Brevet FR2802757A1 — publié le 20010622

Récepteur réjection d'image dans un téléphone mobile et son procédé associé La présente invention a pour objet un récepteur multibande réjection de fréquence image. Elle a aussi pour objet un procédé de réception associé. Elle trouve son application dans le domaine de la téléphonie mobile. Le but de l'invention est de permettre une réjection d'un signal à la fréquence image et ce à moindre coût. Un récepteur multibande est un récepteur capable de recevoir des signaux qui ont été émis suivant différentes bandes de fréquences. Par exemple, un tel récepteur peut recevoir des signaux émis dans une bande de fréquences associée au système GSM (Global System for Mobile communication en anglais pour système global de téléphonie mobile en français) ou alors dans une bande de fréquences associée au système DCS (Digital Cellular System en anglais pour système cellulaire numérique en français). En outre, dans un récepteur, une amplification sélective des signaux reçus est réalisée à une fréquence dite intermédiaire. En effet, une amplification sélective à une fréquence porteuse serait très délicate. En effet, on observerait un couplage inévitable entre la sortie et l'entrée du dispositif d'amplification. De plus, le coût d'un étage d'amplification croit avec la fréquence. On fait donc appel à une transposition de fréquence et on obtient l'amplification nécessaire au moyen de deux amplificateurs. Un premier amplificateur fonctionne, avant la transposition, à la fréquence porteuse avec un gain modéré. Un deuxième amplificateur fonctionne, après la transposition, à une fréquence intermédiaire avec un gain important. Le terme fréquence intermédiaire indique simplement que cette fréquence est comprise entre la fréquence porteuse et la basse fréquence du signal modulant, objet de la transmission. Un récepteur réalisant une telle conversion à une fréquence intermédiaire est généralement appelé récepteur superhétérodyne. Dans ce récepteur, un signal à la fréquence intermédiaire est obtenue par une combinaison différence, avec un transposeur, entre la porteuse et un signal auxiliaire de mélange ou encore signal hétérodyne à une fréquence dite hétérodyne. Cette fréquence hétérodyne est produite à l'aide d'un oscillateur local. Le transposeur est généralement un mélangeur, c'est à dire un dispositif non-linéaire permettant d'obtenir différentes combinaisons entre deux signaux, dont la combinaison différence. Cependant, le transposeur peut recevoir à une entrée un signal parasite, à une fréquence particulière, qui par une combinaison différence produirait aussi un signal à la fréquence intermédiaire. Cette fréquence particulière est appelée fréquence image. En effet, dans un exemple, on prend une fréquence porteuse de 900 MHz et une fréquence intermédiaire de 400 MHz, la fréquence hétérodyne est choisie à 1300 MHz. Ainsi, un signal reçu avec une fréquence porteuse de 900 MHz est bien transposé à une fréquence intermédiaire de 400 MHz. En outre, un signal parasite à une fréquence 1700 MHz reçue en plus de la fréquence porteuse est aussi transposée par combinaison différence à la fréquence intermédiaire de 400 MHz. En conséquence, dans cet exemple la fréquence image est à 1700 MHz. Actuellement, plusieurs réalisations existent pour se prémunir contre cette fréquence image. Une première réalisation consiste à utiliser un transposeur à réjection d'image. Ce transposeur permet d'atténuer en partie des signaux parasites à la fréquence image. Un tel réjecteur est le plus souvent suivi en sortie d'un filtre centré sur la fréquence intermédiaire. Ce filtre demande une grande sélectivité, ce qui augmente très sensiblement un coût de réalisation. Au cas où le transposeur n'est pas à réjection d'image, on peut placer, dans une deuxième réalisation, dans des voies de réception associées chacune à une bande de fréquences un filtre sélectif permettant de rejeter la fréquence image. Cette réalisation est elle aussi très coûteuse. Une troisième réalisation consiste à réaliser un récepteur dit à conversion directe ou encore transposition ZIF (Zero Intermediate Frequency pour fréquence intermédiaire nulle). Dans cette troisième réalisation la fréquence hétérodyne est égale à la porteuse. En conséquence, la transposition permet de retrouver directement le signal modulant. Cependant, avec une conversion directe, il existe de gros problèmes de compensation d'offset ainsi que des problèmes de rayonnement de l'oscillateur local vers l'antenne de réception associée au récepteur. Pour s'affranchir de ces problèmes, on connaît une quatrième réalisation dans laquelle la transposition de fréquence est à conversion presque directe ou encore transposition LIF (pour Low Intermediate Frequency en anglais pour fréquence intermédiaire basse en français). Dans cette quatrième réalisation, observe toujours un problème de rayonnement de l'oscillateur local vers l'antenne. On observe aussi un problème de rotation de phase due à la fréquence intermédiaire qui n'est pas nulle. Cela implique l'utilisation d'un algorithme spéciale de décodage qui tienne compte de la présence de cette fréquence dans le signal modulant. L'invention a pour objet de résoudre ces problèmes en proposant une structure utilisant un transposeur sans réjection d'image, c'est à dire un transposeur peut coûteux. Dans l'invention, on utilise la présence d'un diplexeur dans le récepteur. En effet, une voie de réception est associée à bande de fréquences. Dans le cas d'un téléphone mobile bi-bande, on a une première bande de fréquence associée à une première voie de réception et une deuxième bande de fréquences associée à une deuxième voie de réception. Le diplexeur permet d'assurer une quasi-parfaite réjection de la première bande de fréquence dans la deuxième voie de réception. Ainsi, en réglant la fréquence intermédiaire pour que la fréquence image se retrouve dans la première bande de fréquence, on utilise le diplexeur pour atténuer très fortement tout signal à la fréquence image. L'invention concerne donc un récepteur superhétérodyne dans un téléphone mobile multibandes comportant une antenne reliée à une entrée d'un diplexeur, le diplexeur comportant un premier filtre passe-bande, entre l'entrée et une première sortie, et un deuxième filtre passe-bande, entre l'entrée et une deuxième sortie, le premier filtre étant accordé sur une bande Bl de fréquences, le deuxième filtre étant accordé sur une bande B2 fréquences, la première sortie étant reliée à une première extrémité d'une première voie de réception et la deuxième sortie étant reliée à une première extrémité d'une deuxième voie de réception, la première voie et la deuxième voie étant reliées, par une deuxième extrémité, à une première entrée d'un premier mélangeur réalisant une transposition de fréquence à une fréquence intermédiaire à l'aide d'un signal hétérodyne appliqué à une deuxième entrée du premier mélangeur et produit par un oscillateur local, - caractérisé en ce que - une sortie du premier mélangeur est reliée directement à une première entrée d'un deuxième mélangeur réalisant une transposition de fréquence en bande de base. Elle concerne aussi un procédé de réception d'un signal dans un téléphone multibande comportant une première voie de réception, une deuxième voie de réception, un diplexeur et une antenne, le diplexeur comportant un premier filtre, accordé sur une bande BI de fréquence, et un deuxième filtre, accordé sur une bande B2 de fréquence, le premier filtre étant relié d'une part à l'antenne et d'autre part à une première extrémité de la première voie et le deuxième filtre étant relié d'une part à l'antenne et d'autre part à une première extrémité de la deuxième voie, dans lequel : - on sélectionne une voie, entre la première voie et la deuxième voie, à relier par une deuxième extrémité à une entrée d'un dispositif de transposition de fréquence, - on relie une deuxième entrée du dispositif transposeur à un oscillateur local produisant un signal hétérodyne, caractérisé en ce que : - on règle une valeur de fréquence du signal hétérodyne une valeur pour laquelle une valeur de fréquence image d'un signal parasite, reçu à travers la première voie et ou la deuxième voie, est comprise dans la bande B2 et ou B 1 respectivement. La présente invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit et à l'examen de la figure qui suit. Celle-ci n'est présentée qu'à titre indicatif et nullement limitatif de l'invention. La figure montre : - Figure 1 : Une représentation d'une structure du récepteur superhétérodyne du téléphone mobile de l'invention. La figure montre un téléphone 1 selon l'invention. Le téléphone 1 comporte une antenne 2. Cette antenne 2 est reliée, par l'intermédiaire d'un duplexeur 3, d'une part à un dispositif 4 de réception et d'autre part à un dispositif 5 d'émission. Le duplexeur 3 est en fait un commutateur permettant de relier l'antenne 2 une fois au dispositif 4 une autre fois au dispositif 5. Le dispositif 5 ne sera pas plus détaillé dans le reste de la description. Dans l'invention, on utilise un téléphone 1 de type bi-bande. Ainsi, le dispositif 4 comporte une première voie 6 de réception et une deuxième voie 7 d'émission. La voie 6 est associée à une bande BI de fréquence et la voie 7 est associée une bande B2 de fréquence. Le dispositif 4 comporte en outre un diplexeur 8 avec une entrée 9. Le diplexeur 8 comporte un filtre 10 passe bande entre l'entrée 9 et une première sortie 11 du diplexeur 8. Le filtre 10 est accordée sur la bande BI de fréquence. Ainsi la sortie 11 est reliée à une première extrémité 12 de la voie 6. Le diplexeur comporte encore un deuxième filtre 13 entre l'entrée 9 et une deuxième sortie 14 du diplexeur 8. Le filtre 13 est accordé sur la bande B2 de fréquence. La sortie 14 du diplexeur 8 est reliée à une première extrémité 15 de la voie 7. Par ailleurs, l'antenne est reliée à l'entrée 9. Ainsi, selon qu'un signal reçu sur l'antenne 2 appartienne à la bande Bl ou la bande B2, on récupérera ce signal dans la voie 6 ou la voie 7. Le rôle du diplexeur 8 est donc d'assurer une isolation, par filtrage passe-bande, entre la bande Bl et la bande B2. La voie 6 a pour fonction principale de filtrer et préamplifier un signal reçu par l'extrémité 12 en provenance de l'antenne 2. La voie comporte pour cela un filtre 16 et un amplificateur 17 en cascade avec le filtre 16. De la même manière la voie 7 comporte un filtre 18 et un amplificateur 19 e cascade avec le filtre 18. Les amplificateurs 17 et 19 sont des amplificateurs à faible bruit. Le dispositif 4 comporte un transposeur 20 de fréquence. Le transposeur 20 est généralement un premier mélangeur 20. Le mélangeur 20 , dans une réalisation préférée de l'invention, un mélangeur sans réjection d'image. Ce mélangeur 20 comporte une première entrée 21, une deuxième entrée 22 et une sortie 23. Dans un exemple, le commutateur 4 comporte en outre un commutateur 24. Ce commutateur 24 permet de relier soit une deuxième extrémité 25 de la voie 6 soit une deuxième extrémité 26 de la voie 7 l'entrée 21. On aurait très bien pu relier directement ces deux extrémités 25 et 26 à l'entrée 21 et réaliser la commutation entre les extrémités 12 et 15 voire même ne pas utiliser de commutateur. Dans ce dernier cas, on réalise une sélection de la voie 6 ou de la voie 7 en coupant l'alimentation de la voie 7 ou de la voie 6 respectivement. La deuxième entrée 22 reçoit un signal hétérodyne, produit par un oscillateur 27 local, afin de permettre une transposition de fréquence d'un signal dans la bande Bl ou dans la bande B2 vers une fréquence intermédiaire. Dans l'invention, la fréquence du signal hétérodyne est réglée à une valeur permettant d'avoir un signal à une fréquence image, transmis à travers la voie 6 et/ou à travers la voie 7, dont une valeur de fréquence est comprise dans la bande B2 et/ou Bl respectivement. Ce signal, à une fréquence signal, est un signal parasite venant se superposer au signal reçu par l'antenne 2. Ce peut être, aussi, un signal parasite généré suite à des non-linéarites des différents éléments du dispositif 4 tel que l'amplificateur 17 entre autres. Ainsi, par exemple, on reçoit sur l'antenne 2 un signal dont une fréquence appartient à la bande Bl. Ce signal reçu est donc transmis vers le diplexeur 8 dans lequel il sera filtré par le filtre 10 et par le filtre 13. Le filtre 13 étant accordé sur la fréquence B2, ce signal ne sera pas transmis sur l'extrémité 15 de la voie 7. Cependant, le filtre 10 étant lui accordé sur la bande Bl alors ce signal sera transmis à travers la voie 6. Si dans cet exemple le signal lors de sa réception sur l'antenne 2 comporte un signal parasite à fréquence image alors ce dernier sera filtré par le filtre 10 de manière suffisante pour que ce signal à la fréquence image ne dégrade pas le signal transposé à la fréquence intermédiaire. En effet, le diplexeur 8 est réalisé de telle manière que le filtre 10 doit présenter une réjection suffisante de la bande B2 et que le filtre 13 doit présenter une réjection suffisante de la bande Bl. Cette réjection est d'au moins 60 dB. Dès lors, un filtre 28 passe bande accordé sur la fréquence intermédiaire n'est plus nécessaire ou tout du moins peut présenter une sélectivité beaucoup moins importante que dans l'état de la technique. Ainsi, dans l'invention, la sortie 23 du mélangeur 20 est reliée directement à une première entrée 29 d'un deuxième mélangeur 30 réalisant une transposition de fréquence dans une bande de fréquence du signal modulant objet de la transmission. La bande de fréquence associée ce signal modulant est généralement désignée par l'expression bande de base. Le mélangeur 30 comporte pour cela une deuxième entrée 31 reliée à un oscillateur 32 de fréquence égale à la fréquence intermédiaire. On obtient ainsi à une sortie 33 du mélangeur 30 un signal en bande de base mis en forme par une voie 34 de mise en forme reliée à la sortie 33. Généralement, un signal reçu sur l'antenne 2 est un signal modulé en phase et en quadrature. Cela signifie que le signal reçu comporte deux composantes, en quadratures, une composante dite sinus et une composante dite cosinus. Ainsi, la sortie 23 est aussi reliée à une première entrée 25 d'un troisième mélangeur 36. Le mélangeur 36 comporte une deuxième entrée 37 reliée à l'oscillateur 32. Un signal produit à une sortie 38 du mélangeur 36 est transmis à une voie 39 de mise en forme. Pour pouvoir récupérer une composante cosinus et une composante sinus, la deuxième entrée 37 est reliée directement à l'oscillateur 32 alors que la deuxième entrée 31 est reliée à l'oscillateur 32 par l'intermédiaire d'un circuit 40 de déphasage, généralement d'une valeur de 90". On mélange ainsi un signal présent sur l'entrée 29 par un signal en cosinus et non plus par signal en sinus comme sur l'entrée 37. Les voies 34 et 39 comportent divers moyens principalement de filtrage et d'amplification qui ne sont pas détaillés car ils n'apportent rien la compréhension de l'invention. Dans une variante préférée, le dispositif 4 comporte un amplificateur 41 faible bruit à larges bandes entre l'antenne 2 et l'entrée 9 du diplexeur 8. En conséquence, des signaux transmis à la voie 6 et à la voie 7 sont amplifiés. Or, l'atténuation d'un filtre est d'autant plus importante qu'on augmente sa sélectivité. Cependant, avec la présence de l'amplificateur 41 on peut améliorer la sensibilité des filtres 16 et 18 tout en négligeant les pertes induites par cette augmentation de sensibilité et ce grâce à l'amplification ainsi réalisée avant filtrage. Dans un exemple préféré, la bande Bl est associé à un premier système de téléphonie mobile et la bande B2 est associé à un deuxième système de téléphonie mobile. Dans un exemple, la bande Bl correspond au système GSM et la bande B2 correspond au système DCS. En conséquence, le filtre 10 du diplexeur 8 autorise le passage de signaux compris dans la bande GSM et atténue fortement des signaux issus de la bande DCS et inversement pour le filtre 13. La bande Bl pourrait très bien être le système DCS et la bande B2 le système PCS (Personnal Communication Services en anglais pour services de communication personnels en français) ou toute autre association. Le téléphone 1 comporte un microprocesseur 42 commandé par un programme 43 dans une mémoire de programme 44, une mémoire 45 et un bus 46 de données, d'adresses et de commandes. Généralement, une fréquence porteuse des signaux reçus sur l'antenne 2 varie entre deux phases de réception. En conséquence, l'oscillateur 27 est réglé par le microprocesseur 42 afin de suivre ces sauts de fréquence. Pour régler la fréquence de l'oscillateur 27, le microprocesseur 42 règle une fréquence hétérodyne entre la bande Bl et la bande B2. Ainsi, pour calculer une fréquence moyenne de réglage de l'oscillateur 27, on calcule, dans un exemple préféré, la demi-somme entre la fréquence centrale du filtre 16 et la fréquence centrale du filtre 18. L'oscillateur 27 réalisera des sauts en fréquence, par exemple par pas multiple de 200 KHz pour le GSM, autour de cette fréquence moyenne de réglage. Ces sauts en fréquence peuvent être positifs ou négatifs selon qu'une valeur de fréquence du signal reçu est supérieure ou inférieure respectivement à la fréquence centrale du filtre 16 ou 18. Un saut de fréquence positif est un saut vers une valeur de fréquence supérieure à cette valeur moyenne et un saut de fréquence négatif est un saut vers une valeur inférieure à la valeur moyenne. L'invention concerne en outre un procédé de réception d'un signal dans le téléphone 1. Avec ce procédé, on réalise les principales étapes suivantes. Dans une première étape et selon un mode de fonctionnement dans la bande Bl ou dans la bande B2, on sélectionne, notamment à l'aide du commutateur 26, la voie 6 ou la voie 7 comme voie de réception. Cette voie de réception est donc reliée à l'entrée 21 du mélangeur 20 qui réalise donc une transposition de fréquence à l'aide du signal hétérodyne appliqué à l'entrée 22. Dans l'invention, on règle donc, à l'aide du microprocesseur 42 notamment, une valeur de fréquence de ce signal hétérodyne. Cette valeur de fréquence réglée est une valeur pour laquelle une valeur de fréquence image d'un signal parasite, reçue à travers la voie 6 et/ou la voie 7, est comprise dans la bande B2 et/ou Bl respectivement. C'est-à-dire dans le cas par exemple d'un choix de la voie 6 alors la fréquence image associée au mélangeur 20 se trouve située dans la bande B2 par exemple la bande DCS. Lorsque la voie 6 est sélectionnée seule la bande Bl n'est pas rejetée par le f iltre 10, la bande B2 étant très fortement atténuée. REVENDICATIONS 1 - Recepteur (4) superhétérodyne dans un téléphone (1) mobile multibandes comportant une antenne (2) reliée à une entrée (9) d'un diplexeur (8), le diplexeur comportant un premier filtre passe-bande, entre l'entrée et une première sortie (11), et un deuxième filtre (13) passe-bande, entre l'entrée et une deuxième sortie, le premier filtre étant accordé sur une bande BI de fréquences, le deuxième filtre étant accordé sur une bande B2 de fréquences, la première sortie étant reliée à une première extrémité (12) d'une première voie (6) de réception et la deuxième sortie étant reliée à une première extrémité (15) d'une deuxième voie (7) de réception, la première voie et la deuxième voie étant reliées, par une deuxième extrémité (24, 25), une première entrée (21) d'un premier mélangeur (20) réalisant une transposition de fréquence à une fréquence intermédiaire à l'aide d'un signal hétérodyne appliqué à une deuxième entrée (22) du premier mélangeur et produit par oscillateur (27) local, - caractérisé en ce que - une sortie (23) du premier mélangeur est reliée directement à une première entrée (29) d'un deuxième mélangeur (30) réalisant une transposition de fréquence en bande de base. 2 - Récepteur selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'il comporte un amplificateur (41) faible bruit à large bande entre l'antenne et l'entrée du diplexeur. 3 - Récepteur selon l'une des revendications 1 ou 2 caractérisé en ce que la bande BI est associée à un premier système de téléphonie mobile et la bande B2 est associée à un deuxième système de téléphonie mobile. 4 - Procédé de réception d'un signal dans un téléphone (1) multibande comportant une première voie (6) de réception, une deuxième voie (7) de réception, un diplexeur (8) et une antenne (2), le diplexeur comportant un premier filtre (10), accordé sur une bande BI de fréquence, et un deuxième filtre (13), accordé sur une bande B2 de fréquence, le premier filtre étant relié d'une part à l'antenne et d'autre part à une première extrémité (12) de la première voie et le deuxième filtre étant relié d'une part à l'antenne et d'autre part à une première extrémité (15) de la deuxième voie, dans lequel : - on sélectionne une voie, entre la première voie et la deuxième voie, à relier par une deuxième extrémité (24, 25) à une entrée (21) d'un dispositif (20) de transposition de fréquence, - on relie une deuxième entrée (22) du dispositif transposeur à un oscillateur (27) local produisant un signal hétérodyne, caractérisé en ce que : - on règle valeur de fréquence du signal hétérodyne à une valeur pourlaquelle valeur de fréquence image d'un signal parasite, reçu à travers la première voie et ou la deuxième voie, est comprise dans la bande B2 et ou Bl respectivement.