Aparato para emitir y recibir señales de radiofrecuencia, que comprende un circuito para cancelar interferencias.

Un aparato para emitir y recibir señales de radiofrecuencia, que comprende:

- medios de transmisión que comprenden primeros medios (6) de combinación, que están dispuestos deforma que sea transmisible una pluralidad de señales (T1, T2, T3, T4) por medio de una antena (1);

- medios de recepción de señales por medio de la misma antena (1);

- medios (9) para aislar los medios de transmisión de los medios de recepción;

- una pluralidad de medios (2, 3, 4, 5) para extraer una primera parte de cada una de las señales (T1, T2,T3, T4) a ser transmitidas, respectivamente;

una pluralidad de medios para controlar la amplitud y la fase de cada una de las primeras partes de las señales(T1, T2, T3, T4), respectivamente; medios para introducir la primera parte de las señales (T1, T2, T3, T4) en losmedios de recepción después de que haya sido amplificada y desfasada dicha primera parte de las señales(T1, T2, T3, T4), de forma que sean canceladas en los medios de recepción las interferencias debidas aporciones de las señales (T1, T2, T3, T4) que han entrado de forma no deseada en los medios de recepción.

Aparato para emitir y recibir señales de radiofrecuencia, que comprende un circuito para cancelar interferencias La presente invención versa acerca de un aparato para emitir y recibir señales de radiofrecuencia, comprendiendo el aparato un circuito para cancelar interferencias. Por ejemplo, la invención es particularmente aplicable a los sistemas de comunicaciones.

En sistemas de comunicaciones bidireccionales completos, se reciben y se transmiten señales de forma simultánea. Las señales transmitidas pueden interferir con el propio sistema de recepción. Debido a que estas señales se encuentran en la misma banda de frecuencias y proceden de un transmisor cercano (por lo tanto un nivel elevado de potencia) , constituyen potencialmente la fuente primaria de interferencia. Como resultado, se puede reducir de forma significativa la sensibilidad del receptor, o la recepción puede incluso volverse completamente imposible.

En un sistema con un único canal de frecuencias esto puede solucionarse con un filtrado. El receptor está sintonizado a una única frecuencia y se puede aplicar un filtro pasabanda estrecho que rechaza todas las otras frecuencias. Por lo tanto, se evita una interferencia de la propia señal de transmisión, siempre que haya una suficiente separación de frecuencias entre la frecuencia de transmisión y la frecuencia de recepción.

Sin embargo, en un sistema de banda ancha, no se puede aplicar un filtro pasabanda estrecho antes del receptor. Cuando las frecuencias de transmisión se encuentran en la misma banda de frecuencias que las frecuencias de recepción, lo que es bastante común, en la práctica no es posible un filtrado para evitar interferencias. Esto requeriría una pluralidad de filtros, que tendrían múltiples pasos de banda estrechos, uno para cada frecuencia de recepción, y que tendrían que ser todos sintonizables. La construcción de tales filtros sería muy difícil y aún no se ha demostrado con éxito para una aplicación práctica.

Una primera solución conocida para evitar una interferencia de los propios canales de transmisión puede ser proporcionar un aislamiento suficiente entre la antena de transmisión y la antena de recepción. Esto no puede conseguirse siempre debido a limitaciones de espacio y/o de diseño. Por ejemplo, para reducir el espacio y el peso, puede ser deseable el uso de una antena combinada de transmisión/recepción. En tal disposición, no existe ningún aislamiento entre la antena de transmisión y la antena de recepción. En un intento por limitar las interferencias, se utiliza un circulador para separar la vía de transmisión de la vía de recepción que utilizan la misma antena. Sin embargo, parte de la señal de transmisión se escapa a través del circulador, normalmente aproximadamente -20 decibelios (dB) . Además, la señal de transmisión que se refleja en la antena simplemente pasa a través del circulador y entra en la vía de recepción. Para una antena que tiene una relación típica de onda estacionaria de 2, la reflexión es de aproximadamente -10 dB.

Una segunda solución conocida puede ser el uso de un circuito de cancelación, cuando el aislamiento entre las antenas de transmisión y de recepción o entre las vías de transmisión y de recepción es insuficiente para evitar el problema de interferencia. El principio es que se añade una señal en la vía de recepción. Esta señal es igual a la señal no deseada de interferencia, pero tiene una fase opuesta, de forma que las dos señales se cancelan entre sí. Además, cuando se añade la señal de cancelación antes del primer amplificador de bajo ruido (LNA) , se puede evitar la saturación de este LNA. Hay que señalar que la fase y la amplitud de la señal de cancelación dependen de la frecuencia.

En un circuito pasivo de cancelación, solo se utilizan componentes pasivos para extraer la señal de transmisión e insertarla con la fase y la amplitud requeridas en la vía de recepción. La fase y la amplitud de la señal de cancelación están establecidas de antemano, dando por sentado de ese modo que la fase y la amplitud de la señal de transmisión son estables en el tiempo, aunque no sean estables, debido a las variaciones de temperatura del circuito de cancelación. Esto establece un límite práctico a la cantidad de cancelación que puede obtenerse.

Como un primer ejemplo de un circuito pasivo de cancelación, la patente US nº 5691978 titulada “Self-Cancelling Full-Duplex RF Communication System” describe un sistema en el que la fase y la amplitud están establecidos en valores fijos utilizando extracciones coincidentes. En realidad, no se describen medios para el ajuste de la fase ni de la amplitud. Como consecuencia, este diseño es poco práctico en un sistema en el que la frecuencia de la señal de transmisión puede cambiar y no puede prever las variaciones de fase y de amplitud en el tiempo. Además, este diseño es inadecuado para un sistema con múltiples señales de transmisión simultáneas.

La invención está definida por las características de la reivindicación independiente 1.

La patente US nº 5815803 proporciona otro ejemplo de un sistema pasivo de cancelación para un sistema con una antena combinada de transmisión/recepción. El diseño es tal, que soluciona inherentemente el problema de inestabilidad de fase y de amplitud. Sin embargo, este circuito solo cancela el escape a través del circulador. No se refiere a la señal de transmisión que se refleja en la antena.

La patente US nº US2005/0245216 da a conocer un transceptor que comprende características de rechazo de señales de interferencia, en el que el rechazo de señales consiste en extraer un componente de señal de una señal

transmitida antes de la amplificación hasta un nivel de salida, y encaminar la señal extraída a una vía de recepción a través de un circuito de compensación.

Otra solución más puede ser el uso de un circuito activo de cancelación, que supone el uso de un bucle de realimentación para ajustar la señal de cancelación. Esto permite corregir variaciones de la fase y de la amplitud en el tiempo. La cantidad de cancelación obtenida depende de la capacidad del bucle de realimentación de seguir la señal. Los diseños existentes son principalmente para sistemas en los que se debe cancelar una única señal de frecuencia. Sin embargo, es muy difícil diseñar un circuito activo de cancelación para múltiples señales simultáneas y aún no se ha implementado con éxito en la práctica.

La presente invención tiene como objetivo proporcionar un aparato para emitir y recibir señales de radiofrecuencia, comprendiendo el aparato un circuito de cancelación, que trata tanto con la señal de transmisión que se refleja en la antena como con la señal de transmisión que escapa a través del circulador. Con ese fin, la presente invención propone extraer una pequeña parte de la señal de transmisión e insertarla en la vía de recepción con la fase y la amplitud ajustadas. En su sentido más general, la invención proporciona un aparato para emitir y recibir señales de radiofrecuencia. Comprende medios para transmitir al menos una señal por medio de una antena, medios para recibir señales por medio de la misma antena y medios para aislar los medios de transmisión de los medios de recepción. El aparato también comprende:

- medios para extraer una primera parte de la señal a ser transmitida;

- medios para controlar la amplitud y la fase de la primera parte de la señal;

- medios para introducir la primera parte de la señal en los medios de recepción después de que se ha amplificado y desfasado dicha primera parte de la señal, de forma que se cancele en los medios de recepción interferencias debidas a porciones de la señal que han entrado de forma no deseada en los medios de recepción, incluyendo las interferencias debidas a la porción de la señal que se refleja en la antena y las interferencias debidas a la porción de la señal que escapa a través de los medios de aislamiento.

En una realización preferente, también puede comprender:

- medios para extraer una segunda parte de la señal a ser transmitida;

- medios para introducir la segunda parte de la señal en los medios de recepción, tal como para cancelar en gran medida en los medios de recepción interferencias debidas a porciones de la señal (T1) que han entrado de forma no deseada en los medios de recepción.

En una realización preferente, los medios para introducir la segunda parte de la señal en los medios de recepción pueden comprender un acoplador híbrido de 180 grados, tal como para extraer en los medios de recepción la porción no deseada de la señal. Los medios para introducir la primera... [Seguir leyendo]

1. Un aparato para emitir y recibir señales de radiofrecuencia, que comprende:

- medios de transmisión que comprenden primeros medios (6) de combinación, que están dispuestos de

forma que sea transmisible una pluralidad de señales (T1, T2, T3, T4) por medio de una antena (1) ; 5 -medios de recepción de señales por medio de la misma antena (1) ;

- medios (9) para aislar los medios de transmisión de los medios de recepción;

- una pluralidad de medios (2, 3, 4, 5) para extraer una primera parte de cada una de las señales (T1, T2, T3, T4) a ser transmitidas, respectivamente;

una pluralidad de medios para controlar la amplitud y la fase de cada una de las primeras partes de las señales (T1, T2, T3, T4) , respectivamente; medios para introducir la primera parte de las señales (T1, T2, T3, T4) en los medios de recepción después de que haya sido amplificada y desfasada dicha primera parte de las señales (T1, T2, T3, T4) , de forma que sean canceladas en los medios de recepción las interferencias debidas a porciones de las señales (T1, T2, T3, T4) que han entrado de forma no deseada en los medios de recepción.

2. Un aparato según la Reivindicación 1, caracterizado porque comprende:

- medios (8) para extraer una segunda parte de las señales (T1, T2, T3, T4) a ser transmitidas;

- medios para introducir la segunda parte de cada una de las señales (T1, T2, T3, T4) en los medios de recepción, de forma que sean canceladas en los medios de recepción las interferencias debidas a

porciones de las señales (T1, T2, T3, T4) que han entrado de forma no deseada en los medios de recepción.

3. Un aparato según la Reivindicación 2, caracterizado porque los medios para introducir la segunda parte de las señales (T1, T2, T3, T4) en los medios de recepción comprenden un acoplador híbrido (11) de 180 grados, de forma que sean extraídas en los medios de recepción las porciones no deseadas de las señales (T1, T2, T3,

T4) .

4. Un aparato según la Reivindicación 3, caracterizado porque los medios para introducir la primera parte de las señales (T1, T2, T3, T4) en los medios de recepción comprenden:

- un extractor (21) ; y/o

-el acoplador híbrido (11) de 180 grados, de forma que sean extraídas en los medios de recepción las 30 porciones no deseadas de las señales (T1, T2, T3, T4) .

5. Un aparato según la Reivindicación 1, caracterizado porque cada uno de los medios para controlar la amplitud y la fase de la primera parte de cada una de las señales (T1, T2, T3, T4) comprende:

- medios (12, 13, 14, 15) de amplificación; y/o

- medios (16, 17, 18, 19) de desfase; y/o

-medios (23) para ajustar la ganancia de los medios de amplificación (12, 13, 14, 15) y para ajustar el desfase de los medios de desfase (16, 17, 18, 19) .

6. Un aparato según la Reivindicación 5, caracterizado porque:

- cada uno de los medios de amplificación comprende un amplificador controlado digitalmente (12, 13, 14,

15) ; y/.

40. cada uno de los medios de desfase comprende un desfasador controlado digitalmente (16, 17, 18, 19) .

7. Un aparato según la Reivindicación 6, caracterizado porque los medios (23) para ajustar la ganancia y para ajustar el desfase comprenden una tabla (24) de consulta, conteniendo la tabla de consulta una palabra de amplitud predeterminada y una palabra de fase predeterminada en correspondencia con la frecuencia de cada una de las señales (T1, T2, T3, T4) a ser transmitidas, siendo proporcionadas las palabras de amplitud y las 45 palabras de fase a los amplificadores controlados digitalmente (12, 13, 14, 15) y a los desfasadores controlados digitalmente (16, 17, 18, 19) para ajustar sus ganancias y desfases, respectivamente.

8. Un aparato según la Reivindicación 7, caracterizado porque, antes del uso del aparato, son determinadas las palabras de amplitud y las palabras de fase como una función de la frecuencia por medio de un procedimiento de calibración y son almacenadas en la tabla (24) de consulta.

9. Un aparato según la Reivindicación 6, caracterizado porque los medios (23) para ajustar la ganancia y para ajustar el desfase comprenden un filtro (29) de impulsos finitos, recibiendo el filtro de impulsos finitos señales procedentes de los medios de recepción después de que han sido convertidas a digitales, estando sintonizado el filtro de impulsos finitos a la frecuencia de las señales (T1, T2, T3, T4) a ser transmitidas, de forma que se proporcione a una unidad (33) de control de realimentación únicamente las señales a dicha frecuencia,

determinando la unidad de control de realimentación una palabra de amplitud y una palabra de fase adecuadas para cancelar las señales a dicha frecuencia, siendo proporcionadas la palabra de amplitud y la palabra de fase a los amplificadores controlados digitalmente (12, 13, 14, 15) y a los desfasadores controlados digitalmente (16, 17, 18, 19) para ajustar sus ganancias y desfases, respectivamente.

10. Un aparato según la Reivindicación 7 o 9, caracterizado porque los medios de recepción comprenden un filtro 5 pasabanda (22) .

11. Un aparato según la Reivindicación 7 o 9, caracterizado porque los medios de recepción comprenden un amplificador (10) de bajo ruido.

12. Un aparato según la Reivindicación 7 o 9, caracterizado porque los medios de transmisión comprenden un amplificador (7) .