Brevet FR2898745A1 — publié le 20070921

Système d'émission et de réception de signaux radiofréquence à transceiver. La présente invention concerne le domaine des systèmes d'émission et de réception de signaux radiofréquences comprenant des transceivers radiofréquences intégrés. Les transceivers radiofréquences connus actuellement comprennent un circuit d'émission à fréquence réglable ou calable et un circuit de réception à fréquence réglable ou calable. Malheureusement, on ne sait aujourd'hui construire des systèmes d'émission et de réception qui ne sont capables d'émettre et de recevoir des signaux radiofréquences que sur une seule bande de fréquence relativement étroite. Le but de la présente invention est de proposer un système d'émission et de réception de signaux radiofréquences, capable de fonctionner sur au moins deux bandes fréquences qui peuvent être éloignées, tant en réception qu'en émission. La présente invention a pour objet un système d'émission et de réception de signaux radiofréquence, sur au moins deux bandes de fréquences (fi, f2), comprenant un dispositif d'émission/réception ou transceiver comprenant une chaîne d'émission à fréquence réglable ou calable et une chaîne de réception à fréquence réglable ou calable et au moins une antenne. Selon l'invention, le système comprend en outre des moyens de calage de chacun desdits circuits de réception et d'émission sur au moins deux bandes de fréquences (fi) et f2) ; un moyen de commande agissant sur lesdits moyens de calage pour caler ledit circuit d'émission et ledit circuit de réception respectivement sur l'une ou l'autre desdites bandes de fréquences (fi, f2), un moyen de commutation comprenant au moins un premier et un second commutateurs, montés tête-bêche ou à bornes communes reliées ; un moyen d'adaptation d'impédance comprenant un circuit d'adaptation d'impédance en émission monté entre la sortie de la chaîne d'émission et une borne de commutation du premier commutateur et un circuit d'adaptation d'impédance en réception monté entre l'autre borne de commutation du premier commutateur et l'entrée de la chaîne de réception ; Un moyen d'antenne comprenant un premier et un second filtres montés entre ladite antenne et les bornes de commutation du second commutateur, ces filtres présentant une bande passante correspondant auxdites bandes de fréquences (fi, f2) ; ledit moyen de commande étant adapté pour commander sélectivement lesdits commutateurs de telle sorte que la sortie de la chaîne d'émission puisse être reliée à l'antenne via le premier filtre ou via le second filtre et que l'antenne puisse être reliée à l'entrée de la chaîne de réception via le premier filtre ou via le second filtre. Selon l'invention, le circuit d'adaptation d'impédance en émission est de préférence choisi telle sorte que l'impédance de charge à la sortie de la chaîne d'émission soit optimum auxdites bandes de fréquences (fi, f2). Selon l'invention, le circuit d'adaptation d'impédance en réception est de préférence choisi telle sorte que l'impédance en entrée de la chaîne de réception soit optimum auxdites bandes de fréquences (f1, f2). Selon l'invention, lesdites impédances peuvent avantageusement être déterminées à l'aide du diagramme de Smith. Selon l'invention, le système comprend de préférence un circuit complémentaire d'adaptation d'impédance montés entre les bornes communes reliées desdits commutateurs. Selon l'invention, le système comprend des circuits complémentaires d'adaptation d'impédance montés respectivement en série avec lesdits filtres. La présente invention sera mieux comprise à l'étude d'un système d'émission et de réception de signaux radiofréquences décrit à titre d'exemple non limitatif et illustré par la figure 1 unique annexées. Le système d'émission et de réception 1 comprend un transceiver radiofréquence intégré 2, ou dispositif d'émission/ réception intégré, connu en soi, qui présente une entrée de commande de sélection 3, une entrée de signal en bande base à transmettre 4, une sortie TX 5 de signal radiofréquence en bande de transmission à émettre 5, une entrée RX 6 de signal radiofréquence reçu et une sortie de signal en bande de base, reçu et décodé 7. Ce transceiver intégré 2 contient une chaîne d'émission 8 et une chaîne de réception 9 ainsi qu'un synthétiseur de fréquence 10 qui permet de caler sa chaîne d'émission 8 et sa chaîne de réception 9 sur respectivement deux fréquences ou bandes de fréquences. Le système d'émission et de réception 1 comprend en outre un moyen de commutation 11 qui comprend un premier commutateur 12 de sélection en mode émission ou réception et un second commutateur 13 de sélection de fréquences fl ou f2. Les commutateurs 12 et 13 sont montés tête-bêche ou à bornes communes reliées par une ligne 14 par l'intermédiaire d'un circuit d'adaptation d'impédance 15. Les bornes de commutation du commutateur 12 sont reliées d'une part à la sortie 5 du transceiver 2 par une ligne 16 par l'intermédiaire d'un circuit d'adaptation d'impédance d'émission 17 et d'autre part à l'entrée 6 du transceiver 2 par une ligne 18 par l'intermédiaire d'un circuit d'adaptation d'impédance de réception 19. Les bornes de commutation du commutateur 13 sont reliées à un circuit d'antenne 20 comprenant un circuit d'adaptation 21 et une antenne bi- bande 22, d'une part par une ligne 23 par l'intermédiaire d'un circuit d'adaptation d'impédance 24 et d'un filtre 25 calé sur la fréquence fl et d'autre part par une ligne 26 par l'intermédiaire d'un circuit d'adaptation d'impédance 27 et d'un filtre 28 calé sur la fréquence f2. Le système d'émission et de réception 1 comprend en outre un ensemble 29 de circuits constitué par exemple par micro-processeur contenant un protocole. Cet ensemble 29 comprend un moyen de pilotage 30 adapté pour recevoir des instructions extérieures par une entrée 31 ou pour auto-générer des ordres, un moyen de commande 32 recevant des ordres du moyen de pilotage 30 par une ligne 33 et relié aux commutateurs 12 et 13 par des lignes 34 et 35 et à l'entrée 3 de sélection de mode de fonctionnement du transceiver 2 par une ligne 36, un moyen 37 de stockage de données à transmettre soumis au moyen de pilotage 30 par une ligne 38 et relié à l'entrée de signal 4 du transceiver 2 par une ligne 39, ainsi qu'un moyen de traitement 40 relié à la sortie 7 du transceiver 2 par une ligne 41 et présentant une sortie 32 reliée à l'extérieur par une ligne 42 et reliée à une entrée du moyen de pilotage 25 par une ligne 43. Le système d'émission et de réception 1 fonctionne et peut être utilisé de la manière suivante. Cas N 1. Le moyen de pilotage 30 délivre un ordre A au moyen de commande 32, correspondant à un mode de fonctionnement en émission sur la fréquence fl. Recevant cet ordre A, le moyen de commande 32 active le commutateur 12 qui se connecte à la sortie 5 par la ligne 16, active le commutateur 13 pour qu'il se connecte à la ligne 23 portant le filtre 25 calé sur la fréquence fl, et agit sur le synthétiseur de fréquence 10 du transceiver 2 par son entrée 3 pour qu'il active la chaîne d'émission 8 de ce dernier. Ceci étant fait, le moyen de pilotage 30 active le moyen de stockage 37 pour qu'il envoie au transceiver 2 par son entrée 4 un signal en bande de base à transmettre. Ce signal en bande de base est transformé par la chaîne d'émission 8 en un signal radiofréquence sur la fréquence fl qui, sortant par la sortie 5 du transceiver 2, est envoyé à l'antenne 22 pour une émission d'une onde radiofréquence sur cette fréquence fl via le moyen de commutation 11 tel que programmé. Cas N 2 Le moyen de pilotage 30 délivre un ordre B au moyen de commande 32, correspondant à un mode de fonctionnement en émission sur la fréquence f2. Recevant cet ordre B, le moyen de commande 32 active le commutateur 12 qui se connecte à la sortie 5 par la ligne 16, active le commutateur 13 pour qu'il se connecte à la ligne 26 portant le filtre 28 calé sur la fréquence f2, et agit sur le synthétiseur de fréquence 10 du transceiver 2 par son entrée 3 pour qu'il active la chaîne d'émission 8 de ce dernier. Ceci étant fait, le moyen de pilotage 30 active le moyen de stockage 37 pour qu'il envoie au transceiver 2 par son entrée 4 un signal en bande de base à transmettre. Ce signal en bande de base est transformé par la chaîne d'émission 8 en un signal radiofréquence sur la fréquence f2 qui, sortant par la sortie 5 du transceiver 2, est envoyé à l'antenne 22 pour une émission d'une onde radiofréquence sur cette fréquence f2 via le moyen de commutation 11 tel que programmé. Cas N 3. Le moyen de pilotage 30 délivre un ordre C au moyen de commande 32, correspondant à un mode de fonctionnement en réception sur la fréquence fl. Recevant cet ordre C, le moyen de commande 32 active le commutateur 12 qui se connecte à l'entrée 6 par la ligne 18, active le commutateur 13 pour qu'il se connecte à la ligne 23 portant le filtre 25 calé sur la fréquence fl, et agit sur le synthétiseur de fréquence 10 du transceiver 2 par son entrée 3 pour qu'il active la chaîne de réception 9 de ce dernier. Ceci étant fait, un signal radiofréquence, issu d'une onde radiofréquence captée par l'antenne 22 et apparaissant sur la fréquence fl, est envoyé à l'entrée 6 du transceiver 2 via le moyen de commutation 11 ainsi programmé. Un signal en bande de base est extrait du signal radiofréquence par la chaîne de réception 9 du transceiver 2 et est délivré au moyen de traitement 40 via la sortie 7 du transceiver 2 et la ligne 41. Cas N 4. Le moyen de pilotage 30 délivre un ordre D au moyen de commande 32, correspondant à un mode de fonctionnement en réception sur la fréquence f2. Recevant cet ordre D, le moyen de commande 32 active le commutateur 12 qui se connecte à l'entrée 6 par la ligne 18, active le commutateur 13 pour qu'il se connecte à la ligne 26 portant le filtre 28 calé sur la fréquence f2, et agit sur le synthétiseur de fréquence 10 du transceiver 2 par son entrée 3 pour qu'il active la chaîne de réception 9 de ce dernier. Ceci étant fait, un signal radiofréquence, issu d'une onde radiofréquence captée par l'antenne 22 et apparaissant sur la fréquence f2, est envoyé à l'entrée 6 du transceiver 2 via le moyen de commutation 11 ainsi programmé. Un signal en bande de base est extrait du signal radiofréquence par la chaîne de réception 9 du transceiver 2 et est délivré au moyen de traitement 40 via la sortie 7 du transceiver 2 et la ligne 41. Dans les cas N 3 et N 4, par exemple, le moyen de traitement 40 compare le signal reçu issu de la sortie 7 du transceiver 2 avec un signal attendu et délivre un signal de sortie dépendant du signal reçu, sur les lignes 42 et 43. D'une manière générale, le choix de l'un des modes de fonctionnement correspondant aux cas N 1, N 2, N 3 et N 4 ci-dessus est assuré par le moyen de pilotage 30 selon un protocole prédéterminé, soit sur un ordre extérieur délivré sur son entrée 31, soit selon un programme temporel ou événementiel qu'il contient, soit en fonction du signal issu du moyen de traitement 40, soit selon une combinaison de ces moyens. Selon un exemple, le protocole peut privilégier le mode réception sur les fréquences fl et f2 par rapport au mode émission sur ces fréquences. En particulier, le protocole peut placer le transceiver 2 en mode réception , alternativement sur les fréquences fl et f2, et interrompre ce mode pour placer le transceiver 2 en mode émission sur la fréquence fl et/ou sur la fréquence f2 quand il reçoit un ordre extérieur particulier ou un ordre associé à un signal particulier issu du moyen de traitement 40 afin de transmettre un signal particulier contenu dans le moyen de stockage 37, ce pendant la durée nécessaire à cette transmission. Selon un autre exemple, le protocole peut placer le transceiver 2 alternativement en mode émission et réception, alternativement sur les fréquences fl et f2, selon des phases successives de durées déterminées éventuellement variables. Selon une variante de réalisation, connue en soi, le transceiver 2 peut présenter la structure suivante, exposée ci-après de façon schématique. Le synthétiseur de fréquence 10 comprend une unité PLL 44 (boucle à verrouillage de phase) et un oscillateur de référence 45 relié à cette unité PLL 44. La chaîne d'émission 8 comprend successivement un filtre 46 du signal en bande de base à émettre, un modulateur 47 soumis à l'unité PLL 44 pour fixer sa fréquence de modulation sur la fréquence fl ou sur la fréquence f2 et un ou plusieurs étages 48 d'amplification du signal en bande de transmission, relié à la sortie 5 du transceiver 2. La chaîne de réception 9 comprend successivement un amplificateur d'entrée 49, un mélangeur 50 soumis à 1 `unité PLL 44 pour le caler sur la fréquence fl ou sur la fréquence f2, un filtre 51 à fréquence intermédiaire, une unité de contrôle automatique de gain 52 agissant sur les moyens amonts ci-dessus, un démodulateur 53 assurant la démodulation du signal de fréquence intermédiaire en un signal en bande de base et un filtre de sortie 54 relié à la sortie de signal 7. Le transceiver 2 comprend en outre une unité de contrôle 55 qui pilote notamment l'unité PLL 44 pour caler la chaîne d'émission 8 ou la chaîne de réception 9 sur l'une des fréquences fl et f2 et qui gère la chaîne d'émission 8 ou la chaîne de réception 9 en fonction du signal reçu sur l'entrée 3. Les circuits d'adaptation d'impédance 15, 17, 19, 21, 24 et 27 21, 24 et 27 sont choisis de telle sorte que d'une part l'impédance de charge de la chaîne d'émission 8 soit optimum à la fréquence fl et à la fréquence f2 et d'autre part que l'impédance en entrée de la chaîne de réception 9 soit optimum à la fréquence fl et à la fréquence f2. Les circuits d'adaptation d'impédance 15, 21, 24 et 27 sont respectivement facultatifs. Dans ce cas, les circuits d'adaptation d'impédance 17, 19 et éventuellement ceux conservés parmi les circuits d'adaptation d'impédance 15, 21, 24 et 27 sont choisis comme indiqués ci-dessus. L'homme du métier saura, par exemple en utilisant le diagramme de Smith, régler les circuits d'adaptation d'impédance, et plus particulièrement les circuits d'adaptation d'impédance 17 et 19 pour obtenir d'une part une impédance de charge de la chaîne d'émission 8 optirnum à la fréquence fl et à la fréquence f2 et d'autre part une impédance en entrée de la chaîne de réception 9 optimum à la fréquence fl et à la fréquence f2. Il est rappelé que le diagramme de Smith est un outil graphique permettant de représenter le coefficient de réflexion tracé en format polaire (module et phase). Dans le cas décrit, en ce qui concerne l'émetteur 8, la courbe représentant l'évolution de l'impédance de charge devra passer par les points représentant l'optimum de l'impédance de charge aux fréquences fl et f2 choisies. En ce qui concerne le récepteur 9, la courbe représentant l'évolution de son impédance d'entrée devra passer par les points représentant l'optimum de l'impédance d'entrée aux fréquences fl et f2 choisies. Le système d'émission et de réception 1 qui vient d'être décrit peut avantageusement être utilisé dans le domaine des systèmes d'alarme pour effectuer des dialogues et des communications d'informations par radio entre ses composants placés à distance les uns des autres. Dans un tel exemple, la fréquence fl peut être choisie aux environs de 434 MégaHertz et la fréquence f2 peut être choisie aux environs de 869 MégaHertz. La présente invention ne se limite pas aux exemples décrits ci-dessus. En particulier, les moyens de commutation, les moyens de commande et le transceiver 2 pourraient être adaptés pour réaliser un fonctionnement à plus de deux fréquences ou bandes de fréquences, avec une antenne multi-bandes adaptée. Des variantes de réalisation sont possibles sans sortir du cadre des revendications annexées. REVENDICATIONS 1. Système d'émission et de réception de signaux radiofréquence, sur au moins deux bandes de fréquences (fi, f2), comprenant un dispositif d'émission/réception ou transceiver comprenant une chaîne d'émission à fréquence réglable ou calable et une chaîne de réception à fréquence réglable ou calable et au moins une antenne, caractérisé par le fait qu'il comprend en outre des moyens (44, 55) de calage de chacun desdits circuits de réception et d'émission sur au moins deux bandes de fréquences (fi) et f2) ; un moyen de commande (32) agissant sur lesdits moyens de calage pour caler ledit circuit d'émission et ledit circuit de réception respectivement sur l'une ou l'autre desdites bandes de fréquences (fl et f2), un moyen de commutation (11) comprenant au moins un premier et un second commutateurs (12, 13), montés tête-bêche ou à bornes communes reliées ; un moyen d'adaptation d'impédance comprenant un circuit d'adaptation d'impédance en émission (17) monté entre la sortie de la chaîne d'émission (8) et une borne de commutation du premier commutateur et un circuit d'adaptation d'impédance en réception (19) monté entre l'autre borne de commutation du premier commutateur et l'entrée de la chaîne de réception (9) ; un moyen d'antenne comprenant un premier et un second filtres (25, 28) montés entre ladite antenne et les bornes de commutation du second commutateur, ces filtres présentant une bande passante correspondant auxdites bandes de fréquences (fi, f2) ; le moyen de commande étant adapté pour commander sélectivement lesdits commutateurs de telle sorte que la sortie de la chaîne d'émission (8) puisse être reliée à l'antenne via le premier filtre ou via le second filtre et que l'antenne puisse être reliée à l'entrée de la chaîne de réception (9) via le premier filtre ou via le second filtre. 2. Système selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le circuit d'adaptation d'impédance en émission (17) est choisi telle sorteque l'impédance de charge à la sortie de la chaîne d'émission soit optimum auxdites bandes de fréquences (fi, f2). 3. Système selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que le circuit d'adaptation d'impédance en réception (19) est choisi telle sorte que l'impédance en entrée de la chaîne de réception soit optimum auxdites bandes de fréquences (fi, f2). 4. Système selon l'une des revendications 2 et 3, caractérisé par le fait que lesdites impédances sont déterminées à l'aide du diagramme de Smith. 5. Système selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'il comprend un circuit complémentaire d'adaptation d'impédance (15) montés entre les bornes communes reliées desdits commutateurs. 6. Système selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'il comprend des circuits complémentaires d'adaptation d'impédance (24, 27) montés respectivement en série avec lesdits filtres.20