DISPOSITIVO DE CIRCUITO MODULAR PARA COMPENSAR LA ATENUACIÓN.

Dispositivo de circuito que soporta múltiples bandas de frecuencia para compensar la atenuación que se produce en las vías de señal entre un dispositivo emisor/receptor para la comunicación por radiofrecuencia y una antena externa,

utilizada junto con este dispositivo emisor/receptor y dispuesta de forma separada del mismo, que presenta múltiples ramas de emisión (3, 4, 5, 6, 7, 8, 9) y ramas de recepción (10, 11, 12, 12', 13, 14, 14', 15, 15', 16, 16') que se juntan en el lado de la antena (a) y en el lado del dispositivo (g), y está compuesta como mínimo de amplificadores de potencia (17, 18, 19, 20, 21, 22, 23), amplificadores de recepción (31, 32), medios de conmutación HF (29, 29', 30, 30'), como mínimo un divisor (33), como mínimo un combinador (34), un circuito detector (35) para detectar señales de emisión del dispositivo emisor/receptor y para controlar los medios de conmutación HF (29, 29', 30, 30'), así como duplexores (27, 27', 28, 28', 36, 36', 56, 56') y filtros de frecuencia y/o de banda (24, 25, 26), en la que los componentes de circuito indicados anteriormente están interconectados y unidos funcionalmente de acuerdo con el estado de conmutación de los medios de conmutación HF (29, 29', 30, 30') de tal manera que, cuando el dispositivo de circuito se encuentra en un estado básico, el dispositivo emisor/receptor y la antena externa están comunicados entre sí a través de las ramas de recepción (10, 11, 12', 13, 14', 15', 16') de la misma, mientras que después de la primera detección de una señal de emisión del dispositivo emisor/receptor y mientras dure la subsiguiente comunicación de voz o de datos con este dispositivo emisor/receptor, éstos están comunicados entre sí, ya sea simultáneamente a través de una rama de recepción (12, 14, 15, 16) y una rama de emisión (3, 6, 7, 8) que se juntan en el lado de la antena (a) y en el lado del dispositivo (g) en sendos duplexores (27, 27', 28, 28', 36, 36', 56, 56'), o bien en presencia de una señal de emisión a través de una rama de emisión (4, 5, 9) y en ausencia de una señal de emisión a través de una rama de recepción (10, 11, 13), caracterizada porque el dispositivo de circuito está realizado al menos parcialmente de forma modular y consta de un módulo "front-end" universal (1, 1', 1'') dispuesto en el lado de la antena, con medios de conmutación HF (29, 30) para conmutar las vías de señal en el lado de la antena, un amplificador de recepción (31) de banda ancha y, como mínimo un splitter o divisor (33) que reparte la señal de emisión del amplificador de recepción (31) sobre varias salidas del módulo "front-end" (1, 1', 1''), así como un módulo "back-end" universal (2, 2', 2'') dispuesto en el lado del dispositivo y acoplado al dispositivo emisor/receptor a través del circuito detector (35), con medios de conmutación HF (29', 30') para la conmutación de las vías de señal en el lado del dispositivo, como mínimo un amplificador de recepción (32) y como mínimo un combinador (34) que junta las señales de entrada de varias entradas del módulo "back-end" (2, 2', 2''), estando los módulos "front-end" y "back-end" (1, 1', 1'', 2, 2', 2'') conectados externamente con los demás componentes de circuito, concretamente con los amplificadores de potencia (17, 18, 19, 20, 21, 22, 23), los duplexores (27, 27', 28, 28', 36, 36', 56, 56'), los filtros de frecuencia y/o de banda (24, 25, 26) que están dispuestos entre el divisor (33) del módulo "front-end" (1, 1', 1'') y el combinador (34) del módulo "back-end" (2, 2', 2''), así como la unidad detectora (35), los cuales están realizados y dimensionados de acuerdo con el uso al que está destinado el dispositivo de circuito y en función de las bandas de frecuencia y estándares de radiocomunicación que la misma ha de soportar

La invención se refiere a un dispositivo de circuito realizada al menos parcialmente de forma modular y, por lo tanto, compuesta de varias partes que soporta múltiples bandas de frecuencia para compensar la atenuación a la que están sometidas las señales de radio HF entrantes y salientes (alta frecuencia) en las vías de señal entre un 5 dispositivo emisor/receptor y una antena externa utilizada junto con dicho dispositivo emisor/receptor. Preferentemente, pero no de forma exclusiva, se refiere a un dispositivo de circuito dispuesto en una antena externa para hacer funcionar dispositivos móviles emisores/receptores, en especial dispositivos de telefonía móvil.

Por ejemplo, en vehículos a motor, los dispositivos de telefonía móvil son conectados a una antena dispuesta al exterior del vehículo a efectos de evitar campos electromagnéticos en el compartimiento de los 10 pasajeros al conectarlos a un dispositivo de manos libres a través de un cable HF (cable de alimentación de antena) y, en su caso, a través de un acoplador electromagnético o un acoplador capacitivo o inductivo, respectivamente. En esta situación, las señales entrantes en la antena externa igual que las señales emitidas por el dispositivo de telefonía móvil a través de la antena están sometidas a una atenuación indeseada en el cable HF y, en su caso, en el acoplador, si lo hubiera, siendo esta atenuación compensada preferentemente mediante un dispositivo de circuito 15 específico colocado en las vías de señal entre la antena y el dispositivo emisor/receptor. Estas disposiciones de circuito ya se han dado a conocer en diferentes formas de realización.

Por la patente DE 195 36 640 A1, por ejemplo, se da a conocer un dispositivo de circuito correspondiente, diseñado para la telefonía móvil GSM, pero que no soporta múltiples bandas de frecuencia. El dispositivo de circuito presenta una rama de recepción con un amplificador de recepción silencioso y una rama de emisión con un 20 amplificador de potencia, en la que la ruta de la señal será conducida a través de la rama de emisión si un circuito detector detecta que se trata de una señal de emisión de un dispositivo de telefonía móvil operado en el dispositivo de circuito, y en ausencia de una señal de emisión la misma es conducida a través de la rama de recepción. La conmutación de la ruta de la señal se realiza mediante conmutadores HF especiales. En el dispositivo de circuito descrito en este documento, se conecta o se desconecta de forma alternante el amplificador de recepción y el 25 amplificador de potencia en función de si existe una señal de emisión o no. Esto sirve, en especial, para reducir el consumo de energía y, concretamente, sobre todo en lo que se refiere al amplificador de potencia que, mediante esta medida, debido a la transmisión de señales controladas por ranuras de tiempo que utiliza el procedimiento GSM, sólo ha de estar conectado mientras dure(n) la o las ranuras de tiempo de emisión dentro de un marco de tiempo que comprende múltiples ranuras de tiempo de idéntica longitud. 30

Por el documento DE 199 13 064 C1 se describe un dispositivo de circuito similar para operar en doble banda, que está diseñado preferentemente para operar dispositivos de telefonía móvil que funcionan según la normaGSM900 y la normaDCS o la normaGSM1800, respectivamente. El dispositivo de circuito presenta, por lo tanto, ramas de señal para dos bandas de frecuencia diferentes, cada una de las cuales tiene una rama de recepción y una rama de emisión. Los elementos de conmutación para las dos bandas de frecuencia están 35 desacoplados entre sí en el lado de la antena y en el lado del dispositivo de telefonía móvil mediante un diplexor. Dentro de cada elemento de conmutación se lleva a cabo una conmutación de la ruta de la señal en función de si se detecta una señal de emisión, una vez más con la ayuda de conmutadores HF. Además, se prevé también en este dispositivo de circuito un régimen de conmutación especial, según el cual se conectan o se desconectan de forma alternante los amplificadores de emisión y de recepción. El dispositivo de circuito está diseñado de tal manera que, 40 en el caso de que se detecte una señal de emisión para la banda de frecuencia de un elemento de conmutación, no solamente se desconecta el amplificador de recepción en el correspondiente elemento de conmutación, sino también el amplificador de recepción del otro elemento de conmutación. De esta manera, se evita que partes de la señal de emisión puedan llegar a través del diplexor, que tiene solamente una capacidad finita de atenuación de diafonía, al amplificador de recepción del otro elemento de conmutación, que de lo contrario estaría conectado, y generar en 45 éste ondas armónicas que serían irradiadas adicionalmente a través de la antena y alterarían, de esta manera, la señal de emisión propiamente dicha de forma indeseada e indebida.

Por la patente EP 137 11 44 B1 se conoce, además, un dispositivo de circuito genérico con cuya ayuda se pueden hacer funcionar a discreción dispositivos que funcionan según la norma GSM900, la norma DCS o la norma UMTS en un dispositivo de manos libres y, por lo tanto, en una antena externa. También en este dispositivo de 50 circuito se ha realizado un régimen de conmutación especial para conmutar las rutas de señal y para conectar y desconectar los amplificadores de potencia y de recepción.

Otro dispositivo de circuito de doble banda se da a conocer por el documento WO02/078 202.

Sin embargo, cada una de las disposiciones de circuito mencionadas anteriormente está diseñada para determinados casos de aplicación. Las disposiciones de circuito no pueden ser utilizadas de forma variable ni mucho 55 menos de forma universal, de manera que se han de buscar otra vez soluciones propias para estándares de telefonía móvil utilizados en otros países como, por ejemplo, en Estados Unidos. Lo mismo se puede decir referente a la transmisión de datos o una eventual ampliación de la funcionalidad, por ejemplo, para la utilización de la norma WLAN o WiMAX, y para aprovechar un dispositivo de circuito correspondiente con dispositivos que funcionan según estas normas. 60

Por otro lado, no resulta practicable por motivos económicos proporcionar un dispositivo de circuito que pueda ser utilizado del mismo modo para todos los estándares de telefonía móvil y para todos los sistemas de transmisión de datos mencionados anteriormente. Especialmente, en lo que se refiere a la multitud de unidades de filtro, duplexores, diplexores y similares que se necesitan, un dispositivo de circuito de este tipo sería demasiado costoso. De manera que sería deseable disponer de una solución más flexible. 5

El objetivo de la invención es dar a conocer un dispositivo de circuito para compensar la atenuación que se produce en las vías de señal entre un dispositivo emisor/receptor para la comunicación por radiofrecuencia y una antena externa, utilizada junto con este dispositivo emisor/receptor y dispuesta de forma separada del mismo, que sea apta para diferentes estándares de telefonía móvil y/o para la transmisión de datos y se pueda adaptar de forma flexible y económica a distintos requerimientos. 10

Este objetivo se consigue mediante un dispositivo de circuito que presenta las características de la reivindicación principal. Realizaciones o desarrollos ventajosos de la invención resultan de las reivindicaciones dependientes.

El dispositivo de circuito diseñado para resolver este problema es un dispositivo de circuito que soporta múltiples bandas de frecuencia. El dispositivo de circuito dispone de varias ramas de recepción y de emisión que se 15 juntan tanto en el lado de la antena como en el lado del dispositivo. Consta de amplificadores de potencia, amplificadores de recepción, como mínimo un “splitter” o divisor, como mínimo un combinador (en adelante, también denominado “combiner”) y medios de conmutación HF realizados para poder adoptar diferentes estados de conmutación para conmutar vías de señal para la transmisión de señales de voz o de datos entre un dispositivo emisor/receptor operado mediante este dispositivo de circuito y la antena, utilizando las ramas de señal indicadas 20 anteriormente. Además, el dispositivo de circuito comprende un circuito detector para la detección de una señal de emisión emitida por el dispositivo emisor/receptor respectivo y para proporcionar señales de control para accionar los medios de conmutación HF indicados anteriormente, así como los duplexores y filtros de frecuencia y/o de banda. El dispositivo de circuito... [Seguir leyendo]

1. Dispositivo de circuito que soporta múltiples bandas de frecuencia para compensar la atenuación que se produce en las vías de señal entre un dispositivo emisor/receptor para la comunicación por radiofrecuencia y una antena externa, utilizada junto con este dispositivo emisor/receptor y dispuesta de forma separada del mismo, que presenta múltiples ramas de emisión (3, 4, 5, 6, 7, 8, 9) y ramas de recepción (10, 11, 12, 12‟, 13, 14, 14‟, 15, 15‟, 5 16, 16‟) que se juntan en el lado de la antena (a) y en el lado del dispositivo (g), y está compuesta como mínimo de amplificadores de potencia (17, 18, 19, 20, 21, 22, 23), amplificadores de recepción (31, 32), medios de conmutación HF (29, 29‟, 30, 30‟), como mínimo un divisor (33), como mínimo un combinador (34), un circuito detector (35) para detectar señales de emisión del dispositivo emisor/receptor y para controlar los medios de conmutación HF (29, 29‟, 30, 30‟), así como duplexores (27, 27‟, 28, 28‟, 36, 36‟, 56, 56‟) y filtros de frecuencia y/o de banda (24, 25, 26), en la 10 que los componentes de circuito indicados anteriormente están interconectados y unidos funcionalmente de acuerdo con el estado de conmutación de los medios de conmutación HF (29, 29‟, 30, 30‟) de tal manera que, cuando el dispositivo de circuito se encuentra en un estado básico, el dispositivo emisor/receptor y la antena externa están comunicados entre sí a través de las ramas de recepción (10, 11, 12‟, 13, 14‟, 15‟, 16‟) de la misma, mientras que después de la primera detección de una señal de emisión del dispositivo emisor/receptor y mientras dure la 15 subsiguiente comunicación de voz o de datos con este dispositivo emisor/receptor, éstos están comunicados entre sí, ya sea simultáneamente a través de una rama de recepción (12, 14, 15, 16) y una rama de emisión (3, 6, 7, 8) que se juntan en el lado de la antena (a) y en el lado del dispositivo (g) en sendos duplexores (27, 27‟, 28, 28‟, 36, 36‟, 56, 56‟), o bien en presencia de una señal de emisión a través de una rama de emisión (4, 5, 9) y en ausencia de una señal de emisión a través de una rama de recepción (10, 11, 13), caracterizada porque el dispositivo de 20 circuito está realizado al menos parcialmente de forma modular y consta de un módulo “front-end” universal (1, 1‟, 1‟‟) dispuesto en el lado de la antena, con medios de conmutación HF (29, 30) para conmutar las vías de señal en el lado de la antena, un amplificador de recepción (31) de banda ancha y, como mínimo un splitter o divisor (33) que reparte la señal de emisión del amplificador de recepción (31) sobre varias salidas del módulo “front-end” (1, 1‟, 1‟‟), así como un módulo “back-end” universal (2, 2‟, 2‟‟) dispuesto en el lado del dispositivo y acoplado al dispositivo 25 emisor/receptor a través del circuito detector (35), con medios de conmutación HF (29‟, 30‟) para la conmutación de las vías de señal en el lado del dispositivo, como mínimo un amplificador de recepción (32) y como mínimo un combinador (34) que junta las señales de entrada de varias entradas del módulo “back-end” (2, 2‟, 2‟‟), estando los módulos “front-end” y “back-end” (1, 1‟, 1‟‟, 2, 2‟, 2‟‟) conectados externamente con los demás componentes de circuito, concretamente con los amplificadores de potencia (17, 18, 19, 20, 21, 22, 23), los duplexores (27, 27‟, 28, 30 28‟, 36, 36‟, 56, 56‟), los filtros de frecuencia y/o de banda (24, 25, 26) que están dispuestos entre el divisor (33) del módulo “front-end” (1, 1‟, 1‟‟) y el combinador (34) del módulo “back-end” (2, 2‟, 2‟‟), así como la unidad detectora (35), los cuales están realizados y dimensionados de acuerdo con el uso al que está destinado el dispositivo de circuito y en función de las bandas de frecuencia y estándares de radiocomunicación que la misma ha de soportar.

2. Dispositivo de circuito, según la reivindicación 1, caracterizada porque los filtros de banda (24, 25, 26) 35 dispuestos entre el divisor (33) del módulo “front-end” (1, 1‟, 1‟‟) y el combinador (34) del módulo “back-end” (2, 2‟, 2‟‟) están reunidos en un módulo de filtro de peine (37, 38, 39).

3. Dispositivo de circuito, según la reivindicación 1 ó 2, caracterizada porque, como mínimo, algunos de los amplificadores de potencia (17, 18, 19, 20, 21, 22, 23) de las ramas de emisión (3, 4, 5, 6, 7, 8, 9) están reunidos en un módulo amplificador (40, 41). 40

4. Dispositivo de circuito, según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizada porque el circuito detector (35) está realizado como un módulo con múltiples detectores para detectar señales de emisión con diferentes bandas de frecuencia.

5. Dispositivo de circuito, según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizada porque las conexiones no utilizadas de los módulos “front-end” y “back-end” (1, 1‟, 1‟‟, 2, 2‟, 2‟‟) están cerradas con una resistencia contra 45 masa.

6. Dispositivo de circuito, según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizada porque la misma puede estar configurada mediante el correspondiente modo de conexión del módulo “front-end” (1, 1‟, 1‟‟) y del módulo “back-end” (2, 2‟, 2‟‟) para poder operar a discreción un dispositivo emisor/receptor que funciona según la normaGSM900, la normaGSM1800 o la normaUMTS. 50

7. Dispositivo de circuito, según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizada porque la misma puede estar configurada mediante el correspondiente modo de conexión del módulo “front-end” (1, 1‟, 1‟‟) y del módulo “back-end” (2, 2‟, 2‟‟) para poder operar a discreción un dispositivo emisor/receptor que funciona según la normaUS-GSM/CDMA850 o según la normaUS-GSM/CDMA19900.

8. Dispositivo de circuito, según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizada porque la misma puede 55 estar configurada mediante el correspondiente modo de conexión del módulo “front-end” (1, 1‟, 1‟‟) y del módulo “back-end” (2, 2‟, 2‟‟) para poder operar a discreción un dispositivo emisor/receptor que funciona según la normaGSM900 o US-GSM/CDMA850, según la normaGSM1800 ó US-GSM/CDMA1900, según la normaUMTS, según la normaWLAN o según la normaWiMAX.

9. Dispositivo de circuito, según una de las reivindicaciones 6 a 8, caracterizada porque detrás de cada amplificador de potencia (17) dispuesto en una rama de emisión (3) para una señal de emisión CDMA está dispuesto un aislador o circulador (42).

10. Dispositivo de circuito, según una de las reivindicaciones 6 a 8, caracterizada porque detrás de cada uno de los amplificadores de potencia (18, 19, 20, 21, 22, 23) de las ramas de emisión (4, 5, 6, 7, 8, 9) está 5 dispuesto un filtro de armónicos.

11. Dispositivo de circuito, según una de las reivindicaciones 6 a 10, caracterizada porque delante de cada uno de los amplificadores de potencia (17, 18, 19, 20, 21, 22, 23) de las ramas de emisión (3, 4, 5, 6, 7, 8, 9) está dispuesto un atenuador (49, 50, 51, 52, 53, 54, 55).

12. Dispositivo de circuito, según una de las reivindicaciones 1 a 11, caracterizada porque en el módulo 10 “front-end” (1‟, 1‟‟) y en el módulo “back-end” (2‟, 2‟‟) están dispuestos sendos dispositivos lógicos (57, 57‟) para accionar los medios de conmutación HF (29, 29‟, 30, 30‟) que aplican las señales de control del circuito detector (35) de tal manera que los medios de conmutación HF (29, 29‟, 30, 30‟) adoptan el estado de conmutación que corresponde al estado básico del circuito o al que le corresponde a una señal de emisión detectada.

13. Dispositivo de circuito, según la reivindicación 1 ó 12, caracterizada porque en el módulo “front-end” (1‟‟) 15 están dispuestos dos divisores (33, 33‟) en paralelo y un medio de conmutación HF adicional (62), así como en el módulo “back-end” (2‟‟) están dispuestos dos combinadores (34, 34‟) en paralelo y un medio de conmutación HF adicional (62‟), siendo el medio de conmutación HF adicional (62), que está dispuesto en el módulo “front-end” (1‟‟) delante de los divisores (33, 33‟) para conmutar entre ellos, y el medio de conmutación HF adicional (62‟), que está dispuesto en el módulo “back-end” (2‟‟) detrás de los combinadores (34, 34‟) para alternar entre sus salidas, 20 accionados asimismo directamente por el circuito detector (35) o, en su caso, por el dispositivo lógico (57, 57‟) que aplica las señales de control del circuito detector (35), de manera que en el estado básico del dispositivo de circuito todas las ramas de recepción (10, 11, 12‟, 13, 14‟, 15‟, 16‟) son conducidas a través del primer divisor (33) del módulo “front-end” (1‟‟), el primer combinador (34) del módulo “back-end” (2‟‟) y los filtros de frecuencia y/o de banda (24, 25, 26) dispuestos en la conexión externa entre dichos módulos, pero después de la primera detección de una 25 señal de emisión y mientras dure una comunicación de voz o de datos con el dispositivo emisor/receptor tan sólo las ramas de emisión (10, 11, 13) de los canales sin capacidad dúplex son conducidas a través de los elementos de circuito indicados anteriormente con los filtros de frecuencia y/o de banda (24, 25, 26), mientras que las ramas de recepción (12, 14, 15, 16) de los canales con capacidad dúplex son conducidas a través del segundo divisor (33‟) del módulo “front-end” (1‟‟) y desde las salidas del mismo directamente o sólo a través de atenuadores adicionales a las 30 entradas del segundo combinador (34‟) en el módulo “back-end” (2‟‟).

14. Dispositivo de circuito, según la reivindicación 1 ó 13, caracterizada porque en el módulo “back-end” (2, 2‟, 2‟‟) están dispuestos múltiples amplificadores de recepción, concretamente un amplificador de recepción por cada banda de frecuencia y/o estándar de transmisión que puede ser utilizado mediante el dispositivo de circuito, los cuales están integrados en el combinador (34) o en los combinadores (34, 34‟). 35

15. Dispositivo de circuito, según una de las reivindicaciones 1 a 14, caracterizada porque en ausencia de una señal de emisión, los amplificadores de potencia (17, 18, 19, 20, 21, 22, 23) dispuestos en las ramas de emisión (3, 4, 5, 6, 7, 8, 9) son desconectados completamente o, como mínimo, en cuanto a la alta frecuencia debido a las señales de control adecuadas del circuito detector (35).