FR2999044A1 - Dispositif radiofrequence avec compensation de dispersion de permittivite du substrat et procede de reglage - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un dispositif (30) de transmission et/ou de réception de signaux radiofréquence comportant au moins une antenne (31) et/ou au moins un filtre (32a, 32b) réalisé(e)(s) en technologie imprimée sur un substrat diélectrique. Selon l'invention, ce dispositif est doté de moyens pour compenser les dispersions de permittivité du substrat. A cet effet, le dispositif comporte un circuit (10) de mesure de la permittivité diélectrique du substrat apte à délivrer une valeur de permittivité mesurée et des moyens de réglage (20, 36) aptes à ajuster l'impédance de l'antenne et/ou la réponse en fréquence dudit filtre en fonction de ladite valeur de permittivité mesurée.

Description

Domaine technique La présente invention se rapporte au domaine des dispositifs radiofréquence réalisés sur des cartes comportant un substrat diélectrique.

L'invention concerne plus particulièrement les dispositifs d'émission et/ou de réception de signaux radiofréquence comportant au moins une antenne et/ou un filtre réalisé(s) en technologie de circuit imprimé sur un substrat en matériau diélectrique.

Etat de la technique Pour obtenir un haut niveau d'intégration, les dispositifs radiofréquence sont classiquement réalisés sur une ou plusieurs cartes en circuit imprimé ayant un substrat diélectrique. Dans de tels dispositifs, l'antenne est classiquement réalisée par une couche de matériau conducteur de forme géométrique appropriée qui est déposée sur le substrat diélectrique. La couche conductrice peut être formée par un ou plusieurs brins rayonnants de forme particulière ou par une plaque conductrice munie de fentes. Ces dispositifs comportent également classiquement des filtres. Ces filtres peuvent être réalisés, tout ou partie, par des lignes conductrices, par exemple des lignes microruban, disposées sur le substrat diélectrique. Il est connu que le comportement de ces antennes et/ou filtres est fortement lié aux propriétés électriques et mécaniques du matériau diélectrique du substrat. Il est également connu que, dans le domaine des dispositifs électroniques grand public, le matériau communément utilisé pour fabriquer le substrat est de type FR4 qui est un matériau bas coût. L'inconvénient de ce matériau est qu'il présente une dispersion relativement élevée en termes de valeurs de permittivité diélectrique. Cette plage de variation de la permittivité est plus ou moins grande selon les fabricants. Généralement, plus le matériau est cher, plus la plage de variation de la permittivité est réduite.

Cette dispersion de la permittivité peut impacter plusieurs fonctions critiques de la chaîne de réception et/ou d'émission des dispositifs radiofréquence, notamment le comportement des antennes et des filtres réalisés avec ce substrat diélectrique. Plus spécifiquement, elle crée des dérives en fréquence dans la réponse des filtres et des dérives de l'impédance des antennes induisant ainsi une dégradation des performances de celles-ci. Actuellement, le fabricant de dispositif radiofréquence sur circuit imprimé a deux possibilités pour éviter ces dérives: 1) il utilise un substrat diélectrique présentant une faible variation de permittivité, ce qui se traduit par un surcoût du dispositif, ou 2) il modifie les caractéristiques techniques du dispositif pour qu'il prenne en compte cette variation potentielle de la permittivité du substrat en élargissant la bande passante des antennes par exemple mais ceci se traduit par une dégradation des performances du dispositif. Description de l'invention L'invention propose une autre solution permettant de continuer à utiliser un matériau diélectrique bas cout sans dégrader les performances de l'antenne ou du filtre du dispositif radiofréquence. Selon l'invention, on propose d'équiper le dispositif radiofréquence d'un circuit de mesure de la permittivité du substrat diélectrique et de circuits permettant d'ajuster la réponse en fréquence du filtre et l'impédance de l'antenne en fonction de la valeur de permittivité mesurée.

A cet effet, l'invention concerne un dispositif de transmission et/ou de réception de signaux radiofréquence comportant au moins une antenne et/ou au moins un filtre réalisé(e)(s) en technologie imprimée sur un substrat diélectrique, caractérisé en ce qu'il comporte en outre un circuit de mesure de la permittivité diélectrique du substrat apte à délivrer une valeur de permittivité mesurée et des moyens de réglage aptes à ajuster l'impédance de l'antenne et/ou la réponse en fréquence dudit filtre en fonction de ladite valeur de permittivité mesurée. Ainsi, selon l'invention, l'impédance de l'antenne et/ou la réponse en fréquence des filtres du dispositif sont réglées en prenant en compte la valeur réelle de la permittivité du substrat. La désadaptation de l'antenne et/ou les dérives en fréquence de la réponse du filtre liée(s) à la dispersion de la permittivité du substrat sont ainsi évitées. Selon un mode de réalisation particulier, les moyens de réglage comprennent: - un circuit de commande de réglage apte à recevoir la valeur de permittivité mesurée et à délivrer au moins un signal numérique de commande en fonction de ladite valeur de permittivité mesurée, et - un réseau d'adaptation d'impédance (36; 306, 306') connecté à l'entrée/sortie de ladite antenne et commandé par ledit au moins un signal numérique de commande pour modifier l'impédance de l'antenne et la ramener à une valeur prédéterminée et/ou un élément à capacité variable, dans ledit filtre, commandé par ledit au moins un signal numérique de commande pour modifier la réponse en fréquence dudit au moins un filtre et la ramener à une valeur prédéterminée.

Selon un mode de réalisation, le réseau d'adaptation d'impédance comprend un condensateur ajustable numériquement commandé par ledit au moins un signal numérique de commande. L'élément à capacité variable à l'intérieur dudit au moins un filtre est une diode varicap. Selon un mode de réalisation particulier, le circuit de mesure de permittivité comprend: - un générateur de signaux radiofréquence contrôlable numériquement par un signal de commande et apte à générer une pluralité de signaux radiofréquence de fréquences différentes à l'intérieur d'une bande de fréquences prédéterminée, - un résonateur apte à recevoir les signaux radiofréquence générés par le générateur et à délivrer, pour chacun de ces signaux de fréquences différentes, un signal de sortie, - un circuit de mesure de puissance pour mesurer la puissance de signal pour chacun des signaux de sortie délivrés par ledit résonateur, - un microcontrôleur pour déterminer la fréquence de résonance du résonateur à partir des valeurs de puissance mesurées par le circuit de mesure de puissance et pour générer le signal de commande du générateur de signaux radiofréquence, et - un processeur pour calculer la permittivité relative du substrat à partir de ladite fréquence de résonance. Selon un mode de réalisation particulier, ledit résonateur est un résonateur en anneau. Selon une variante, le résonateur est un résonateur comportant une ligne microruban rectiligne ayant une longueur X, sensiblement égale à-k-où Xg est la longueur d'onde de signaux radiofréquence. Avantageusement, le résonateur est conçu pour présenter une fréquence de résonance proche de la fréquence des signaux radiofréquence émis ou reçus.

Selon un mode de réalisation particulier dans lequel le dispositif comporte au moins deux chaînes d'émission et/ou de réception fonctionnant à des fréquences de fonctionnement différentes et comprenant chacune au moins une antenne et/ou au moins un filtre réalisé(e)(s) en technologie imprimée sur un unique substrat diélectrique et comporte en outre un circuit de mesure de permittivité pour mesurer la permittivité relative dudit substrat diélectrique, le résonateur du circuit de mesure de permittivité est conçu pour présenter une fréquence de résonance proche de la fréquence de fonctionnement la plus élevée qui est généralement la fréquence la plus sensible aux dérives engendrées par la dispersion de la permittivité du substrat.

L'invention a également pour objet un procédé de réglage de l'impédance d'une antenne et/ou de la réponse en fréquence d'un filtre d'un dispositif tel que défini précédemment, qui comprend les étapes suivantes: - génération d'une pluralité de signaux radiofréquence de fréquences différentes dans une bande de fréquences prédéterminée, - mesure de la valeur de permittivité relative du substrat; et - délivrance de signaux de commande pour ajuster l'impédance de l'antenne et/ou la réponse en fréquence du filtre en fonction de ladite valeur de permittivité mesurée.

Avantageusement, ce procédé est mis en oeuvre une seule fois à la première mise sous tension du dispositif. Brève description des figures D'autres avantages pourront encore apparaître à l'homme du métier à la lecture des exemples ci-dessous, illustrés par les figures annexées, donnés à titre illustratif: - La figure 1 est un diagramme illustrant les dérives en fréquence d'un filtre réjecteur de bande réalisé sur substrat lorsque la permittivité relative du substrat varie d'environ ±10%; - La figure 2 est un schéma de principe d'un résonateur en anneau utilisé pour mesurer la permittivité relative réelle d'un substrat sur lequel il est réalisé; - La figure 3 est un diagramme illustrant la réponse en fréquence du résonateur de la figure 2; La figure 4 est un schéma d'un circuit de mesure de permittivité et d'un circuit de commande de réglage destiné à générer des signaux de réglage pour régler l'impédance de l'antenne et la réponse en fréquence d'un filtre d'un dispositif radiofréquence en fonction de la permittivité mesurée; - La figure 5 est une courbe illustrant la variation de la permittivité relative du substrat déterminée à partir du résonateur de la figure 2 en fonction de sa fréquence de résonance; - La figure 6 est un schéma d'un circuit de mesure de puissance inclus dans le circuit de mesure de permittivité de la figure 2; La figure 7 représente le schéma de principe d'un premier dispositif d'émission/réception de signaux radiofréquence conforme à l'invention; - La figure 8 représente le schéma de principe d'un réseau d'adaptation du dispositif de la figure 7; - La figure 9 illustre les étapes d'un procédé de réglage du réseau d'adaptation et des filtres du dispositif de la figure 7; et - La figure 10 représente le schéma de principe d'un premier dispositif d'émission/réception de signaux radiofréquence conforme à l'invention. Description détaillée de l'invention La figure 1 illustre la réponse en fréquence (paramètre S12) d'un filtre réjecteur de bande réalisé en lignes microruban sur un substrat diélectrique en fonction de la permittivité relative sr du substrat, ce filtre est destiné à supprimer des fréquences dans la bande 5GHz-7GHz. Trois courbes de réponse en fréquence sont représentées: - une première courbe réalisée avec un substrat diélectrique ayant une permittivité relative sr égale à 4,4; - une deuxième courbe réalisée avec un substrat diélectrique ayant une permittivité relative sr égale à 4,0; et - une troisième courbe réalisée avec un substrat diélectrique ayant une permittivité relative E r égale à 4,8. Cette figure montre qu'une dispersion de permittivité relative sr d'environ ±10% peut entrainer une dérive en fréquence de ± 200 MHz, ce qui est inacceptable dans de nombreux domaines, notamment dans le domaine de la transmission et de la réception de signaux multimédia, tels que des signaux Wi-Fi 2,4 & 5 GHz, DECT, 3G, Bluetooth, ZigBee ou G PS.

Plus la fréquence est élevée, plus l'impact de la dispersion de la valeur de permittivité relative s r du substrat impacte la réponse du filtre. Et cela est vrai quelle que soit le type de filtre (réjecteur de bande, passe-bande, passe-bas, passe-haut) La dispersion de la permittivité relative du substrat impacte de la même manière l'impédance des antennes réalisées en technologie imprimée sur substrat diélectrique. Selon l'invention, il est donc proposer d'ajuster la réponse en fréquence du filtre et/ou l'impédance de l'antenne des dispositifs radiofréquence en fonction de la valeur effective de la permittivité relative s r du substrat diélectrique sur lequel ils sont réalisés. Selon l'invention, on propose de mesurer la valeur de permittivité relative s r du substrat puis d'ajuster la réponse en fréquence du filtre et/ou l'impédance du dispositif radiofréquence en fonction de la valeur de permittivité mesurée.

La permittivité relative s r du substrat diélectrique d'une carte de circuit imprimé peut être mesurée selon différentes techniques connues. L'une d'entre elles consiste à réaliser, sur la carte dont la permittivité du substrat est à mesurer, un résonateur en anneau, par exemple avec des lignes microruban, puis à déterminer la fréquence de résonance de cet anneau. Un tel résonateur est illustré schématiquement à la figure 2. Dans le cas d'un circuit résonateur à lignes microruban, les ondes électromagnétiques se propagent dans un milieu hétérogène formé de substrat, de lignes microruban et d'air. La permittivité diélectrique de ce milieu hétérogène, appelée communément permittivité diélectrique effective sr eff' est déterminée par les équations suivantes: n x Xr., I= 2x7Txr= (1) 2 Xo 4 mixr X = 1 (2) eff n g \IEr où I est la circonférence de l'anneau du résonateur et est égale à n -2 x Xg ' Xg est la longueur d'onde de signaux radiofréquence se propageant dans ledit milieu hétérogène à la fréquence de résonance f, r est le rayon de l'anneau du résonateur et Xo est la longueur d'onde de signaux radiofréquence se propageant dans le vide à la fréquence de résonance f; Si on combine les équations (1) et (2), on obtient l'équation suivante: ( 2 ( 2 ( nx 20 2 nxc nxc (3) 4><7-exr) 4><7-exrxf ) 2x/x,f) où f est la fréquence de résonance de l'anneau et c est la vitesse de la lumière dans le vide (3.108 m/s). Les équations précédentes montrent les relations entre la fréquence de résonance f du résonateur et la permittivité diélectrique effective Er en. 15 Cette dernière est liée à la permittivité relative Er du substrat par la relation suivante: s +1 -1( r +Er 1 10- h -(:)'5 E r eff = 2 (4) 2 w, où h représente l'épaisseur du substrat et w est la largeur de la ligne micro-ruban formant l'anneau. 20 La permittivité relative Er du substrat est donc obtenue par la relation suivante :10 ( sr eff ii1 -10 12 - -1 +1 w i h Ainsi, en déterminant la fréquence de résonance f de l'anneau, on peut en déduire de manière très précise la permittivité relative effective sr eff à l'aide de l'équation (3) puis la permittivité relative Er du substrat à l'aide de la l'équation (5). La détermination de la fréquence de résonance f consiste à déterminer la fréquence de signal pour laquelle la puissance délivrée par le résonateur est maximale. La figure 3 représente la simulation HFSS (pour High Frequency Structural Simulator en langue anglaise) de la réponse en fréquence (paramètre S21) d'un résonateur en anneau tel qu'illustré par la figure 3. Cette réponse simulée a été obtenue pour un substrat ayant une permittivité relative Er égale à 4,4 et une tangente de perte de 0,02. Comme on peut le voir sur cette figure, la réponse du résonateur présente un pic d'amplitude à la fréquence de résonance f (environ 5,25 GHz dans le cas présent) et à ses harmoniques. La détection de ce pic d'amplitude permet de déterminer la fréquence de résonance f du résonateur et d'en déduire la permittivité relative Er du substrat à l'aide des équations (3) et (5), les paramètres n, I, h et w étant des paramètres connus. Pour déterminer la permittivité relative Er du substrat, le circuit de mesure de permittivité doit donc non seulement comporter un résonateur tel que défini à la figure 2 mais également des moyens pour fournir au résonateur un signal radiofréquence de fréquence variable, des moyens pour déterminer la fréquence de résonance du résonateur et des moyens pour calculer la permittivité relative E r du substrat à partir de la fréquence de résonance. E = r 1+1.11-10 - w (5) En référence à la figure 4, le circuit 10 de mesure de permittivité du substrat comprend: - un générateur de signaux radiofréquence 11 contrôlable numériquement et apte à générer une pluralité de signaux radiofréquence de fréquences différentes, la fréquence des signaux générés variant par exemple selon un pas de fréquence prédéfini dans une bande de fréquences prédéterminée; le générateur 11 est commandé par un signal de commande cmd pour faire varier la fréquence du signal généré; le générateur balaie une bande de fréquences relativement large autour de la sa fréquence de résonance dite nominale calculée par une valeur de permittivité dite nominale du substrat de manière à englober les dérives en fréquence potentielles dues à la dispersion de permittivité du substrat; - un résonateur 12 tel que défini précédemment apte à recevoir les signaux radiofréquence générés par le générateur 11 et à délivrer, pour chacun de ces signaux de fréquences différentes, un signal de sortie, - un circuit de mesure de puissance 13 pour mesurer la puissance de signal pour chacun des signaux de sortie délivrés par le résonateur, - un microcontrôleur 14 pour déterminer la fréquence de résonance du résonateur à partir des valeurs de puissance mesurées par le circuit de mesure de puissance 13 et pour générer le signal de commande cmd du générateur de signaux radiofréquence 11, et - un processeur 15 pour calculer la calculer la permittivité relative sr du substrat à partir de la fréquence de résonance f déterminée par le microcontrôleur 14.

Le circuit de mesure de permittivité comprend également une mémoire 16 reliée au microcontrôleur 14 pour stocker au moins temporairement les valeurs de puissance mesurées par le circuit de mesure de puissance 13. Le générateur 11 délivre séquentiellement une pluralité de signaux radiofréquence dans une bande de fréquences à analyser. Comme indiqué ci-dessus, cette bande de fréquences à analyser englobe la fréquence de résonance dite nominale du résonateur obtenue pour une valeur de permittivité relative nominale donnée par le fabricant du substrat (par exemple, sr= 4,55) et les fréquences autour de cette fréquence de résonance nominale correspondant aux dérives de la fréquence de résonance qui seraient dues à la dispersion de la permittivité relative du substrat. Par exemple, si on considère un résonateur réalisé sur un substrat de type FR4 ayant une permittivité relative nominale sr égale à 4,5 susceptible de varier d'environ ±10%, soit entre 4,05 et 4,95, dont la fréquence de résonance varie entre 5,3 GHz et 5,7 GHz comme illustré sur le diagramme de la figure 5, le microcontrôleur 14 commande via le signal cmd le générateur 11 pour qu'il balaie la bande de fréquences comprise entre 5,3 GHz et 5,7 GHz. La fréquence de résonance du résonateur est de préférence proche de la fréquence de travail la plus haute du dispositif d'émission/réception dans lequel il est inséré. Cette fréquence correspond généralement à la fréquence la plus sensible aux dérives dues à la dispersion de la permittivité du substrat. La bande de fréquences est balayée avec un pas de valeur prédéterminée, par exemple 100 KHz. Plus ce pas est faible, plus la fréquence de résonance du résonateur sera déterminée avec précision. Le résonateur 12 est alimenté successivement par chacun des signaux générés par le générateur 11. L'amplitude du signal délivré par celui-ci présente alors un maximum à l'approche de la fréquence de résonance du résonateur.

A la sortie du résonateur 12, le circuit de mesure de puissance 13 mesure la puissance du signal délivré par le résonateur 12. Le schéma d'un exemple de circuit de mesure de puissance logarithmique est montré à la figure 6. Ce détecteur de puissance est bien connu dans l'état de la technique. Il est doté d'une très grande sensibilité et d'une large dynamique. En sortie, il génère une tension continue en volts proportionnelle à la tension d'entrée RF en dBm.

Le microcontrôleur 14 stocke les valeurs de puissance mesurées par le circuit 13 dans la mémoire 16 puis détermine la valeur de puissance maximale pour un balayage complet de la bande de fréquences à analyser.

Le microcontrôleur 14 détermine ensuite la fréquence du signal fourni au résonateur donnant ce maximum de puissance. Cette fréquence correspond à la fréquence de résonance f du résonateur. Le microcontrôleur 14 fournit cette valeur de fréquence de résonance f au processeur 15 qui calcule, au moyen des équations (3) et (5), la valeur de permittivité relative sr du substrat. Une fois cette valeur de permittivité relative calculée, le circuit de mesure de permittivité 10, par l'intermédiaire du processeur 15, fournit cette valeur à un circuit de commande de réglage 20 apte à commander des moyens de réglage destinés à ajuster l'impédance des antennes et/ou la réponse en fréquence des filtres d'un dispositif radiofréquence. Dans la figure 4, le circuit de commande de réglage 20 se présente sous la forme d'une table à consulter ou LUT (pour look Up table en langue anglaise) recevant en entrée la valeur de permittivité relative fournie par le circuit de mesure de permittivité 10 et délivrant en sortie une pluralité de signaux de commande Cl, C2, C3 pour commander le réglage des antennes et des filtres du dispositif radiofréquence. Un dispositif d'émission et/ou de réception de signaux radiofréquence conforme à l'invention est représenté à la figure 7. Le dispositif, référencé 30, comprend une chaîne d'émission/réception de signaux radiofréquence, par exemple pour l'émission/réception de signaux Wi-Fi 5 GHz. Cette chaîne d'émission/réception comporte une antenne 31, un filtre passe-bande 32a pour filtrer les signaux RF reçus par l'antenne, un amplificateur faible bruit 33a pour amplifier les signaux sortant du filtre 32a et un circuit de traitement 34 des signaux RF délivrés par l'amplificateur 33a. Ce circuit 34 est notamment apte à convertir les signaux RF reçus en signaux en bande de base. La chaîne comporte également un amplificateur de puissance 33b pour amplifier les signaux RF à émettre générés par le circuit de traitement 34 et un filtre passe-haut 32b pour filtrer les signaux amplifiés par l'amplificateur 33b. Un circuit de commutation 35 est également disposé entre les filtres 32a et 32b et l'antenne 31 pour connecter sélectivement l'antenne 31 au filtre 32a (réception) et au filtre 32b (émission). Pour la mise en oeuvre de l'invention, le dispositif 30 comporte aussi un circuit de mesure et un circuit de contrôle 20 comme décrits précédemment et un réseau d'adaptation 36 pour régler l'impédance de l'antenne à une valeur prédéterminée, par exemple 50 ohms, en fonction de la permittivité relative mesurée. Par ailleurs, les filtres 32a et 32b sont des filtres dont la réponse en fréquence est réglable en fonction de la permittivité relative mesurée. Le circuit de commande de réglage 20 délivre trois signaux de 15 commande: - un signal de commande Cl pour ajuster l'impédance de l'antenne soit égale à une valeur de référence, par exemple 50 ohms; - un signal de commande C2 pour régler la réponse en fréquence du filtre passe-bande 32a à une valeur prédéterminée; et 20 - un signal de commande C3 pour régler la réponse du filtre passe- haut 32b à une autre valeur prédéterminée. Le réseau d'adaptation 36 est par exemple formé par un ou plusieurs réseaux élémentaires d'impédances ayant une topologie en L ou en Pi. Ce réseau comprend au moins un condensateur réglable numérique (ou DTC 25 pour Digitally Tunable Capacitor en langue anglaise) construit à partir d'une pluralité de condensateurs commutés commandés numériquement par une pluralité de bits bl ...bi du signal de commande Cl comme montré à la figure 8. Dans cette figure, le réseau d'adaptation 36 comporte deux réseaux 30 LC élémentaires ayant une topologie en L. Chaque réseau élémentaire comprend une bobine d'inductance Lp entre l'entrée et la sortie du réseau élémentaire et 3 condensateurs commutés Cp en parallèle entre l'entrée du réseau élémentaire et la masse. Chacun des condensateurs commutés est commandé par un bit du signal de commande Cl. Dans cet exemple, le signal de commande Cl comporte donc 6 bits pour faire varier l'impédance de l'antenne 31, soit 64 valeurs possibles. De même, les filtres 32a et 32b comportent chacun au moins un condensateur réglable numérique (ou DTC) ou une diode varicap (ou varactor en langue anglaise) pour faire varier leur réponse fréquentielle en fonction des signaux de commande C2 et C3.

Les différents signaux de commande Cl, C2, C3 nécessaires pour obtenir les différents réglages possibles sont définis à l'avance et sont stockés dans la table à consulter 20. En fonctionnement, lorsque le circuit de mesure 10 délivre une valeur de permittivité relative du substrat, cette dernière est transmise à la table à consulter 20 qui délivre les signaux de commandes Cl, C2,C3 adéquats pour régler le réseau d'adaptation 36 et les filtres 32a et 32b. Ce réglage du réseau d'adaptation et des filtres est de préférence effectué une seule fois à la première mise sous tension du dispositif radiofréquence.

En référence à la figure 9, le réglage du réseau d'adaptation 36 et des filtres 32a et 32b s'effectue de la manière suivante: - étape El: le générateur 32 génère successivement des signaux de fréquences différentes dans une bande de fréquences prédéterminée selon un pas de fréquence prédéterminé jusqu'à ce que ladite bande de fréquences soit entièrement balayée, - étape E2: le microcontrôleur 14 détermine la fréquence de résonance du résonateur; - étape E3: le processeur 15 détermine la valeur de permittivité relative du substrat; et - étape E4: le circuit de contrôle 20 délivre les signaux de commande adéquats au réseau d'adaptation 32 et aux filtres 32a et 32b.

Le dispositif de l'invention peut comporter uniquement une chaîne d'émission ou une chaîne de réception. A l'inverse, il peut aussi comporter une pluralité de chaînes d'émission/réception comme illustré à la figure 10. La figure 10 représente un dispositif 300 conforme à l'invention qui comporte deux chaînes d'émission/réception, l'une étant par exemple dédiée à l'émission/réception de signaux Wi-Fi 5 GHz et l'autre à l'émission/réception de signaux Wi-Fi 2.4 GHz, un circuit de mesure 100 identique au circuit 10 et un circuit de contrôle 200 apte à délivrer une pluralité de signaux de commande pour les circuits réglables des deux chaînes d'émission/réception du dispositif. La première chaîne d'émission/réception des signaux Wi-Fi 5 GHz est identique à celle de la figure 7. Elle comporte donc une antenne 301 identique à l'antenne 31, un réseau d'adaptation 306 identique au réseau 36, un filtre passe-bande 302a identique au filtre 32a, un amplificateur faible bruit 303a identique à l'amplificateur 33a, un filtre passe-haut 302b identique au filtre 32b et un amplificateur de puissance 303b identique à l'amplificateur 33b. La deuxième chaîne d'émission/réception des signaux Wi-Fi 2,4 GHz comporte une antenne 301', un réseau d'adaptation 306', un filtre passe- bande 302a', un amplificateur faible bruit 303a', un filtre passe-bas 302b' et un amplificateur de puissance 303b' agencés de la même que les éléments correspondants de la première chaîne d'émission/réception. A noter toutefois que le filtre passe-haut (302b) dans la première chaîne d'émission/réception est remplacé par un filtre passe-bas (302b') dans la deuxième chaîne d'émission/réception. Le dispositif 300 comporte également un circuit de commutation 305 et un circuit de traitement 304 communs aux deux chaînes de réception. Le circuit de commutation 305 connecte sélectivement les filtres 302a et 302b à l'antenne 301 via le réseau d'adaptation 306 et les filtres 302a' et 302b' à l'antenne 301' via le réseau d'adaptation 306'. Le circuit de traitement 304 effectue la conversion des signaux radiofréquence en signaux de bande de base et inversement. Dans ce mode de réalisation, le circuit de contrôle 200 produit des signaux de commande Cl, C2, C3, Cl ', C2' et C3' pour commander respectivement les éléments réglables 306, 302b, 302a, 306', 302b' et 302a'. Le réglage des éléments réglables du dispositif est opéré comme décrit précédemment pour le dispositif de la figure 7. Cependant, dans le cas de chaînes radio fonctionnant à des fréquences très différentes comme c'est la cas ici, 5 GHz pour la première chaîne radio et 2,4 GHz pour la deuxième chaîne radio, il est possible de prévoir deux résonateurs, à savoir un résonateur pour chaque chaîne radio, l'un de ces résonateurs ayant une fréquence de résonance proche de 5 GHz et l'autre résonateur ayant une fréquence de résonance proche de 2,4 GHz de manière à augmenter la précision de mesure de permittivité en fonction de la fréquence de travail. Chacun de ces résonateurs est alors utilisé pour déterminé les signaux de commande de la chaîne radio associée. Selon un mode de réalisation en variante, le dispositif ne comporte qu'un seul résonateur pour réduire la place occupée par le circuit de mesure. Dans ce mode de réalisation particulier, on choisit de préférence un résonateur ayant une fréquence de résonance proche de la fréquence de travaille la plus élevée du dispositif, dans le cas présent 5 GHz, afin de minimiser encore la place occupée par le résonateur. Cette adaptation de la réponse en fréquence des filtres et de l'impédance des antennes est donc particulièrement utile dans le cas de dispositif multi-radio réalisé sur des substrats à bas cout, par exemple des substrats de type FR4. Bien que l'invention ait été décrite en liaison avec deux modes de réalisation particuliers, il est bien évident qu'elle n'y est nullement limitée et qu'elle comprend tous les équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons si celles-ci entrent dans le cadre de l'invention.

Bien entendu, d'autres types de résonateurs que les résonateurs en anneau peuvent être utilisés, notamment les résonateurs comportant une X, ligne microruban rectiligne ayant une longueur sensiblement égale à .

2 L'invention est applicable à un dispositif qui ne comporterait qu'une seule chaîne d'émission ou une seule chaîne de réception. Elle est également applicable à un dispositif dans lequel on ne viendrait régler que l'impédance de l'antenne (sans modifier la réponse en fréquence des filtres) ou dans lequel on ne viendrait régler que la réponse en fréquence des filtres (sans modifier l'impédance de l'antenne).10

Claims (10)

1. REVENDICATIONS1. Dispositif (30; 300) de transmission et/ou de réception de signaux radiofréquence comportant au moins une antenne (31; 301, 301') et/ou au moins un filtre (32a, 32b; 302a, 302b, 302a', 302b') réalisé(e)(s) en technologie imprimée sur un substrat diélectrique, caractérisé en ce qu'il comporte en outre un circuit (10; 100) de mesure de la permittivité diélectrique du substrat apte à délivrer une valeur de permittivité mesurée et des moyens de réglage (20, 36; 200, 306, 306') aptes à ajuster l'impédance de l'antenne et/ou la réponse en fréquence dudit filtre en fonction de ladite valeur de permittivité mesurée.
2. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de réglage comprennent: - un circuit de commande de réglage (20; 200) apte à recevoir la valeur de permittivité mesurée et à délivrer au moins un signal numérique de commande (Cl, C2, C3; Cl', C2', C3') en fonction de ladite valeur de permittivité mesurée, et - un réseau d'adaptation d'impédance (36; 306, 306') connecté à l'entrée/sortie de ladite antenne et commandé par ledit au moins un signal numérique de commande pour modifier l'impédance de l'antenne et la ramener à une valeur prédéterminée et/ou un élément à capacité variable, dans ledit filtre, commandé par ledit au moins un signal numérique de commande pour modifier la réponse en fréquence dudit au moins un filtre et la ramener à une valeur prédéterminée.
3. 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que le réseau d'adaptation d'impédance (36; 306, 306') comprend un condensateur ajustable numériquement commandé par ledit au moins un signal numérique de commande.
4. 4. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'élément à capacité variable à l'intérieur dudit au moins un filtre est une diode varicap.
5. 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le circuit de mesure de permittivité (10) comprend: - un générateur de signaux radiofréquence (11) contrôlable numériquement par un signal de commande (cmd) et apte à générer une pluralité de signaux radiofréquence de fréquences différentes à l'intérieur d'une bande de fréquences prédéterminée, - un résonateur (12) apte à recevoir les signaux radiofréquence générés par le générateur et à délivrer, pour chacun de ces signaux de fréquences différentes, un signal de sortie, - un circuit de mesure de puissance (13) pour mesurer la puissance de signal pour chacun des signaux de sortie délivrés par ledit résonateur, - un microcontrôleur (14) pour déterminer la fréquence de résonance du résonateur à partir des valeurs de puissance mesurées par le circuit de mesure de puissance et pour générer le signal de commande (cmd) du générateur de signaux radiofréquence, et - un processeur (15) pour calculer la permittivité relative du substrat à partir de ladite fréquence de résonance.
6. 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que ledit résonateur est un résonateur en anneau.
7. 7. Dispositif selon la revendication 5 ou 6, caractérisé en ce que le résonateur est conçu pour présenter une fréquence de résonance proche de la fréquence des signaux radiofréquence émis ou reçus.
8. 8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 5 à 7, comportant au moins deux chaînes d'émission et/ou de réceptionfonctionnant à des fréquences de fonctionnement différentes et comprenant chacune au moins une antenne (301, 301') et/ou au moins un filtre (302a, 302b, 302a', 302b') réalisé(e)(s) en technologie imprimée sur un unique substrat diélectrique , ledit dispositif comprenant en outre un circuit de mesure de permittivité (100) pour mesurer la permittivité relative dudit substrat diélectrique, caractérisé en ce que le résonateur du circuit de mesure de permittivité (100) est conçu pour présenter une fréquence de résonance proche de la fréquence de fonctionnement la plus élevée.
9. 9. Procédé de réglage de l'impédance d'une antenne et/ou de la réponse en fréquence d'un filtre d'un dispositif tel que défini dans les revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes: - génération (El) ) d'une pluralité de signaux radiofréquence de fréquences différentes dans une bande de fréquences prédéterminée, - mesure (E2, E3) de la valeur de permittivité relative du substrat; et - délivrance (E4) de signaux de commande pour ajuster l'impédance de l'antenne et/ou la réponse en fréquence du filtre en fonction de ladite valeur de permittivité mesurée.
10. 10. Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'il est mis en oeuvre une seule fois à la première mise sous tension du dispositif.