Brevet FR2771232A1 — publié le 19990521

La présente invention concerne un dispositif formant circuit haute fréquence et particulièrement un duplexeur constitué d'un filtre à ondes acoustiques de surface et d'un commutateur haute fréquence pour une utilisation en tant que terminal de communication mobile. Un dispositif formant circuit haute fréquence selon la présente invention est utilisé principalement pour un duplexeur pour un terminal radio mobile avec un dénommé fonctionnement à double bande. Récemment, des terminaux mobiles de communication de faibles dimensions et légers représentés par des téléphones de poche ont été produits à une cadence élevée. Un moyen pour séparer un signal de transmission et un signal de réception l'un de l'autre est indispendable pour un téléphone de poche car le téléphone de poche utilise une antenne unique qui est utilisée pour la transmission et la réception en commun. Un duplexeur constitué d'un résonateur diélectrique ou d'un élément à ondes acoustiques de surface a été utilisé dans le cas d'un système analogique (FDMA: Accès Multiple par Division de Fréquence), tandis qu'un circuit commutateur d'antenne utilisant un commutateur haute fréquence ou un duplexeur a été utilisé dans le cas d'un système numérique (TDMA: Accès Multiple par Division dans le Temps). Comme la communication mobile devient d'utilisation très large, une bande' de fréquence de 2 GHz a été mise en pratique en plus d'une bande de fréquence de 800 MHz développée au départ. En outre, récemment, comme le nombre d'utilisateurs a augmenté brutalement, un développement rapide d'un dénommé terminal à bande double dans lequel deux ou plusieurs systèmes (par exemple, un GSM (Système Global pour Communication Mobile) de 800 MHz et un PCN (Système de Communication Personnel) d'une bande de 1,9 GHz en Europe, peuvent être utilisés en commun, est demandé car il y a une limite en capacité d'abonnés dans un système unique. Dans un terminal à double bande, un circuit de bande de base ou analogue peut être utilisé en commun, mais une section haute fréquence, particulièrement un duplexeur ne peut pas être utilisé en commun. C'est de ce fait un but de la présente invention de résoudre les problèmes précédents. C'est un autre but de l'invention de fournir un moyen pour réaliser un duplexeur pour un terminal à double bande qui est de dimension plus petite, plus léger et inférieur en coût à un duplexeur conventionnel ou un duplexeur constitué par un circuit de commutation à antenne. Une description sera faite ci-dessous concernant un moyen pour appliquer un commutateur du type MARCHE/ARRET qui est plus simple en structure qu'un commutateur conventionnel SPDT (à Simple Contact Inverseur), à un commutateur haute fréquence pour une transmission. Lorsqu'un commutateur haute fréquence du type MARCHE/ARRRET et un filtre à ondes acoustiques de surface de réception sont reliés en parallèle pour constituer un duplexeur, on exige que l'impédance, lorsque le filtre à ondes acoustiques de surface de réception est vu du point de connexion en parallèle dans une bande de transmission, soit sensiblement ouverte. Ceci dans le but de supprimer l'augmentation de perte par la connexion parallèle (perte de connexion en parallèle) à un minimum. La présente invention propose de rendre l'impédance du filtre à ondes acoustiques de surface de réception vu du point de connexion parallèle sensiblement ouverte en utilisant un filtre à ondes acoustiques de surface de réception dans lequel la valeur absolue d'un coefficient de réception d'une borne d'entrée dans une bande de transmission est de 0,8 ou plus, et un circuit de déphasage relié à la borne d'entrée de ce filtre à ondes acoustiques de surface de réception. Ici, "sensiblement ouverte" signifie que la phase du coefficient de réflexion devient d'environ 0 degré dans la bande de transmission lorsque la valeur absolue du coefficient de réflexion est de 0,8 ou plus. Si la condition ci-dessus mentionnée de "sensiblement ouverte" est satisfaite, il est possible de supprimer la perte de connexion parallèle à 0,5 dB ou moins. Par le moyen ci-dessus mentionné, il est possible de réaliser un duplexeur dans lequel un commutateur haute fréquence du type MARCHE/ARRET et un filtre à ondes acoustiques de surface de réception sont reliés en parallèle. C'est-à-dire, afin de réaliser le but ci-dessus, selon un aspect de la présente invention, il est prévu un dispositif formant circuit haute fréquence, qui est caractérisé en ce qu'il comprend: un filtre à ondes acoustiques de surface qui a une bande passante correspondant à une bande de réception et une bande de blocage correspondant à une bande de transmission et dans lequel la valeur absolue d'un coefficient de réflexion dans la bande de transmission vue d'une borne d'entrée est de 0,8 ou plus; un circuit de déphasage pour rendre l'impédance d'entrée du filtre à ondes acoustiques de surface sensiblement ouverte dans la bande de transmission; et un commutateur haute fréquence ayant un circuit de polarisation dans lequel une perte de transmission dans la bande de transmission peut être commutée selon l'existence de l'application d'une tension d'un circuit externe; o une borne du circuit de déphasage est reliée à la borne d'entrée du filtre à ondes acoustiques de surface, tandis que l'autre borne du circuit de déphasage est reliée en parallèle à une borne de sortie du commutateur haute fréquence à un point de connexion parallèle; et o on prévoit en outre trois bornes comprenant une borne formée au point de connexion parallèle, une borne de sortie du filtre à ondes acoustiques de surface et une borne d'entrée du commutateur haute fréquence. L'invention sera mieux comprise et d'autres buts, détails, avantages et caractéristiques de celle-ci apparaitront plus clairement au cours de la description explicative qui va suivre faite en référence aux dessins schématiques annexés, donnés uniquement à titre d'exemple illustrant plusieurs modes de réalisation et dans lesquels: - la figure 1 est un schéma-blocs d'un duplexeur à bande double; - la figure 2 est un schéma illustrant la structure d'une partie principale d'un duplexeur selon la présente invention; - la figure 3 est un schéma illustrant la structure d'une partie principale d'un duplexeur selon la technique conventionnelle; et la figure 4 est une vue illustrant un exemple de l'agencement de circuit d'un duplexeur à bande double. Des modes de réalisation de la présente invention seront décrits en référence aux dessins. Ci-après, les modes de réalisation seront décrits spécifiquement sur la supposition qu'un sytéme GSM (transmission: 890- 915 MHz, réception: 935-960 MHz) est utilisé en tant que première bande de transmission/réception et un système PCM (transmission: 1,710-1,785 MHz, réception: 1,805- 1,880 MHz) est utilisé en tant que seconde bande de transmission/réception, simplement dans l'ordre pour simplifier la description. La figure 1 est un schéma-blocs illustrant un premier mode de réalisation de la présente invention, représentant un exemple de la configuration d'un duplexeur pour utiliser les deux systèmes GSM et PCN en commun l'un avec l'autre. Dans la configuration, un filtre 1 à ondes acoustiques de surface est introduit pour la réception GSM, dans lequel la bande de réception du GSM est réalisée pour être une bande passante avec une propriété d'atténuation exigée au système, tandis que la valeur absolue d'un coefficient de réflexion du filtre vu du côté entrée dans la bande de transmission du GSM est de 0,8 ou plus. Une borne d'un circuit de déphasage 2 pour rendre l'impédance d'entrée du filtre 1 à ondes acoustiques de surface sensiblement ouverte dans la bande de transmission du GSM est reliée à une borne d'entrée du filtre 1 à ondes acoustiques de surface. L'autre borne du circuit de déphasage 2 est reliée à un commutateur haute fréquence 3 du type MARCHE/ARRET à un point de connexion parallèle A. Un filtre 4 à ondes acoustiques de surface est introduit pour la réception PCN, dans lequel la bande de réception du PCN est réalisée pour être une bande passante avec une propriété d'atténuation exigée au système, tandis que la valeur absolue d'un coefficient de réflexion du filtre vu du côté entrée dans la bande de transmission du PCN est de 0,8 ou plus. Une borne d'un circuit de déphasage 5 pour rendre l'impédance d'entrée du filtre 4 à ondes acoustiques de surface sensiblement ouverte dans la bande de transmission du PCN est reliée à une borne d'entrée du filtre 4 à ondes acoustiques de surface. L'autre borne du circuit de déphasage 5 est reliée à un commutateur haute fréquence 6 du type MARCHE/ARRET à un point de connexion parallèle B. Un filtre passe-bas 7 (FPB) pour atténuer des composantes d'harmonique d'un signal de transmission avec une bande de transmission du PCN comme bande passante est relié à l'étage suivant du commutateur haute fréquence 6. Un filtre passe-bas 8 (FPB) qui a une bande passante correspondant aux bandes de transmission et de réception du GSM et une bande d'atténuation correspondant aux bandes de transmission et de réception du PCN, et dans lequel l'impédance d'entrée dans les bandes de transmission et de réception du PCN vues d'un point de connexion parallèle C, est sensiblement ouverte, et relié entre le point de connexion parallèle A et le point de connexion parallèle C. Par ailleurs, un filtre passe-haut 9 (FPH) qui a une bande passante correspondant aux bandes de transmission et de réception du PCN et une bande d'atténuation correspondant aux bandes de transmission et de réception du GSM, et dans lequel l'impédance d'entrée dans les bandes de transmission et de réception du PCN vues du point de connexion parallèle C est sensiblement ouverte, est relié entre le point de connexion parallèle B et le point de connexion parallèle C. C'est-à-dire, les filtres 8 et 9 forment un duplexeur utilisant les points A, B et C comme leurs bornes. Le point de connexion parallèle C est relié à une antenne. Une description sera faite ci-dessous concernant le fonctionnement, à une période de double bande, du duplexeur avec une telle configuration. Seulement le commutateur haute fréquence 3 du type MARCHE/ARRET est mis EN SERVICE au moment de la transmission du GSM. Un signal de transmission qui est arrivé d'un circuit de transmission du GSM atteint le point de connexion parallèle A à travers le commutateur haute fréquence 3 du type MARCHE/ARRET. Puisque l'impédance dans la bande de transmission du GSM du côté du circuit de réception du GSM vu du point de connexion parallèle A est sensiblement ouverte, le signal de transmission GSM passe le filtre passe-bas 8 (FPB) et atteint le point de connexion parallèle C sans se propager sur le côté circuit de réception du GSM. Puisque l'impédance du côté du circuit de transmission/réception du PCN vu du point de connexion parallèle C est rendue sensiblement ouverte par le filtre passe-haut 9 (FPH), le signal de transmission GSM est rayonné par l'antenne sans se propager sur le côté circuit de transmission/réception du PCN. Seulement le commutateur haute fréquence 6 du type MARCHE/ARRET est mis EN SERVICE au moment de transmission du PCN. Un signal de transmission qui est arrivé d'un circuit de transmission du GSM atteint le point de connexion parallèle B par le commutateur haute fréquence 6 du type MARCHE/ARRET. Puisque l'impédance dans la bande de transmission du PCN du côté circuit de réception du PCN vu du point de connexion parallèle B est sensiblement ouverte, le signal de transmission PCN passe le filtre passe-haut 9 (FPH) et atteint le point de connexion parallèle C sans se propager sur le côté circuit de réception du PCN. Puisque l'impédance du côté circuit de transmission/réception du GSM vu du point de connexion parallèle C est rendue sensiblement ouverte par le filtre passe-bas 8 (FPB), le signal de transmission PCN est rayonné par l'antenne sans se propager sur le côté circuit de transmission/réception du GSM. Au moment de la réception, les commutateurs haute fréquence 3 et 6 du type MARCHE/ARRET sont mis tous les deux HORS SERVICE, de sorte que les impédances des côtés circuits de transmission respectifs vus des points de connexion parallèle A et B deviennent sensiblement ouvertes. De ce fait, des signaux de réception dans les deux bandes GSM et PCN qui sont arrivés à l'antenne sont séparés l'un de l'autre par le filtre passe-bas 8 (FPB) et le filtre passe-haut 9 (FPH). Le signal de réception du GSM atteint le point de connexion parallèle A, tandis que le signal de réception du PCN atteint le point de connexion parallèle B. Les signaux de réception respectifs passent les filtres correspondants 1 et 4 à ondes acoustiques de surface sans se propager sur les côtés de circuits de transmission correspondants. Après que les composantes non nécessaires sont éliminées par les filtres, les signaux de réception sont fournis aux circuits de réception correspondants, respectivement. Par rapport à un signal de transmission du GSM, le filtre passe-bas 8 supprime des composantes d'harmonique contenues dans le signal de transmission GSM et aucun filtre passe-bas n'est exigé pour étre prévu dans l'étage précédent du commutateur haute fréquence 3 du type MARCHE/ARRET. Ensuite, la supériorité de la présente invention sera décrite en utilisant les figures 2 et 3. La figure 2 est un schéma de la configuration de la présente ImiI III I. 'r I invention illustrant seulement la portion, entre le point de connexion parallèle A et les bornes respectives des circuits de transmission et de réception en figure 1. La figure 3 représente un exemple de la configuration selon la technique conventionnelle. Dans les deux schémas, un filtre passe-bas pour supprimer des composantes d'harmonique dans un signal de transmission est omi simplement par souci de simplification. Comme cela est apparent de la comparaison de la figure 2 à la figure 3, un commutateur du type dénommé SPDT (à Simple Contact Inverseur) ayant deux sorties pour une entrée est exigé dans le configuration selon la technique conventionnelle afin d'éliminer l'influence du circuit de réception au moment de la transmission. Par ailleurs, dans la configuration selon la présente invention dans laquelle le circuit de déphasage 2 est prévu, un simple commutateur haute fréquence du type MARCHE/ARRET peut être utilisé puisque l'impédance du filtre de réception 1 est sensiblement ouverte dans la fréquence de transmission. Le commutateur du type MARCHE/ARRET peut être constitué d'un transistor, d'un FET ou d'une diode au minimum, tandis qu'au moins deux ou plus transistors, FET ou diodes sont exigés pour constituer le commutateur du type SPDT. Ainsi, il est possible de constituer le commutateur du type MARCHE/ARRET en une dimension plus petite et à un coût plus faible que le commutateur du type SPDT. Ensuite, en utilisant un schéma de circuit plus détaillé de la figure 4, une description sera faite concernant le duplexeur double bande représenté par le schéma-blocs en figure 1. Un circuit de déphasage (correspondant au circuit de déphasage 2 en figure 1) est constitué d'un inducteur 22 et de condensateurs 21 et 23, et relié entre le filtre 1 à ondes acoustiques de surface et le point de connexion parallèle A. Un circuit de polarisation est constitué d'un inducteur 30 et d'un condensateur 28 et des condensateurs de blocage en couvrant continu 28 et 31 sont reliés au circuit de polarisation. Le circuit de polarisation à condensateurs de blocage en courant continu 28 et 31 est relié au point de connexion parallèle A par une diode PIN 27 afin de former un circuit parallèle avec le circuit constitué par le circuit de déphasage et le filtre 1 à ondes acoustiques de surface. Lorsque des constantes du circuit de polarisation constituées par l'inductance 30 et le condensateur 28 sont établies pour provoquer la résonance parallèle dans la fréquence de transmission du GSM, il est possible d'éviter l'influence du circuit de polarisation dans la fréquence du signal de transmission. De la même manière que ci-dessus, un circuit de déphasage (correspondant au circuit de déphasage 5 en figure 1) est constitué d'un inducteur 42 et de condensateurs 41 et 43, et relié entre le point de connexion parallèle B et le filtre 4 à ondes acoustiques de surface. Un circuit de polarisation est constitué d'un inducteur 50 et d'un condensateur 48. Un filtre passe-bas (correspondant au filtre passe-bas 7 en figure 1) est constitué d'un inducteur 51 et d'un condensateur 52 (partiellement contribué par le condensateur 48). Des condensateurs de blocage en courant continu 49 et 53 sont reliés au circuit de polarisation et au filtre passe-bas. Le circuit constitué par le circuit de polarisation, le filtre passe-bas et les condensateurs de blocage en courant continu est relié au point parallèle B par une diode PIN 47 afin de former un circuit parallèle avec le circuit constitué par le circuit de déphasage et le filtre 4 à ondes acoustiques de surface. Un filtre passe-bas constitué d'un inducteur et de condensateurs 24 et 26 est relié entre le point parallèle A et le point parallèle C. Ce filtre passe-bas a une bande passante dans les bandes de transmission et de réception du GSM et a une bande d'atténuation dans les bandes de transmission et de réception du PCN et l'impédance de ce filtre passe- bas vu du point de connexion parallèle C est rendue sensiblement ouverte dans les bandes de transmission et de réception du PCN. Un filtre passe-haut constitué par des inducteurs 44 et 46 et un condensateur 25 est relié entre le point parallèle B et le point parallèle C. Ce filtre passe- haut a une bande passante dans les bandes de transamission et de réception du PCN et a une bande d'atténuation dans les bandes de transmission et de réception du GSM, et l'impédance de ce filtre passe-haut vu du point de connexion parallèle C est rendue sensiblement ouverte dans les bandes de transmission et de réception du PCN. Généralement, le point de connexion parallèle C est réalisé pour être un point de connexion avec une antenne. Des bornes de polarisation Vcntl et Vcnt2 sont sorties du point de connexion entre l'inducteur 30 et le condensateur 29 constituant un circuit de polarisation et du point de connexion entre l'inducteur 50 et le condensateur 49 constituant l'autre circuit de polarisation comme illustré. Si des tensions de commande de commutation sont appliquées aux bornes de polarisation Vcntl et Vcnt2, il est possible de commander la MARCHE/ARRET du commutateur haute fréquence. Bien qu'un exemple dans lequel les circuits de polarisation 28, 29, 30, 48, 49 et 50 pour le commutateur haute fréquence sont constitués par des circuits à constantes localisées produisant une résonance parallèle soient représentés en figure 4, il est évident que l'influence des bornes de polarisation peut être évitée même si on utilise une ligne à éléments distribués dans laquelle la longueur électrique à la fréquence du signal de transmission est d'environ un quart de la longueur d'onde de la fréquence du signal de transmission. En outre, comme pour le circuit de déphasage pour amener l'impédance d'entrée du filtre à ondes acoustiques de surface dans la bande de transmission sensiblement ouverte, bien que celui qui est constitué par un circuit à constantes localisées soit représenté en figure 4 à titre d'exemple, le circuit de déphasage peut être constitué par un circuit à éléments distribués d'une longueur propre. Par la configuration ci-dessus mentionnée, il est possible de réaliser un duplexeur à double bande utilisant deux bandes de transmission/réception, d'une petite dimension et à un faible coût. En outre, il est évident que la configuration de la présente invention peut être étendue pour un duplexeur à bande triple utilisant trois ou plus bandes de transmission/réception. Selon la configuration de la présente invention, l'impédance d'entrée du côté circuit de réception vu d'un point de connexion parallèle est sensiblement ouverte. De ce fait, il est possible d'utiliser un commutateur haute fréquence à simple configuration constitué d'une diode PIN et d'un circuit de polarisation au minimum sur le côté transmission. Il est de ce fait possible de réaliser le circuit de petite dimension et à faible coût. REVENDICATIONS 1. Dispositif formant circuit haute fréquence, caractérisé en ce qu'il comprend: un filtre (1) à ondes acoustiques de surface ayant une bande passante qui est une bande d'un signal de réception et ayant une bande de blocage qui est une bande d'un signal de transmission, la valeur absolue d'un coefficient de réflexion dans ladite bande du signal de transmission vue d'une borne d'entrée dudit filtre à ondes acoustiques de surface étant de 0,8 ou plus; un circuit de déphasage (2) pour amener l'impédance d'entrée dudit filtre à ondes acoustiques de surface sensiblement ouverte dans ladite bande du signal de transmission; et un commutateur haute fréquence (3) ayant un circuit de polarisation dans lequel la perte de transmission dans ladite bande du signal de transmission peut être commutée selon l'existence d'application d'une tension d'un circuit externe; o une borne dudit circuit de déphasage (2) est reliée à ladite borne d'entrée dudit filtre à ondes acoustiques de surface, tandis que l'autre borne dudit circuit de déphasage est reliée à une borne de sortie du commutateur haute fréquence (3). 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le circuit de déphasage (2) précité est constitué par un élément à constantes concentrées constitué par un élément d'inductance (22) et un élément à condensateurs (21, 23). 3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le circuit de polarisation précité est constitué par un élément à constantes concentrées constitué d'un élément d'inductance (30) et d'un élément condensateur (28). 4. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le circuit de déphasage précité est un circuit à éléments distribués. 5. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le circuit de polarisation précité est un circuit comprenant une ligne à éléments distribués ayant une longueur électrique qui est égale à un quart de longueur d'onde de signal. 6. Dispositif formant circuit haute fréquence, caractérisé en ce qu'il comprend: un premier filtre (1) à ondes acoustiques de surface ayant une bande passante qui est une première bande d'un signal de réception et ayant une bande de blocage qui est une première bande d'un signal de transmission, la valeur absolue d'un coefficient de réflexion dans ladite première bande du signal de transmission vue d'une borne d'entrée du premier filtre à ondes acoustiques de surface étant de 0,8 ou plus; un premier circuit de déphasage (2) pour rendre l'impédance d'entrée dudit premier filtre à ondes acoustiques de surface sensiblement ouverte dans ladite première bande du signal de transmission; un premier commutateur haute fréquence (3) ayant un circuit de polarisation dans lequel une perte de transmission dans ladite première bande du signal de transmission peut être contrôlée selon l'existence d'application d'une tension d'un circuit externe; un second filtre (4) à ondes acoustiques de surface ayant une bande passante qui est une seconde bande d'un signal de réception et ayant une bande de blocage qui est une seconde bande d'un signal de transmission, la valeur absolue d'un coefficient de réflexion dans ladite seconde bande du signal de transmission vue d'une borne d'entrée dudit second filtre à ondes acoustiques de surface étant de 0,8 ou plus; un second circuit de déphasage (5) pour rendre l'impédance d'entrée dudit second filtre à ondes acoustiques de surface sensiblement ouverte dans ladite seconde bande du signal de transmission; un second commutateur haute fréquence (6) ayant un circuit de polarisation dans lequel la perte de transmission dans ladite seconde bande du signal de transmission peut être contrôlée selon l'existence d'application d'une tension d'un circuit externe; un filtre passe-bas (7) ayant une bande passante qui est la première bande du signal de réception et la première bande du signal de transmission et ayant une bande de blocage qui est la seconde bande du signal de réception et la seconde bande du signal de transmission; un filtre passe-haut (9) ayant une bande passante qui est la seconde bande du signal de réception et la seconde bande du signal de transmission et ayant une bande de blocage qui est la première bande du signal de réception et la première bande du signal de transmission; o une borne dudit premier circuit de déphasage est reliée à ladite borne d'entrée dudit premier filtre à ondes acoustiques de surface, tandis que l'autre borne dudit premier circuit de déphasage, une borne de sortie dudit premier commutateur haute fréquence et une borne dudit filtre passe-bas sont reliées les unes aux autres; o une borne dudit second circuit de déphasage est reliée à ladite borne d'entrée dudit second filtre à ondes acoustiques de surface, tandis que l'autre borne dudit second circuit de déphasage, une borne de sortie dudit second commutateur haute fréquence et une borne dudit filtre passe-haut sont reliées les unes aux autres; et o l'autre borne dudit filtre passe-bas et l'autre borne dudit filtre passe-haut sont reliées les unes aux autres. 7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que le premier ou le second circuit de déphasage précité est constitué par un élément à constantes concentrées constitué d'un élément d'inductance (21; 42) et d'un élément à condensateurs (21, 23; 41, 42). 8. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que le premier ou le second circuit de polarisation est constitué par un élément à constantes concentrées constitué par un élément d'inductance (30; ) et un élément à condensateur (28; 48). 9. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que le premier ou le second circuit de déphasage précité est un circuit à éléments distribués. 10. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que le premier ou le second circuit de polarisation précité comprend une ligne à éléments distribués ayant une longueur électrique qui est égale à un quart de longueur d'onde de signal.