Receptor de banda multifrecuencia.

Receptor (100; 600) de banda multifrecuencia con las siguientes características:

un primer trayecto (110), que está configurado para procesar una primera banda (102) de frecuencia y una segunda banda (104) de frecuencia;

un segundo trayecto (120), que está configurado para procesar una tercera banda (106) de frecuencia, presentando la primera banda (102) de frecuencia y la segunda banda (104) de frecuencia una distancia menor que la primera banda (102) de frecuencia y la tercera banda (106) de frecuencia y presentando una distancia menor que la segunda banda (104) de frecuencia y la tercera banda (106) de frecuencia;

una etapa (130) de oscilador para proporcionar una señal (132) de oscilador local, que presenta una frecuencia, que se encuentra entre la frecuencia central de la primera banda (102) de frecuencia y la frecuencia central de la segunda banda (104) de frecuencia, presentando el primer trayecto (110) un mezclador (112), al que puede suministrarse la señal (132) de oscilador local, y presentando el segundo trayecto (120) un mezclador (122), al que también puede suministrarse la señal (132) de oscilador local;

una etapa (140) de banda base para procesar señales (114) de salida del primer trayecto (110) y señales (124) de salida del segundo trayecto (120), para obtener una señal (142) de recepción,

presentando el primer trayecto (110) una salida (412) en fase y una salida (414) de fase en cuadratura, presentando el segundo trayecto (120) una salida (422) en fase y una salida (424) de fase en cuadratura, y presentando la etapa (140) de banda base una entrada (442) en fase y una entrada (444) de fase en cuadratura; y

un combinador (450), que está configurado para superponer una señal en la salida (412) en fase del primer trayecto (110) y una señal en la salida (422) en fase del segundo trayecto (120) y ponerla a disposición de la etapa (140) de banda base en la entrada (442) en fase,

y estando configurado el combinador (450) para superponer una señal en la salida (414) de fase en cuadratura del primer trayecto (110) y una señal en la salida (424) de fase en cuadratura del segundo trayecto (120) y ponerla a disposición de la etapa (140) de banda base en la entrada (444) de fase en cuadratura.

Receptor de banda multifrecuencia Ejemplos de realización según la invención se refieren a la comunicación de datos inalámbrica y en particular a un receptor de banda multifrecuencia y a un procedimiento para recibir señales con un receptor de banda multifrecuencia.

Las arquitecturas de entrada o arquitecturas de extremo frontal concebibles ("extremo frontal": componente en el lado de entrada) para receptores de sistemas por satélite de navegación globales (receptores GNSS, GNSS: "global navigation satellite system", sistema por satélite de navegación global) sólo están configuradas para la recepción de una banda de frecuencia en cada caso. Sin embargo, para receptores GNSS de alta precisión precisamente la recepción de varias bandas de frecuencia es de vital importancia, porque sólo de este modo pueden eliminarse imprecisiones, por ejemplo, por los efectos de la ionosfera.

En la actualidad en el caso de las etapas de entrada o extremo frontales para receptores de banda multifrecuencia GNSS las bandas de frecuencia individuales se procesan por separado. De este modo, para cada banda de frecuencia se requiere una única etapa de entrada o un único extremo frontal. Esto conlleva a menudo también que para cada banda de frecuencia se requiere una etapa de banda base propia y etapa de oscilador propia. Así se hace necesario un elevado número de componentes y por tanto, también mucho espacio. Del mismo modo el consumo de energía de las etapas de entrada de las diferentes bandas de frecuencia se suma de manera considerable, lo que a menudo es crítico, por ejemplo en el caso de receptores de navegación por satélite móviles, aunque también en muchos otros campos.

Una única etapa de entrada de banda ancha o extremo frontal de banda ancha suficiente para varias bandas de frecuencia es muy compleja y por el elevado ancho de banda requiere mucha energía. No obstante, el elevado ancho de banda es necesario porque a menudo las bandas de frecuencia están muy separadas entre sí. Así, por ejemplo, en el GNSS "Galileo" la banda E1 se encuentra aproximadamente 380 MHz sobre la banda E5a/b. Sería necesario un ancho de banda de aproximadamente 430 MHz.

El procesamiento de varias bandas de frecuencia en sólo una etapa de entrada de banda ancha no sólo aumenta considerablemente el consumo de energía, sino que las demandas con respecto a los diferentes componentes también son muy elevadas, porque los componentes tienen que estar configurados para una gama de frecuencias grande.

Otros planteamientos utilizan una arquitectura de entrada o arquitectura de extremo frontal que, en caso necesario, puede conmutarse a otras bandas de frecuencia, lo que sin embargo por ejemplo no aporta ninguna ventaja para la corrección de la ionosfera, porque para ello al menos tienen que estar disponibles al mismo tiempo dos bandas de frecuencia. De este modo, para todas las aplicaciones que requieren información en tiempo real de varias bandas de frecuencia, no se requiere una arquitectura de entrada conmutable, que procese las diferentes bandas de frecuencia una detrás de otra.

El documento US 2007/0096980 A1 muestra un receptor RF para señales GNSS compuesto por un chip individual y un número reducido de componentes externos y tiene una serie de trayectos de señal independientes, presentando cada uno una etapa IF separada y convertidores descendentes de banda base. Cada trayecto de señal se adapta a una banda IF determinada mediante la selección de un filtro IF externo. La frecuencia de oscilador local se encuentra de manera central entre todas las bandas de frecuencia del receptor que van a procesarse.

Además el documento CA 2542702 A1 muestra un receptor multibanda para su uso en sistemas de distancia por satélite.

El documento WO 2006/038050 A1 muestra un receptor de dos frecuencias para señales con espectro extendido, obteniéndose una señal de recepción, que presenta una primera señal con un primer centro de frecuencia y una con un segundo centro de frecuencia. El procesamiento se produce en un trayecto.

Además el documento US 6.038.248 muestra un procedimiento y un dispositivo para recibir y para convertir una señal con espectro extendido. El procesamiento se produce de nuevo en un trayecto.

El documento WO 2008/000383 A1 muestra un acondicionador de señales para procesar una señal de recepción con una primera banda de frecuencia útil y una segunda banda de frecuencia útil. El procesamiento de las bandas de frecuencia se produce en un trayecto.

Además el documento WO 01/39364 A1 muestra un receptor multibanda. El procesamiento de las señales se produce de nuevo sólo en un trayecto.

Además "Pizzarulli, A.; et al.: Reconfigurable and simultaneous dual band Galileo/GPS frontend receiver in 0.13 !m RFCMOS" muestra un receptor de extremo frontal GPS/Galileo de banda doble simultáneo y reconfigurable que se realizó en tecnología RFCMOS (radio frequency complementar y metal oxide semi-conductor, semiconductor de óxido de metal complementario de radiofrecuencia) de 0, 13 !m. El extremo frontal utiliza sólo un PLL fijo y un VCO con una arquitectura superheterodina para la conversión descendente de dos señales RF (radiofrecuencia) en dos señales IF (de frecuencia intermedia) en la gama de desde 50 MHz hasta 150 MHz. Las señales L1 y E1 se convierten directamente en un canal con un mezclador. Las señales L2, E6, E5, E5a, E5b se convierten de manera descendente con una conversión de dos etapas (2 mezcladores) .

El documento DE 10 2006 029 482 A1 muestra un receptor y un procedimiento para la recepción de una primera banda de frecuencia útil y una segunda banda de frecuencia útil, estando separadas entre sí las bandas de frecuencia útil, y comprende un dispositivo de filtro paso banda para filtrar una o varias señales de recepción, estando configurado el dispositivo de filtro paso banda para proporcionar una señal de combinación, que presenta la primera banda de frecuencia útil y la segunda banda de frecuencia útil, o para proporcionar una primera señal de filtro paso banda, que presenta la primera banda de frecuencia útil, y una segunda señal de filtro paso banda, que presenta la segunda banda de frecuencia útil. El receptor comprende además un dispositivo de mezclador para transformar la señal de combinación o la primera señal de filtro paso banda y la segunda señal de filtro paso banda con una señal de oscilador local, cuya frecuencia está seleccionada de modo que la primera banda de frecuencia útil y la segunda banda de frecuencia útil con respecto a la frecuencia de la señal de oscilador local son al menos en parte bandas imagen entre sí, para obtener una primera señal de frecuencia intermedia y una segunda señal de frecuencia intermedia. Además el receptor presenta un dispositivo de filtro de frecuencia intermedia para filtrar la primera señal de frecuencia intermedia y la segunda señal de frecuencia intermedia, para obtener una primera señal de frecuencia intermedia filtrada y una segunda señal de frecuencia intermedia filtrada.

Además el documento WO 2006/085255 A1 muestra un receptor para la recepción simultánea de diferentes señales de radiofrecuencia según diferentes normas con una primera etapa de transformación de frecuencia para convertir la señal de radiofrecuencia en una primera señal de frecuencia intermedia y una segunda etapa de transformación de frecuencia para convertir la primera señal de frecuencia intermedia en una segunda señal de frecuencia intermedia y una etapa de procesamiento para recuperar una primera información a partir de la primera señal de frecuencia intermedia y una segunda información a partir de la segunda señal de frecuencia intermedia.

L. MARRADI ET AL.: "The Galileo Ground Segment Reference Receiver Development: Architecture and Critical Design Issues" ION GPS/GNSS 2003, 12 de septiembre de 2003 () , páginas 1929-1940, XP002545256, dan a conocer un entorno multitrayecto en relación con el proyecto Galileo.

D. AKOS ET AL.: "A Prototyping Platform for Multi-Frequency GNSS Receivers" ION GPS/GNSS 2003, 12 de septiembre de 2003 () , páginas 117-128, XP002545261, enseñan una plataforma para sistemas de navegación por satélite multifrecuencia.

El objetivo de la presente invención es crear un receptor de banda multifrecuencia para procesar señales de más de dos bandas de frecuencia, que requiera un número reducido de componentes y presente un consumo reducido de energía.

Este objetivo se soluciona mediante un dispositivo según la reivindicación... [Seguir leyendo]

1. Receptor (100; 600) de banda multifrecuencia con las siguientes características:

un primer trayecto (110) , que está configurado para procesar una primera banda (102) de frecuencia y una segunda banda (104) de frecuencia;

un segundo trayecto (120) , que está configurado para procesar una tercera banda (106) de frecuencia, presentando la primera banda (102) de frecuencia y la segunda banda (104) de frecuencia una distancia menor que la primera banda (102) de frecuencia y la tercera banda (106) de frecuencia y presentando una distancia menor que la segunda banda (104) de frecuencia y la tercera banda (106) de frecuencia;

una etapa (130) de oscilador para proporcionar una señal (132) de oscilador local, que presenta una frecuencia, que se encuentra entre la frecuencia central de la primera banda (102) de frecuencia y la frecuencia central de la segunda banda (104) de frecuencia, presentando el primer trayecto (110) un mezclador (112) , al que puede suministrarse la señal (132) de oscilador local, y presentando el segundo trayecto (120) un mezclador (122) , al que también puede suministrarse la señal (132) de oscilador local;

una etapa (140) de banda base para procesar señales (114) de salida del primer trayecto (110) y señales (124) de salida del segundo trayecto (120) , para obtener una señal (142) de recepción,

presentando el primer trayecto (110) una salida (412) en fase y una salida (414) de fase en cuadratura, presentando el segundo trayecto (120) una salida (422) en fase y una salida (424) de fase en cuadratura, y presentando la etapa (140) de banda base una entrada (442) en fase y una entrada (444) de fase en cuadratura; y un combinador (450) , que está configurado para superponer una señal en la salida (412) en fase del primer trayecto (110) y una señal en la salida (422) en fase del segundo trayecto (120) y ponerla a disposición de la etapa (140) de banda base en la entrada (442) en fase,

y estando configurado el combinador (450) para superponer una señal en la salida (414) de fase en cuadratura del primer trayecto (110) y una señal en la salida (424) de fase en cuadratura del segundo trayecto (120) y ponerla a disposición de la etapa (140) de banda base en la entrada (444) de fase en cuadratura.

2. Receptor de banda multifrecuencia según la reivindicación 1, que además presenta la siguiente característica:

una etapa (200) de antena, que presenta una antena (210) , una primera rama (220) de salida y una segunda rama (230) de salida, presentando la primera rama de salida un primer filtro (222) de banda de frecuencia para una gama de frecuencias, que comprende la primera banda (102) de frecuencia y la segunda banda (104) de frecuencia y presentando la segunda rama (230) de salida un segundo filtro (232) de banda de frecuencia para una gama de frecuencias, que comprende la tercera banda (106) de frecuencia, no encontrándose la primera banda (102) de frecuencia y la segunda banda (104) de frecuencia dentro de la frecuencia límite superior e inferior del segundo filtro (232) de banda de frecuencia, y no encontrándose la tercera banda (106) de frecuencia dentro de la frecuencia límite superior e inferior del primer filtro (222) de banda de frecuencia.

3. Receptor de banda multifrecuencia según la reivindicación 1 ó 2, en el que la etapa (130) de oscilador está configurada para proporcionar una señal (132) de oscilador local, que presenta una frecuencia, que corresponde a la media aritmética de las frecuencias medias de la primera banda (102) de frecuencia y la frecuencia media de la segunda banda (104) de frecuencia, con una tolerancia del ±10% del valor absoluto de la diferencia entre la frecuencia media de la primera banda (102) de frecuencia y la frecuencia media de la segunda banda (104) de frecuencia.

4. Receptor de banda multifrecuencia según una de las reivindicaciones 1 a 3, en el que una señal en la primera banda

(102) de frecuencia y una señal en la segunda banda (104) de frecuencia presentan una modulación, que está configurada de modo que más del 50% de una potencia modulada de cada una de las dos bandas de frecuencia se encuentra en una gama de frecuencias, que comprende frecuencias, cuyo valor absoluto es mayor que un valor de una frecuencia (330) límite de modulación, y en el que el primer trayecto (110) comprende un filtro (608) paso alto, que presenta una frecuencia límite paso alto igual a la frecuencia límite de modulación.

5. Receptor de banda multifrecuencia según una de las reivindicaciones 1 a 4, en el que el mezclador (112) en el primer trayecto (110) y el mezclador (122) en el segundo trayecto (120) están configurados como mezcladores en fase-de fase en cuadratura, estando configurada la etapa (130) de oscilador para proporcionar la señal (132) de oscilador local de modo que presente una componente en fase y una componente de fase en cuadratura, que puede alimentarse al mezclador (112) en fase-de fase en cuadratura en el primer trayecto (110) y al mezclador (122) en fase-de fase en cuadratura en el segundo trayecto (120) .

6. Receptor de banda multifrecuencia según una de las reivindicaciones 1 a 5, en el que el segundo trayecto (120) presenta un mezclador adicional, que está dispuesto en la dirección de procesamiento de señal después del primer mezclador (122) en el segundo trayecto (120) , y que está configurado para suministrarse con una segunda señal de oscilador local, presentando la frecuencia de la segunda señal de oscilador local un valor, de modo que la diferencia

entre la frecuencia de la segunda señal de oscilador local y una frecuencia intermedia produce un valor de una frecuencia, que se encuentra dentro de una banda base, comprendiendo la banda base la banda de frecuencia, para la que está configurada la etapa de banda base, y presentando la frecuencia intermedia un valor, que se encuentra dentro de la diferencia de la primera señal (132) de oscilador local y la frecuencia límite superior de la tercera banda (106) de frecuencia y la diferencia de la primera señal (132) de oscilador local y la frecuencia límite inferior de la tercera banda (106) de frecuencia.

7. Receptor de banda multifrecuencia según una de las reivindicaciones 1 a 6, en el que la etapa (130) de oscilador presenta exactamente un oscilador (510) de referencia y exactamente un oscilador (520) controlado por tensión, estando configurado el oscilador (520) controlado por tensión para controlarse mediante un bucle (522) de regulación de fase, para generar una señal de oscilador de base, y presentando la etapa (130) de oscilador un divisor (530) , que está configurado para a partir de la señal de oscilador de base generar la señal (132) de oscilador local, y presentando la etapa (130) de oscilador un divisor (540) adicional, que está configurado para a partir de la señal de oscilador de base generar una señal (542) de oscilador local adicional, diferenciándose la frecuencia de la señal (542) de oscilador local adicional de la frecuencia de la primera señal (132) de oscilador local.

8. Receptor de banda multifrecuencia según la reivindicación 7, en el que un mezclador adicional en el segundo trayecto

(120) está configurado para suministrarse con la señal (542) de oscilador local adicional.

9. Receptor de banda multifrecuencia según la reivindicación 7 u 8, en el que la etapa (140) de banda base presenta un convertidor analógico-digital, pudiendo suministrarse el convertidor analógico-digital con una señal del oscilador (510) de referencia.

10. Receptor de banda multifrecuencia según una de las reivindicaciones 1 a 9, en el que en una banda base el valor absoluto de la frecuencia media de una banda de frecuencia, que representa la tercera banda (106) de frecuencia en la banda base, es menor que el valor absoluto de la frecuencia media de una banda de frecuencia, que representa la primera banda (102) de frecuencia en la banda base, y es menor que el valor absoluto de la frecuencia media de una banda de frecuencia, que representa la segunda banda (104) de frecuencia en la banda base.

11. Receptor de banda multifrecuencia según una de las reivindicaciones 1 a 10, con las siguientes características:

el primer trayecto (110) , que está configurado para procesar la primera banda (102) de frecuencia, comprendiendo la primera banda (102) de frecuencia una frecuencia de 1.176, 45 MHz y que está configurado para procesar la segunda banda (104) de frecuencia, comprendiendo la segunda banda (104) de frecuencia una frecuencia de 1.207, 14 MHz;

el segundo trayecto (120) que está configurado para procesar la tercera banda (106) de frecuencia, comprendiendo la tercera banda (106) de frecuencia una frecuencia de 1.575, 42 MHz;

la etapa (130) de oscilador, que proporciona la señal (132) de oscilador local con una frecuencia de 1.192 MHz y la señal (542) de oscilador local adicional con una frecuencia de 397, 33 MHz así como la señal de oscilador de referencia con una frecuencia de 74, 5 MHz, presentando la frecuencia de la señal (132) de oscilador local, de la señal (542) de oscilador local adicional y de la señal de oscilador de referencia una tolerancia del 10%;

una gama de frecuencias en la banda base, que representa la primera banda (102) de frecuencia y comprende una frecuencia de -15, 14 MHz;

una gama de frecuencias en la banda base, que representa la segunda banda (104) de frecuencia, y comprende una frecuencia de 15, 55 MHz; y una gama de frecuencias en la banda base, que representa la tercera banda (106) de frecuencia, y comprende una frecuencia de -13, 91 MHz.

12. Receptor de banda multifrecuencia según una de las reivindicaciones 1 a 11, en el que el primer trayecto (110) presenta sólo exactamente un mezclador (112) para procesar la primera banda (102) de frecuencia y la segunda banda (104) de frecuencia.

13. Receptor de banda multifrecuencia según una de las reivindicaciones 1 a 12, en el que el combinador (450) comprende un primer amplificador (944) diferencial para la superposición aditiva de la componente en fase del primer trayecto (110) y la componente en fase del segundo trayecto (120) y un segundo amplificador (948) diferencial para la superposición aditiva de la componente de fase en cuadratura del primer trayecto (110) y la componente de fase en cuadratura del segundo trayecto (120) , presentando una conexión entre una salida del primer trayecto (110) o del segundo trayecto (120) y una entrada de un amplificador (944, 948) diferencial del combinador (450) una resistencia (942) ajustable.

14. Procedimiento (800) para recibir señales con un receptor de banda multifrecuencia con las siguientes etapas:

procesar (810) una primera banda (102) de frecuencia y una segunda banda (104) de frecuencia en un primer trayecto (110) ;

procesar (820) una tercera banda (106) de frecuencia en un segundo trayecto (120) , presentando la primera banda (102) de frecuencia y la segunda banda (104) de frecuencia una distancia menor que la primera banda (102) de frecuencia y la tercera banda (106) de frecuencia y presentando una distancia menor que la segunda banda (104) de frecuencia y la tercera banda (106) de frecuencia;

proporcionar (830) una señal (132) de oscilador local a través de una etapa (130) de oscilador, presentando la señal (132) de oscilador local una frecuencia, que se encuentra entre la frecuencia central de la primera banda (102) de frecuencia y la frecuencia central de la segunda banda (104) de frecuencia, suministrándose la señal (132) de oscilador local a un mezclador (112) en el primer trayecto (110) y un mezclador (122) en el segundo trayecto (120) ; y procesar (840) señales de salida del primer trayecto (110) y señales de salida del segundo trayecto (120) , para obtener 10 una señal (142) de recepción, presentando el primer trayecto (110) una salida (412) en fase y una salida (414) de fase en cuadratura, presentando el segundo trayecto (120) una salida (422) en fase y una salida (424) de fase en cuadratura, y presentando la etapa (140) de banda base una entrada (442) en fase y una entrada (444) de fase en cuadratura;

superponer una señal en la salida (412) en fase del primer trayecto (110) y una señal en la salida (422) en fase del 15 segundo trayecto (120) y ponerla a disposición de la etapa (140) de banda base en la entrada (442) en fase; y superponer una señal en la salida (414) de fase en cuadratura del primer trayecto (110) y una señal en la salida (424) de fase en cuadratura del segundo trayecto (120) y ponerla a disposición de la etapa (140) de banda base en la entrada (444) de fase en cuadratura.

15. Programa informático con un código de programa para la realización del procedimiento según la reivindicación 14, 20 cuando el programa informático se ejecuta en un ordenador o microcontrolador.