FR2806865A1 - Dispositif de communication mobile et unite composite haute frequence utilisee dedans - Google Patents
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Abstract
Un dispositif de communication mobile est un dispositif de téléphone cellulaire à deux bandes qui comporte deux systèmes de communication supportant des bandes de fréquences différentes telles que DOS dans la bande à 1, 8 GHz et GSM dans la bande à 900 MHz. Le dispositif de communication mobile inclut une antenne (11), une unité composite haute fréquence (12), des émetteurs DCS et GSM (Txd, Txg) et des récepteurs DCS et GSM (Rxd, Rxg). L'unité composite haute fréquence contient un diplexeur (13), des commutateurs haute fréquence DCS et GSM (14a, 14b), des filtres haute fréquence DCS et GSM ou des filtres réjecteurs (15a, 15b) et un coupleur directionnel (16).
Description
ARRIÈRE-PLAN DE L'INVENTION
1. Domaine de l'invention La présente invention concerne un dispositif de communication mobile et une unité composite haute fréquence qui est utilisée dans ce même dispositif et de façon davantage particulière, la présente invention concerne un dispositif de communication mobile susceptible d'utiliser une pluralité de différents systèmes de communication mobile, et une unité composite haute fréquence utilisée dans ce même dispositif.
2. Description de l'art antérieur
Dans l'état de l'art, un dispositif de téléphone cellulaire à deux bandes pouvant fonctionner dans des systèmes de communication qui supportent une pluralité de bandes de fréquences tels que le système cellulaire numérique (DCS) qui utilise la bande à 1,8 GHz et que le système global pour des communications mobiles (GSM) qui utilise la bande à 900 MHz a été proposé en tant que dispositif de
communication mobile en Europe.
La figure 9 est un schéma fonctionnel qui représente une partie d'un dispositif de téléphone cellulaire à deux bandes typique incluant une combinaison du système DCS qui utilise la bande à 1,8 GHz et du système GSM qui utilise la bande à 900 MHz, à titre d'exemple. Le dispositif de téléphone cellulaire à deux bandes inclut une antenne 1, un diplexeur 2 et deux systèmes de communication, soit les systèmes
DCS et GSM.
Le diplexeur 2 émet des signaux d'émission depuis les deux systèmes de communication, soit les systèmes DCS et GSM, sur l'antenne 1 et distribue des signaux de réception qui sont reçus via l'antenne 1 sur les deux systèmes de communication que sont les systèmes DCS et GSM. Le réseau DCS inclut un commutateur haute fréquence 3a pour commuter des signaux entre un émetteur Txd et un récepteur Rxd ainsi qu'un filtre passe-bas 4a et qu'un coupleur directionnel 5a qui font suite au commutateur haute fréquence 3a et qui sont connectés à l'émetteur Txd. Le réseau GSM inclut un commutateur haute fréquence 3b pour commuter des signaux entre un émetteur Txg et un récepteur Rxg ainsi qu'un filtre passe-bas 4b et qu'un coupleur directionnel 5b qui font suite au commutateur haute fréquence 3b et qui sont connectés à l'émetteur Txg. Les filtres passe-bas 4a et 4b sont respectivement situés entre les commutateurs haute fréquence 3a et 3b et les coupleurs directionnels 5a et 5b de telle sorte qu'une distorsion d'harmonique générée par des amplificateurs de puissance d'émission (qui ne sont pas représentés) qui sont incorporés dans les émetteurs Txd et Txg soit ôtée. Les coupleurs directionnels 5a et 5b extraient des parties des signaux d'émission et envoient les résultats sur des circuits de commande automatique de gain (qui ne sont pas représentés) afin
de maintenir des gains constants dans les signaux d'émission.
Le fonctionnement du dispositif de téléphone cellulaire à deux bandes est décrit ci-après. Pour une transmission DCS, le commutateur haute fréquence 3a active l'émetteur Txd. Un signal d'émission qui est envoyé depuis l'émetteur Txd par l'intermédiaire du coupleur directionnel 5a, du filtre passe-bas 4a et du commutateur haute fréquence 3a est sélectionné par le diplexeur 2 et est émis depuis l'antenne 1. Pour une réception DCS, par ailleurs, un signal de réception qui est reçu par l'antenne 1 est sélectionné par le diplexeur 2 et le commutateur haute fréquence 3a active le récepteur Rxd avant que le signal de réception ne soit passé au récepteur Rxd. Pour une
émission et une réception GSM, les mêmes opérations sont réalisées.
Cependant, le dispositif de téléphone cellulaire à deux bandes mentionné ci-avant qui est un dispositif de communication mobile classique présente le problème tel que décrit ci-après. C'est-à-dire qu'un coupleur directionnel permettant d'extraire des parties de signaux d'émission et d'envoyer les résultats sur un circuit de commande automatique de gain est disposé dans chacune des voies de transmission DCS et GSM, ce qui augmente le nombre de composants requis sur un substrat de circuit. Ceci conduit à un dispositif de téléphone cellulaire (dispositif de communication mobile) à deux
bandes qui présente une dimension augmentée.
Un autre problème est décrit ci-après. Puisqu'une antenne, un diplexeur, des commutateurs haute fréquence DCS et GSM, des filtres haute fréquence DCS et GSM (c'est-à-dire des filtres passe-bas) et des coupleurs directionnels DCS et GSM sont montés sur un unique substrat de circuit de façon discrète, des circuits d'adaptation qui assurent des caractéristiques d'adaptation, d'atténuation ou d'isolation sont en outre requis entre le diplexeur et les commutateurs haute fréquence, entre les commutateurs haute fréquence et les filtres haute fréquence ainsi qu'entre les filtres haute fréquence et les coupleurs directionnels. Par conséquent, le nombre de composants est encore augmenté, ce qui augmente encore l'aire de montage afférente et ce qui augmente la dimension du substrat de circuit. Ceci conduit à un dispositif de téléphone cellulaire (dispositif de communication mobile) à
deux bandes de grande dimension.
RÉSUMÉ DE L'INVENTION
Afin de surmonter les problèmes décrits ci-avant qui sont rencontrés dans l'art antérieur, des modes de réalisation préférés de la présente invention proposent un dispositif de communication mobile qui élimine la nécessité d'un circuit d'adaptation et qui inclut un circuit compact, ainsi qu'une unité composite haute fréquence utilisée dans ce
même dispositif.
A cette fin, selon un mode de réalisation préféré de la présente invention, un dispositif de communication mobile qui comporte une pluralité de systèmes de communication supportant des bandes de fréquences différentes inclut une antenne, un émetteur pour chacun des systèmes de communication et un récepteur pour chacun des systèmes de communication. Le dispositif de communication mobile inclut en outre un diplexeur pour émettre des signaux d'émission depuis la pluralité de systèmes de communication sur l'antenne et pour distribuer des signaux de réception qui sont reçus via l'antenne sur la pluralité de systèmes de communication, un commutateur haute fréquence pour chacun des systèmes de communication pour commuter les signaux entre l'émetteur et le récepteur et un coupleur directionnel pour extraire des parties des signaux d'émission et pour envoyer les résultats sur un circuit de commande automatique de gain. Le coupleur directionnel est
disposé entre l'antenne et le diplexeur.
Le dispositif de communication mobile inclut en outre des filtres haute fréquence qui font suite aux commutateurs haute fréquence et qui
sont connectés aux récepteurs.
Selon un autre mode de réalisation préféré de la présente invention, une unité composite haute fréquence qui est utilisée dans le dispositif de communication mobile inclut un circuit hyperfréquence supportant la pluralité des systèmes de communication. L'unité composite haute fréquence est définie par un substrat multicouche qui est réalisé en empilant une pluralité de couches diélectriques, et le substrat multicouche comporte le diplexeur, les commutateurs haute
fréquence et le coupleur directionnel.
De préférence, dans l'unité composite haute fréquence, le diplexeur inclut un élément d'inductance et un élément de capacitance; le commutateur haute fréquence inclut un élément de commutation, un élément d'inductance et un élément de capacitance; et le coupleur directionnel inclut une ligne primaire et une ligne secondaire. Ces composants sont soit contenus dans le substrat multicouche, soit montés sur le substrat multicouche. Le substrat multicouche inclut de préférence des connecteurs pour connecter ces composants les uns
aux autres.
Par conséquent, un dispositif de communication mobile conformément à la présente invention prévoit un coupleur directionnel entre une antenne et un diplexeur, ce qui élimine la nécessité de prévoir des coupleurs directionnels séparés pour une pluralité de systèmes de communication. Par conséquent, seulement un seul coupleur directionnel est requis pour le dispositif de communication mobile. Une unité composite haute fréquence conformément à la présente invention inclut un diplexeur, des commutateurs haute fréquence et un coupleur directionnel, lesquels éléments sont prévus dans un substrat multicouche qui est réalisé en empilant une pluralité de couches diélectriques. Par conséquent, les connecteurs pour le diplexeur, les commutateurs haute fréquence et le coupleur directionnel
sont incorporés dans le substrat multicouche.
D'autres caractéristiques, d'autres éléments et d'autres
avantages de la présente invention apparaîtront au vu de la description
détaillée qui suit de ses modes de réalisation préférés par report aux
dessins annexés.
BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS
La figure 1 est un schéma fonctionnel d'un dispositif de communication mobile conformément à un mode de réalisation préféré de la présente invention; la figure 2 est un schéma de circuit d'un diplexeur dans une unité composite haute fréquence qui est représentée sur la figure 1; les figures 3A et 3B sont des schémas de circuit de commutateurs haute fréquence dans l'unité composite haute fréquence qui est représentée sur la figure 1; les figures 4A et 4B sont des schémas de circuit de filtres haute fréquence dans l'unité composite haute fréquence qui est représentée sur la figure 1; la figure 5 est un schéma de circuit d'un coupleur directionnel qui est incorporé dans l'unité composite haute fréquence qui est représentée sur la figure 1; la figure 6 est une vue en perspective partiellement éclatée de l'unité composite haute fréquence qui est représentée sur la figure 1; les figures 7A à 7H sont des vues en plan de dessus de couches diélectriques qui forment un substrat multicouche de l'unité composite haute fréquence qui est représentée sur la figure 6; les figures 8A à 8F sont des vues en plan de dessus d'autres couches diélectriques qui forment le substrat multicouche de l'unité composite haute fréquence qui est représentée sur la figure 6; la figure 8G est une vue de dessous de la couche diélectrique qui est représentée sur la figure 8F; et la figure 9 est un schéma fonctionnel qui représente une partie d'un dispositif de téléphone cellulaire (dispositif de communication
mobile) à deux bandes typique.
DESCRIPTION DÉTAILLÉE DE MODES DE RÉALISATION
PRÉFÉRÉS
La figure 1 représente un dispositif de communication mobile 10 conformément à un mode de réalisation préféré de la présente invention. Le dispositif de communication mobile 10 est un dispositif de téléphone cellulaire à deux bandes qui comporte deux systèmes de communication à bandes de fréquences différentes, à savoir le système DCS qui est un système de communication à 1,8 GHz et le système GSM qui est un système de communication à 900 MHz. Le dispositif de communication mobile 10 inclut une antenne 11, une unité composite haute fréquence 12 qui est entourée par une ligne en pointillés sur la figure 1, des émetteurs Txd et Txg ainsi que des
récepteurs Rxd et Rxg.
L'unité composite haute fréquence 12 inclut des premier à cinquième ports P1 à P5, un diplexeur 13, des commutateurs haute fréquence 14a et 14b, des filtres réjecteurs ou coupe-fréquence 15a et
15b qui sont des filtres haute fréquence et un coupleur directionnel 16.
Le diplexeur 13 envoie des signaux d'émission depuis les deux systèmes de communication, soit les systèmes DCS et GSM, sur l'antenne 11 et distribue des signaux de réception qui sont reçus via l'antenne 11 sur les deux systèmes de communication, soit les
systèmes DCS et GSM.
Le commutateur haute fréquence 14a est commuté pour laisser passer des signaux DCS depuis l'émetteur Txd jusqu'au récepteur Rxd, et le commutateur haute fréquence 14b est commuté pour laisser
passer des signaux GSM depuis l'émetteur Txg jusqu'au récepteur Rxg.
Les filtres réjecteurs ou coupe-fréquence 15a et 15b sont respectivement situés entre les commutateurs haute fréquence 14a et 14b et les émetteurs Txd et Txg de telle sorte qu'une distorsion d'harmonique générée par des amplificateurs de puissance d'émission (qui ne sont pas représentés) qui sont incorporés dans les émetteurs
Txd et Txg soit ôtée.
Le coupleur directionnel 16 qui extrait des parties des signaux d'émission DCS et GSM et qui envoie les résultats sur un circuit de commande automatique de gain (qui n'est pas représenté) est disposé entre l'antenne 11 et le diplexeur 13. Les signaux d'émission DCS et GSM sont discriminés en modifiant le degré de couplage du coupleur directionnel 16 en fonction de la bande de fréquences DCS ou de la
bande de fréquences GSM.
Le premier port P1 correspond à un premier port P41 du coupleur directionnel 16. Les second et quatrième ports P2 et P4 correspondent respectivement à des seconds ports P32a et P32b des filtres réjecteurs ou coupe-fréquence 15a et 15b. Les troisième et cinquième ports P3 et P5 correspondent respectivement à des troisièmes ports P23a et P23b des commutateurs haute fréquence 14a
et 14b.
Un premier port Pl1 du diplexeur 13 est connecté à un second port P42 du coupleur directionnel 16 et des second et troisième ports P12 et P13 du diplexeur 13 sont connectés respectivement à des premiers ports P21a et P21b des commutateurs haute fréquence 14a et
14b.
Des seconds ports P22a et P22b des commutateurs haute fréquence 14a et 14b sont respectivement connectés à des premiers ports P31a et P31b des filtres réjecteurs ou coupe-fréquence 15a et b. Le premier port P1, le second port P2, le troisième port P3, le quatrième port P4 et le cinquième port P5 de l'unité composite haute fréquence 12 sont respectivement connectés à l'antenne 11, à l'émetteur DCS Txd, au récepteur DCS Rxd, à l'émetteur GSM Txg et
au récepteur GSM Rxg.
La figure 2 est un schéma de circuit du diplexeur 13 dans l'unité
composite haute fréquence 12 qui est représentée sur la figure 1.
Le diplexeur 13 inclut des inducteurs ou des éléments d'inductance Lll et L12 et des condensateurs ou des éléments de capacitance C 1 à C15. Les condensateurs C1l et C12 sont connectés en série entre le premier port Pl1 et le second port P12 et la jonction des condensateurs Cl 1 et C12 est reliée à la masse par l'intermédiaire
de l'inducteur L11 et du condensateur C13.
Un circuit parallèle constitué par l'inducteur L12 et par le condensateur C14 est connecté entre le premier port Pll et le troisième P13 et la jonction du circuit parallèle et du troisième port P3
est reliée à la masse par l'intermédiaire du condensateur C15.
En d'autres termes, un filtre passe-haut est défini entre le premier port Pll et le second port P12, lequel filtre passe-haut présente une bande passante au travers de laquelle seulement les signaux d'émission/réception DCS (dans une bande hautes fréquences) qui aboutissent au second port P12 sont transmis ou émis. Un filtre passe-bas est défini entre le premier port Pl et le troisième port P13, lequel filtre passe-bas présente une bande passante au travers de laquelle seulement les signaux d'émission/réception GSM (dans une bande basses fréquences) qui aboutissent au troisième port P13 sont
transmis ou émis.
Les figures 3A et 3B sont des schémas de circuit qui représentent respectivement le commutateur haute fréquence DCS 14a et le commutateur haute fréquence GSM 14b dans l'unité composite
haute fréquence 12 qui est représentée sur la figure 1.
Comme représenté sur les figures 3A et 3B, puisque le commutateur haute fréquence DCS 14a et le commutateur haute fréquence GSM 14b présentent la même structure de circuit, une
description du commutateur haute fréquence GSM 14b est omise;
cependant, des index de référence qui correspondent à ceux du commutateur haute fréquence DCS 14a sont présentés entre parenthèses. Le commutateur haute fréquence 14a (14b) inclut des diodes ou des éléments de commutation Dla et D2a (Dlb et D2b), des inducteurs ou des éléments d'inductance L21a à L23a (L21b à L23b), des condensateurs ou des éléments de capacitance C21a et C22a (C21b et C22b) et une résistance Ra (Rb). L'inducteur L21a (L21b) est une
bobine piège parallèle et l'inducteur L22a (L22b) est une bobine d'arrêt.
La diode Dla (Dlb) est connectée entre le premier port P21a (P21b) et le second port P22a (P22b), la cathode étant dirigée vers le premier port P21a (P21b). Un circuit série constitué par l'inducteur L21a (L21b) et par le condensateur C21a (C21b) est connecté en
parallèle à la diode Dla (Dlb).
L'anode de la diode Dla (Dlb) qui est connectée au second port P22a (P22b) est reliée à la masse par l'intermédiaire de l'inducteur L22a (L22b) et une borne de commande Vca (Vcb) est connectée à un
noeud entre l'inducteur L22a (L22b) et la masse.
L'inducteur L23a (L23b) est connecté entre le premier port P21a (P21b) et le troisième port P23a (P23b) et une jonction de l'inducteur L23a (L23b) et du troisième port P23a (P23b) est reliée à la masse par
l'intermédiaire de la diode D2a (D2b) et du condensateur C22a (C22b).
La jonction de la cathode de la diode D2a (D2b) et du condensateur C22a (C22b) est reliée à la masse par l'intermédiaire de la résistance
Ra (Rb).
Les figures 4A et 4B sont des schémas de circuit qui représentent respectivement le filtre réjecteur ou coupe-fréquence ou filtre haute fréquence DCS 15a et le filtre réjecteur ou coupe-fréquence ou filtre haute fréquence GSM 15b dans l'unité composite haute
fréquence 12 qui est représentée sur la figure 1.
Comme représenté sur les figures 4A et 4B, puisque le filtre
réjecteur ou coupe-fréquence DCS 15a et le filtre réjecteur ou coupe-
fréquence GSM 15b présentent la même structure de circuit, une
description du filtre réjecteur GSM 15b est omise; cependant, des
index de référence qui correspondent à ceux du filtre réjecteur ou
coupe-fréquence DCS 15a sont présentés entre parenthèses.
Le filtre réjecteur ou coupe-fréquence 15a (15b) inclut un inducteur ou un élément d'inductance L31a (L31b) et des condensateurs ou des éléments de capacitance C31 a et C32a (C31 b et C32b). Un circuit parallèle qui est constitué par l'inducteur L31a (L31b) et par le condensateur C31a (C31b) est connecté entre le premier port
P31a (P31 b) et le second port P32a (P32b).
La jonction du circuit parallèle et du second port P32a (P32b)
est reliée à la masse par l'intermédiaire du condensateur C32a (C32b).
La figure 5 est un schéma de circuit du coupleur directionnel 16 dans l'unité composite haute fréquence 12 qui est représentée sur la
figure 1.
Le coupleur directionnel 16 inclut une ligne primaire L41 et une ligne secondaire L42. La ligne primaire L41 est couplée aux premier et second ports P41 et P42 au niveau de ses extrémités et la ligne secondaire L42 est couplée aux troisième et quatrième ports P43 et
P44 au niveau de ses extrémités.
Le troisième port P43 est relié à la masse par l'intermédiaire d'une résistance R et le quatrième port P44 est connecté à un circuit de
commande automatique de gain bien que ceci ne soit pas représenté.
La figure 6 est une vue en perspective partiellement éclatée de
l'unité composite haute fréquence 12 qui est représentée sur la figure 1.
L'unité composite haute fréquence 12 inclut un substrat multicouche 17
qui est constitué en empilant une pluralité de couches diélectriques.
Le substrat multicouche 17 contient les inducteurs L11 et L12 et les condensateurs Cil à C15 du diplexeur 13 (voir figure 2); les inducteurs L23a et L23b des commutateurs haute fréquence 14a et 14b (voir figures 3A et 3B); les inducteurs L31a et L31b et les condensateurs C31a, C32a, C31b et C32b des filtres réjecteurs ou coupe-fréquence 16a et 16b (voir figures 4A et 4B); et les lignes primaire et secondaire L41 et L42 du coupleur directionnel 16 bien que
ces composants ne soient pas représentés sur la figure 6.
Les diodes Dla, D2a, Dlb et D2b, ies inducteurs L21a, L22a, L21b et L22b, les condensateurs C21a, C22a, C21b et C22b et les résistances Ra et Rb des commutateurs haute fréquence 14a et 14b (voir les figures 3A et 3B) et la résistance R qui est connectée au troisième port P43 dans le coupleur directionnel 16 sont montés sur une surface du substrat multicouche 17. Ces composants sont constitués par des puces et ces puces sont montées sur le substrat
multicouche 17.
Le substrat multicouche 17 comporte douze bornes externes Ta à TI prévues sur des surfaces latérales en direction de la surface inférieure en utilisant une technique telle qu'une impression par sérigraphie. Les douze bornes externes Ta à TI sont connectées aux premier à cinquième ports P1 à P5 de l'unité composite haute fréquence 12, aux bornes de commande Vca et Vcb des commutateurs haute fréquence 14a et 14b, au quatrième port P44 connecté au circuit de commande automatique de gain dans le coupleur directionnel 16 et
aux masses.
Un capuchon métallique 18 qui comporte des protubérances courtes 181 et 182 qui se font face l'une l'autre s'étend au-dessus du substrat multicouche 17 de manière à recouvrir les puces qui sont montées sur le substrat multicouche 17 de telle sorte que les protubérances 181 et 182 soient placées contre les bornes externes Tf
et TI définissant les masses.
Des connexions entre le coupleur directionnel 16 et le diplexeur 13, entre le diplexeur 13 et les commutateurs haute fréquence 14a et 14b ainsi qu'entre les commutateurs haute fréquence 14a et 14b et les filtres réjecteurs ou coupe-fréquence 15a et 15b sont constituées par des électrodes en trou de via (non représentées) etc... à l'intérieur du
substrat multicouche 17.
Les figures 7A à 7H ainsi que les figures 8A à 8F sont des vues en plan de dessus de la pluralité de couches diélectriques qui définissent le substrat multicouche 17 de l'unité composite haute fréquence 12 qui est représentée sur la figure 6. La figure 8G est une vue de dessous de la couche diélectrique qui est représentée sur la
figure 8F.
Le substrat multicouche 17 est constitué en empilant des première à quatorzième couches diélectriques 17a à 17n dans l'ordre mentionné à partir du sommet, lesquelles couches diélectriques sont constituées en une céramique qui contient de façon essentielle de I'oxyde de baryum, de l'oxyde d'aluminium et de la silice, et en faisant cuire l'empilement à une température de cuisson non supérieure à
1000 OC.
La première couche diélectrique 17a inclut des plages La et des lignes Li constituées sur sa surface supérieure en utilisant une technique telle qu'une impression par sérigraphie. Les diodes Dla, Dlb, D2a et D2b, les inducteurs L21a, L21b, L22a et L22b, les condensateurs C21a, C21b, C22a et C22b et les résistances Ra, Rb et
R sont montés sur les plages La.
Sur les figures 7G, 8B et 8C, des électrodes microbandes Spl à Sp8 sont constituées sur les surfaces supérieures des septième, dixième et onzième couches diélectriques 17g, 17j et 17k en utilisant
une technique telle qu'une impression par sérigraphie.
Sur les figures 7C à 7F et 8E, des électrodes de condensateur Cpl à Cp15 sont constituées sur les surfaces supérieures des troisième à sixième et treizième couches diélectriques 17c à 17f et 17m
en utilisant une technique telle qu'une impression par sérigraphie.
Sur les figures 7C, 7H, 8D et 8F, des électrodes de mise à la masse Gpl à Gp4 sont prévues sur les surfaces supérieures des troisième, huitième, douzième et quatorzième couches diélectriques 17c, 17h, 171 et 17n en utilisant une technique telle qu'une impression
par sérigraphie.
Sur la figure 8G, les bornes externes Ta à TI sont imprimées et sont formées sur une surface inférieure 17nu de la quatorzième couche diélectrique 17n en utilisant une technique telle qu'une impression par serigraphie. Sur les figures 7B, 8A et 8B, les lignes Li qui sont utilisées en tant que connecteurs sont constituées sur les surfaces supérieures des seconde, neuvième et dixième couches diélectriques 17b, 17i et 17j en
utilisant une technique telle qu'une impression par sérigraphie.
Les électrodes microbandes SpI à Sp8, les électrodes de condensateur Cpl à Cp15 et les électrodes de mise à la masse Gpl à
Gp4 sont chacune définies par des couches conductrices.
Les première à treizième couches diélectriques 17a à 17m comportent des électrodes en trou de via Vh qui sont utilisées en tant que connecteurs en des positions prédéterminées pour définir un passage au travers des première à treizième couches diélectriques 17a
à 17m.
Dans le diplexeur 11, les inducteurs LIl et L12 sont
respectivement définis par les électrodes microbandes Sp7 et Sp6.
Dans les commutateurs haute fréquence 14a et 14b, les inducteurs L23a et L23b sont respectivement définis par les électrodes
microbandes Sp4 et Sp3.
Dans les filtres haute fréquence 15a et 15b, les inducteurs L31a et L31b sont respectivement définis par les électrodes microbandes Sp8 et Sp5. Dans le coupleur directionnel 16, les lignes primaire et secondaire L41 et L42 sont respectivement définies par les électrodes
microbandes Sp2 et Spl.
Dans le diplexeur 11, le condensateur Cll est défini par les électrodes de condensateur Cp2, Cp4 et Cp7; le condensateur C12 est défini par les électrodes de condensateur Cp5, Cp8 et Cp 1; le condensateur C13 est défini par l'électrode de condensateur Cp15 et par l'électrode de mise à la masse Gp4; le condensateur C14 est défini par les électrodes de condensateur Cp7 et Cp10; et le condensateur C15 est défini par l'électrode de condensateur Cp13 et par l'électrode
de mise à la masse Gp4.
Dans le filtre réjecteur ou coupe-fréquence 15a, le condensateur C31a est défini par les électrodes de condensateur Cp3 et Cp9; et le condensateur C32a est défini par l'électrode de condensateur Cp14 et par l'électrode de mise à la masse Gp4. Dans le filtre réjecteur ou coupe-fréquence 15b, le condensateur C31 b est défini par les électrodes de condensateur Cpl et Cp6, et le condensateur C32b est défini par l'électrode de condensateur Cp12 et par l'électrode de mise à
la masse Gp4.
Un fonctionnement de l'unité composite haute fréquence 12 qui est incorporée dans le dispositif de communication mobile 10 qui est
représenté sur la figure 1 est décrit ci-après.
Pour une émission d'un signal d'émission DCS dans la bande à 1,8 GHz, une tension de 3 V est appliquée sur la borne de commande Vca du commutateur haute fréquence DCS 14a. Les diodes Dla et D2a sont ensuite activées et le signal d'émission DCS est passé au travers du commutateur haute fréquence 14a, du diplexeur 13 et du coupleur directionnel 16 et est émis depuis l'antenne ANT qui est connectée au
premier port P1 de l'unité composite haute fréquence 12.
A cet instant, une tension de 0 V est appliquée sur la borne de commande Vcb du commutateur haute fréquence GSM 14b afin de désactiver la diode Dlb, ce qui empêche que les signaux d'émission GSM ne soient émis. Le diplexeur 13 empêche que le signal d'émission DCS ne soit passé à l'émetteur GSM Txg et au récepteur GSM Rxg. Le filtre réjecteur ou coupefréquence 15a qui fait suite au commutateur haute fréquence DCS 14a et quiest connecté à l'émetteur DCS Txd atténue une distorsion du signal d'émission DCS, laquelle distorsion est générée par un amplificateur haute puissance (qui n'est pas
représenté) qui est incorporé dans l'émetteur Txd.
Pour l'émission d'un signal d'émission GSM dans la bande à 900 MHz, par ailleurs, une tension de 3 V est appliquée sur la borne de commande Vcb du commutateur haute fréquence GSM 14b. Les diodes Dlb et D2b sont ensuite activées et le signal d'émission GSM est passé au travers du commutateur haute fréquence 14b, du diplexeur 13 et du coupleur directionnel 16, et est émis depuis l'antenne ANT qui est
connectée au premier port P1 de l'unité composite haute fréquence 12.
A cet instant, une tension de 0 V est appliquée sur la borne de commande Vca du commutateur haute fréquence DCS 14a afin de désactiver la diode Dla, ce qui empêche que des signaux d'émission DCS ne soient émis. Le diplexeur 13 empêche que le signal d'émission GSM ne soit passé à l'émetteur DCS Txd et au récepteur DCS Rxd. Le filtre réjecteur ou coupefréquence 15b qui fait suite au commutateur haute fréquence 14b et qui est connecté à l'émetteur GSM Txg atténue une distorsion du signal d'émission GSM, laquelle distorsion est générée par un amplificateur haute puissance (qui n'est pas
représenté) qui est incorporé dans l'émetteur Txg.
Puis, pour la réception de signaux de réception DCS et GSM, une tension de 0 V est appliquée sur la borne de commande Vca du commutateur haute fréquence DCS 14a afin de désactiver les diodes Dla et D2a et une tension de 0 V est appliquée sur la borne de commande Vcb du commutateur haute fréquence GSM 14b afin de désactiver les diodes Dlb et D2b. Ceci empêche que le signal de réception DCS ne soit passé de façon non souhaitable à l'émetteur DCS Txd et empêche également que le signal de réception GSM ne
soit passé de façon non souhaitable à l'émetteur GSM Txg.
Le diplexeur 13 empêche à la fois que des signaux de réception DCS ne soient passés de façon non souhaitable au réseau GSM et que des signaux de réception GSM ne soient passés de façon non
souhaitable au réseau DCS.
Par conséquent, un dispositif de communication mobile du mode de réalisation illustré prévoit un coupleur directionnel entre une antenne et un diplexeur, ce qui élimine des coupleurs directionnels séparés pour une pluralité de systèmes de communication. Par conséquent, le dispositif de communication mobile nécessite un unique coupleur directionnel. Ceci assure une simplification au niveau du câblage des émetteurs et assure une simplification au niveau des étapes de fabrication d'un dispositif de communication mobile, d'o ainsi la réalisation d'une fabrication de coût faible. En outre, des pertes dans le câblage sont fortement réduites, ce qui réduit fortement la perte d'insertion pour l'émission, ce qui conduit à un dispositif de
communication mobile haute performance.
Puisque des coupleurs directionnels séparés ne sont pas nécessaires pour une pluralité de systèmes de communication et que le dispositif de communication mobile nécessite un unique coupleur directionnel, un dispositif de communication mobile présentant une
dimension fortement réduite est réalisé.
Par conséquent, un filtre réjecteur ou coupe-fréquence qui fait suite à un commutateur haute fréquence et qui est connecté à un émetteur atténue une distorsion de signaux d'émission qui est générée
par un amplificateur haute puissance qui est incorporé dans l'émetteur.
Ceci réduit fortement la perte d'insertion au niveau d'un récepteur.
Une unité composite haute fréquence du mode de réalisation illustré est définie par un substrat multicouche qui est constitué en empilant une pluralité de couches diélectriques, le substrat multicouche incorpore un diplexeur, des commutateurs haute fréquence, des filtres réjecteurs ou coupe-fréquence et un coupleur directionnel. Ceci permet la réalisation de connexions entre le diplexeur, les commutateurs haute fréquence, les filtres réjecteurs ou coupe-fréquence et le coupleur directionnel à l'intérieur du substrat multicouche. Par conséquent, une unité composite haute fréquence compacte est réalisée et ainsi, un dispositif de communication mobile compact qui incorpore une telle
unité composite compacte est réalisé.
Par conséquent, un diplexeur, des commutateurs haute fréquence, des filtres réjecteurs ou coupe-fréquence et un coupleur directionnel sont incorporés dans un substrat multicouche qui est constitué en empilant une pluralité de couches diélectriques. Ceci facilité l'adaptation entre le coupleur directionnel et le diplexeur, entre le diplexeur et les commutateurs haute fréquence ainsi qu'entre les
commutateurs haute fréquence et les filtres réjecteurs ou coupe-
fréquence. Aucun circuit d'adaptation n'est par conséquent requis afin d'assurer une adaptation entre le coupleur directionnel et le diplexeur, entre le diplexeur et les commutateurs haute fréquence ainsi qu'entre
les commutateurs haute fréquence et les filtres réjecteurs ou coupe-
fréquence. Ceci conduit à une unité composite haute fréquence encore
davantage compacte.
Un filtre haute fréquence utilisé ici est un filtre réjecteur ou coupefréquence qui peut réaliser une atténuation seulement dans le voisinage des second et troisième harmoniques que l'on souhaite atténuer, d'o ainsi la réduction de leur influence sur la bande passante fondamentale. Par conséquent, par comparaison avec un filtre tel qu'un filtre passe-bas ou qu'un filtre passe-bande pour atténuer la bande d'harmoniques complète, la perte d'insertion au niveau de la bande passante fondamentale est fortement réduite, ce qui réduit fortement
les pertes globales d'une unité composite haute fréquence.
Selon le mode de réalisation illustré, un diplexeur et un filtre réjecteur ou coupe-fréquence incluent chacun des inducteurs et des condensateurs; un commutateur haute fréquence inclut des diodes, des inducteurs et des condensateurs; et un coupleur directionnel inclut une ligne primaire et une ligne secondaire. Ces composants sont en outre prévus dans ou monté sur un substrat multicouche et sont connectés les uns aux autres par des connecteurs qui sont prévus à l'intérieur du substrat multicouche. Ceci réduit fortement les pertes dues au câblage entre les composants. Il s'ensuit que les pertes globales d'une unité composite haute fréquence sont fortement réduites tandis qu'un dispositif de communication mobile haute performance qui
incorpore une telle unité composite haute fréquence est réalisé.
Par conséquent, puisque des électrodes microbandes qui définissent des inducteurs sont prévues dans un substrat multicouche, un effet de réduction de longueur d'onde se produit, ce qui permet de réduire fortement la longueur des électrodes microbandes. Ceci réduit fortement la perte d'insertion au niveau des électrodes microbandes, d'o ainsi la réalisation d'une unité composite haute fréquence compacte à pertes faibles. Par conséquent, un dispositif de communication mobile compact et haute performance incorporant une
telle unité composite haute fréquence est également réalisé.
Qui plus est, des bobines sur puce présentant des facteurs Q élevés sont utilisées pour des bobines pièges parallèles et des bobines d'arrêt dans des commutateurs haute fréquence et son montées dans un substrat multicouche. Par conséquent, des bobines sur puce qui présentent la même forme peuvent être utilisées dans une pluralité de systèmes de communication à différente bandes de fréquences. Ceci permet de modifier la conception aisément en fonction des diverses bandes de fréquences et la conception peut être modifiée en un temps plus court, ce qui conduit à un coût de fabrication réduit. Les bobines pièges parallèles et les bobines d'arrêt qui présentent des facteurs Q élevés permettent en outre de disposer d'une bande passante plus
large, d'o ainsi la réalisation de pertes plus faibles.
Bien que le mode de réalisation illustré ait été décrit dans le cas o un dispositif de communication mobile et une unité composite haute fréquence utilisent une combinaison de systèmes DCS et GSM, il apparaîtra à l'homme de l'art que la combinaison des systèmes DCS et GSM n'est pas limitative et que d'autres combinaisons peuvent être utilisées. Les autres combinaisons incluent une combinaison de services de communication personnelle ou PCS et de services de téléphone mobile avancés ou AMPS, une combinaison d'un téléphone sans fil européen numérique ou DECT et du système GSM et une combinaison d'un système de téléphone portable personnel ou PHS et
d'un système PDS (cellulaire numérique personnel).
Bien que le mode de réalisation illustré prévoie deux systèmes de communication, trois systèmes de communication ou plus
présenteraient les mêmes avantages.
Bien qu'une unité composite haute fréquence qui est utilisée dans un dispositif de communication mobile soit formée à partir d'un substrat multicouche selon le mode de réalisation illustré, un dispositif de communication mobile qui incorpore des composants discrets
agencés sur un substrat de circuit disposerait des mêmes avantages.
Bien que des modes de réalisation préférés de la présente invention aient été décrits, divers modes de mise en oeuvre des principes décrits ici sont envisagés comme s'inscrivant dans le cadre
des revendications qui suivent. Par conséquent, il est bien entendu que
le cadre de la présente invention n'a pas à être limité par autre chose
que ce qui est mis en exergue dans les revendications.
Claims (20)
1. Dispositif de communication mobile (10) comportant une pluralité de systèmes de communication (DCS, GSM) qui supportent des bandes de fréquences différentes, caractérisé en ce qu'il comprend: une antenne (11) ; un émetteur (Txd, Txg) pour chacun de la pluralité de systèmes de communication (DCS, GSM); un récepteur (Rxd, Rxg) pour chacun de la pluralité de systèmes de communication (DCS, GSM); un diplexeur (13) pour transmettre des signaux d'émission en provenance de ladite pluralité de systèmes de communication (DCS, GSM) jusqu'à ladite antenne (11) et pour distribuer des signaux de réception qui sont reçus via ladite antenne (11) sur la pluralité de systèmes de communication (DCS, GSM); un commutateur haute fréquence (14a, 14b) pour chacun de la pluralité de systèmes de communication (DCS, GSM), pour commuter les signaux entre ledit émetteur (Txd, Txg) et ledit récepteur (Rxd, Rxg); et un coupleur directionnel (16) pour extraire des parties des signaux d'émission et pour envoyer les résultats sur un circuit de commande automatique de gain, ledit coupleur directionnel étant
disposé entre ladite antenne (11) et ledit diplexeur (13).
2. Unité composite haute fréquence (12) utilisée dans un dispositif de communication mobile (10) selon la revendication 1, caractérisée en ce que: ladite unité composite haute fréquence inclut un circuit hyperfréquence qui supporte la pluralité de systèmes de communication (DCS, GSM), ladite unité composite haute fréquence (12) étant définie par un substrat multicouche (17) réalisé en empilant une pluralité de couches diélectriques, le substrat multicouche comportant ledit diplexeur (13), lesdits commutateurs haute fréquence (14a, 14b) et ledit coupleur
directionnel (16).
3. Unité composite haute fréquence (12) selon la revendication 2, caractérisée en ce que: ledit diplexeur (13) inclut un élément d'inductance (Ll1, L12) et un élément de capacitance (Cll à C15), ledit commutateur haute fréquence (14a, 14b) inclut un élément de commutation (Dla, D2a; Dlb, D2b), un élément d'inductance (L21a à L23a; L21b à L23b) et un élément de capacitance (C21a, C22a; C21b, C22b) et ledit coupleur directionnel (16) inclut une ligne primaire (L41) et une ligne secondaire
(L42);
le substrat multicouche (17) inclut l'élément de commutation, I'élément d'inductance, l'élément de capacitance, la ligne primaire et la ligne secondaire; et le substrat multicouche inclut en outre un moyen de connecteur pour connecter l'élément de commutation, I'élément d'inductance,
I'élément de capacitance, la ligne primaire et la ligne secondaire.
4. Dispositif de communication mobile selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend en outre des filtres haute fréquence (15a, 15b), lesdits filtres haute fréquence faisant suite auxdits commutateurs haute fréquence (14a, 14b) et étant connectés auxdits
récepteurs (Rxd, Rxg).
5. Unité composite haute fréquence (12) utilisée dans un dispositif de communication mobile (10) selon la revendication 4, caractérisée en ce que: ladite unité composite haute fréquence inclut un circuit hyperfréquence supportant la pluralité de systèmes de communication
(DCS, GSM),
ladite unité composite haute fréquence étant formée par un substrat multicouche (17) réalisé en empilant une pluralité de couches diélectriques, le substrat multicouche comportant ledit diplexeur (13), lesdits commutateurs haute fréquence (14a, 14b) et ledit coupleur
directionnel (16).
6. Unité composite haute fréquence selon la revendication 5, caractérisée en ce que ledit diplexeur (13) inclut un élément d'inductance (Li1, L12) et un élément de capacitance (Cll à C15), ledit commutateur haute fréquence (14a, 14b) inclut un élément de commutation (Dla, D2a; Dlb, D2b) , un élément d'inductance (L21a à L23a; L21b à L23b) et un élément de capacitance (C21a, C22a; C21b, C22b) et ledit coupleur directionnel (16) inclut une ligne primaire (L41) et une ligne secondaire (L42); le substrat multicouche (17) inclut l'élément de commutation, I'élément d'inductance, l'élément de capacitance, la ligne primaire et la ligne secondaire; et le substrat multicouche inclut en outre un moyen de connecteur pour connecter l'élément de commutation, l'élément d'inductance,
I'élément de capacitance, la ligne primaire et la ligne secondaire.
7. Dispositif de communication mobile selon la revendication 1, caractérisé en ce que des systèmes de ladite pluralité de systèmes
de communication incluent des systèmes DCS et GSM.
8. Dispositif de communication mobile selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'un filtre réjecteur (15a, 15b) est prévu entre lesdits émetteurs (Txd, Txg) et lesdits commutateurs haute fréquence
(14a, 14b).
9. Dispositif de communication mobile selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit coupleur directionnel (16) inclut un port
(P41, P42).
10. Dispositif de communication mobile selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit diplexeur (13) inclut des inducteurs (L11,
L12) ou des éléments d'inductance et des condensateurs (Cl 1 à C15).
11. Dispositif de téléphone cellulaire à deux bandes comportant deux systèmes de communication (DCS, GSM) supportant des bandes de fréquences différentes, caractérisé en ce qu'il comprend: une antenne (11); un émetteur (Txd, Txg) pour chacun des deux systèmes de communication; un récepteur (Rxd, Rxg) pour chacun des deux systèmes de communication; un diplexeur (13) pour transmettre des signaux d'émission en provenance des deux systèmes de communication jusqu'à ladite antenne (11) et pour distribuer des signaux de réception qui sont reçus via ladite antenne (11) sur les deux systèmes de communication; un commutateur haute fréquence (14a, 14b) pour chacun des deux systèmes de communication pour commuter les signaux entre ledit émetteur et ledit récepteur; et un coupleur directionnel (16) pour extraire des parties des signaux d'émission et pour envoyer les résultats sur un circuit de commande automatique de gain, ledit coupleur directionnel étant
disposé entre ladite antenne (11) et ledit diplexeur (13).
12. Unité composite haute fréquence (12) utilisée dans un dispositif de téléphone cellulaire à deux bandes selon la revendication 11, caractérisée en ce que: ladite unité composite haute fréquence inclut un circuit hyperfréquence supportant les deux systèmes de communication (DCS, GSM), ladite unité composite haute fréquence étant définie par un substrat multicouche (17) réalisé en empilant une pluralité de couches diélectriques, le substrat multicouche comportant ledit diplexeur (13), lesdits commutateurs haute fréquence (14a, 14b) et ledit coupleur
directionnel (16).
13. Unité composite haute fréquence selon la revendication 12, caractérisée en ce que: ledit diplexeur (13) inclut un élément d'inductance et un élément de capacitance, ledit commutateur haute fréquence (14a, 14b) inclut un élément de commutation, un élément d'inductance et un élément de capacitance et ledit coupleur directionnel (16) inclut une ligne primaire (L41) et une ligne secondaire (L42); le substrat multicouche (17) inclut l'élément de commutation, l'élément d'inductance, I'élément de capacitance, la ligne primaire et la ligne secondaire; et le substrat multicouche inclut en outre un moyen de connecteur pour connecter l'élément de commutation, I'élément d'inductance,
l'élément de capacitance, la ligne primaire et la ligne secondaire.
14. Dispositif de téléphone cellulaire à deux bandes selon la revendication 11, caractérisé en ce qu'il comprend en outre des filtres haute fréquence (15a, 15b), lesdits filtres haute fréquence faisant suite auxdits commutateurs haute fréquence (14a, 14b) et étant connectés
auxdits récepteurs (Rxd, Rxg).
15. Unité composite haute fréquence utilisée dans un dispositif de téléphone cellulaire à deux bandes selon la revendication 14, caractérisée en ce que: ladite unité composite haute fréquence incluant un circuit hyperfréquence supportant les deux systèmes de communication (DSC, GSM); ladite unité composite haute fréquence étant formée par un substrat multicouche (17) réalisé en empilant une pluralité de couches diélectriques, le substrat multicouche comportant ledit diplexeur (13), lesdits commutateurs haute fréquence (14a, 14b) et ledit coupleur
directionnel (16).
16. Unité composite haute fréquence selon la revendication 15, caractérisée en ce que: ledit diplexeur (13) inclut un élément d'inductance et un élément de capacitance, ledit commutateur haute fréquence (14a, 14b) inclut un élément de commutation, un élément d'inductance et un élément de capacitance et ledit coupleur directionnel (16) inclut une ligne primaire et une ligne secondaire; le substrat multicouche (17) inclut l'élément de commutation, l'élément d'inductance, I'élément de capacitance, la ligne primaire et la ligne secondaire; et le substrat multicouche inclut en outre un moyen de connecteur pour connecter l'élément de commutation, I'élément d'inductance,
l'élément de capacitance, la ligne primaire et la ligne secondaire.
17. Dispositif de téléphone cellulaire à deux bandes selon la revendication 11, caractérisé en ce que lesdits deux systèmes de
communication incluent des systèmes DCS et GSM.
18. Dispositif de téléphone cellulaire à deux bandes selon la revendication 11, caractérisé en ce qu'un filtre réjecteur (15a, 15b) est prévu entre lesdits émetteurs (Txd, Txg) et lesdits commutateurs haute fréquence (14a, 14b).
19. Dispositif de téléphone cellulaire selon la revendication 11, caractérisé en ce que ledit coupleur directionnel (16) inclut un port
(P41, P42).
20. Dispositif de téléphone cellulaire à deux bandes selon la revendication 11, caractérisé en ce que ledit diplexeur (13) inclut des
inducteurs ou des éléments d'inductance et des condensateurs.
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