DISPOSITIF DE CONTRÔLE DE SIGNAUX RF POUR UN RÉCEPTEUR RADIO MULTI-BANDES, ET ENSEMBLE DE RÉCEPTION CORRESPONDANT L'invention concerne les récepteurs radio multi-bandes qui équipent, par exemple, certains véhicules automobiles, et plus précisément le contrôle des signaux radiofréquences (RF) qui sont utilisés par de tels récepteurs. Comme le sait l'homme de l'art, certains récepteurs radio sont Zo capables de recevoir des signaux radiofréquences (RF) dont les fréquences sont comprises dans des bandes de fréquences différentes, comme par exemple les bandes AM (environ 100 KHz à 30 MHz) et FM (environ 85 MHz à 110 MHz). Pour pouvoir fonctionner en mode multi-bandes, certains récepteurs sont couplés à deux antennes (ou aériens), l'une adaptée à la réception dans 15 une première bande (par exemple la bande AM), l'autre adaptée à la réception dans une seconde bande (par exemple la bande FM). C'est généralement le cas des récepteurs de type autoradio qui équipent certains véhicules automobiles. L'utilisation de nouvelles bandes de fréquences, comme par exemple 20 celles dites L (environ 1,4 GHz à 1,5 GHz) et III (environ 170 MHz à 240 MHz) dédiées notamment à la radio numérique (DMB), offre la possibilité de diffuser des mêmes programmes radio et/ou des mêmes informations sur deux bandes de fréquences différentes, permettant ainsi aux récepteurs de choisir à chaque instant la bande de fréquences qui assure la meilleure qualité de 25 réception. Cela est particulièrement avantageux, mais cela va imposer l'utilisation d'antenne(s) supplémentaire(s). Or, dans certains domaines techniques, comme par exemple le domaine des véhicules automobiles, cette augmentation du nombre d'antennes risque de poser des problèmes de coût et/ou d'intégration (en particulier si les antennes doivent être décorrélées, et 30 donc distantes les unes des autres), voire même d'esthétisme. L'invention a donc pour but de permettre à un récepteur de recevoir des signaux RF appartenant à au moins une bande de fréquences antérieure (par exemple la bande FM ainsi qu'éventuellement la bande AM) et à au moins une nouvelle bande de fréquences (par exemple la bande L ou III) en n'utilisant que deux antennes adaptées à au moins une bande de fréquences antérieure. On entend ici par bande de fréquences antérieure une bande de fréquences qui est déjà utilisée pour la transmission de signaux radio au moment où l'on décide d'utiliser en parallèle une nouvelle bande de fréquences également pour la transmission de signaux radio. Elle propose à cet effet un dispositif, dédié au contrôle de signaux RF pour un récepteur radio multi-bandes couplé à des première et seconde antennes, et comprenant : -des premier et second circuits propres à être alimentés en premiers et seconds signaux RF reçus par les première et seconde antennes et à adapter les impédances respectives de ces dernières en fonction d'instructions d'adaptation, afin de délivrer ces premiers et seconds signaux RF via ces adaptations d'impédance, - des moyens de balayage électronique chargés d'ajuster les phases respectives des premiers et seconds signaux RF adaptés en fonction d'instructions de balayage, de manière à délivrer des premiers et seconds signaux RF à phase ajustée propres à offrir un gain de réception optimal, et - des moyens de commande chargés de déterminer les instructions d'adaptation et de balayage en fonction d'informations issues du récepteur radio et représentatives de la fréquence de réception sélectionnée et du niveau du signal qui résulte de la combinaison des premiers et seconds signaux RF à phase ajustée. On notera que l'on entend ici par signaux RF adaptés des (premiers ou seconds) signaux RF qui ressortent d'un (premier ou second) circuit d'adaptation d'impédance. Par conséquent, cette dénomination est simplement destinée à permettre la différentiation entre les (premiers ou seconds) signaux RF qui sont reçus par une (première ou seconde) antenne des signaux RF qui sont passés par un (premier ou second) circuit d'adaptation d'impédance. Le dispositif de contrôle selon l'invention peut comporter d'autres caractéristiques qui peuvent être prises séparément ou en combinaison, et notamment :
- ses moyens de commande peuvent être chargés de déterminer les instructions d'adaptation en fonction d'informations, qui sont issues du récepteur radio et représentatives de la fréquence de réception sélectionnée, et de données de configuration, qui sont représentatives d'instructions de configuration des premier et second circuits, adaptées à chacune des bandes de réception du récepteur radio ; - ses moyens de commande peuvent être chargés de déterminer les instructions de balayage en fonction d'informations issues du récepteur radio et représentatives du niveau du signal qui est dit en fréquence intermédiaire (IF), lequel signal résulte de la transposition dans une fréquence intermédiaire de la combinaison des premiers et seconds signaux RF à phase ajustée ; - ses moyens de commande peuvent être chargés de provoquer un ajustement des phases respectives des premiers et seconds signaux RF adaptés au moyen d'instructions de balayage qu'ils déterminent en fonction de données d'ajustement qui sont représentatives de déphasages à appliquer en fonction de la direction d'émission des signaux RF ; - ses moyens de commande peuvent être chargés de déterminer la direction d'émission des signaux RF en fonction de valeurs successives du niveau du signal qui résulte de la combinaison précitée ; - il peut comprendre des moyens de combinaison chargés de combiner les premiers et seconds signaux RF à phase ajustée de manière à alimenter le récepteur radio en signaux RF combinés ; - ses premier et second circuits peuvent être chargés d'adapter les impédances respectives de première et seconde antennes qui fonctionnent respectivement au moins dans les fréquences de la bande FM ; - il peut comprendre des premiers et seconds moyens de traitement chargés, au moins, d'amplifier respectivement les premiers et seconds signaux RF adaptés ; -les premiers et seconds moyens de traitement peuvent par exemple faire respectivement partie des premier et second circuits ; - ses premier et second circuits peuvent par exemple comprendre chacun un réseau de composants à capacité variable et/ou inductance variable ; - en variante, ses premier et second circuits peuvent par exemple comprendre chacun des microsystèmes électromécaniques (ou MEMS ( Micro Electro-Mechanical System )) couplés à des réseaux de composants à capacité fixe et inductance fixe.
L'invention propose également un ensemble de réception de signaux RF comprenant des première et seconde antennes, un récepteur radio multibandes, et un dispositif de contrôle de signaux RF du type de celui présenté ci-avant et couplé aux première et seconde antennes ainsi qu'au récepteur radio multi-bandes. 1 o D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à l'examen de la description détaillée ci-après, et du dessin annexé, sur lequel l'unique figure illustre schématiquement et fonctionnellement un ensemble de réception de signaux RF comprenant un exemple de réalisation d'un dispositif de contrôle de réception de signaux RF selon l'invention. Le dessin annexé 15 pourra non seulement servir à compléter l'invention, mais aussi contribuer à sa définition, le cas échéant. Dans ce qui suit on considère à titre d'exemple non limitatif que l'ensemble de réception de signaux RF illustré est implanté dans un véhicule automobile. Mais, l'invention n'est pas limitée à ce type d'application. Elle 20 concerne en effet tout ensemble de réception comprenant au moins des première Al et seconde A2 antennes (ou aériens), un récepteur radio multibandes AR, et un dispositif de contrôle de signaux RF D couplé aux première Al et seconde A2 antennes ainsi qu'au récepteur radio multi-bandes AR. Par ailleurs, on considère dans ce qui suit, à titre d'exemple non 25 limitatif, que le récepteur radio multi-bandes AR est un autoradio adapté à la réception de signaux radiofréquences (RF) dont les fréquences appartiennent au moins à la bande FM (environ 85 MHz à 110 MHz) et à la bande III (environ 170 MHz à 240 MHz) ou L (environ 1,4 GHz à 1,5 GHz) dédiée notamment à la radio numérique (DMB). Mais, l'invention n'est pas limitée à ces exemples de 30 bandes de fréquences. Elle concerne en effet tout récepteur AR capable de recevoir des signaux RF appartenant à au moins une bande de fréquences antérieure et à au moins une nouvelle bande de fréquences via deux antennes Al et A2 adaptées à au moins une bande de fréquences antérieure.
Par exemple, les première Al et seconde A2 antennes sont toutes les deux adaptées au moins à la bande FM, de manière à être plus facilement compatibles avec les bandes de fréquences de la radio numérique. On notera qu'il est préférable que les première Al et seconde A2 antennes soient décorrélées et donc distantes les unes des autres. Par exemple, l'une d'entre elles est implantée sur la partie avant du toit du véhicule sous la forme d'une antenne bâton et l'autre antenne est implantée sur la lunette arrière du véhicule sous la forme d'une antenne sérigraphiée. Mais, l'une au moins d'entre elles pourrait être également de type microruban (ou microstrip ) et définie sur une plaquette de type PCB ( Printed Circuit Board ) solidarisée à un élément constitutif du véhicule, en visibilité des signaux RF. Le dispositif de contrôle (de signaux RF) D, selon l'invention, comprend au moins des premier Cl et second C2 circuits d'adaptation d'impédance couplés respectivement aux sorties des première Al et seconde A2 antennes, un module de balayage électronique MB couplé aux sorties des premier Cl et second C2 circuits d'adaptation d'impédance, et un module de commande MCE couplé aux premier Cl et second C2 circuits d'adaptation d'impédance, au module de balayage électronique MB et au récepteur (ici un autoradio) AR, éventuellement via le réseau électronique de connexion (par exemple de type CAN) du véhicule. Ce dispositif D peut par exemple être implanté, au moins en partie (et notamment ses premier Cl et second C2 circuits d'adaptation d'impédance) dans ce que l'homme de l'art appelle les pieds des antennes Al et A2.
Le premier circuit d'adaptation d'impédance Cl est alimenté par la première antenne Al en premiers signaux RF S1 qu'elle reçoit et qui sont issus d'une première source RF. II est au moins chargé d'adapter l'impédance de la première antenne Al en fonction d'instructions d'adaptation qui sont fournies par le module de commande MCE, et délivre des premiers signaux RF dits adaptés S'1 qui sont en fait les premiers signaux RF S1 qui passent par lui. De même, le second circuit d'adaptation d'impédance C2 est alimenté par la seconde antenne A2 en seconds signaux RF S2 qu'elle reçoit et qui sont issus d'une seconde source RF (éventuellement colocalisée avec la première source). II est au moins chargé d'adapter l'impédance de la seconde antenne A2 en fonction d'instructions d'adaptation qui sont fournies par le module de commande MCE, et délivre des seconds signaux RF dits adaptés S'2 qui sont en fait les seconds signaux RF S2 qui passent par lui. On notera, comme cela est illustré de façon non limitative, que le dispositif D peut avantageusement comprendre en complément des premier MT1 et second MT2 modules de traitement de signaux RF. Le premier module de traitement MT1 est chargé d'amplifier les premiers signaux RF adaptés S'1, 1 o ainsi qu'éventuellement de les filtrer en fréquence. De même, le second module de traitement MT2 est chargé d'amplifier les seconds signaux RF adaptés S'2, ainsi qu'éventuellement de les filtrer en fréquence. L'amplification est avantageuse en sortie de l'adaptation d'impédance car elle permet d'augmenter le gain de l'antenne Al ou A2 et donc d'améliorer 15 la qualité de réception en champ faible (généralement dans les zones rurales). Comme cela est illustré de façon non limitative, ces premier MT1 et second MT2 modules de traitement peuvent par exemple faire respectivement partie des premier Cl et second C2 circuits d'adaptation d'impédance. Dans ce cas, les premier Cl et second C2 circuits d'adaptation d'impédance 20 comprennent respectivement des premier R1 et second R2 modules d'adaptation d'impédance qui alimentent respectivement les premier MT1 et second MT2 modules de traitement en premiers S'1 et seconds S'2 signaux RF adaptés afin qu'ils les traitent. Les premier R1 et second R2 modules d'adaptation d'impédance 25 peuvent par exemple être chacun réalisés sous la forme d'un réseau de composants électroniques à capacité variable et/ou inductance variable qui est contrôlable au moyen d'une instruction de configuration, comme par exemple une commande en tension. Dans une variante de réalisation, les premier R1 et second R2 30 modules d'adaptation d'impédance peuvent par exemple être chacun réalisés sous la forme de microsystèmes électromécaniques (ou MEMSs) couplés à plusieurs réseaux de composants électroniques à capacité fixe et inductance fixe. Par exemple, les MEMSs sont des actionneurs de type commutateur qui selon leur tension de commande assurent la connexion à l'un ou l'autre des réseaux de composants électroniques à capacité fixe et inductance fixe, de sorte qu'il assure l'adaptation d'impédance avec ses propres capacité et inductance fixes.
Le module de balayage électronique MB est chargé d'ajuster les phases respectives des premiers S'l et seconds S'2 signaux RF adaptés en fonction d'instructions de balayage fournies par le module de commande MCE, afin de délivrer des premiers S"l et seconds S"2 signaux RF dits à phase ajustée propres à offrir au récepteur AR un gain de réception optimal.
On entend ici par ajuster les phases respectives des premiers S'l et seconds S'2 signaux RF adaptés le fait de contrôler la valeur du décalage (ou retard) temporel entre S'l et S'2, de manière à délivrer des premiers S"l et seconds S"2 signaux RF à phase ajustée qui correspondent à une troisième antenne fictive présentant un gain optimal dans la direction d'émission d'une source RF (ou en d'autres termes qui pointe en direction de la source RF). On notera qu'il est particulièrement avantageux d'effectuer l'ajustement de phase (par balayage électronique) sur les signaux RF S'l et S'2 plutôt que sur les signaux dits en fréquence intermédiaire (ou IF ( Intermediate Frequency )), qui résultent de la transposition dans une fréquence intermédiaire (par exemple égale à environ 10,7 MHz dans le cas de signaux appartenant à la bande FM) de la combinaison des premiers S"l et seconds S"2 signaux RF à phase ajustée. II est rappelé que cette transposition, qui peut être éventuellement double, est généralement effectuée dans le récepteur AR. En effet, le récepteur AR comprend généralement un module de traitement dit front end assurant une amplification et un mélange qui ont tendance à masquer les effets du déphasage sur les antennes. Comme cela est illustré de façon non limitative, le module de balayage électronique MB peut par exemple comporter des premier B1 et second B2 sous-modules, chargés d'appliquer un retard temporel choisi (éventuellement nul) respectivement aux premiers S'1 et seconds S'2 signaux RF afin de délivrer respectivement les premiers S"1 et seconds S"2 signaux RF à phase ajustée, et un sous-module de pilotage (ou driver ) MP, chargé de convertir chaque instruction de balayage fournie par le module de commande MCE en première et seconde commandes de retard temporel destinées à configurer les premier B1 et second B2 sous-modules. Par exemple, les premier B1 et second B2 sous-modules peuvent chacun comporter plusieurs lignes à retard de phase qui peuvent être sélectivement choisies de manière à introduire des retards temporels destinés à définir un déphasage qui a été choisi par le module de commande MCE. Comme indiqué ci-avant, le module de commande MCE est chargé de déterminer les instructions d'adaptation et de balayage qui sont destinées aux premier Cl et second C2 circuits d'adaptation d'impédance et au module de balayage électronique MB. Cette détermination se fait par exemple au moyen d'un module de calcul MC et en fonction d'informations INF qui sont issues du récepteur AR et qui sont représentatives de la fréquence de réception qui a été sélectionnée par l'utilisateur du récepteur AR et du niveau d'un signal qui résulte de la combinaison des premiers S"1 et seconds S"2 signaux RF à phase ajustée. Ce signal, dont le niveau constitue l'une des informations INF fournies au dispositif D, est de préférence le signal en fréquence intermédiaire qui résulte de la transposition (simple ou multiple) dans la fréquence intermédiaire de la combinaison des premiers S"1 et seconds S"2 signaux RF à phase ajustée. Le module de commande MCE peut par exemple déterminer les deux instructions d'adaptation, qui sont respectivement destinées aux premier Cl et second C2 circuits d'adaptation d'impédance, en fonction de l'information INF qui est représentative de la fréquence de réception sélectionnée et de données de configuration. Par exemple, ces données de configuration sont stockées dans une mémoire MS (couplée au module de calcul MC) sous la forme d'une table de correspondance entre des instructions de configuration des premier Cl et second C2 circuits d'adaptation d'impédance et les différentes bandes de réception du récepteur AR. A titre d'exemple, l'identifiant de chaque bande de réception peut être stocké en correspondance de première et seconde valeurs (commandes) de tension qui définissent deux instructions d'adaptation destinées à configurer respectivement les premier Cl et second C2 circuits d'adaptation d'impédance.
Cette table de correspondance est par exemple obtenue au moyen d'une phase d'étalonnage pendant laquelle on mesure pour chaque antenne A1, A2 (une fois sa forme ou son motif optimisé(e) le mieux possible pour offrir le plus de gain possible dans les différentes bandes de réception du récepteur AR et une complémentarité en terme de diagramme de rayonnement) chaque valeur d'impédance permettant d'optimiser son coefficient de réflexion (S11) pour chaque bande de réception, puis on détermine pour chacun des premier Cl et second C2 circuits d'adaptation d'impédance chaque commande de tension permettant d'obtenir chaque valeur d'impédance correspondant à 1 o chaque bande de réception. On peut ensuite tracer les diagrammes de rayonnement dans chacune des bandes de réception en appliquant les tensions de commande déterminées, puis procéder à un éventuel ajustement de certaines des tensions de commande déterminées. Ainsi, lorsque le module de commande MCE reçoit une information 15 INF représentant une fréquence sélectionnée, il détermine la bande de réception à laquelle appartient cette fréquence sélectionnée, puis il détermine dans la table de correspondance les deux commandes de tension qui sont stockées en correspondance de l'identifiant de cette bande de réception déterminée, et les transmet aux premier Cl et second C2 circuits d'adaptation 20 d'impédance, sous forme d'instructions de configuration afin qu'ils les utilisent. Par ailleurs, le module de commande MCE peut par exemple provoquer l'ajustement des phases respectives des premiers S'1 et seconds S'2 signaux RF adaptés au moyen d'instructions de balayage qu'il détermine en fonction de données d'ajustement qui sont représentatives de déphasages 25 (ou retards temporels) à appliquer en fonction de la direction d'émission des signaux RF par les sources RF. Par exemple, ces données de configuration sont stockées dans la mémoire MS sous la forme d'une table de correspondance entre des instructions de balayage qui correspondent à des valeurs de déphasage à appliquer et des directions angulaires d'émission (ou 30 de pointage). Ainsi, lorsque le module de commande MCE reçoit une information INF représentant le niveau en cours du signal IF, il peut par exemple déterminer l'angle (ou direction d'émission) auquel (à laquelle) correspond ce niveau, puis il détermine dans la table de correspondance la valeur de déphasage à appliquer qui est stockée en correspondance de cet angle (ou cette direction d'émission) déterminé(e), et la transmet au module de balayage MB (par exemple au module de pilotage MP) sous la forme d'une instruction de balayage afin qu'il introduise cette valeur de déphasage entre les premiers S'1 et seconds S'2 signaux RF adaptés. On notera que la détermination de l'angle (ou de la direction d'émission) peut se faire par approximations successives, c'est-à-dire en adressant au module de balayage MB des valeurs de déphasage différentes qui correspondent à des angles (ou directions d'émission) différentes, puis en déterminant parmi les angles (ou directions d'émission) successivement essayé(e)s celui (celle) qui correspond au niveau de signal IF le plus élevé et le plus stable dans le temps. Le déphasage qui doit alors être introduit par le module de balayage MB est celui qui est stocké en correspondance de l'angle (ou de la direction d'émission) qui correspond au niveau de signal IF le plus élevé. On notera également que le mode de détermination précité est réellement intéressant lorsque l'on est dans une situation de champ faible (par exemple en milieu rural). Elle n'est en revanche pas bien adaptée lorsque l'on est dans une situation de champ fort (par exemple en milieu urbain), en particulier lorsque surviennent de nombreuses réflexions multiples. On comprendra en effet que dans ces conditions il devient difficile de déterminer la direction d'émission d'une source RF. Par conséquent, on peut envisager de ne faire fonctionner (ou d'activer) le dispositif D que lorsque le récepteur AR est en champ faible (par exemple lorsque son niveau de réception est inférieur à un seuil choisi). Comme cela est illustré de façon non limitative, le dispositif D peut éventuellement comprendre un module de combinaison MCN chargé de combiner (de façon analogique) les premiers S"1 et seconds S"2 signaux RF à phase ajustée qui sont délivrés par le module de balayage MB (par exemple respectivement par ses premier B1 et second B2 sous-modules) de manière à alimenter le récepteur AR en signaux RF combinés SC. Mais, dans une variante de réalisation, la combinaison des premiers S"1 et seconds S"2 signaux RF à phase ajustée peut se faire dans le récepteur AR. On notera également que les deux antennes Al et A2 peuvent éventuellement permettre de recevoir simultanément deux bandes différentes, par exemple une bande FM et une bande numérique (DMB). Dans ce cas, l'une des antennes Al peut par exemple être calée sur la bande FM, tandis que l'autre antenne A2 peut par exemple être calée sur la bande numérique. Ainsi, on peut effectuer (éventuellement périodiquement) des scrutations des qualités de réception respectives des deux bandes de manière à sélectionner automatiquement la bande qui offre la meilleure qualité de réception. On 1 o comprendra que pendant ces scrutations la fonction de balayage électronique est désactivée. Le module de commande MCE, ainsi qu'éventuellement une partie du module de balayage MB (par exemple son sous-module de pilotage MP), peu(ven)t être réalisé(s) sous la forme de modules logiciels (ou informatiques), 15 éventuellement téléchargeables, pouvant être stockés dans des circuits électroniques. L'invention ne se limite pas aux modes de réalisation de dispositif de contrôle de signaux RF et d'ensemble de réception de signaux RF décrits ci-avant, seulement à titre d'exemple, mais elle englobe toutes les variantes que 20 pourra envisager l'homme de l'art dans le cadre des revendications ci-après.