Sistema y procedimiento de control dinámico del ancho de banda de paso de una antena, teléfono asociado.

Sistema de control del ancho de banda de paso de una antena (3) de un teléfono móvil,

que comprende unmódulo (4) emisor/receptor y un sistema (6) de conmutación de impedancia que comprende un elemento activo(61) de conmutación apto para conmutar entre al menos dos estados de conmutación, estando el sistema (6)de conmutación controlado por medios dinámicos (7) de control que comprenden medios de memoria aptospara almacenar un programa de conmutación del sistema (6) de conmutación y medios que forman unmicroprocesador que permite la ejecución del programa, en el cual un estado de conducción o de cierre delelemento activo (61) está controlado por los medios (7) dinámicos de control, estando dicho elemento activo(61) montado en paralelo a una impedancia (Z) de adaptación, correspondiendo cada estado de conmutación ala conexión en serie de una impedancia entre la mencionada antena (3) y el mencionado módulo (4), en el cualel elemento activo (61) es un diodo activo y la impedancia (Z) de adaptación es una impedancia variable, unvalor de la cual está controlado por los medios (7) dinámicos de control.

Sistema y procedimiento de control dinámico del ancho de banda de paso de una antena, teléfono asociado.

CAMPO TÉCNICO GENERAL

La presente invención se refiere a una técnica de control dinámico del ancho de banda de paso de una antena.

Más particularmente, se refiere al control del ancho de banda de paso de una antena de un teléfono móvil.

ESTADO DE LA TÉCNICA

Actualmente, las antenas utilizadas en los teléfonos móviles sufren de la miniaturización y de la diversidad de las funciones integradas en los mismos. El espacio disponible para las antenas se reduce.

La consecuencia directa de la reducción del espacio disponible para la antena en un teléfono móvil es una disminución del rendimiento y del ancho de banda de paso de la antena.

Ante este problema, diferentes estrategias están siendo actualmente puestas en práctica por los fabricantes de teléfonos móviles.

En primer lugar, se puede concebir un teléfono móvil de pequeño tamaño y contentarse con las prestaciones mediocres del teléfono.

Por ejemplo, las pérdidas de la antena de un móvil para el cual se ha restringido el volumen de la antena se producen típicamente en el límite de la banda GSM (“Global System for Mobile communications” o sistema mundial de comunicaciones móviles) de 2 dB, y las pérdidas en el límite de la banda DCS (“Digital Communication System”) y PCS (“Personal Communications Services”) están comprendidas entre 1.7 dB y 3 dB. Estas pérdidas son relativamente importantes y la frecuencia de resonancia central de la antena de un teléfono se elige con el fin de encontrar un compromiso entre las pérdidas en transmisión y las pérdidas en recepción.

En segundo lugar, puede renunciarse a concebir un móvil tan pequeño como lo querría el consumidor para privilegiar las prestaciones de la antena.

Se ve claramente que estas dos primeras estrategias no son satisfactorias.

En tercer lugar, pueden elaborarse sistemas complejos de conmutación bien en el seno de la antena, o bien sobre su conexión a tierra en el caso de las antenas con puesta a tierra - como las antenas “patch” -, “PIFA (Plane Inverted F Antenna) ”, etc.

Un ejemplo de un sistema conocido de conmutación en el seno de la antena se representa esquemáticamente en la figura 1.

Dos elementos de conmutación, por ejemplo en forma de impedancias L, se colocan entre dos superficies radiantes 1 y 2 de una antena de un teléfono móvil. En función de la frecuencia de utilización de la antena, las impedancias L unen o no las dos superficies radiantes 1 y 2 y efectúan así una conmutación en el seno de la antena. Por supuesto, otros elementos de conmutación son bien conocidos, y combinan capacidades y/o diodos con inductancias.

No obstante, dichos sistemas de conmutación en el seno de la antena no son satisfactorios.

En efecto, son generadores de pérdidas, más allá de la complejidad introducida al añadir componentes en el seno de la antena. Debido a la presencia de una fuerte corriente eficaz sobre la periferia de la superficie de la antena, el factor de calidad Q de los componentes es primordial. Por ejemplo, para una utilización en la banda GSM, la ganancia del sistema de conmutación de la figura 1 es de -3 dBiso para una impedancia L igual a 10 nh y con un factor de calidad Q de 80, mientras que la ganancia es de -4 dBiso para una impedancia L igual a 10 nh y con un factor de calidad Q de 50.

Los sistemas conocidos de conmutación en la puesta a tierra, por ejemplo en las antenas patch, presentan los mismos inconvenientes que los sistemas de conmutación en el seno de la antena. Introducen pérdidas importantes.

También pueden elaborarse sistemas complejos de adaptación de la impedancia de la antena sobre sus cadenas de recepción RX y de transmisión TX. El principio de conmutación de impedancia es ampliamente conocido para adaptar una antena en frecuencia.

Un ejemplo de sistema conocido de adaptación de impedancia se representa esquemáticamente en la figura 2.

Dicho sistema comprende así una antena 3 de emisión/recepción unida a un módulo emisor/receptor 4 en el cual están presentes todos los elementos digitales y de radio de un teléfono.

El módulo 4 comprende así una salida 47 de cadena de recepción RX de una banda GSM, una salida 48 de cadena de transmisión TX GSM, y por ejemplo una salida 49 de cadena de recepción RX de una banda DCS y una salida 50 de cadena de transmisión TX DCS. Por supuesto, pueden preverse otras bandas como complemento de la banda o en sustitución de la banda DCS, como por ejemplo una banda PCS.

Medios de conmutación 41 controlados por medios de control 42 permiten efectuar una conmutación entre circuitos de adaptación de impedancias. Así, un circuito de adaptación 43 de impedancia RX GSM está conectado entre los medios de conmutación 41 y la salida 47, un circuito de adaptación 44 de impedancia TX GSM está conectado entre los medios de conmutación 41 y la salida 48, un circuito de adaptación 45 de impedancia RX DCS está conectado entre los medios de conmutación 41 y la salida 49, y un circuito de adaptación 46 de impedancia TX DCS está conectado entre los medios de conmutación 41 y la salida 50. Como se muestra en la figura 4, todos estos medios están incluidos en el módulo emisor/receptor 4.

Puede así adaptarse globalmente la antena a la cadena RX o TX de cada banda GSM y DCS, por ejemplo.

Dicho sistema de conmutación comprende sin embargo numerosos inconvenientes.

En efecto, si se quiere poder someter a prueba las prestaciones en radiofrecuencias RF del dispositivo en el punto 5, es necesario que la impedancia de salida del módulo 4 sea sensiblemente igual a 50 0 en este punto.

Ahora bien, con dicho sistema, ya no existe un punto a 50 0 que sea común a todas las bandas de frecuencias. Esta falta de punto común a 50 0 provoca los problemas siguientes.

Es difícil, incluso imposible, insertar en el módulo emisor/receptor 4 un conector para un acceso a una antena externa.

Es difícil definir un punto de control único en la fabricación y durante los controles de ingresos en los operadores que reciben los teléfonos móviles fabricados. Es necesario efectuar numerosos calibrados para estos controles.

Es difícil, incluso imposible, para los fabricantes de módulos completos emisores/receptores que comprenden una banda de base y una banda de radiofrecuencias, fabricar módulos estándar independientes de la aplicación de los clientes.

Es difícil, incluso imposible, para los fabricantes de módulos frontales (“front end” en inglés) que comprenden un amplificador de potencia y un módulo de conmutación, fabricar módulos estándar independientes de la aplicación de los clientes.

Es difícil adaptar el módulo emisor/receptor 4 de un teléfono móvil al otro. El módulo 4, en particular el módulo frontal, depende de la antena 3 utilizada.

Además, los medios 41 de conmutación están generalmente caracterizados también a 50 0, lo que introduce también pérdidas al nivel de la ganancia de la antena 3.

Los documentos JP-A-409331206 y US-A-5923297 divulgan sistemas y procedimientos del estado de la técnica.

PRESENTACION DE LA INVENCION

La invención propone paliar al menos uno de los convenientes de la técnica anterior.

Uno de los objetivos de la invención es proponer una técnica de control del ancho de banda de una antena que permita una reducción de las dimensiones de la antena, manteniendo al mismo tiempo prestaciones de rendimiento y de anchura de banda que sean aceptables.

Uno de los objetivos de la invención es proponer una técnica de control del ancho de banda de una antena que permita efectuar una adaptación de las impedancias en las cadenas de recepción RX y de transmisión TX cuando la característica de la antena está demasiado alejada de 50 0.

Uno de los objetivos de la invención es proponer una técnica de control del ancho de banda de una antena que permita tener un punto a 50 0 que sea común a todas las bandas de frecuencias.

Particularmente, uno de los objetivos de la invención es proponer una técnica de control del ancho de banda de una antena que permita insertar en el módulo emisor/receptor estándar que comprende una banda de base y una banda de radiofrecuencias, un conector para un acceso a una antena externa.

Uno de los objetivos de la invención es también proponer una técnica de control del ancho de banda de una antena que permita definir un punto de control único en fabricación y durante los controles de ingresos en los operadores.... [Seguir leyendo]

1. Sistema de control del ancho de banda de paso de una antena (3) de un teléfono móvil, que comprende un módulo (4) emisor/receptor y un sistema (6) de conmutación de impedancia que comprende un elemento activo

(61) de conmutación apto para conmutar entre al menos dos estados de conmutación, estando el sistema (6) de conmutación controlado por medios dinámicos (7) de control que comprenden medios de memoria aptos para almacenar un programa de conmutación del sistema (6) de conmutación y medios que forman un microprocesador que permite la ejecución del programa, en el cual un estado de conducción o de cierre del elemento activo (61) está controlado por los medios (7) dinámicos de control, estando dicho elemento activo

(61) montado en paralelo a una impedancia (Z) de adaptación, correspondiendo cada estado de conmutación a la conexión en serie de una impedancia entre la mencionada antena (3) y el mencionado módulo (4) , en el cual el elemento activo (61) es un diodo activo y la impedancia (Z) de adaptación es una impedancia variable, un valor de la cual está controlado por los medios (7) dinámicos de control.

2. Sistema según la reivindicación 1, en el cual el elemento activo (61) es apto para conmutar entre un primer estado donde la antena (3) está directamente unida al módulo (4) y un segundo estado donde la impedancia (Z) de adaptación está conectada en serie entre la mencionada antena (3) y el mencionado módulo (4) .

3. Sistema según la reivindicación 1 ó 2, en el cual el sistema de conmutación (6) comprende por lo menos un polo de conexión a la masa del teléfono, un polo de conexión a la antena (3) , un polo de conexión al módulo (4) emisor/receptor y un polo de conexión a los medios dinámicos (7) de control apto para recibir una tensión o corriente de control.

4. Sistema según una de las reivindicaciones 1 a 3, en el cual el módulo (4) comprende medios (41) de conmutación multibanda.

5. Sistema según la reivindicación 3, en el cual los medios (41) de conmutación multibanda están controlados por los medios (7) dinámicos de conmutación.

6. Teléfono móvil que comprende por lo menos una antena (3) y un módulo (4) emisor/receptor, en el cual comprende por lo menos un sistema de control según una de las reivindicaciones 1 a 5.

7. Procedimiento de control del ancho de la banda de paso de una antena (3) de un teléfono móvil que comprende un módulo (4) emisor/receptor, que comprende una etapa consistente en controlar dinámicamente un sistema (6) de conmutación de impedancia que comprende un elemento activo (61) de conmutación por medios dinámicos (7) de control que comprenden medios de memoria aptos para almacenar un programa de conmutación del sistema (6) de conmutación y medios que forman un microprocesador que permite la ejecución del programa para conmutar el mencionado sistema (6) de conmutación entre por lo menos dos estados de conmutación, en el cual un estado de conducción o de bloqueo del elemento activo (61) está controlado por los medios (7) dinámicos de control, estando el mencionado elemento activo (61) montado en paralelo a una impedancia (Z) de adaptación, comprendiendo además el procedimiento una etapa consistente en controlar medios (41) de conmutación multibanda del módulo (4) en sincronismo con el sistema (6) de conmutación, correspondiendo cada estado de conmutación a la conexión en serie de una impedancia entre la mencionada antena (3) y el mencionado módulo (4) , y una etapa de control, por los medios (7) dinámicos de control, de un valor de la impedancia (Z) de adaptación, que es una impedancia variable.

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