiendo tres filtros configurados para funcionar en
tres bandas de frecuencias diferentes, tal como está mostrado en la
figura 11. Tal como se puede apreciar en la figura 11, el triplexor
(240) puede comprender un filtro (320) configurado para funcionar en
una banda de alta frecuencia tal como la banda PCS. El filtro (320)
puede ser acoplado a un duplexor (350) de banda PCS. El triplexor
(240) puede comprender también un filtro (330) configurado para
operar en una banda de frecuencias media tal como la banda de
frecuencia GPS. El filtro (330) puede ser acoplado, por lo tanto,
con circuitos receptores de GPS (360). El triplexor (240) puede
comprender también un filtro (340) configurado para operar en una
banda de baja frecuencia, tal como la banda celular. El filtro
(340), por lo tanto, puede ser acoplado a un duplexor (370) de
banda celular.
También en este caso se debe observar que el
triplexor (240) puede ser configurado para funcionar en otras
bandas de frecuencia además de PCS, GPS y bandas de frecuencia
celular. Además, la frecuencia cubierta por una banda de frecuencia
específica, tal como la banda PCS y la banda celular, puede variar
dependiendo del país o continente de funcionamiento. Por lo tanto,
el triplexor (240) puede ser descrito de forma genérica por
comprender un filtro de alta frecuencia (320), un filtro de
frecuencia media (330) y un filtro de frecuencia baja (340).
Desde la perspectiva de un área de panel de
circuito, puede ser preferible que los filtros (320, 330 y 340)
sean construidos utilizando L/C; no obstante, los L/C pueden no
proporcionar suficiente aislamiento o rechazo de señales de otras
bandas de frecuencia. Por ejemplo, en Estados Unidos, la banda de
transmisión PCS se encuentra en la zona alta de 1800 MHz. La banda
de recepción GPS es aproximadamente de 1575 MHz, y la banda de
recepción celular se encuentra en la zona de 800 MHz. La banda de
recepción celular se encuentra suficientemente distante en términos
de frecuencia, de las bandas de recepción PCS y GPS, de manera que
el aislamiento no es muy importante. Sin embargo, las bandas de
recepción PCS y GPS se encuentran relativamente próximas, lo que
hace el aislamiento un tema más relevante. Si no hay suficiente
aislamiento, entonces una parte de la energía en una señal GPS
recibida puede ser derivada a través del filtro PCS (320)
desactivando ambos receptores PCS y GPS. Inversamente, una parte de
una señal PCS recibida puede ser derivada a través del filtro GPS
(330) desactivando ambos receptores. Por lo tanto, si los L/C son
utilizados para los filtros (320) y (330), es importante asegurar
que el factor de calidad resultante (Q) es suficientemente elevado
para proporcionar el aislamiento adecuado entre los dos
receptores.
A este respecto, puede ser realmente preferible
utilizar filtros SAW para uno o ambos de los filtros (320, 330),
porque los filtros SAW tienen de manera típica valores de Q más
elevados y proporcionan mayor aislamiento. No obstante, los filtros
SAW son relativamente grandes en comparación con los componentes de
filtros L/C simples. Por lo tanto, para cada implementación
específica, se debe hacer un compromiso entre el área de panel de
circuito y el aislamiento al determinar la utilización de L/C o SAW
para cada uno de los filtros (320, 330 y 340). Por ejemplo, debido a
la mayor necesidad de aislamiento entre un filtro GPS (330) y un
filtro PCS (320), se puede utilizar un filtro SAW para el filtro
(330). Dado que la banda celular se encuentra suficientemente
alejada de las bandas PCS y GPS, no obstante, se puede utilizar
para los filtros (340) un filtro L/C con un valor de Q más reducido.
Dependiendo de la aplicación, se utilizará para los filtros (320) un
filtro SAW o L/C. Por lo tanto, uno o varios de los filtros (320,
330 y 340) pueden ser filtros L/C y uno o varios más pueden ser
filtros SAW, dependiendo de los compromisos adoptados y de las
exigencias para una implementación específica.
No obstante, preferentemente, no habría
necesidad de establecer compromiso entre dimensiones e aislamiento
en el diseño de los filtros (320, 330 y 340). Afortunadamente, un
nuevo dispositivo llamado Film Bulk Acoustic Resonator (FBAR)
("Resonador acústico laminar en masa") puede ser utilizado para
conseguir filtros con elevados valores de Q con área ocupada
("footprints") muy reducida. Igual que los dispositivos SAW,
los dispositivos FBAR convierten señales eléctricas en ondas
mecánicas que resuenan a través del material del filtro y que son
convertidas posteriormente en señales eléctricas en la salida
apropiada. Sin embargo, a diferencia de los filtros SAW, las ondas
mecánicas se desplazan a través del cuerpo del material y no
solamente por la superficie. Se permite un mejor manejo de la
corriente y funcionamiento a frecuencias elevadas tales como 7,5
GHz. Además, los dispositivos FBAR pueden ser realizados con
dimensiones extremadamente reducidas.
Por lo tanto, en una realización del triplexor
(240) cada uno de los filtros (320, 330 y 340) es un filtro FBAR.
En otras realizaciones, menos de la totalidad de los filtros (320,
330 y 340) pueden ser filtros FBAR dependiendo de las exigencias de
una implementación específica.
De acuerdo con ello, el triplexor (240)
posibilita la utilización de una antena única (110) para tres bandas
de frecuencia diferentes, lo que elimina, por ejemplo, la necesidad
de una antena GPS separada. La eliminación de la antena adicional
reduce el coste del dispositivo de comunicación sin cables (100) y
elimina las desventajas cosméticas y prácticas de incluir una
segunda antena en el dispositivo de comunicación sin cables (100).
Además, utilizando el triplexor (240), en oposición a un diplexor
(140) y uno o varios módulos de conmutación (170) reduce también
costes, requiere un área menor de panel de circuito y reduce las
pérdidas de inserción para uno o varios receptores incluidos en el
dispositivo de comunicaciones sin cables (100). Además, utilizando
material FBAR se consigue una integración íntima de los filtros
(320, 330 y 340) comprendiendo el triplexor (240), proporcionando
simultáneamente dispositivos de filtro con un valor de Q muy
elevado.
En otra realización, el duplexor (350 y 370)
(ver figura 11) está también integrado con los filtros (320, 330 y
340) para formar lo que se puede llamar un N-plexor.
Este N-plexor (404) ha sido mostrado en la figura
12, que es un diagrama de bloques lógico que muestra componentes de
ejemplo del dispositivo de comunicación sin cables (400). El
dispositivo de comunicación sin cables (400) comprende una antena
(402) que está configurada para transmitir y recibir señales en una
serie de bandas de comunicación. La antena (402) está acoplada a un
N-plexor (404) que comprende una serie de filtros
(406-414).
Por ejemplo, la antena (402) puede ser
configurada para transmitir y recibir señales PCS y celulares, es
decir, el dispositivo (400) puede ser configurado para operación de
banda dual. El dispositivo de comunicación sin cables (400) puede
ser configurado también para funcionamiento en GPS, en cuyo caso los
filtros (406-414) pueden ser agrupados en tres
puertos de comunicación. Uno de los puertos de comunicación (428)
puede ser configurado como puerto de comunicación PCS y puede
comprender filtros (406, 408). El filtro (406) puede ser configurado
a su vez para recibir señales de transmisión PCS a través de la
línea de señal de transmisión (416) desde un transceptor PCS (no
mostrado) incluido también en el dispositivo de comunicación sin
cables (400). Las señales de transmisión PCS son pasadas a
continuación a la antena (402) para su transmisión. Por otra parte,
el filtro (408) puede ser configurado para recibir señales de
recepción PCS desde la antena (402) y pasarlas, con intermedio de
la línea de señal de recepción (418) al transceptor PCS (no
mostrado).
Los filtros (406 y 408) pueden ser configurados
como filtros de paso banda que pasan señales dentro de la
transmisión PCS y reciben anchos de banda respectivamente. Además,
los filtros (406, 408) pueden ser configurados para proporcionar
aislamiento entre las trayectorias (416, 418) de transmisión y
recepción de manera que no interfieren entre si y están aislados de
señales en otras bandas de comunicación, por ejemplo, la banda GPS y
banda celular.
De manera similar, un puerto de comunicación
celular (430) puede comprender filtros (412 y 414). Por lo tanto,
los filtros (412, 414) pueden ser configurados para transmitir y
recibir señales celulares respectivamente entre la antena (402) y
el transceptor celular (no mostrado) con intermedio de las
trayectorias de señal (424, 426), respectivamente. Además, los
filtros (412 y 414) pueden ser configurados para proporcionar
aislamiento con respecto a señales por fuera de los anchos de banda
de transmisión y de recepción celulares.
El filtro (410) puede ser configurado para pasar
señales de recepción GPS recibidas por la antena (402) a los
circuitos de recepción GPS (422) con intermedio de la trayectoria de
señal de recepción (420). El filtro (410) puede ser configurado
también para proporcionar aislamiento con respecto a las señales por
fuera del ancho de banda de recepción GPS.
De acuerdo con ello, el N-plexor
(404) puede ser configurado para sustituir la combinación del
triplexor (240) y los duplexores (350, 370). Esto no solamente
reduce el número de componentes requeridos, sino que reduce también
las pérdidas de inserción para las diferentes trayectorias de señal
de transmisión y recepción. Desde luego, el
N-plexor (404) puede ser configurado para otras
bandas de comunicación. Además, se puede añadir al
N-plexor (404) una cuarta, quinta, etc. puerto de
señal tal como se requiere por un dispositivo de comunicación sin
cables específico (400). Por lo tanto, el N-plexor
(404) no se debe considerar limitado a un cierto número de puertos
de comunicación o de implementaciones que comporten bandas de
comunicación específicas.
Tal como se ha descrito con respecto al
triplexor (240), los filtros (406-414) pueden
comprender dispositivos L/C o SAW tal como se requiere, para una
aplicación específica. Desde un punto de vista de área de panel de
circuito, los L/C pueden ser preferibles a los dispositivos SAW,
pero los dispositivos SAW proporcionan de manera típica más
aislamiento y valores de Q más elevados. No obstante, de manera
preferible, los dispositivos FBAR son utilizados para cada uno de
los dispositivos de filtro (406-414). La razón de
ello es que los dispositivos FBAR proporcionan elevado aislamiento,
elevados valores de Q y pequeñas zonas ocupadas lo que no solamente
hace más fácil implementar el N-plexor (404), sino
que hace también más fácil la añadidura de puertos de comunicación
adicionales al N-plexor (404) en caso necesario.
En la figura 13, se puede apreciar que la
inclusión de un N-plexor (504) en un dispositivo
(500) de comunicación sin cable que, por ejemplo, está configurado
para comunicación en banda dual y funcionamiento GPS, reduce el
número de componentes entre la antena (502) y los circuitos de
recepción (512, 514, 516). Por lo tanto, las pérdidas por inserción
se reducen así como el número de componentes. Además, si el
N-plexor (504) se ha construido a partir de
material FBAR, entonces se puede reducir también la exigencia global
de área del panel de circuito.
En la figura 13, se han mostrado las
trayectorias de recepción (506, 508 y 510) para tres puertos de
comunicación incluidos en el N-plexor (504). Por lo
tanto, la trayectoria de recepción (506) puede ser una trayectoria
de recepción PCS, la trayectoria de recepción (508) puede ser una
trayectoria de recepción GPS y la trayectoria de recepción (510)
puede ser una trayectoria de recepción celular. La trayectoria de
recepción (506) es acoplada a continuación con un amplificador
(512) que comprende una parte de un receptor PCS incluido en el
dispositivo de comunicación sin cables (500). De manera similar,
las trayectorias de recepción (508, 510) serán acopladas con los
amplificadores (514, 516) que comprenden una parte de un receptor
GPS y un receptor celular respectivamente, incluidos en el
dispositivo de comunicación sin cables (500).
Los amplificadores (512, 514, 516) son en
general LNA. Los LNA son componentes básicos de los receptores de
radiofrecuencias (RF) porque toman las señales recibidas, que se
encuentran de manera típica a niveles de potencia muy bajos, y las
amplifican hasta un nivel suficiente para un proceso adicional sin
añadir ruidos adicionales que pueden enmascarar o distorsionar las
señales recibidas con baja potencia. En un dispositivo de
comunicación sin cable convencional, cada una de las rutas de
recepción tiene un LNA correspondiente que está configurado para
rendimiento óptimo en la banda de frecuencia asociada con la ruta de
recepción específica. Sin embargo, dado que los diplexores,
conmutadores y duplexores pueden ser reducidos a un dispositivo
único (504), sería ventajoso tener la capacidad de utilizar un LNA
único para dos o más rutas de recepción, especialmente en el caso
de que las bandas de comunicación asociadas con las rutas de
recepción se encuentren próximas, tal como las bandas PCS y GPS.
Para obtener la mejor figura de ruido (NF) para
un LNA convencional, es frecuentemente preferible disponer una
impedancia de terminación de 90 ohmios aproximadamente.
Desafortunadamente, la salida de la mayor parte de dispositivos de
filtro que actúan en interfaz con un LNA es de 50 ohmios. Esto
incluye la mayor parte de diplexores y duplexores convencionales,
así como la mayor parte de realizaciones de triplexor (240) y
N-plexor (504). Disponiendo una impedancia de 50
ohmios en vez de una impedancia de 90 ohmios, se reduce el valor Q
de la entrada de LNA y amplía la banda de paso de LNA. Esto puede
ser ilustrado con el uso de las curvas mostradas en la figura 14.
En la figura 14, la curva (630) muestra la curva de ganancia para un
LNA cuando la impedancia de entrada es de 90 ohmios. La ganancia en
decibelios (dB), ha sido representada con respecto a la frecuencia
en Hercios (Hz). Se puede apreciar que el LNA tiene una banda de
paso relativamente estrecha centrada aproximadamente en 1,5 GHz en
el ejemplo de la figura 14. La curva (632) muestra el NF
correspondiente, que es relativamente satisfactorio sobre la banda
de paso.
No obstante, cuando se utiliza una impedancia de
entrada de 50 ohmios, se obtiene la curva de ganancia (636) y la NF
(634). Tal como se puede apreciar, la banda de paso para la curva
(636) se ha ensanchado, pero la ganancia en la banda de paso se ha
reducido. El NF (634) se ha degradado también en cierta medida en la
banda de paso. Afortunadamente, incluso en el caso en que la
ganancia menor y NF degradado son tenidos en cuenta, la banda de
paso más ancha puede tener la ventaja de permitir la utilización de
un LNA único para más de una ruta de recepción, especialmente en el
caso en que las anchuras de banda de recepción asociadas se
encuentran relativamente próximas.
En la figura 15, por ejemplo, una ruta de
recepción PCS (706) y una ruta de recepción GPS (708) están
acopladas mediante una única ruta de señal de recepción (710) con
un LNA único (714) en el dispositivo de comunicación sin cables
(700). Tal como se ha explicado en la anterior, la impedancia de la
ruta de señal (710) es de 50 ohmios. El dispositivo de comunicación
sin cables (700) puede comprender también, por ejemplo, un interfaz
de una ruta de recepción celular (712) con un LNA (716). Cada una de
las rutas de recepción (706, 708, 712) puede comprender, por
ejemplo, parte de una puerto de comunicaciones correspondiente en un
N-plexor (704) que a su vez se encuentra en
interfaz con la antena (702).
Dado que la impedancia de la ruta de señal (710)
puede ser de 50 ohmios, se puede obtener una banda de paso más
amplia para el LNA (714) que puede ser, por ejemplo, suficientemente
amplia para utilizar tanto en la banda de recepción GPS como en la
banda de recepción PCS. Por lo tanto, por ejemplo, utilizando
simplemente una terminación de 50 ohmios, el LNA (714) puede ser
configurado para una utilización dual en ambas señales PCS y GPS.
Además, la pérdida de ganancia y NF degradado de cada banda de
recepción, puede ser contrarestada reduciendo la pérdida de
inserción utilizando, por ejemplo, el N-plexor
(704). De acuerdo con ello, se puede utilizar un LNA (714) con
banda de paso centrada en la banda de recepción PCS, tanto para
señales PCS como GPS. Alternativamente, se puede utilizar un LNA
(714) con una banda de paso centrada en la banda de recepción GPS
para ambas señales o un LNA (714) con una banda de paso en alguna
zona entre las bandas de recepción GPS y PCS o próxima a una u otra
de las mismas.
La reutilización de un LNA único, no está
limitada a reutilizar el LNA solamente para dos rutas de recepción.
Por ejemplo, un LNA centrado en 1,5 GHz y con una banda de paso tal
y como se ha mostrado por la curva (634) de la figura 14, puede ser
utilizada para señales PCS, señales GPS y señales celulares. Por lo
tanto, tal y como se ha mostrado en la figura 16, un dispositivo de
comunicación sin cables (800) puede comprender una antena (802)
configurada para transmitir y recibir señales en una serie de bandas
de comunicación, un N-plexor (804) que comprende
una serie de puertos de comunicación y un LNA único (806)
configurado para amplificar señales de recepción para dos o más
bandas de comunicación.
En caso de que, por ejemplo, la antena (802)
esté configurada para recibir señales PCS, GPS y celulares, entonces
el N-plexor (804) puede comprender un puerto de
comunicación PCS, GPS y celular. El LNA (806) puede ser utilizado
en este caso, para amplificar las señales recibidas PCS, GPS y
celular. Además, dado que se utiliza el N-plexor
(804) que reduce las pérdidas de inserción, la menor ganancia y NF
degradado que resulta de la utilización de un LNA único (806)
pueden ser contrarestadas. El centro de la banda de paso del LNA
(806) puede ser ajustado si es necesario para incrementar la
ganancia para una banda particular, por ejemplo, la frecuencia
central puede ser desplazada hacia abajo para conseguir mayor
ganancia en la banda celular si es necesario para una aplicación
específica.
El dispositivo de comunicación sin cables (800)
puede incluir también un filtro (808) de rechazo de imagen. En un
receptor convencional, un filtro de rechazo de imagen sigue de
manera típica el LNA. El filtro de rechazo de imágenes está
configurado para reducir, entre otras cosas, el ruido y respuesta en
la banda de imagen, de manera que la respuesta de ruido no
interfiere con la recepción apropiada de una señal recibida. Por lo
tanto, en un dispositivo de comunicación sin cables configurado para
recibir señales en una serie de bandas de comunicación, sería
necesario un filtro de rechazo de imagen discreta para cada banda de
comunicación. Sin embargo, a efectos de reducir el número de
componentes, se puede configurar un único filtro de rechazo de
imagen (808) para filtrar señales para cada banda de comunicación
recibida por el dispositivo de comunicación sin cables (800).
Por lo tanto, por ejemplo, el filtro de rechazo
de imagen (808) puede comprender tres puertos de señales: uno
configurado para filtrar señales PCS, otro configurado para filtrar
señales GPS y otro configurado para filtrar señales celulares. Cada
uno de los puertos de señales comprende preferentemente un
dispositivo de filtro FBAR, pero puede comprender filtros
construidos utilizando dispositivos L/C y/o dispositivos SAW igual
que en el caso del N-plexor (804).
De acuerdo con ello, implementando los sistemas
y métodos descritos en lo anterior, un dispositivo de comunicación
sin cables (800) configurado para recibir señales en una serie de
bandas de comunicación, puede comprender una antena única (802), un
N-plexor único (804), un LNA único (806) y un único
filtro de rechazo de imagen (808). De manera alternativa, se pueden
implementar para reducir el número de componentes, las exigencias
de área del panel de circuitos y los costes, integración parcial en
el N-plexor, LNA, y/o etapas de filtro de rechazo
de imagen de acuerdo con sistemas y métodos que se han descrito. Por
lo tanto, por ejemplo, se puede realizar con dimensiones muy
reducidas y coste bajo un dispositivo de comunicación sin cables
activado por GPS, de banda dual. No obstante, tal como se ha
mencionado anteriormente, los sistemas y métodos que se han
descrito no están limitados a implementaciones específicas o en su
utilización con ninguna banda de comunicación específica.
Por lo tanto, si bien se han mostrado y descrito
realizaciones e implementaciones de la invención, debe ser evidente
que otras muchas realizaciones e implementaciones se encuentren
dentro del alcance de la invención.
Claims (6)
1. Dispositivo de comunicación sin cables (800)
que comprende:
una antena (802);
un amplificador de nivel bajo de ruidos
"LNA" (806) que tiene una impedancia de entrada LNA: y
un N-plexor (804) de dispositivo
único conectado entre la antena y el LNA, teniendo el
N-plexor de dispositivo único, una impedancia de
salida menor que la impedancia de entrada LNA para reducir el valor
Q de la entrada e incrementar la anchura de banda operativa del
LNA, comprendiendo el dispositivo N-plexor
único:
- un primer puerto de comunicación (428) que comprende:
- un primer filtro de transmisión (406) configurado para comunicar señales de una primera banda desde una primera línea de transmisión de señales (416) conectado directamente a la antena y
- un primer filtro de recepción (408) configurado para pasar señales de la primera banda directamente de la antena a una primera señal de recepción (418) conectada al LNA (806);
- un segundo puerto de comunicación que comprende:
- un segundo filtro de recepción (410) configurado para pasar señales GPS directamente desde la antena a una línea de señal GPS (420) conectada al LNA (806); y
- un tercer puerto de comunicación (430) que comprende:
- un tercer filtro de transmisión (412) configurado para comunicar señales de la tercera banda desde la tercera línea de señal de transmisión (424) directamente conectada a la antena; y
- un tercer filtro de recepción (408) configurado para pasar señales de la tercera banda directamente desde la antena a una tercera línea de recepción de señal (426) conectada al LNA (806).
2. Dispositivo (800) de comunicación sin cables,
según la reivindicación 1, en el que como mínimo un filtro del
N-plexor está construido a partir de material Film
Bulk Acoustic Resonator (FBAR) (Resonador Laminar Acústico en
Masa).
3. Dispositivo (800) de comunicación sin cables,
según la reivindicación 1, en el que la primera banda corresponde a
una banda de frecuencia PCS dentro de una gama de 1800 MHz.
4. Dispositivo (800) de comunicación sin cables,
según la reivindicación 1, en el que la tercera banda corresponde a
una banda de frecuencia celular en una gama de 800 MHz.
5. Dispositivo (800) de comunicación sin cables,
según la reivindicación 1, en el que la impedancia de salida del
dispositivo N-plexor único es aproximadamente de 50
ohmios, y la impedancia de entrada LNA es aproximadamente 90
ohmios.
6. Dispositivo (800) de comunicación sin cables,
que comprende la impedancia de entrada LNA.
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