FR3116400A1 - Module radiofréquence à point d’accès commun - Google Patents

Abstract

Un module radiofréquence à point d’accès commun (1) comprenant un point d’accès commun (2) adapté pour envoyer et recevoir des signaux radiofréquence, ledit point d’accès commun (2) présentant une impédance de point d’accès commun, un premier circuit de communication radiofréquence (6) et un second circuit de communication radiofréquence (8), un premier symétriseur (10) couplé au premier circuit de communication radiofréquence (6) par des premiers ports (11a, 11b) entre lesquels est établie une première impédance (Z1) variant entre une valeur haute et une valeur basse, et un second symétriseur (20) couplé au second circuit de communication radiofréquence (8) par des seconds ports (21a, 21b) entre lesquels est établie une seconde impédance (Z2) variant entre une valeur haute et une valeur basse, dans lequel le module radiofréquence à point d’accès commun (1) comprend un circuit d'adaptation d'impédance (18) branché entre les premiers ports (11a, 11b) en parallèle du premier symétriseur (10), et un interrupteur (16) configuré pour ouvrir et fermer le circuit d'adaptation d'impédance (18). Figure pour l'abrégé : figure 2

Description

Module radiofréquence à point d’accès commun

La présente description se rapporte au domaine de la communication radiofréquence au moyen d'une antenne adaptée pour envoyer et recevoir des signaux radiofréquence. Il se rapporte également au domaine radiofréquence au moyen plus général d’un accès commun adapté pour envoyer et recevoir des signaux radiofréquence. Pour pouvoir présenter plusieurs modes de fonctionnement, le point d’accès commun doit être connecté à plusieurs circuits de communication radiofréquence. L'exemple le plus courant est la connexion de ce point d’accès en tant que connexion d’antenne ou de connexion avec un circuit émetteur-récepteur (plus connu sous le terme anglais de "transceiver"), avec un circuit de réception radiofréquence et un circuit d'émission radiofréquence, afin de permettre à une même antenne de recevoir et d'émettre des signaux radiofréquences. Il est toutefois possible de connecter le point d’accès commun deux circuits de réception radiofréquence ou deux circuits d'émission radiofréquence, par exemple lorsqu'il est souhaité adapter la communication radiofréquence à des signaux radiofréquences aux caractéristiques très différentes (fréquence, modulation, puissance, etc.).

Arrière-plan technologique

La présence d'au moins deux circuits de communication radiofréquence connectés au même point d’accès impose de prévoir un moyen de faire sélectivement coopérer le point d’accès commun avec l'un ou l'autre des circuits de communication radiofréquence. De façon conventionnelle, le point d’accès commun est sélectivement connecté à l'un ou l'autre des circuits de communication radiofréquence par un transistor faisant office de commutateur.

Toutefois, les spécificités de la communication radiofréquence imposent que le transistor présente une qualité très élevée afin de limiter les bruits et parasites qu'il est susceptible d'introduire dans le signal radiofréquence. On désigne généralement par "transistor radiofréquence" un transistor présentant le niveau de qualité requis pour cette fonction. Or, un transistor radiofréquence, à cause des qualités qu'il doit présenter, implique un coût élevé, ce qui engendre généralement un compromis qualité-coût globalement défavorable aux performances du module - radiofréquence.

Par ailleurs, la connexion d'un circuit de communication radiofréquence avec point d’accès commun nécessite un symétriseur d’adaptation d’impédance, ou transformateur de type balun, afin d'adapter l'impédance du circuit de communication radiofréquence à celle du point d’accès commun. Or, la présence de plusieurs symétriseurs peut engendrer des perturbations électromagnétiques entre ces symétriseurs, et dégrader les performances du module - radiofréquence.

Présentation de l'invention

Il existe un besoin pour permettre à un module - radiofréquence à point d’accès commun d'utiliser sélectivement l'un ou l'autre des circuits de communication radiofréquence tout en assurant un haut niveau de performances sans requérir à des composants onéreux tels qu'un transistor radiofréquence.

À cet effet, il est ici proposé un module radiofréquence à point d’accès commun comprenant :
- un point d’accès commun adaptée pour envoyer et recevoir des signaux radiofréquence, ledit point d’accès commun présentant une impédance de point d’accès,
- un premier circuit de communication radiofréquence et un second circuit de communication radiofréquence,
- un premier symétriseur couplé au premier circuit de communication radiofréquence par des premiers ports entre lesquels est établie une première impédance variant entre une valeur haute et une valeur basse,
- un second symétriseur couplé au second circuit de communication radiofréquence par des seconds ports entre lesquels est établie une seconde impédance variant entre une valeur haute et une valeur basse,
le module radiofréquence à point d’accès commun comprenant un circuit d'adaptation d'impédance branché entre les premiers ports en parallèle du premier symétriseur, et un interrupteur configuré pour ouvrir et fermer le circuit d'adaptation d'impédance, et en ce que le second circuit de communication radiofréquence est adapté pour être activé ou désactivé, la seconde impédance présentant une valeur basse lorsque le second circuit de communication radiofréquence est activé, et une valeur haute lorsque le second circuit de communication radiofréquence est désactivé, la valeur haute et la valeur basse de la seconde impédance étant supérieures à l'impédance de point d'accès,
et en ce que le module radiofréquence à point d’accès commun est configuré pour présenter deux modes de fonctionnement :
a) un premier mode de fonctionnement dans lequel le circuit d'adaptation d'impédance est fermé par l'interrupteur, et le second circuit de communication radiofréquence prenant une valeur basse inférieure à la valeur haute de la seconde impédance,
b) un second mode de fonctionnement dans lequel le circuit d'adaptation d'impédance est ouvert par l'interrupteur, et le second circuit de communication radiofréquence est activé, la première impédance prenant une valeur haute supérieure à l'impédance de point d'accès.

Dans le premier mode, la communication transite par le premier circuit de communication radiofréquence, tandis que dans le second mode, la communication transite par le second circuit de communication radiofréquence, bien que les deux symétriseurs restent connectés au point d’accès commun. Le module radiofréquence à point d’accès commun peut ainsi utiliser sélectivement l'un ou l'autre des circuits de communication radiofréquence, sans nécessiter de transistor radiofréquence.

Le module radiofréquence à point d’accès commun est avantageusement complété par les différentes caractéristiques suivantes prises seules ou selon leurs différentes combinaisons possibles :
- le premier symétriseur et le second symétriseur présentent des rapports de transformation d'impédance par lesquels la valeur basse de la première impédance et la valeur basse de la seconde impédance sont transformées en valeur de l'impédance de point d'accès ;
-le premier circuit de communication radiofréquence est un circuit d'émission de signaux radiofréquences, et le second circuit de communication radiofréquence est un circuit de réception de signaux radiofréquences, et dans lequel le premier mode est une configuration d'émission de signaux radiofréquences, et le second mode est un mode de réception de signaux radiofréquences ;
- le circuit d'adaptation d'impédance comprend au moins un enroulement formé d'au moins une spire conductrice, ledit enroulement étant en série avec l'interrupteur entre les premiers ports ;
- le premier symétriseur et le second symétriseur se présentent chacun sous la forme de deux enroulements imbriqués formés chacun d'au moins une spire conductrice, un premier enroulement étant relié à un circuit de communication radiofréquence et un second enroulement étant reliée au point d’accès commun ;
- le premier symétriseur et le second symétriseur forment chacun une boucle dans un même plan, les spires étant coplanaires ;
- la boucle du premier symétriseur et la boucle du second symétriseur sont symétriques par rapport à un point milieu ;
- le premier symétriseur et le second symétriseur sont reliés au point d’accès commun via un point milieu commun disposé entre le premier symétriseur et le second symétriseur, et les boucles respectives du premier symétriseur et du second symétriseur sont disposées de sorte à former entre elles un secteur angulaire défini par un angle compris entre 60° et 120°, avec ledit point milieu pour sommet
- un symétriseur comprend un circuit LC, ledit symétriseur formant une boucle et le circuit LC comprenant un enroulement d'au moins une spire formant deux boucles à l'intérieur de la boucle dudit symétriseur.

L'invention concerne également un procédé d'émission et de réception de signaux radiofréquences utilisant un module radiofréquence à point d’accès commun tel que défini ci-avant, dans lequel le premier circuit de communication radiofréquence est un circuit d'émission radiofréquence, et le second circuit de communication radiofréquence est un circuit de réception radiofréquence, dans lequel :
a) dans un premier mode de fonctionnement, le circuit d'adaptation d'impédance est fermé par l'interrupteur, et le second circuit de communication radiofréquence est désactivé, la première impédance prenant une valeur basse inférieure à la valeur haute de la seconde impédance,
b) dans un second mode de fonctionnement, le circuit d'adaptation d'impédance est ouvert par l'interrupteur, et le second circuit de communication radiofréquence est activé, la première impédance prenant une valeur haute supérieure à l'impédance de point d'accès.

Présentation des figures

D'autres caractéristiques, buts et avantages du procédé ressortiront de la description qui suit, qui est purement illustrative et non limitative, et qui doit être lue en regard des dessins annexés sur lesquels :

- La est un schéma de principe d'une vue d'ensemble des dispositions possibles d'un module radiofréquence dans un système radiofréquence ;

- La est un schéma de principe simplifié du module radiofréquence à point d’accès commun selon un mode de réalisation possible de l'invention ;

- La est un schéma électrique simplifié montrant les deux symétriseurs et le circuit d'adaptation d'impédance d'un module radiofréquence à point d’accès commun selon un mode de réalisation possible de l'invention ;

- La est une vue simplifiée des boucles des deux symétriseurs mettant en évidence leur symétrie et leur complémentarité magnétique, selon un mode de réalisation possible de l'invention.

Description détaillée

En référence à la , un système radiofréquence configuré pour envoyer et recevoir des signaux radiofréquences par ondes électromagnétiques radiofréquences comprend une antenne 2 et un circuit émetteur-récepteur 5, ou transceiver, qui sont reliés par des circuits intermédiaires comprenant un premier circuit de communication radiofréquence 6 et un second circuit de communication radiofréquence 8. Le circuit émetteur-récepteur 5 traitent les signaux radiofréquences analogiques, notamment en termes de démodulation, et en termes de numérisation, afin de les rendre interprétables (par exemple les convertit en image, en son, etc.) ou à l'inverse convertit des données en signaux radiofréquences analogiques. Un tel circuit émetteur-récepteur 5 comprend donc typiquement au moins un convertisseur numérique analogique et un modulateur pour l'émission de signaux, et/ou un convertisseur analogique-numérique et un démodulateur pour la réception de signaux. Il peut être envisagé de ne doter le circuit émetteur-récepteur que pour l'émission ou la réception de signaux radiofréquence.

Le premier circuit de communication radiofréquence 6 et le second circuit de communication radiofréquence 8 comprennent essentiellement des amplificateurs pour les signaux radiofréquences analogiques, mais peuvent également comprendre d'autres composants pour mettre en œuvre d'autres fonctions. Ainsi, dans le cas d'un circuit de communication radiofréquence dédié à l'émission, un tel circuit peut comprendre un amplificateur faible bruit, ou "low-noise amplifier" en anglais, et dans le cas d'un circuit de communication radiofréquence dédié à la réception, un tel circuit peut comprendre un amplificateur de puissance, ou "power amplifier" en anglais.

A la fois le premier circuit de communication radiofréquence 6 et le second circuit de communication radiofréquence 8 doivent être raccordés au circuit émetteur-récepteur 5, et/ ou à l'antenne 2. Pour ce faire, un combineur 4 est disposé entre le circuit émetteur-récepteur 5 (respectivement l'antenne 2) et les deux circuits de communication radiofréquence 6, 8, afin que les deux circuits de communication radiofréquence 6, 8 soient connectés à un même point d'accès commun 2 formant un point d'accès au circuit émetteur-récepteur 5 (respectivement un point d'accès à l'antenne 2). Le module radiofréquence à point d’accès commun 1 comprend ainsi un point d’accès commun 2 adapté pour envoyer et recevoir des signaux radiofréquences par ondes électromagnétiques radiofréquences, et un combineur 4 couplé audit point d’accès commun 2. Le point d’accès commun 2 sert d'interface d'entrée/sortie pour les signaux radiofréquences. Le point d’accès 2 peut être associé à des organes accessoires, comme par exemple une alimentation, des dispositifs de sécurité ou de filtrage, non représentés par soucis de simplification. Le point d’accès commun 2 présente une impédance de point d'accès, qui est le plus souvent standardisée et vaut typiquement 50 Ω ou 75 Ω.

Dans l'exemple de la , le système radiofréquence est muni de deux combineurs 4, formant modules radiofréquence à point d’accès commun 1, couplés l'un à une antenne 3 et l'autre à un circuit émetteur-récepteur 5, afin d'illustrer le système le plus complet. Le plus souvent, un seul module radiofréquence à point d’accès commun 1 est couplé soit au circuit émetteur-récepteur 5, soit à l'antenne 3.

Le module radiofréquence à point d’accès commun 1 comprend un premier circuit de communication radiofréquence 6 et un second circuit de communication radiofréquence 8. Bien que les circuits de communication radiofréquence 6, 8 peuvent être de plusieurs différents types, pour des raisons de clarté d'explication et de simplicité, la description qui suit est faite dans le cadre le plus courant, à savoir avec un circuit d'émission de signaux radiofréquences 6 en tant que premier circuit de communication radiofréquence, et un circuit de réception de signaux radiofréquences 8 en tant que second circuit de communication radiofréquence. D'autres configurations peuvent néanmoins être choisies, et il est par exemple possible de prévoir deux circuits d'émission de signaux radiofréquences en tant que premier et second circuits de communication radiofréquence, ou bien encore deux circuits de réception de signaux radiofréquences en tant que premier et second circuits de communication radiofréquence. Pour illustrer cette multitude de possibilité, les flèches reliant les circuits de communication radiofréquence 6, 8 à un combineur 4 sont d'ailleurs dans les deux sens sur la , bien que le choix d'un type de circuit de communication radiofréquence impose une direction pour le transite des signaux radiofréquences.

Pour un souci de clarté également, le point d’accès commun est décrit en exemple comme point d’entrée du circuit d'émission de signaux radiofréquences 6et donc de sortie du circuit de réception de signaux radiofréquences 8. Dans ce cadre, le point d'accès commun 2 peut être couplé à un circuit émetteur-récepteur 5. Bien entendu, le module radiofréquence à point d’accès commun 1 peut être également vu comme point de sortie d’un circuit de réception de signaux radiofréquences et point d’entrée d’un circuit d'émission de signaux radiofréquences. Dans ce cadre, le point d'accès commun 2 peut être couplé à une antenne, et le module radiofréquence à point d’accès commun 1 est alors un module à accès d’antenne.

Le point d’accès commun 2, le circuit d'émission de signaux radiofréquences 8 et le circuit de réception de signaux radiofréquences 6 étant conventionnels et bien connus de l'homme du métier, ils ne seront pas détaillés plus avant.

Le combineur 4 du module radiofréquence à point d’accès commun 1 comprend un premier symétriseur 10, ou premier balun, couplé au circuit d'émission de signaux radiofréquences 6 par des premiers ports 11a, 11b entre lesquels est établie une première impédance Z1. Le module radiofréquence à point d’accès commun 1 comprend également un second symétriseur 20, ou second balun, couplé au circuit de réception de signaux radiofréquences 8 par des seconds ports 21a, 21b entre lesquels est établie une seconde impédance Z2. Un symétriseur est un transformateur symétrique-dissymétrique, c'est-à-dire un dispositif transformant une tension symétrique par rapport à la masse en une tension asymétrique ou inversement. Le terme balun tire d'ailleurs son nom de l'anglais "balanced to unbalanced transformer", c'est-à-dire transformateur de "équilibré" à "déséquilibré".

La première impédance Z1 et la seconde impédance Z2 peuvent prendre différentes valeurs, qui pour simplifier seront ici envisagées uniquement sous l'angle de leur résistance exprimée en Ohms. Les valeurs prises par la première impédance Z1 et par la seconde impédance Z2 dépendent d'une part de la structure des circuits de communication radiofréquence, et notamment des composants de ces circuits qui sont connectés aux ports 11a, 11b, 21a, 21b mais également de l'état de ces circuits de communication radiofréquence, c'est-à-dire du fait qu'un circuit de communication radiofréquence soit activé ou non, ou en d'autres termes, alimenté ou non par une tension d'alimentation. Ainsi, lorsque le circuit de signaux radiofréquences 8 est activé, par exemple alimenté par une tension d'alimentation Vcc, la seconde impédance Z2 présente une valeur basse, par exemple inférieure ou égale à 100 Ω, alors que lorsque le circuit de signaux radiofréquences 8 est désactivé, par exemple en coupant l'alimentation par la tension d'alimentation Vcc (ou en la mettant à la masse), la seconde impédance présentant une valeur haute, par exemple supérieure à 200 Ω.

Lorsqu'à la fois le circuit de signaux radiofréquences 6 et le circuit de signaux radiofréquences 8 sont activés, la valeur de la seconde impédance Z2 est supérieure à la valeur de la première impédance Z1, en raison des différences de structures entre un circuit de signaux radiofréquences 6 et un circuit de signaux radiofréquences 8. De fait, parmi deux circuits de communication radiofréquence, le second circuit de communication radiofréquence est celui qui engendre une valeur d'impédance supérieure à la valeur d'impédance de l'autre circuit de communication radiofréquence, lorsque les deux circuits de communication radiofréquence sont dans un même état d'activation. Par ailleurs, il est à noter que la valeur haute et la valeur basse de la seconde impédance Z2 sont supérieures à l'impédance de point d'accès.

Le combineur 4 du module radiofréquence à point d’accès commun 1 comprend un interrupteur 16 configuré pour ouvrir et fermer un circuit d'adaptation d'impédance 18 branché entre les premiers ports 11a, 11b, en parallèle du premier symétriseur 10 et donc en parallèle du circuit d'émission de signaux radiofréquences 6. Le circuit d'adaptation d'impédance 18 est configuré pour, lorsqu'il est fermé par l'interrupteur 16, imposer une valeur basse à la première impédance Z1, qui est choisie pour être la plus proche de l'impédance de point d'accès, et par exemple pour être de 50 Ω. A l'inverse, lorsque le circuit d'adaptation d'impédance 18 est ouvert, ledit circuit d'adaptation d'impédance 18 ne relie plus les premiers ports 11a, 11b et n'influe donc pas la première impédance Z1. Le circuit d'adaptation d'impédance 18 peut comprendre au moins un enroulement 18a, 18b formé d'au moins une spire conductrice, en série avec l'interrupteur 16. Par exemple, et comme illustré, le circuit d'adaptation d'impédance peut comprendre deux enroulements 18a, 18b formés chacun d'au moins une spire conductrice. L'interrupteur 16 est disposé entre ces deux enroulements 18a, 18b afin de les relier ou de les séparer, les deux enroulements 18a, 18b étant ainsi en série entre les premiers ports 11a, 11b et reliés par l'interrupteur 16.

L'interrupteur 16 est par exemple un transistor, de préférence un MOSFET mais peut être d'un autre type. L'interrupteur 16 n'a pas besoin de présenter des performances très élevées et propres à le qualifier de transistor radiofréquence. En effet, l'interrupteur 16 n'est pas disposé en série entre un des premier port 11a, 11b et le circuit d'émission de signaux radiofréquences 6, mais bien entre les premiers ports, de sorte que les éventuelles imperfections de l'interrupteur 16 n'affectent que le circuit d'adaptation d'impédance 18. Les enroulements 18a, 18b du circuit d'adaptation d'impédance 18 permettent d'ailleurs de rejeter d'éventuelles perturbations induites par l'interrupteur 16. Le nombre de spires dans les enroulements 18a, 18b du circuit d'adaptation d'impédance 18 peut être quelconque, et est choisi à la fois pour lisser les perturbations induites par l'interrupteur 16, et pour permettre d'obtenir entre les deux premiers ports 11a, 11b une valeur de la première impédance Z1 proche de celle de l'impédance de point d'accès lorsque l'interrupteur 16 est fermé. Dans l'exemple illustré, le nombre total des spires dans les enroulements 18a, 18b du circuit d'adaptation d'impédance 18 est de deux, mais il peut être supérieur à deux.

Ainsi que visible sur lesFigures 3 et 4, le premier symétriseur 10 et le second symétriseur 20 se présentent chacun sous la forme de deux enroulements imbriqués formés chacun d'au moins une spire conductrice. Comme dans l'exemple illustré, les spires conductrices peuvent être constituées de pistes de métal conducteur disposées sur un substrat semiconducteur. On trouve également d'autre pistes métallisées à différents niveaux de métallisation, comme par exemple les pistes 9 reliées à la masse. Ces structures sont annexes, bien connues de l'homme du métier, et dépendent des modes de réalisation. Elles ne seront donc pas détaillées ci-après.

Le premier symétriseur 10 comprend un premier enroulement 12 comprenant ici deux spires 12a, 12b, et un second enroulement 14 comprenant une spire. Le premier enroulement 12 est relié aux premiers ports 11a, 11b, et donc au circuit d'émission de signaux radiofréquences 6. Plus précisément, une extrémité du premier enroulement 12 est connectée à un des premiers ports 11a, 11b, et l'autre extrémité du premier enroulement 12 est connectée à l'autre des premiers ports 11a, 11b. Le second enroulement 14, et donc sa spires 14aest relié au point d’accès commun 2. Plus précisément, la spire 14a du second enroulement 14 constitue une branche du point d'accès commun 2. Dans cet exemple, le premier enroulement 12 et le second enroulement 14 comprennent au total trois spires 12a, 12b, 14a, , et effectuent donc une transformation d'impédance 2:1. Les enroulements 12 et 14 du premier symétriseur 10 peuvent toutefois présenter des nombres de spires différents, et peuvent ainsi effectuer une transformation d'impédance de rapport unitaire ou d'un rapport différent. Par ailleurs, un point du premier enroulement 12 peut être connecté à la masse.

Les spires 12a, 12b, 14a, sont concentriques et coplanaires, formant une boucle. Dans la direction radiale de la boucle, les spires 12a, 12b du premier enroulement 12 alternent avec les spires du second enroulement 14. Depuis le centre de la boucle vers l'extérieur de celle-ci, on trouve donc d'abord une première spire 12a du premier enroulement 12, puis une spire 14a du second enroulement 14, puis enfin une seconde spire 12b du premier enroulement 12. Des ponts 15 peuvent relier les spires d'un même enroulement.

Le second symétriseur 20 présente la même structure de boucle que le premier symétriseur 10, avec deux enroulements 22, 24 imbriqués formés chacun d'au moins une spire conductrice. Le second symétriseur 20 comprend ainsi un premier enroulement 22 comprenant ici deux spires 22a, 22b, et un second enroulement 24 comprenant une spire 24a. Le premier enroulement 22 est relié aux seconds ports 21a, 21b, et donc au circuit de réception de signaux radiofréquences 8. Plus précisément, une extrémité du premier enroulement 22 est connectée à un des premiers ports 21a, 21b, et l'autre extrémité du premier enroulement 22 est connectée à l'autre des premiers ports 21a, 21b. Le second enroulement 24, et donc sa spire 24a, est relié au point d’accès commun 2. Plus précisément, la spire 24a du second enroulement 24 constitue une branche du point d'accès commun 2. Dans cet exemple, le premier enroulement 22 et le second enroulement 24 comprennent un nombre inégal de spires, et effectuent donc une transformation d'impédance de rapport différent de l'unité. En l'occurrence, il s'agit d'un rapport de transformation 2:1, apte à modifier une valeur basse de seconde impédance Z2 en une valeur compatible avec l'impédance de point d'accès, et par exemple transformant 100 Ω en 50 Ω. D'autres rapports de transformation d'impédance peuvent être choisis en changeant le nombre de spires respectives des enroulements 22, 24, comme dans le premier symétriseur 10.

Les spires 22a, 22b, 24a, sont concentriques et coplanaires, formant une boucle. Dans la direction radiale de la boucle, les spires 22a, 22b du premier enroulement 22 sont alternées avec la spire du second enroulement 24. Depuis le centre de la boucle vers l'extérieur de celle-ci, on trouve donc d'abord une première spire 22a du premier enroulement 22, puis la spire 24a du second enroulement 24, puis enfin une seconde spire 22b du premier enroulement 22.

Les rapports de transformation du premier symétriseur 10 et du second symétriseur 20 sont choisis pour que la transformation des valeurs hautes de la première impédance Z1 et de la seconde impédance Z2 reste substantiellement plus élevée que l'impédance de point d'accès, de préférence d'au moins 50%, et de préférence encore au moins deux fois plus élevée. Ces rapports de transformation sont également choisis pour que la transformation des valeurs basses de la première impédance Z1 et de la seconde impédance Z2 résulte en une impédance d'une valeur similaire à celle de l'impédance de point d'accès, typiquement 50 Ω, au niveau du point d'accès commun 2.

Ainsi qu'expliqué, le premier symétriseur 10 et le second symétriseur 20 forment chacun une boucle dans un même plan, et sont donc coplanaires. La boucle du premier symétriseur 10 et la boucle du second symétriseur 20 ferment une même surface, et présentent de préférence une même forme. Plus exactement, la boucle du premier symétriseur 10 et la boucle du second symétriseur 20 sont de préférence symétriques par rapport à un point milieu 30 commun, où se rejoignent les branches du point d'accès commun 2. Le second enroulement 14 du premier symétriseur 10 et le second enroulement 24 du second symétriseur 20 se rejoignent donc au niveau du point milieu 30. Par cette symétrie, on peut ainsi annuler le couplage magnétique entre les deux boucles des symétriseurs 10, 20, et annuler également les champs magnétiques intrinsèques de ces deux boucles.

La montre une vue simplifiée de l'organisation spatiales des boucles des symétriseurs 10, 20. Les boucles adoptent une forme fermée, globalement circulaire. Dans cet exemple, le premier symétriseur 10 et le second symétriseur 20 présentent le même nombre de spires, en l'occurrence 3, montrant que ce nombre de spires peut être modifié. Les boucles respectives du premier symétriseur 10 et du second symétriseur 20 sont disposées de sorte à former entre elles un secteur angulaire défini par un angle θ compris entre 60° et 120°, et de préférence compris entre 75° et 105°, et idéalement de 90°, avec le point milieu 30 pour sommet. La présence d'un tel secteur angulaire dépourvu d'éléments conducteurs du premier symétriseur 10 et du second symétriseur 20 permet d'assurer une isolation électrique entre ceux-ci.

Bien que globalement circulaire, chaque boucle est constituée de segments rectilignes pour des raisons de facilités de fabrication. Dans l'exemple illustré, chaque boucle est constituée de 7 segments rectilignes. Plus ou moins de segments rectilignes peuvent être utilisés, mais les deux symétriseurs 10, 20 présentent un même nombre de segments. Le secteur angulaire est alors défini par l'angle θ formé entre les segments 10a, 20a opposés des deux symétriseurs 10, 20 qui rejoignent le point milieu 30. En l'absence de tels segments, c'est la tangente aux boucles des symétriseurs 10, 20 au point milieu 30 qui est prise en compte. De préférence, un segment 10a, 20a qui rejoint le point milieu 30 s'étend jusqu'à une extrémité du symétriseur 10, 20 (par exemple en haut ou en bas conformément à l'orientation des figures).

Outre leurs symétries, les boucles des deux symétriseurs 10, 20 sont configurées, par le sens de leurs branchements, de sorte que les courants qui les traversent engendrent des flux magnétiques de sens opposés, qui s'annulent. Ainsi, sur la , on a représenté par des flèches faisant saillie du centre d'un cercle les directions des flux magnétiques engendrés par les symétriseurs 10, 20. Le premier symétriseur 10 engendre un flux dirigé dans une première direction tandis que le second symétriseur 20 engendre un flux dirigé dans une seconde direction, opposée à la première direction.

Il est possible qu'un symétriseur tel que le second symétriseur 20 comprenne un filtre tel qu'un circuit LC 40 pour servir de filtre passe-bande en amont du circuit de réception de signaux radiofréquences 8. Un tel circuit LC 40 comprend un condensateur 41 et un enroulement 42 montés en parallèle et connectés d'une part à un point du premier enroulement 22 du second symétriseur 20, et d'autre part à la masse via un premier condensateur polarisé 26a. Le nœud commun entre le circuit LC 40 et le premier enroulement 22 peut être également connecté à la masse via un second condensateur polarisé 26b.

L'enroulement 42 comprend des spires formant deux boucles 42a, 42b, à l'intérieur de la boucle du second symétriseur 20. Les deux boucles 42a, 42b sont coplanaires avec la boucle du second symétriseur 20. Les spires sont alors disposées de sorte que le flux magnétique généré dans une boucle 42a présente une direction opposée au flux magnétique généré dans l'autre boucle 42b. Par exemple, les pistes conductrices constituant les spires peuvent être disposées en 8, formant ainsi les deux boucles 42a, 42b.

Le fonctionnement du module radiofréquence à point d’accès commun 1 est le suivant. Le module radiofréquence à point d’accès commun 1 est configuré pour présenter au moins deux modes : un premier mode pour lequel c'est le premier circuit de communication radiofréquence qui est utilisé pour les signaux radiofréquences, et un second mode pour lequel c'est le second circuit de communication radiofréquence qui est utilisé pour les signaux radiofréquences. Dans l'exemple où le premier circuit de communication radiofréquence est un circuit d'émission de signaux radiofréquences 6, et le second circuit de communication radiofréquence est un circuit de réception de signaux radiofréquences 8, le premier mode est une configuration d’entrée commune, les signaux radiofréquences transitant depuis le point d’accès commun au circuit d'émission de signaux radiofréquences 6, à travers le premier symétriseur 10, tandis que dans le second mode de fonctionnement de réception de signaux radiofréquence, les signaux radiofréquences transitent depuis le circuit de réception de signaux radiofréquences 8 jusqu’au point d’accès commun 2, à travers le second symétriseur 20. Dans le cas où le point d’accès commun est un point de sortie, comme par exemple un accès d’antenne, le second circuit de communication radiofréquence 8 est le circuit d’émission et le premier circuit de communication radiofréquence 6 est le circuit de réception. Pour des raisons de clarté, seul le point d’accès commun vu en tant que point d’entrée du circuit d’émission 6 est décrit ici en détail en tant qu'exemple non limitatif.

Dans le premier mode, ici dans le mode d'émission, le circuit d'adaptation d'impédance 18 est fermé par l'interrupteur 16. Par exemple, le transistor formant l'interrupteur 16 est rendu passant au moyen d'une tension de polarisation, connectant ainsi les deux enroulements 18a, 18b. Les premiers ports 11a, 11b sont alors reliés par le circuit d'adaptation d'impédance 18, et la première impédance Z1 prend une valeur basse, similaire à celle de l'impédance de point d'accès, telle que 50 Ω. Le second circuit de communication radiofréquence, c'est-à-dire le circuit de réception de signaux radiofréquences 8, est désactivé, typiquement en coupant l'alimentation par la tension Vcc (en la mettant à la masse). Ainsi, la seconde impédance Z2 présente une valeur haute, typiquement supérieure ou égale à 200 Ω. La première impédance Z1 prend donc une valeur basse inférieure à la valeur haute de la seconde impédance Z2.

Dans l'exemple, le second symétriseur 20 effectue une transformation d'impédance avec un rapport de transformation inférieur à l'unité, qui baisse donc l'impédance vue par le point d’accès commun par rapport à la seconde impédance Z2. Toutefois, même avec cette transformation d'impédance, l'impédance vue par le point d’accès commun 2 du côté du second symétriseur 20 est supérieure à celle vue par le point d’accès commun 2 du côté du premier symétriseur 10. Par ailleurs, comme expliqué plus haut, les deux symétriseurs 10, 20 sont électriquement isolés, et leurs champs magnétiques se neutralisent. Ainsi, les signaux radiofréquences fournis par le circuit d'émission de signaux radiofréquence 6 aux premiers ports 11a, 11b traversent le premier symétriseur 10 pour atteindre le point d’accès commun 2, sans être perturbés par le second symétriseur 20.

Dans le second mode, ici dans le mode de réception, le circuit d'adaptation d'impédance 18 est ouvert par l'interrupteur 16. Par exemple, le transistor formant l'interrupteur 16 est rendu bloquant au moyen d'une tension de polarisation, déconnectant ainsi les deux enroulements 18a, 18b du circuit d'adaptation d'impédance 18. Les premiers ports 11a, 11b ne sont alors plus reliés par le circuit d'adaptation d'impédance 18, et la première impédance Z1 prend une valeur haute, supérieure à celle de l'impédance de point d'accès, comme par exemple 100 Ω ou 150 Ω. Le second circuit de communication radiofréquence, c'est-à-dire le circuit de réception de signaux radiofréquences 8, est activé, typiquement en conservant l'alimentation par la tension Vcc. Ainsi, la seconde impédance Z2 présente une valeur basse, typiquement inférieure ou égale à 100 Ω. Le second symétriseur 20 transforme cette valeur basse de la seconde impédance Z2 en une valeur similaire à celle de l'impédance de point d'accès, comme par exemple 50 Ω.

La première impédance Z1 prend donc une valeur haute supérieure à la valeur basse transformée de la seconde impédance Z2. Par ailleurs, comme expliqué plus haut, les deux symétriseurs 10, 20 sont électriquement isolés, et leurs champs magnétiques se neutralisent. Ainsi, les signaux radiofréquences reçus par le point d’accès commun 2 traversent le second symétriseur 20 pour atteindre les seconds ports 21a, 21b et rejoindre le circuit de réception de signaux radiofréquence 8, sans être perturbés par le premier symétriseur 10.

Il est ainsi possible de passer facilement d'un mode de fonctionnement à l'autre, malgré l'absence d'un transistor radiofréquence pour connecter sélectivement l'un ou l'autre des circuits de communication radiofréquence.

L'invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit et représenté aux figures annexées. Des modifications restent possibles, notamment du point de vue de la constitution des diverses caractéristiques techniques ou par substitution d'équivalents techniques, sans sortir pour autant du domaine de protection de l'invention.

Claims (10)

1. Module radiofréquence à point d’accès commun (1) comprenant :
   - un point d’accès commun (2) adaptée pour envoyer et recevoir des signaux radiofréquence, ledit point d’accès commun (2) présentant une impédance de point d’accès,
   - un premier circuit de communication radiofréquence (6) et un second circuit de communication radiofréquence (8),
   - un premier symétriseur (10) couplé au premier circuit de communication radiofréquence (6) par des premiers ports (11a, 11b) entre lesquels est établie une première impédance (Z1) variant entre une valeur haute et une valeur basse,
   - un second symétriseur (20) couplé au second circuit de communication radiofréquence (8) par des seconds ports (21a, 21b) entre lesquels est établie une seconde impédance (Z2) variant entre une valeur haute et une valeur basse,
   caractérisé en ce que le module radiofréquence à point d’accès commun (1) comprend un circuit d'adaptation d'impédance (18) branché entre les premiers ports (11a, 11b) en parallèle du premier symétriseur (10), et un interrupteur (16) configuré pour ouvrir et fermer le circuit d'adaptation d'impédance (18), et en ce que le second circuit de communication radiofréquence (20) est adapté pour être activé ou désactivé, la seconde impédance (Z2) présentant une valeur basse lorsque le second circuit de communication radiofréquence est activé, et une valeur haute lorsque le second circuit de communication radiofréquence est désactivé, la valeur haute et la valeur basse de la seconde impédance (Z2) étant supérieures à l'impédance de point d'accès,
   et en ce que le module radiofréquence à point d’accès commun (1) est configuré pour présenter deux modes de fonctionnement :
   a) un premier mode de fonctionnement dans lequel le circuit d'adaptation d'impédance (18) est fermé par l'interrupteur (16), et le second circuit de communication radiofréquence (est désactivé, la première impédance (Z1) prenant une valeur basse inférieure à la valeur haute de la seconde impédance (Z2),
   b) un second mode de fonctionnement dans lequel le circuit d'adaptation d'impédance (18) est ouvert par l'interrupteur (16), et le second circuit de communication radiofréquence (8) est activé, la première impédance (Z1) prenant une valeur haute supérieure à l'impédance de point d'accès.
   
2. Module radiofréquence à point d’accès commun selon la revendication 1, dans lequel le premier symétriseur (10) et le second symétriseur (20) présentent des rapports de transformation d'impédance par lesquels la valeur basse de la première impédance (Z1) et la valeur basse de la seconde impédance (Z2) sont transformées en valeur de l'impédance de point d'accès.
3. Module radiofréquence à point d’accès commun selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le premier circuit de communication radiofréquence (6) est un circuit d'émission de signaux radiofréquences, et le second circuit de communication radiofréquence (8) est un circuit de réception de signaux radiofréquences, et dans lequel le premier mode est une configuration d'émission de signaux radiofréquences, et le second mode est un mode de réception de signaux radiofréquences.
4. Module radiofréquence à point d’accès commun selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le circuit d'adaptation d'impédance (18) comprend au moins un enroulement (18a, 18b) formé d'au moins une spire conductrice, ledit enroulement étant en série avec l'interrupteur (16) entre les premiers ports.
5. Module radiofréquence à point d’accès commun selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le premier symétriseur (10) et le second symétriseur (20) se présentent chacun sous la forme de deux enroulements imbriqués formés chacun d'au moins une spire conductrice, un premier enroulement (12, 22) étant relié à un circuit de communication radiofréquence (6, 8) et un second enroulement (14, 24) étant reliée au point d’accès commun (2).
6. Module radiofréquence à point d’accès commun selon la revendication précédente, dans lequel le premier symétriseur (10) et le second symétriseur (20) forment chacun une boucle dans un même plan, les spires étant coplanaires.
7. Module radiofréquence à point d’accès commun selon la revendication précédente, dans lequel la boucle du premier symétriseur (10) et la boucle du second symétriseur (20) sont symétriques par rapport à un point milieu (30).
8. Module radiofréquence à point d’accès commun selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le premier symétriseur (10) et le second symétriseur (20) sont reliés au point d’accès commun (2) via un point milieu (30) commun disposé entre le premier symétriseur (10) et le second symétriseur (20), et les boucles respectives du premier symétriseur (10) et du second symétriseur (20) sont disposées de sorte à former entre elles un secteur angulaire défini par un angle (θ) compris entre 60° et 120°, avec ledit point milieu (30) pour sommet.
9. Module radiofréquence à point d’accès commun selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel un symétriseur (20) comprend un circuit LC (40), ledit symétriseur (20) formant une boucle et le circuit LC (40) comprenant un enroulement (42) d'au moins une spire formant deux boucles (42a, 42b) à l'intérieur de la boucle dudit symétriseur (20).
10. Procédé d'émission et de réception de signaux radiofréquences utilisant un module radiofréquence à point d’accès commun (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le premier circuit de communication radiofréquence (6) est un circuit d'émission radiofréquence, et le second circuit de communication radiofréquence (8) est un circuit de réception radiofréquence, dans lequel :
    a) dans un premier mode de fonctionnement, le circuit d'adaptation d'impédance (18) est fermé par l'interrupteur (16), et le second circuit de communication radiofréquence est désactivé, la première impédance (Z1) prenant une valeur basse inférieure à la valeur haute de la seconde impédance (Z2),
    b) dans un second mode de fonctionnement, le circuit d'adaptation d'impédance (18) est ouvert par l'interrupteur (16), et le second circuit de communication radiofréquence (8) est activé, la première impédance (Z1) prenant une valeur haute supérieure à l'impédance de point d'accès.