Приемопередатчик с быстрой перестройкой частоты для использования в многодиапазонном портативном устройстве связи
Изобретение относится к технике связи. Техническим результатом является обеспечение работы портативного устройства связи во множестве диапазонов. Результат достигается тем, что многодиапазонное портативное устройство связи содержит приемопередатчик, включающий в себя передатчик, имеющий фильтр передающего тракта, и приемник, имеющий фильтр приемного тракта, причем каждый из фильтров передачи и приема имеет полосу пропускания, перестраиваемую по множественным диапазонам, и процессор, процессор, способный выбирать один из множественных диапазонов для эксплуатации портативного устройства связи и перестраивать каждый из фильтров передачи и приема на основании выбора одного из множественных диапазонов, при этом многодиапазонное портативное устройство связи выполнено с возможностью поддерживать связь в конкретной географической области покрытия, имеющей несколько беспроводных услуг, при этом процессор сконфигурирован с возможностью выбора предпочтительной беспроводной услуги из карты роуминга, и захвата сети, использующей эту услугу, в зависимости от географического положения пользователя и поставщика услуг. 3 н. и 22 з.п. ф-лы, 7 ил.
Притязание на приоритет согласно 35 U.S.C. §119
Данная патентная заявка притязает на приоритет предварительной заявки № 60/625224 под названием "A Frequency Agile Transceiver for Use in a Multi-Band Handheld Communications Device", поданной 5 ноября 2004 г. и переданной его правопреемнику и, таким образом, непосредственно включенной сюда посредством ссылки.
Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее раскрытие относится, в общем случае, к области связи и, в частности к приемопередатчику с быстрой перестройкой частоты для использования в многодиапазонном портативном устройстве связи.
Описание уровня техники
Потребности в беспроводной связи привело к развитию беспроводных услуг, количество которых постоянно возрастает. Беспроводные услуги начинаются со светокопирования, основанного на сотовой технологии. Сотовая технология базируется на топологии, в которой географическая зона покрытия разбита на соты. В каждой из этих сот находится стационарный радиопередатчик и оборудование управления для связи с мобильными пользователями. Сотовые услуги, действующие в диапазоне частот 824-894 МГц в Соединенных Штатах, первоначально использовали аналоговые сигналы для поддержки беспроводной связи. Современные сотовые системы претерпели различные обновления для внедрения цифровой технологии.
В последние годы появилась система PCS (услуги персональной связи). PCS - это система цифровой связи, в которой используется широкий диапазон рабочих частот 1850-1990 МГц для поддержки передачи речи, данных и видео. В последнее время была развернута система IMT (International Mobile Telecommunications) для обеспечения инфраструктуры доступа в мировом масштабе посредством взаимосвязанных наземных и/или спутниковых сетей. Рабочий диапазон IMT составляет 1920-2170 МГц. Отсюда следует, что мобильный пользователь нуждается в многодиапазонном устройстве беспроводной связи для осуществления доступа к услугам сотовой связи и услугам PCS. К сожалению, частотные диапазоны, выделенные для сотовой связи и PCS, а также других беспроводных услуг, различны в разных регионах.
Одно из преимуществ многодиапазонного портативного устройства беспроводной связи состоит в том, что его можно отгружать в любую точку мира, что сокращает стоимость массового производства и избавляет от необходимости в разных производственных линиях для устройств, предназначенных для использования в разных регионах. Потребители также смогут оценить достоинство многодиапазонного портативного устройства беспроводной связи, избавляющего от необходимости приобретать несколько устройств.
В современных реализациях многодиапазонных портативных устройств беспроводной связи отдельный канал обеспечен для каждой беспроводной услуги. Каждый канал включает в себя соответствующие фильтры передающего и приемного тракта, подключенные к дуплексеру. ВЧ-коммутатор можно использовать для подключения дуплексера на выбранном канале к антенне. По мере возрастания количества нужных диапазонов стоимость и сложность реализации многодиапазонного портативного устройства беспроводной связи становятся чрезмерно высокими. Дополнительные потери, обусловленные использованием ВЧ-коммутатора, оказывают негативное влияние на характеристики системы. Соответственно, техника диктует необходимость в усовершенствованном многодиапазонном портативном устройстве беспроводной связи.
Сущность изобретения
Согласно одному аспекту настоящего изобретения многодиапазонное портативное устройство связи включает в себя приемопередатчик, включающий в себя передатчик, имеющий фильтр передающего тракта, и приемник, имеющий фильтр приемного тракта, причем каждый из фильтров передачи и приема имеет полосу пропускания, перестраиваемую по множественным диапазонам, и процессор, способный выбирать один из множественных диапазонов для эксплуатации портативного устройства связи и перестраивать каждый из фильтров передачи и приема на основании выбора одного из множественных диапазонов.
Согласно другому аспекту настоящего изобретения способ осуществления связи с использованием многодиапазонного портативного устройства связи, имеющего фильтр передающего тракта и фильтр приемного тракта, включает в себя этапы, на которых выбирают один из множественных диапазонов для эксплуатации портативного устройства связи и перестраивают каждый из фильтров передачи и приема на основании выбора одного из множественных диапазонов.
Согласно еще одному аспекту настоящего изобретения многодиапазонное портативное устройство связи включает в себя приемопередатчик, включающий в себя передатчик, имеющий средство генерации полосы пропускания, перестраиваемой по множественным диапазонам, и приемник, имеющий средство генерации полосы пропускания, перестраиваемой по множественным диапазонам; средство выбора одного из множественных диапазонов для эксплуатации портативного устройства связи и средство перестройки полосы пропускания на передатчике и приемнике.
Следует понимать, что специалист в данной области техники, изучив нижеследующее подробное описание, в котором различные варианты осуществления изобретения показаны и описаны в порядке иллюстрации, сможет предложить другие варианты осуществления настоящего изобретения. Очевидно, что изобретение предусматривает другие и отличные варианты осуществления, и некоторые его детали допускают модификацию в различных других отношениях, без отклонения от сущности и объема настоящего изобретения. Соответственно, чертежи и подробное описание следует рассматривать в порядке иллюстрации, но не ограничения.
Краткое описание чертежей
Аспекты настоящего изобретения проиллюстрированы в порядке примера, но не ограничения, на прилагаемых чертежах, в которых:
Фиг.1 - общая блок-схема, иллюстрирующая вариант осуществления многодиапазонного портативного устройства беспроводной связи;
Фиг.2 - функциональная блок-схема, иллюстрирующая вариант осуществления приемопередатчика с быстрой перестройкой частоты для использования в многодиапазонном портативном устройстве беспроводной связи;
Фиг.3 - функциональная блок-схема, иллюстрирующая альтернативный вариант осуществления приемопередатчика с быстрой перестройкой частоты для использования в многодиапазонном портативном устройстве беспроводной связи;
Фиг.4 - принципиальная схема, иллюстрирующая вариант осуществления перестраиваемого фильтра для использования в приемопередатчике с быстрой перестройкой частоты;
Фиг.5 - принципиальная схема, иллюстрирующая вариант осуществления дуплексера, подключенного к антенне в многодиапазонном портативном устройстве связи;
Фиг.6 - принципиальная схема, иллюстрирующая вариант осуществления малошумящего усилителя для использования в приемопередатчике с быстрой перестройкой частоты;
Фиг.7 - принципиальная схема, иллюстрирующая вариант осуществления усилителя мощности для использования в приемопередатчике с быстрой перестройкой частоты.
Осуществление изобретения
Подробное описание, приведенное ниже со ссылками на прилагаемые чертежи, служит для иллюстрации различных вариантов осуществления настоящего изобретения и не ограничивает варианты осуществления, в которых настоящее изобретение может быть реализовано на практике. Подробное описание включает в себя конкретные детали для обеспечения полного понимания настоящего изобретения. Однако специалисту в данной области техники очевидно, что настоящее изобретение можно использовать на практике без этих конкретных деталей. В некоторых случаях общеизвестные структуры и компоненты показаны в виде блок-схемы во избежание затемнения принципов настоящего изобретения.
Многодиапазонное портативное устройство беспроводной связи можно использовать для доступа к сети или связи с другими мобильными пользователями с использованием одного или нескольких беспроводных услуг. Термин "портативное устройство беспроводной связи" означает любое устройство, предназначенное для ношения пользователем и способное осуществлять связь по беспроводному каналу, в том числе, но без ограничения, карманный персональный компьютер (PDA), портативный компьютер, модем или любое другое аналогичное устройство. Термин "многодиапазонный" относится к портативному устройству беспроводной связи, которое может поддерживать несколько беспроводных услуг, причем, по меньшей мере, две из беспроводных услуг имеют разные диапазоны рабочих частот.
Многодиапазонное портативное устройство беспроводной связи может быть приспособлено для связи в сети множественного доступа с кодовым разделением (CDMA) в Соединенных Штатах, использующей сотовые, PCS или IMT услуги. Многодиапазонное портативное устройство беспроводной связи также может быть способно использовать беспроводные услуги за рубежом, например, сотовые услуги в Японии и PCS в Корее.
В нижеследующем подробном описании различные технические решения будут описаны применительно к сети CDMA. Хотя эти технические решения могут быть пригодны для использования в этих условиях, специалистам в данной области техники очевидно, что эти технические решения применимы также к другим беспроводным сетям. Кроме того, один или несколько примеров многодиапазонного портативного устройства беспроводной связи будет описано со ссылкой на конкретные беспроводные услуги для иллюстрации различных аспектов настоящего изобретения, с учетом того, что эти аспекты изобретения можно распространить на любую группу беспроводных услуг в зависимости от конкретной необходимости в технике.
На Фиг.1 показана общая блок-схема многодиапазонного портативного устройства 102 беспроводной связи, способного осуществлять доступ к сети, например корпоративной интрасети или Интернету, через пункт доступа. Пункт доступа может включать в себя одну или несколько стационарных базовых станций, каждая из которых предназначена для поддержки связи в конкретной географической области покрытия.
Многодиапазонное портативное устройство беспроводной связи может действовать под управлением процессора 104, реализованного программными средствами, или любой другой подходящей конфигурации аппаратных и/или программных компонентов. Процессор 104 может включать в себя микропроцессор с системной памятью (не показан). Микропроцессор может обеспечивать платформу для выполнения программ, которые, помимо прочего, управляют доступом к различным беспроводным услугам, поддерживаемым сетью. Процессор 104 также может обеспечивать различные функции обработки сигнала, например кодирование, модуляцию и обработку расширения по спектру. Эти функции обработки сигнала также могут осуществляться программным обеспечением, выполняющимся на микропроцессоре, или, альтернативно, выгружаться в цифровой сигнальный процессор (ЦСП) и т.п.
Как указано выше, процессор 104 можно использовать для управления доступом к различным беспроводным услугам, поддерживаемым сетью. Когда пользователь инициирует вызов или запускает приложение, которое инициирует вызов, микропроцессор может обращаться к карте роуминга в системной памяти для определения соответствующей беспроводной услуги для поддержки вызова. В зависимости от географического положения пользователя и поставщика услуг процессор 104 может выбрать беспроводную услугу из карты роуминга и попытаться захватить сеть, использующую эту услугу. В порядке примера, процессор 104 может попытаться захватить сеть CDMA, использующую сотовую связь, PCS или IMT в Соединенных Штатах, сотовую связь в Японии или PCS в Корее. Выбор беспроводной услуги может быть прозрачным для пользователя благодаря использованию приемника GPS (глобальной системы позиционирования) (не показан) для определения географического положения пользователя. Если пользователь находится в географической области, где доступно несколько беспроводных услуг, процессор 104 может применять алгоритм для выбора одной из них. Алгоритм может зависеть от предпочтений поставщика услуг, требований к ширине полосы пользователя, сетевого трафика в данное время или от любых других критериев выбора. Альтернативно, пользователю может потребоваться программировать свое положение в многодиапазонное портативное устройство беспроводной связи и/или предпочтительную беспроводную услугу. В любом случае, когда процессор 104 выбирает беспроводную услугу из карты роуминга, процессор 104 генерирует набор сигналов перестройки, связанных с этим выбором. Сигналы перестройки могут поступать на приемопередатчик 106 с быстрой перестройкой частоты.
Приемопередатчик 106 может быть предназначен для работы в полнодуплексном или полудуплексном режиме в зависимости от конкретного применения. Например, в беспроводном телефоне может использоваться приемопередатчик полнодуплексного режима, что позволяет обеим сторонам вызова говорить одновременно. Для обеспечения полнодуплексного режима частоты передачи и приема обычно смещены относительно друг друга. В порядке примера, в диапазоне сотовой связи США устройство беспроводной связи использует частоты в диапазоне 824-849 МГц для передачи на базовую станцию, и базовая станция использует частоты в диапазоне 869-894 МГц для передачи на устройство беспроводной связи.
На Фиг.2 показана функциональная блок-схема приемопередатчика с быстрой перестройкой частоты, который можно использовать в многодиапазонном портативном устройстве беспроводной связи, рассмотренном выше. Приемопередатчик 106 с быстрой перестройкой частоты можно использовать для снижения потерь и улучшения режекции в узких диапазонах вокруг нужных частот передачи и приема. Улучшение характеристик позволяет улучшить соотношение времен ожидания и говорения в многодиапазонном портативном устройстве беспроводной связи благодаря снижению энергопотребления.
Приемопередатчик 106 может использовать архитектуру прямого преобразования для снижения сложности и энергопотребления схемы, но принципы изобретения, описанные в этом раскрытии, никоим образом не ограничиваются такой архитектурой. Приемопередатчик может быть подключен к антенне 202. Антенна 202 может быть широкополосной антенной или, альтернативно, включать в себя перестраиваемую цепь согласования антенны (не показана). В последнем варианте осуществления антенны 202 один или несколько сигналов перестройки, генерируемые процессором 104, можно использовать для перестройки цепи согласования антенны в соответствии с беспроводной услугой, выбранной процессором 104.
Нижеследующее описание приемопередатчика будет приведено в упрощенной форме для сосредоточения на принципах изобретения без ненужных деталей. Фактическая реализация приемопередатчика может быть сложнее и может включать в себя, в порядке примера, архитектуру комплексного сигнала (I-Q), которая хорошо известна в технике и поэтому не будет рассмотрена. Кроме того, различные каскады усиления и фильтрации, которые могут использоваться при фактической реализации и которые не имеют отношения к изобретению, будут опущены. Очевидно, что специалисты в данной области техники способны разработать и сконструировать реальные приемопередатчики согласно изложенным здесь принципам.
Согласно Фиг.2 приемопередатчик 106 может включать в себя передатчик 206 и приемник 208, подключенные к антенне 202 через дуплексер 210. В полнодуплексном режиме работы дуплексер 210 использует перестраиваемый фильтр передающего тракта между передатчиком 206 и антенной 202 и перестраиваемый фильтр приемного тракта между антенной 202 и приемником 208. Каждый фильтр можно по отдельности настраивать на рабочую частоту передачи или приема для беспроводной услуги, выбранной процессором 104. В частности, один или несколько сигналов перестройки, генерируемые процессором 104, можно использовать для перестройки фильтров в дуплексере 208.
Приемник 208 используется для детектирования полезных сигналов на фоне шума и помехи и для усиления этих сигналов до уровня, при котором возможна обработка информации, содержащейся в принятой передаче. В частности, сигнал, принятый антенной 202, может поступать через дуплексер 210 на перестраиваемый малошумящий усилитель 212 на высокочастотном каскаде приемника 208. Малошумящий усилитель 212 должен обеспечивать высокий коэффициент усиления с хорошим соотношением сигнал-шум. Перестраиваемый фильтр 214 можно использовать для режекции внеполосных сигналов, вырабатываемых малошумящим усилителем 212. Понижающий преобразователь 216 можно использовать для преобразования сигнала высокочастотного (ВЧ) диапазона в низкочастотный сигнал и для подачи низкочастотного сигнала на процессор 104. Один или несколько сигналов перестройки, генерируемые процессором 104, можно использовать для перестройки малошумящего усилителя 212 и фильтра 214 на частотный диапазон для беспроводной услуги, выбранной процессором 104.
Передатчик 206 используется для модуляции несущей низкочастотной информацией, генерируемой процессором 104, и для усиления модулированной несущей до уровня мощности, достаточного для излучения в свободное пространство через антенну 202. Повышающий преобразователь 218, находящийся на высокочастотном каскаде передатчика 206, можно использовать для преобразования низкочастотного сигнала от процессора 104 в ВЧ-сигнал. Усилитель 220 с регулировкой усиления можно использовать для усиления ВЧ-сигнала. Перестраиваемый фильтр 222 можно использовать для режекции внеполосных сигналов, вырабатываемых УРУ 218. Перестраиваемый усилитель 224 мощности можно использовать для усиления ВЧ-сигнала от перестраиваемого фильтра 222 до уровня, пригодного для передачи. Выходной сигнал усилителя 224 мощности может поступать на антенну 202 через дуплексер 210. Один или несколько сигналов перестройки, генерируемые процессором 104, можно использовать для перестройки фильтра 222 и усилителя 224 мощности на частотный диапазон для беспроводной услуги, выбранной процессором 104.
Перестраиваемые фильтры на приемопередатчике 106 можно реализовать по-разному. Согласно, по меньшей мере, одному варианту осуществления приемопередатчика 106 перестраиваемые фильтры можно реализовать с использованием одного или нескольких переменных конденсаторов. Переменные конденсаторы могут быть выполнены в виде тонкопленочных сегнетоэлектрических конденсаторов, в которых сегнетоэлектрический материал заключен между двумя обкладками. Сегнетоэлектрические материалы - это класс материалов, обычно керамических на основе оксидов редкоземельных металлов, отличительная особенность которых заключается в том, что их диэлектрическая проницаемость изменяется в соответствии с приложенным медленно изменяющимся (постоянным или низкочастотным) электрическим полем. Поскольку емкость конденсатора зависит от диэлектрической проницаемости материала между обкладками, сегнетоэлектрический конденсатор весьма пригоден для данного применения.
Тонкопленочные сегнетоэлектрические конденсаторы позволяют создавать фильтры низкого порядка с малыми потерями, которые можно перестраивать по множественным диапазонам CDMA. Эти конденсаторы обеспечивают более высокую Q и, следовательно, более низкие потери и более широкий диапазон перестройки по сравнению с варакторами в нужном частотном диапазоне для CDMA. В отличие от варакторов сегнетоэлектрический конденсатор может работать при напряжении смещения постоянного тока 0 вольт. Их также можно встраивать в самые разнообразные керамические материалы подложки и можно компоновать в стопки с последовательным соединением для снижения ВЧ-напряжения на каждом отдельном конденсаторе. Компоновка в стопки часто используется для обеспечения линейности и регулировки мощности, что оказывает влияние на характеристики системы. Сегнетоэлектрический конденсатор также можно использовать для перестройки усилителя 224 мощности на передатчике 206 и малошумящего усилителя 212 на приемнике 208.
Согласно варианту осуществления приемопередатчика 106, описанному со ссылкой на Фиг.2, сегнетоэлектрический конденсатор можно использовать для перестройки усилителя 224 мощности и малошумящего усилителя 212 по всем частотным диапазонам, необходимым для беспроводных услуг, поддерживаемых сетью. В порядке примера, в многодиапазонном портативном устройстве беспроводной связи, которое поддерживает сотовую связь, PCS или IMT в Соединенных Штатах и за рубежом, УМ 224 и МШУ 212 можно реализовать с помощью сегнетоэлектрического конденсатора для достижения диапазона перестройки 824-2170 МГц.
Согласно альтернативному варианту осуществления приемопередатчика 106, в передатчике 206 можно использовать несколько усилителей мощности для уменьшения требований к диапазону перестройки для каждого из них. Аналогично, в приемнике 208 можно применять несколько малошумящих усилителей для аналогичного уменьшения диапазона перестройки каждого из них. Благодаря уменьшению диапазона перестройки усилительных устройств на приемнике 208 и передатчике 206 можно добиться повышенной линейности. На Фиг.3 показана функциональная блок-схема приемопередатчика, имеющего такую конфигурацию. В этой конфигурации, два малошумящих усилителя 212a, 212b используются на приемнике 208, и два усилителя 224, 224b мощности используются на передатчике 206. Один малошумящий усилитель 212a и один усилитель 224a мощности можно использовать для поддержки УВЧ диапазона (824-960 МГц), и другие малошумящий усилитель 212b и усилитель 224b мощности можно использовать для поддержки L-диапазона (1710-2110 МГц). Специалистам в данной области техники ничего не стоит определить надлежащее количество перестраиваемых параллельных усилителей, как на передатчике, так и на приемнике, чтобы наилучшим образом удовлетворять системным требованиями любого конкретного применения.
На Фиг.4 показана принципиальная схема иллюстративного варианта осуществления перестраиваемого фильтра. Перестраиваемый фильтр можно использовать для режекции внеполосных сигналов, вырабатываемых малошумящим усилителем 212 на приемнике 208 и УРУ 218 на передатчике 206 (см. Фиг.2). Пару перестраиваемых фильтров также можно использовать в дуплексере 210, один фильтр - между антенной 202 и приемником 208, и другой фильтр - между передатчиком 206 и антенной 202 (см. Фиг.2).
Согласно Фиг.4 перестраиваемый фильтр можно реализовать как фильтр 2-го порядка. Первый каскад фильтра включает в себя сегнетоэлектрический конденсатор 402a, подключенный параллельно резонатору 404a. Второй каскад фильтра включает в себя второй сегнетоэлектрический конденсатор 402b, подключенный параллельно второму резонатору 404b. Резонаторы 404a, 404b показаны как четвертьволновые резонаторы с закрытыми концами, но также могут представлять собой полуволновые резонаторы с открытыми концами. Резонаторы 404a, 404b могут представлять собой, например, резонаторы с керамическим наполнителем, пластинчатую линию (моноблок) или полосковую линию.
ВЧ-сигнал может поступать на входной порт 406a, и фильтрованный сигнал можно снимать с выходного порта 406b. В описанном варианте осуществления, перестраиваемый фильтр является симметричным, вследствие чего входной порт 406a и выходной порт 406b взаимозаменяемы. Перестраиваемый фильтр может включать в себя входной сегнетоэлектрический конденсатор 408a на первом каскаде и выходной сегнетоэлектрический конденсатор 408b на втором каскаде. Переменное напряжение постоянного тока можно подавать на сегнетоэлектрический конденсатор 402a, 408b на первом каскаде и сегнетоэлектрический конденсатор 402b, 408b на втором каскаде для перестройки фильтра. Дополнительный сегнетоэлектрический конденсатор 410 можно обеспечить для согласования импедансов между резонаторами 404a, 404b для обеспечения нужной характеристики фильтра. Переменное напряжение постоянного тока, подаваемое на сегнетоэлектрический конденсатор, может обеспечиваться процессором как сигнал перестройки на основании беспроводной услуги, выбранной процессором.
Конфигурация фильтра 2-го порядка, показанная на Фиг.4, обеспечивает обнуление верхней или нижней боковой полосы за счет добавления электромагнитной связи по всей длине резонаторов 404a, 404b. Обнуление передачи нижней боковой полосы на приемнике или обнуление передачи верхней боковой полосы на передатчике можно получить путем регулировки электромагнитной связи между резонаторами 404a, 404b и емкости сегнетоэлектрического конденсатора 410.
На Фиг.5 показана принципиальная схема иллюстративного варианта осуществления дуплексера и антенны. Дуплексер 210 может включать в себя пару перестраиваемых фильтров 502, 504, конструкция которых описана со ссылкой на Фиг.4. Первый перестраиваемый фильтр 502 может быть подключен между передатчиком 206 и антенной 202, и второй перестраиваемый фильтр 504 может быть подключен между антенной 202 и приемником 208. Перестраиваемые фильтры 502, 504 в дуплексере 210 могут быть подключены к антенне 202 через общий узел 506. Общий узел 506 может включать в себя перестраиваемую цепь согласования импедансов, если антенна не является широкополосной. Цепь согласования импедансов можно реализовать в виде комбинации перестраиваемых низкочастотных и/или высокочастотных фильтров способом, общеизвестным в технике. Эти низкочастотные и/или высокочастотные фильтры могут включать в себя переменные сегнетоэлектрические конденсаторы. Согласно, по меньшей мере, одному варианту осуществления приемопередатчика единое напряжение постоянного тока в качестве сигнала перестройки от процессора можно использовать для перестройки цепи согласования.
Согласно рассмотренному ранее, малошумящий усилитель 212 на приемнике 208 и усилитель 224 мощности на передатчике 206 также могут быть перестраиваемыми. Эти усилители можно реализовать по-разному. В целях пояснения, каждый усилитель будет описан в упрощенной форме для сосредоточения на принципах изобретения без ненужных деталей. Фактическая реализация усилителей может включать в себя несколько каскадов с любым количеством активных и пассивных элементов в зависимости от общих конструкционных ограничений. Эти каскады и элементы не обязательны для понимания принципа работы малошумящего усилителя или усилителя мощности и будут опущены. Очевидно, что специалисты в данной области техники способны разработать и сконструировать реальные усилители согласно изложенным здесь принципам.
На Фиг.6 показана принципиальная схема иллюстративного варианта осуществления малошумящего усилителя. Малошумящий усилитель 212 можно реализовать посредством транзистора, например, полевого транзистора (ПТ) 602. Фильтр низких частот можно использовать на входе малошумящего усилителя 212. Фильтр низких частот можно реализовать посредством последовательно подключенного дросселя 604, подключенного к затвору ПТ 602, и параллельно подключенного переменного сегнетоэлектрического конденсатора 606. Выходная цепь малошумящего усилителя 212 также может включать в себя фильтр низких частот с дросселем 608, подключенным между источником питания и стоком ПТ 602, и параллельно подключенным переменным сегнетоэлектрическим конденсатором 610, причем выходной сигнал снимается со стока ПТ 602. Напряжение постоянного тока может поступать как сигнал перестройки от процессора. Напряжение постоянного тока можно использовать для регулировки емкости обоих конденсаторов 606, 610 и, таким образом, изменения частоты среза фильтров низких частот.
На Фиг.7 показана принципиальная схема иллюстративного варианта осуществления усилителя мощности. Усилитель 224 мощности можно реализовать посредством транзистора, например полевого транзистора (ПТ) 702. Фильтр низких частот можно использовать на входе усилителя 224 мощности. Фильтр низких частот можно реализовать посредством последовательно подключенного дросселя 704, подключенного к затвору ПТ 702, и параллельно подключенного переменного сегнетоэлектрического конденсатора 706. Выходная цепь усилителя 224 мощности также может включать в себя фильтр низких частот с дросселем 708, подключенным между источником питания и стоком ПТ 602, дросселем 710, последовательно подключенным между стоком ПТ 702 и выходом, и парой параллельно подключенных переменных сегнетоэлектрических конденсаторов 712, 714, по одному с каждой стороны последовательно подключенного дросселя 710. Напряжение постоянного тока может поступать как сигнал перестройки от процессора. Напряжение постоянного тока можно использовать для регулировки емкости конденсаторов 706, 712, 714 и, таким образом, изменения частоты среза фильтров низких частот.
Различные иллюстративные логические блоки, модули, схемы, элементы и/или компоненты, описанные в связи с раскрытыми здесь вариантами осуществления, можно реализовать или осуществлять посредством процессора общего назначения, цифрового сигнального процессора (ЦСП), специализированной интегральной схемы (СИС), программируемой пользователем вентильной матрицы (ППВМ) или другого программируемого логического устройства, дискретной вентильной или транзисторной логики, дискретных аппаратных компонентов или любой их комбинации, предназначенных для осуществления описанных здесь функций. Процессор общего назначения может представлять собой микропроцессор, но, альтернативно, процессор может представлять собой любой традиционный процессор, контроллер, микроконтроллер или конечный автомат. Процессор также может быть реализован как комбинация вычислительных устройств, например, комбинация ЦСП и микропроцессора, совокупность микропроцессоров, один или несколько микропроцессоров в сочетании с ядром ЦСП или любая другая подобная комбинация.
Способы или алгоритмы, описанные в связи с раскрытыми здесь вариантами осуществления, могут быть реализованы непосредственно в оборудовании, в программном модуле, выполняемом процессором, или в их комбинации. Программный модуль может размещаться в ОЗУ, флэш-памяти, ПЗУ, ЭППЗУ, ЭСППЗУ, на жестком диске, сменном диске, CD-ROM или носителе данных любого другого типа, известного в технике. Носитель данных может быть подключен к процессору, в результате чего процессор может считывать с него информацию и записывать на него информацию. Альтернативно, носитель данных может образовывать с процессором единое целое.
Вышеприведенное описание раскрытых вариантов осуществления предоставлено, чтобы специалист в данной области мог использовать настоящее изобретение. Специалисту в данной области должны быть очевидны различные модификации этих вариантов осуществления, и раскрытые здесь общие принципы можно применять к другим вариантам осуществления, не выходя за рамки сущности и объема изобретения. Таким образом, настоящее изобретение не ограничивается показанными здесь вариантами осуществления, но подлежит рассмотрению в полном объеме, согласующемся с формулой изобретения, в которой указание элемента в единственном числе не следует понимать в смысле "один и только один", если конкретно не указано обратное, но, напротив, следует понимать в смысле "один или несколько". Все структурные и функциональные эквиваленты элементов различных вариантов осуществления, представленных в этом описании, которые известны сейчас или будут известны в дальнейшем специалистам в данной области техники, непосредственно включены сюда посредством ссылки и входят в объем формулы изобретения. Кроме того, ничто из раскрытого здесь не предназначено для вынесения на публику, независимо от того, упомянуто ли это раскрытие в явном виде в формуле изобретения. Ни один элемент формулы изобретения не следует рассматривать согласно положениям 35 U.S.C. §112, параграф шестой, если элемент непосредственно не указан с использованием слова "средство" или, в случае пункта способа, элемент не указан с использованием слова "этап".
1. Многодиапазонное портативное устройство связи, содержащее приемопередатчик, включающий в себя передатчик, имеющий фильтр передающего тракта,
и приемник, имеющий фильтр приемного тракта, причем каждый из фильтров передачи и приема имеет полосу пропускания, перестраиваемую по множественным диапазонам, и
процессор, способный выбирать один из множественных диапазонов для эксплуатации портативного устройства связи и перестраивать каждый из фильтров передачи и приема на основании выбора одного из множественных диапазонов, при этом многодиапазонное портативное устройство связи выполнено с возможностью поддерживать связь в конкретной географической области покрытия, имеющей несколько беспроводных услуг, при этом процессор сконфигурирован с возможностью выбора предпочтительной беспроводной услуги из карты роуминга, и захвата сети, использующей эту услугу, в зависимости от географического положения пользователя и поставщика услуг.
2. Многодиапазонное портативное устройство связи по п.1, в котором каждый из фильтров передачи и приема содержит переменный сегнетоэлектрический конденсатор, имеющий вход напряжения смещения, причем процессор дополнительно способен перестраивать каждый из фильтров передачи и приема, регулируя их соответствующие напряжения смещения.
3. Многодиапазонное портативное устройство связи по п.2, в котором переменный сегнетоэлектрический конденсатор содержит совокупность сегнетоэлектрических конденсаторов, скомплектованных последовательным соединением.
4. Многодиапазонное портативное устройство связи по п.1, в котором каждый из фильтров передачи и приема содержит первый, второй и третий переменные сегнетоэлектрические конденсаторы, соединенные последовательно, электромагнитный резонатор, имеющий первый и второй резонаторы, четвертый переменный сегнетоэлектрический конденсатор, подключенный параллельно первому резонатору между первым и вторым конденсаторами и заземлением, и пятый переменный сегнетоэлектрический конденсатор, подключенный параллельно второму резонатору между вторым и третьим конденсаторами и заземлением, причем каждый переменный сегнетоэлектрический конденсатор имеет вход напряжения смещения, причем процессор дополнительно способен перестраивать каждый из фильтров передачи и приема, регулируя их соответствующие напряжения смещения.
5. Многодиапазонное портативное устройство связи по п.4, в котором для каждого из фильтров передачи и приема процессор также способен регулировать первое напряжение смещения, общее для первого и третьего конденсаторов, второе напряжение смещения для второго конденсатора и третье напряжение смещения, общее для четвертого и пятого конденсаторов.
6. Многодиапазонное портативное устройство связи по п.1 содержащее также дуплексер, имеющий фильтр передающего тракта, подключенный к передатчику, и фильтр приемного тракта, подключенный к приемнику, причем каждый из фильтров передачи и приема в дуплексере имеет полосу пропускания, перестраиваемую по множественным диапазонам, и при этом процессор также способен перестраивать каждый из фильтров передачи и приема в дуплексере на основании выбора одного из множественных диапазонов.
7. Многодиапазонное портативное устройство связи по п.6, в котором фильтр передающего тракта на передатчике, фильтр приемного тракта на приемнике и фильтры передающего и приемного тракта в дуплексере каждый содержит переменный сегнетоэлектрический конденсатор, имеющий вход напряжения смещения, причем процессор также способен перестраивать каждый фильтр, обеспечивая их соответствующие напряжения смещения.
8. Многодиапазонное портативное устройство связи по п.6, содержащее также антенну и перестраиваемый общий узел, причем дуплексер подключен к антенне через общий узел, и при этом процессор также способен перестраивать общий узел на основании выбора одного из множественных диапазонов.
9. Многодиапазонное портативное устройство связи по п.8, в котором общий узел, фильтр передающего тракта на передатчике, фильтр приемного тракта на приемнике и фильтры передающего и приемного тракта в дуплексере каждый содержит переменный сегнетоэлектрический конденсатор, имеющий вход напряжения смещения, причем процессор также способен перестраивать общий узел и каждый фильтр, регулируя их соответствующие напряжения смещения.
10. Многодиапазонное портативное устройство связи по п.1, в котором передатчик содержит перестраиваемый усилитель передающего тракта, вход которого подключен к фильтру передающего тракта, и приемник содержит перестраиваемый усилитель приемного тракта, выход которого подключен к фильтру приемного тракта, и при этом процессор также способен перестраивать каждый из усилителей на основании выбора одного из множественных диапазонов.
11. Многодиапазонное портативное устройство связи по п.10, в котором фильтр передающего тракта, фильтр приемного тракта, усилитель передающего тракта и усилитель приемного тракта каждый содержит переменный сегнетоэлектрический конденсатор, имеющий вход напряжения смещения, причем процессор также способен перестраивать каждый из фильтров и усилителей, регулируя их соответствующие напряжения смещения.
12. Многодиапазонное портативное устройство связи по п.1, в котором передатчик содержит первый и второй перестраиваемые усилители передающего тракта, соединенные параллельно и имеющие общий вход, подключенный к фильтру передающего тракта, и при этом приемник содержит первый и второй перестраиваемые усилители приемного тракта, соединенные параллельно и имеющие общий выход, подключенный к фильтру приемного тракта, причем первые усилители передающего и приемного тракта могут перестраиваться по первой части множественных диапазонов, и вторые усилители передающего и приемного тракта могут перестраиваться по второй части множественных диапазонов, отличной от первой части, и при этом процессор также способен перестраивать, по меньшей мере, один из усилителей на приемнике и передатчике на основании выбора одного из множественных диапазонов.
13. Способ осуществления связи с использованием многодиапазонного портативного устройства связи, причем устройство связи содержит передатчик, имеющий фильтр передающего тракта, и приемник, имеющий фильтр приемного тракта, причем каждый из фильтров передачи и приема имеет полосу пропускания, перестраиваемую по множественным диапазонам, способ содержит этапы, на которых выбирают один из множественных диапазонов для эксплуатации портативного устройства связи и
перестраивают каждый из фильтров передачи и приема на основании выбора одного из множественных диапазонов, при этом связь поддерживают в конкретной географической области покрытия, имеющей несколько беспроводных услуг, и при этом, предпочтительную беспроводную услугу выбирают из карты роуминга, и захватывают сеть, использующую эту услугу, в зависимости от географического положения пользователя и поставщика услуг.
14. Способ по п.13, в котором каждый из фильтров передачи и приема содержит переменный сегнетоэлектрический конденсатор, имеющий вход напряжения смещения, и в котором фильтры передающего и приемного тракта перестраивают путем регулировки их соответствующих напряжений смещения.
15. Способ по п.14, в котором переменный сегнетоэлектрический конденсатор содержит совокупность сегнетоэлектрических конденсаторов, скомплектованных в стопку с последовательным соединением.
16. Способ по п.13, в котором каждый из фильтров передачи и приема содержит первый, второй и третий переменные сегнетоэлектрические конденсаторы, соединенные последовательно, электромагнитный резонатор, имеющий первый и второй резонаторы, четвертый переменный сегнетоэлектрический конденсатор, подключенный параллельно первому резонатору между первым и вторым конденсаторами и заземлением, и пятый переменный сегнетоэлектрический конденсатор, подключенный параллельно второму резонатору между вторым и третьим конденсаторами и заземлением, причем каждый переменный сегнетоэлектрический конденсатор имеет вход напряжения смещения, и при этом фильтры передающего и приемного тракта перестраивают путем регулировки их соответствующих напряжений смещения.
17. Способ по п.16, в котором каждый из фильтров передачи и приема перестраивают путем регулировки первого напряжения смещения, общего для первого и третьего конденсаторов, регулировки второго напряжения смещения для второго конденсатора и регулировки третьего напряжения смещения, общего для четвертого и пятого конденсаторов.
18. Способ по п.13, в котором портативное устройство связи также содержит дуплексер, имеющий фильтр передающего тракта, подключенный к передатчику, и фильтр приемного тракта, подключенный к приемнику, причем каждый из фильтров передачи и приема в дуплексере имеет полосу пропускания, перестраиваемую по множественным диапазонам, способ также содержит этап, на котором перестраивают каждый из фильтров передачи и приема в дуплексере на основании выбора одного из множественных диапазонов.
19. Способ по п.18, в котором фильтр передающего тракта на передатчике, фильтр приемного тракта на приемнике и фильтры передающего и приемного тракта в дуплексере каждый содержит переменный сегнетоэлектрический конденсатор, имеющий вход напряжения смещения, и при этом каждый из фильтров перестраивают путем регулировки их соответствующих напряжений смещения.
20. Способ по п.18, в котором портативное устройство связи также содержит антенну и перестраиваемый общий узел, причем дуплексер подключен к антенне через общий узел, способ также содержит этап, на котором перестраивают общий узел на основании выбора одного из множественных диапазонов.
21. Способ по п.20, в котором общий узел, фильтр передающего тракта на передатчике, фильтр приемного тракта на приемнике и фильтры передающего и приемного тракта в дуплексере каждый содержит переменный сегнетоэлектрический конденсатор, имеющий вход напряжения смещения, и при этом общий узел и фильтры перестраивают путем регулировки их соответствующих напряжений смещения.
22. Способ по п.13, в котором передатчик содержит перестраиваемый усилитель передающего тракта, вход которого подключен к фильтру передающего тракта, и приемник содержит перестраиваемый усилитель приемного тракта, выход которого подключен к фильтру приемного тракта, способ также содержит этап, на котором перестраивают каждый из усилителей на основании выбора одного из множественных диапазонов.
23. Способ по п.22, в котором фильтр передающего тракта, фильтр приемного тракта, усилитель передающего тракта и усилитель приемного тракта каждый содержит переменный сегнетоэлектрический конденсатор, имеющий вход напряжения смещения, и при этом каждый из фильтров и усилителей перестраивают, регулируя их соответствующие напряжения смещения.
24. Способ по п.13, в котором передатчик содержит первый и второй перестраиваемые усилители передающего тракта, соединенные параллельно и имеющие общий вход, подключенный к фильтру передающего тракта, и при этом приемник содержит первый и второй перестраиваемые усилители приемного тракта, соединенные параллельно и имеющие общий выход, подключенный к фильтру приемного тракта, причем первые усилители передающего и приемного тракта могут перестраиваться по первой части множественных диапазонов/и вторые усилители передающего и приемного тракта могут перестраиваться по второй части множественных диапазонов, отличной от первой части, способ также содержит этап, на котором перестраивают, по меньшей мере, один из усилителей на приемнике и передатчике на основании выбора одного из множественных диапазонов.
25. Многодиапазонное портативное устройство связи, содержащее приемопередатчик, включающий в себя передатчик, имеющий средство генерации полосы пропускания, перестраиваемой по множественным диапазонам, и приемник, имеющий средство генерации полосы пропускания, перестраиваемой по множественным диапазонам,
средство выбора одного из множественных диапазонов для эксплуатации портативного устройства связи и
средство перестройки полосы пропускания на передатчике и приемнике,
при этом многодиапазонное портативное устройство связи выполнено с возможностью поддерживать связь в конкретной географической области покрытия, имеющей несколько беспроводных услуг, и при этом средство выбора также сконфигурировано для выбора предпочтительной беспроводной услуги из карты роуминга, и захвата сети, использующей эту услугу, в зависимости от географического положения пользователя и поставщика услуг.
