FR3066859B1 - METHOD FOR AUTOMATICALLY ADJUSTING A TUNABLE PASSIVE ANTENNA AND A TUNING UNIT, AND APPARATUS FOR RADIO COMMUNICATION USING THE SAME - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne un procédé pour régler automatiquement une ou plusieurs antennes passives accordables et une unité d'accord à accès d'entrée unique et accès de sortie unique. L'invention concerne aussi un appareil pour communication radio utilisant ce procédé. Un appareil pour communication radio selon l'invention comporte : une antenne passive accordable (1) ; une unité d'accord à accès d'entrée unique et accès de sortie unique (4) ayant un accès d'entrée et un accès de sortie ; une unité de détection (3) ; une liaison d'antenne (2) ; une unité d'émission et de traitement du signal (8) délivrant une ou plusieurs "instructions de réglage d'antenne", appliquant une excitation à l'accès d'entrée et délivrant une ou plusieurs "instructions de réglage d'unité d'accord" ; et une unité de contrôle (6) délivrant un ou plusieurs "signaux de contrôle d'antenne" à l'antenne passive accordable et un ou plusieurs "signaux de contrôle d'accord" à l'unité d'accord à accès d'entrée unique et accès de sortie unique.The invention relates to a method for automatically adjusting one or more tunable passive antennas and a single input access and single output access tuner unit. The invention also relates to an apparatus for radio communication using this method. An apparatus for radio communication according to the invention comprises: a tunable passive antenna (1); a single input access and single output access agreement unit (4) having an input port and an output port; a detection unit (3); an antenna link (2); a transmitting and signal processing unit (8) delivering one or more "antenna setting instructions", applying an excitation to the input port and outputting one or more "unit setting instructions"; agreement "; and a control unit (6) delivering one or more "antenna control signals" to the tunable passive antenna and one or more "tuning control signals" to the input access tuner unit unique and unique output access.
Description
Procédé pour régler automatiquement une antenne passive accordable et une unité d’accord, et appareil pour communication radio utilisant ce procédé
DOMAINE TECHNIQUE DE L’INVENTION L’invention concerne un procédé pour régler automatiquement une ou plusieurs antennes passives accordables et une unité d’accord à accès d’entrée unique et accès de sortie unique, par exemple une antenne passive accordable et une unité d’accord à accès d’entrée unique et accès de sortie unique d’un émetteur radio. L’invention concerne aussi un appareil pour communication radio utilisant ce procédé, par exemple un émetteur-récepteur radio.
ÉTAT DE LA TECHNIQUE ANTÉRIEURE
Une antenne passive accordable comporte au moins un dispositif de contrôle d’antenne ayant au moins un paramètre ayant un effet sur une ou plusieurs caractéristiques de ladite antenne passive accordable, ledit au moins un paramètre étant réglable, par exemple par moyen électrique. Régler une antenne passive accordable signifie régler au moins un dit au moins un paramètre. Chacune des dites une ou plusieurs caractéristiques peut par exemple être une caractéristique électrique telle qu’une impédance à une fréquence spécifiée, ou une caractéristique électromagnétique telle qu’un diagramme de directivité à une fréquence spécifiée. Une antenne passive accordable peut aussi être appelée “antenne reconfigurable” (en anglais : “reconfigurable antenna”). Certains auteurs considèrent trois classes d’antenne passive accordable : les antennes agiles en polarisation (en anglais : “polarization-agile antennas”), les antennes à diagramme reconfigurable (en anglais : “pattem-reconfigurable antennas”) et les antennes agiles en fréquence (en anglais : “frequency-agile antennas”). L’état de l’art concernant les antennes agiles en fréquence est par exemple décrit dans l’article de A. Petosa intitulé “An OverView of Tuning Techniques for Frequency-Agile Antennas”, publié dans IEEE Antennas and Propagation Magazine, vol. 54, No. 5, en octobre 2012. Comme expliqué dans cet article, de nombreux types de dispositif de contrôle d’antenne peuvent être utilisés pour contrôler une ou plusieurs caractéristiques d’une antenne passive accordable. Un dispositif de contrôle d’antenne peut par exemple être : - un interrupteur ou commutateur contrôlé électriquement, auquel cas un paramètre du dispositif de contrôle d’antenne ayant un effet sur une ou plusieurs caractéristiques de l’antenne passive accordable peut être l’état de l’interrupteur ou commutateur ; - un dispositif à impédance réglable, auquel cas un paramètre du dispositif de contrôle d’antenne ayant un effet sur une ou plusieurs caractéristiques de l’antenne passive accordable peut être la réactance ou l’impédance, à une fréquence spécifiée, du dispositif à impédance réglable ; ou - un actionneur disposé pour produire une déformation mécanique de l’antenne passive accordable, auquel cas un paramètre du dispositif de contrôle d’antenne ayant un effet sur une ou plusieurs caractéristiques de l’antenne passive accordable peut être une longueur de la déformation.
Si un dispositif de contrôle d’antenne est un interrupteur ou commutateur contrôlé électriquement, il peut par exemple être un relais électromécanique, ou un interrupteur microélectromécanique (en anglais: “MEMS switch”), ou un circuit utilisant une ou plusieurs diodes PIN ou un ou plusieurs transistors à effet de champ à grille isolée (MOSFETs) comme dispositifs de commutation.
Un dispositif à impédance réglable est un composant comprenant deux bornes qui se comportent sensiblement comme les bornes d’un bipôle linéaire passif, et qui sont par conséquent caractérisées par une impédance qui peut dépendre de la fréquence, cette impédance étant réglable.
Un dispositif à impédance réglable ayant une réactance réglable par moyen électrique peut être tel qu’il procure seulement, à une fréquence donnée, un ensemble fini de valeurs de réactance, cette caractéristique étant par exemple obtenue si le dispositif à impédance réglable est : - un réseau comportant une pluralité de condensateurs ou de tronçons de ligne de transmission en circuit ouvert et un ou plusieurs interrupteurs ou commutateurs contrôlés électriquement, comme des relais électromécaniques, ou des interrupteurs microélectromécaniques, ou des diodes PIN ou des transistors à effet de champ à grille isolée, utilisés pour faire contribuer différents condensateurs ou différents tronçons de ligne de transmission en circuit ouvert du réseau à la réactance ; ou - un réseau comportant une pluralité de bobines ou de tronçons de ligne de transmission en court-circuit et un ou plusieurs interrupteurs ou commutateurs contrôlés électriquement utilisés pour faire contribuer différentes bobines ou différents tronçons de ligne de transmission en court-circuit du réseau à la réactance.
Un dispositif à impédance réglable ayant une réactance réglable par moyen électrique peut être tel qu’il procure, à une fréquence donnée, un ensemble continu de valeurs de réactance, cette caractéristique pouvant par exemple être obtenue si le dispositif à impédance réglable est basé sur l’utilisation d’une diode à capacité variable ; ou d’un composant MOS à capacité variable (en anglais: “MOS varactor”) ; ou d’un composant microélectromécanique à capacité variable (en anglais: “MEMS varactor”) ; ou d’un composant ferroélectrique à capacité variable (en anglais: “ferroelectric varactor”).
De nombreux procédés existent pour régler automatiquement une ou plusieurs antennes passives accordables. Certains de ces procédés sont applicables à un émetteur radio, par exemple le procédé divulgué dans le brevet des États-Unis d’Amérique numéro 5,225,847 intitulé “Automatic antenna tuning System”. Certains de ces procédés sont applicables à un récepteur radio, par exemple le procédé divulgué dans le brevet des États-Unis d’Amérique numéro 7,463,870 intitulé “Receiver circuit and control method”.
Un premier exemple de procédé pour régler automatiquement une antenne passive accordable, applicable à un émetteur radio, est mis en oeuvre dans le système d'antenne automatique montré sur la figure 1. Ce système d'antenne automatique est similaire à celui qui est divulgué dans ledit brevet des États-Unis d’Amérique numéro 5,225,847. Le système d’antenne automatique montré sur la figure 1 a un accès utilisateur (31), l’accès utilisateur présentant, à une fréquence donnée, une impédance appelée “l’impédance présentée par l’accès utilisateur”, le système d’antenne automatique comportant : une antenne passive accordable (1), l’antenne passive accordable comportant au moins un dispositif de contrôle d’antenne, une ou plusieurs caractéristiques de l’antenne passive accordable étant contrôlées en utilisant ledit au moins un dispositif de contrôle d’antenne, ledit au moins un dispositif de contrôle d’antenne ayant au moins un paramètre ayant un effet sur les dites une ou plusieurs caractéristiques, ledit au moins un paramètre étant réglable par moyen électrique ; une unité de détection (3) délivrant deux “signaux de sortie d’unité de détection”, chacun des signaux de sortie d’unité de détection étant déterminé par une variable électrique captée (ou mesurée) à l’accès utilisateur pendant qu’une excitation est appliquée à l’accès utilisateur ; une liaison d’antenne (2) ayant une première extrémité couplée à un accès signal de l’antenne passive accordable, la liaison d’antenne ayant une seconde extrémité couplée à l’accès utilisateur, à travers l’unité de détection ; une unité de traitement du signal (5), l’unité de traitement du signal estimant q quantités réelles dépendantes de l’impédance présentée par l’accès utilisateur, où q est un entier supérieur ou égal à 1, en utilisant les signaux de sortie d’unité de détection, l’unité de traitement du signal délivrant une “instruction de réglage” en fonction des dites q quantités réelles dépendantes de l’impédance présentée par l’accès utilisateur ; et une unité de contrôle (6), l’unité de contrôle recevant l’instruction de réglage de l’unité de traitement du signal (5), l’unité de contrôle délivrant des “signaux de contrôle”, les signaux de contrôle étant déterminés en fonction de l’instruction de réglage, chacun des dits paramètres étant principalement déterminé par au moins un des signaux de contrôle.
Malheureusement, il a été découvert qu’une antenne passive accordable ne procure souvent qu’une médiocre faculté d’accord, si bien qu’il n’est souvent pas possible d’obtenir que le système d’antenne automatique montré sur la figure 1 puisse réduire suffisamment ou annuler toute variation de l’impédance présentée par l’accès utilisateur, causée par une variation d’une fréquence d’opération, et/ou causée par la fameuse interaction utilisateur.
Ce problème est résolu dans un second exemple de procédé pour régler automatiquement une antenne passive accordable, applicable à un émetteur radio, qui est mis en oeuvre dans le système d'antenne automatique montré sur la figure 2. Ce système d'antenne automatique est similaire à celui qui est divulgué dans le neuvième mode de réalisation de la demande de brevet français numéro 14/00666 du 20 mars 2014 et de la demande PCT numéro PCT/IB2015/051644 du 6 mars 2015 (WO 2015/140660). Le système d’antenne automatique montré sur la figure 2 a un accès utilisateur (31 ), 1 ’ accès utilisateur présentant, à une fréquence donnée, une impédance appelée “l’impédance présentée par l’accès utilisateur”, le système d’antenne automatique comportant : une antenne passive accordable (1), l’antenne passive accordable comportant au moins un dispositif de contrôle d’antenne, une ou plusieurs caractéristiques de l’antenne passive accordable étant contrôlées en utilisant ledit au moins un dispositif de contrôle d’antenne, ledit au moins un dispositif de contrôle d’antenne ayant au moins un paramètre ayant un effet sur les dites une ou plusieurs caractéristiques, ledit au moins un paramètre étant réglable par moyen électrique ; une unité de détection (3) délivrant deux “signaux de sortie d’unité de détection”, chacun des signaux de sortie d’unité de détection étant déterminé par une variable électrique captée (ou mesurée) à l’accès utilisateur pendant qu’une excitation est appliquée à l’accès utilisateur ; une unité d’accord à accès d’entrée unique et accès de sortie unique (4) ayant un accès d’entrée et un accès de sortie, l’accès d’entrée étant couplé à l’accès utilisateur à travers l’unité de détection, l’unité d’accord à accès d’entrée unique et accès de sortie unique comportant p dispositifs à impédance réglable, où p est un entier supérieur ou égal à un, les p dispositifs à impédance réglable étant appelés les “un ou plusieurs dispositifs à impédance réglable de l’unité d’accord” et étant tels que, à ladite fréquence donnée, chacun des un ou plusieurs dispositifs à impédance réglable de l’unité d’accord a une réactance, la réactance de n’importe lequel des un ou plusieurs dispositifs à impédance réglable de l’unité d’accord étant réglable par moyen électrique ; une liaison d’antenne (2) ayant une première extrémité couplée à un accès signal de l’antenne passive accordable, la liaison d’antenne ayant une seconde extrémité couplée à l’accès de sortie ; une unité de traitement du signal (5), l’unité de traitement du signal estimant q quantités réelles dépendantes de l’impédance présentée par l’accès utilisateur, où q est un entier supérieur ou égal à 1, en utilisant les signaux de sortie d’unité de détection, l’unité de traitement du signal délivrant une “instruction de réglage” en fonction des dites q quantités réelles dépendantes de l’impédance présentée par l’accès utilisateur ; et une unité de contrôle (6), l’unité de contrôle recevant l’instruction de réglage de l’unité de traitement du signal (5), l’unité de contrôle délivrant des “signaux de contrôle”, les signaux de contrôle étant déterminés en fonction de l’instruction de réglage, la réactance de chacun des un ou plusieurs dispositifs à impédance réglable de l’unité d’accord étant principalement déterminée par au moins un des signaux de contrôle, chacun des dits paramètres étant principalement déterminé par au moins un des signaux de contrôle.
Ce second exemple de procédé pour régler automatiquement une antenne passive accordable peut procurer une excellente faculté d’accord. Malheureusement, il peut être montré qu’un réglage de l’unité d’accord à accès d’entrée unique et accès de sortie unique obtenu en utilisant ce second exemple de procédé pour régler automatiquement une antenne passive accordable n’est typiquement pas proche d’un accord optimal, lorsque les pertes dans l’unité d’accord à accès d’entrée unique et accès de sortie unique ne sont pas très faibles.
Ainsi, il n’y a pas de solution connue au problème de régler automatiquement une antenne passive accordable couplée à un émetteur radio, d’une façon qui procure : une bonne faculté d’accord, en utilisant une unité d’accord à accès d’entrée unique et accès de sortie unique ; et un réglage de l’unité d’accord à accès d’entrée unique et accès de sortie unique qui est proche d’un accord optimal, lorsque ses pertes ne sont pas très faibles.
EXPOSÉ DE L’INVENTION L ’ invention a pour obj et un procédé pour régler automatiquement une ou plusieurs antennes passives accordables et une unité d’accord à accès d’entrée unique et accès de sortie unique, dépourvu des limitations mentionnées ci-dessus des techniques connues, et aussi un appareil pour communication radio utilisant ce procédé.
Dans la suite, X et Y étant des quantités ou variables différentes, effectuer une action en fonction de X n’exclut pas la possibilité d’effectuer cette action en fonction de Y. Dans la suite, “ayant une influence” et “ayant un effet” ont le même sens. Dans la suite, “couplé”, lorsque ce terme est appliqué à deux accès (au sens de la théorie des circuits), peut indiquer que les accès sont directement couplés, chaque terminal d’un des accès étant dans ce cas connecté à (ou, de façon équivalente, en contact électrique avec) un et un seul des terminaux de l’autre accès, et/ou que les accès sont indirectement couplés, une interaction électrique différente du couplage direct existant dans ce cas entre les accès, par exemple à travers un ou plusieurs composants.
Dans la suite, en accord avec le “IEC multilingual dictionary of electricity” édité par le Bureau Central de la Commission Electrotechnique Internationale en 1983, “commande en boucle ouverte” (traduction littérale de l’expression “open-loop control” de la langue anglaise), synonyme de “commande en chaîne ouverte”, signifie une commande qui ne fait pas usage d’une mesure de la grandeur commandée, et “commande en boucle fermée” (traduction littérale de l’expression “closed-loop control” de la langue anglaise), synonyme de “commande en chaîne fermée” et de “asservissement”, signifie une commande où l’action sur le système commandé est rendue dépendante d’une mesure de la grandeur commandée.
Le procédé selon l’invention est un procédé pour régler automatiquement une ou plusieurs antennes passives accordables et une unité d’accord à accès d’entrée unique et accès de sortie unique, l’unité d’accord à accès d’entrée unique et accès de sortie unique ayant un accès d’entrée et un accès de sortie, les une ou plusieurs antennes passives accordables et l’unité d’accord à accès d’entrée unique et accès de sortie unique étant des parties d’un appareil pour communication radio, l’appareilpour communication radio permettant, à une fréquence donnée, un transfert de puissance depuis l’accès d’entrée jusqu’à un champ électromagnétique rayonné par les une ou plusieurs antennes passives accordables, le procédé comportant les étapes suivantes : délivrer un ou plusieurs “signaux de contrôle d’antenne”, chacune des une ou plusieurs antennes passives accordables comportant au moins un dispositif de contrôle d’antenne, une ou plusieurs caractéristiques de ladite chacune des une ou plusieurs antennes passives accordables étant contrôlées en utilisant ledit au moins un dispositif de contrôle d’antenne, ledit au moins un dispositif de contrôle d’antenne ayant au moins un paramètre ayant une influence sur les dites une ou plusieurs caractéristiques, ledit au moins un paramètre étant réglable par moyen électrique, ledit au moins un paramètre étant principalement déterminé par au moins un des un ou plusieurs signaux de contrôle d’antenne ; appliquer une excitation à l’accès d’entrée ; capter une ou plusieurs variables électriques à l’accès de sortie pendant que l’excitation est appliquée, pour obtenir un ou plusieurs “signaux de sortie d’unité de détection”, chacun des un ou plusieurs signaux de sortie d’unité de détection étant principalement déterminé par au moins une des une ou plusieurs variables électriques captées à l’accès de sortie ; estimer q quantités réelles dépendantes d’une impédance vue par l’accès de sortie, où q est un entier supérieur ou égal à un, en utilisant un ou plusieurs des un ou plusieurs signaux de sortie d’unité de détection ; délivrer un ou plusieurs “signaux de contrôle d’accord”, l’unité d’accord à accès d’entrée unique et accès de sortie unique comportant p dispositifs à impédance réglable, où p est un entier supérieur ou égal à un, les p dispositifs à impédance réglable étant appelés les “un ou plusieurs dispositifs à impédance réglable de l’unité d’accord” et étant tels que, à la fréquence donnée, chacun des un ou plusieurs dispositifs à impédance réglable de l’unité d’accord a une réactance, la réactance de n’importe lequel des un ou plusieurs dispositifs à impédance réglable de l’unité d’accord étant réglable par moyen électrique, la réactance de n’importe lequel des un ou plusieurs dispositifs à impédance réglable de l’unité d’accord étant principalement déterminée par au moins un des un ou plusieurs signaux de contrôle d’accord, ladite étape de délivrer un ou plusieurs “signaux de contrôle d’accord” comportant les étapes suivantes : générer, pour chacun des un ou plusieurs signaux de contrôle d’accord, une valeur initiale du dit chacun des un ou plusieurs signaux de contrôle d’accord, en fonction d’une ou plusieurs des dites q quantités réelles dépendantes d’une impédance vue par l’accès de sortie ; générer, pour un ou plusieurs des un ou plusieurs signaux de contrôle d’accord, au moins une valeur ultérieure de chacun des dits un ou plusieurs des un ou plusieurs signaux de contrôle d’accord, un algorithme de régulation par recherche d’extremum étant utilisé pour générer ladite au moins une valeur ultérieure de chacun des dits un ou plusieurs des un ou plusieurs signaux de contrôle d’accord, l’algorithme de régulation par recherche d’extremum cherchant à maximiser ou à minimiser une variable de performance en contrôlant les dits un ou plusieurs des un ou plusieurs signaux de contrôle d’accord, la variable de performance étant estimée en fonction d’un ou plusieurs des un ou plusieurs signaux de sortie d’unité de détection.
La fréquence donnée peut par exemple être une fréquence supérieure ou égale à 150 kHz. Le spécialiste comprend que l’impédance vue par l’accès de sortie est un nombre complexe, et qu’une impédance présentée par l’accès d’entrée est un nombre complexe. Nous utiliserons ZSant pour désigner l’impédance vue par l’accès de sortie, et Z,pour désigner l’impédance présentée par l’accès d’entrée.
Chacune des une ou plusieurs antennes passives accordables a un accès, appelé “l’accès signal” de l’antenne passive accordable, qui peut être utilisé pour recevoir et/ou pour émettre des ondes électromagnétiques. Chacune des une ou plusieurs antennes passives accordables comporte au moins un dispositif de contrôle d’antenne, qui peut comporter une ou plusieurs bornes utilisées pour d’autres connexions électriques. Il est supposé que chacune des une ou plusieurs antennes passives accordables se comporte, à la fréquence donnée, par rapport à son accès signal, sensiblement comme une antenne passive, c’est-à-dire comme une antenne qui est linéaire et qui n’utilise pas d’amplificateur pour amplifier des signaux reçus par l’antenne ou émis par l’antenne. Soit N le nombre des une ou plusieurs antennes passives accordables. En conséquence de la linéarité, en ne considérant, pour chacune des une ou plusieurs antennes passives accordables, que son accès signal, il est possible de définir : si N est égal à un, une impédance présentée par les une ou plusieurs antennes passives accordables ; et si N est supérieur ou égal à 2, une matrice impédance présentée par les une ou plusieurs antennes passives accordables, cette matrice étant une matrice carrée d’ordre N.
Comme dit plus haut dans la section sur l’état de la technique antérieure, chacune des dites une ou plusieurs caractéristiques peut par exemple être une caractéristique électrique telle qu’une impédance à une fréquence spécifiée, ou une caractéristique électromagnétique telle qu’un diagramme de directivité à une fréquence spécifiée.
Il est dit plus haut que l’appareil pour communication radio permet, à la fréquence donnée, un transfert de puissance depuis l’accès d’entrée jusqu’à un champ électromagnétique rayonné par les une ou plusieurs antennes passives accordables. En d’autres termes, l’appareil pour communication radio est tel que, si une puissance est reçue par l’accès d’entrée à la fréquence donnée, une partie de ladite puissance reçue par l’accès d’entrée est transférée à un champ électromagnétique rayonné par les une ou plusieurs antennes passives accordables à la fréquence donnée, si bien qu’une puissance du champ électromagnétique rayonné par les une ou plusieurs antennes passives accordables à la fréquence donnée est égale à ladite partie de ladite puissance reçue par l’accès d’entrée. Par exemple, le spécialiste sait qu’une puissance du champ électromagnétique rayonné par les une ou plusieurs antennes passives accordables (puissance rayonnée moyenne) peut être calculée comme le flux de la partie réelle d’un vecteur de Poynting complexe du champ électromagnétique rayonné par les une ou plusieurs antennes passives accordables, à travers une surface fermée contenant les une ou plusieurs antennes passives accordables.
Pour obtenir que l’appareil pour communication radio permette, à la fréquence donnée, un transfert de puissance depuis l’accès d’entrée jusqu’à un champ électromagnétique rayonné par les une ou plusieurs antennes passives accordables, au moins une des une ou plusieurs antennes passives accordables peut par exemple être couplée, directement ou indirectement, à l’accès de sortie. Plus précisément, pour au moins une des une ou plusieurs antennes passives accordables, l’accès signal de l’antenne passive accordable peut par exemple être couplé, directement ou indirectement, à l’accès de sortie. Par exemple, un couplage indirect peut être un couplage à travers une liaison d’antenne et/ou à travers une unité de détection et/ou à travers un combineur de puissance ou un diviseur de puissance. Pour des valeurs convenables des un ou plusieurs signaux de contrôle d’accord et des un ou plusieurs signaux de contrôle d’antenne, ledit transfert de puissance depuis l’accès d’entrée jusqu’à un champ électromagnétique rayonné par les une ou plusieurs antennes passives accordables peut par exemple être un transfert de puissance avec des pertes faibles ou négligeables ou nulles, cette caractéristique étant préférée.
Selon l’invention, chacune des dites q quantités réelles dépendantes d’une impédance vue par l’accès de sortie peut par exemple être une quantité réelle représentative de l’impédance vue par l’accès de sortie.
Selon l’invention, chacune des dites q quantités réelles dépendantes d’une impédance vue par l’accès de sortie peut par exemple être sensiblement proportionnelle au module, ou à la phase, ou à la partie réelle, ou à la partie imaginaire de l’impédance vue par l’accès de sortie, ou de l’inverse de l’impédance vue par l’accès de sortie (c’est-à-dire, l’admittance vue par l’accès de sortie), ou d’un coefficient de réflexion à l’accès de sortie.
Les algorithmes de régulation par recherche d’extremum (en anglais: extremum-seeking control algorithms) sont bien connus des spécialistes. La régulation par recherche d’extremum (en anglais: extremum-seeking control) est une famille de procédés de régulation non linéaire, dont l’objet est de trouver de façon autonome un maximum ou un minimum d’une variable de performance, la variable de performance étant une fonction réelle d’une ou plusieurs sorties d’un système contrôlé, en contrôlant une ou plusieurs entrées du système contrôlé. Dans les algorithmes de régulation par recherche d’extremum, un ou plusieurs signaux variant au cours du temps sont appliqués à ces une ou plusieurs entrées du système contrôlé, d’une façon qui permet à l’algorithme de sonder la non-linéarité de la variable de performance par rapport aux une ou plusieurs entrées du système contrôlé, et de se rapprocher d’un extremum. Ainsi, les algorithmes de régulation par recherche d’extremum sont basés sur l’information de l’existence de l’extremum, mais ils n’ont pas besoin d’une connaissance exacte du système contrôlé pour trouver l’extremum. Pour cette raison, il est dit de la régulation par recherche d’extremum que c’est une approche d’optimisation en temps réel qui n’est pas basée sur un modèle. Par exemple, le livre de K.B. Ariyur et M. Krstic, intitulé Real-Time Optimization by Extremum-Seeking Control et publié par Wiley-Interscience en 2003, décrit un type de régulation par recherche d’extremum qui utilise une ou plusieurs perturbations périodiques (par exemple des perturbations sinusoïdales), et qui est habituellement appelé “perturbation based extremum-seeking control” en anglais. Par exemple, le livre de S.-J. Liu et M. Krstic, intitulé Stochastic Averaging and Stochastic Extremum Seeking et publié par Springer-Verlag en 2012, décrit un type de régulation par recherche d’extremum qui utilise une ou plusieurs perturbations stochastiques (par exemple des perturbations aléatoires), et qui est habituellement appelé “stochastic extremum-seeking control” en anglais. Il y a de nombreux autres types de régulation par recherche d’extremum, tels que ceux qui sont appelés en anglais “sliding mode extremum-seeking control”, “neural network extremum-seeking control”, “relay extremum seeking control”, “perturb and observe”, “numerical optimization based extremum-seeking control”, etc, et qui sont bien connus des spécialistes. Par exemple l’article de B. Calli, W. Caarls, P. Jonker et M. Wisse, intitulé “Comparison of Extremum Seeking Control Algorithms for Robotic Applications” et publié dans Proc, of the 2012IEEE/RSJInternational Conférence on Intelligent Robots and Systems, aux pages 3195-3202, en octobre 2012, et l’article de C. Olalla, M.I. Arteaga, R. Leyva et A.E. Aroudi, intitulé “Analysis and Comparison of Extremum Seeking Control Techniques” et publié dans Proc. 2007 IEEE International Symposium on Industrial Electronics, aux pages 72-76, enjuin 2007, présentent d’intéressantes comparaisons de quelques types de régulation par recherche d’extremum.
Puisque, selon l’invention, l’algorithme de régulation par recherche d’extremum cherche à maximiser ou à minimiser une variable de performance en contrôlant les dits un ou plusieurs des un ou plusieurs signaux de contrôle d’accord, le spécialiste comprend que, dans le contexte de la présente invention, il est possible de considérer que les dites une ou plusieurs entrées du système contrôlé sont les dits un ou plusieurs des un ou plusieurs signaux de contrôle d’accord. Ainsi, l’algorithme de régulation par recherche d’extremum contrôle et fait varier les dits un ou plusieurs des un ou plusieurs signaux de contrôle d’accord au cours du temps, pour se rapprocher d’un extremum (c’est-à-dire un maximum ou un minimum) de la variable de performance.
Selon l’invention, la variable de performance est estimée en fonction d’un ou plusieurs des un ou plusieurs signaux de sortie d’unité de détection. Ainsi, la variable de performance dépend d’au moins une des une ou plusieurs variables électriques captées à l’accès de sortie. Par exemple, il est possible que la variable de performance soit une quantité réelle dépendant d’un module d’une tension aux bornes de l’accès de sortie, ou une quantité représentative du module de la tension aux bornes de l’accès de sortie. Ladite quantité réelle dépendant d’un module d’une tension aux bornes de l’accès de sortie peut par exemple être sensiblement proportionnelle au module d’une tension aux bornes de l’accès de sortie, ou au carré du module d’une tension aux bornes de l’accès de sortie. Par exemple, il est possible que la variable de performance soit une quantité réelle dépendant d’un module d’un courant sortant de l’accès de sortie, ou une quantité représentative du module du courant sortant de l’accès de sortie. Ladite quantité réelle dépendant d’un module d’un courant sortant de l’accès de sortie peut par exemple être sensiblement proportionnelle au module d’un courant sortant de l’accès de sortie, ou au carré du module d’un courant sortant de l’accès de sortie. Par exemple, il est possible que la variable de performance soit une quantité réelle dépendant d’un module d’une tension incidente à l’accès de sortie, ou une quantité représentative du module de la tension incidente à l’accès de sortie. Ladite quantité réelle dépendant d’un module d’une tension incidente à l’accès de sortie peut par exemple être sensiblement proportionnelle au module d’une tension incidente à l’accès de sortie, ou au carré du module d’une tension incidente à l’accès de sortie. Par exemple, il est possible que la variable de performance soit une quantité réelle dépendant d’une puissance moyenne délivrée par l’accès de sortie, ou une quantité représentative de la puissance moyenne délivrée par l’accès de sortie. D’autres explications sur la variable de performance sont données ci-dessous dans les présentations du deuxième mode de réalisation, du troisième mode de réalisation et du vingt-quatrième mode de réalisation.
Selon l’invention, il est par exemple possible que l’algorithme de régulation par recherche d’extremum s’achève lorsqu’un critère d’achèvement est satisfait. En d’autres termes, il est par exemple possible que l’algorithme de régulation par recherche d’extremum s’arrête de chercher à maximiser ou à minimiser la variable de performance lorsqu’un critère d’achèvement est satisfait. Par exemple, le critère d’achèvement peut être que l’algorithme de régulation par recherche d’extremum a opéré pendant un temps spécifié. Par exemple, dans le cas où l’algorithme de régulation par recherche d’extremum cherche à minimiser la variable de performance, le critère d’achèvement peut être que la variable de performance ne décroît pas rapidement (si bien qu’il peut être raisonnable de déduire que la variable de performance est proche d’un minimum). Par exemple, dans le cas où l’algorithme de régulation par recherche d’extremum cherche à maximiser la variable de performance, le critère d’achèvement peut être que la variable de performance ne croît pas rapidement (si bien qu’il peut être raisonnable de déduire que la variable de performance est proche d’un maximum). Par exemple, le critère d’achèvement peut être qu’une requête d’achèvement a été reçue.
Pendant que l’algorithme de régulation par recherche d’extremum cherche à maximiser ou à minimiser la variable de performance, il est possible que cet algorithme de régulation fasse varier les dits un ou plusieurs des un ou plusieurs signaux de contrôle d’accord au cours du temps, si bien qu’il est possible que l’impédance présentée par l’accès d’entrée varie au cours du temps, et que la variable de performance varie au cours du temps. Ceci peut être préjudiciable au fonctionnement de l’appareil pour communication radio, car de telles variations peuvent causer un fading indésirable. Ainsi, un avantage possible d’un achèvement éventuel de l’algorithme de régulation par recherche d’extremum est que l’algorithme de régulation ne fait plus varier les dits un ou plusieurs des un ou plusieurs signaux de contrôle d’accord au cours du temps.
Certains procédés de l’état de l’art antérieur pour régler automatiquement soit une antenne, soit une unité d’accord à accès d’entrée unique et accès de sortie unique, utilisent un algorithme de régulation par recherche d’extremum. Par exemple le chapitre 7 du livre de C. Zhang et R. Ordônez, intitulé Extremum-Seeking Control and Application et publié par Springer-Verlag en 2012, explique comment un algorithme de régulation par recherche d’extremum peut être utilisé pour régler automatiquement une unité d’accord à accès d’entrée unique et accès de sortie unique, l’algorithme de régulation par recherche d’extremum cherchant à réduire ou à minimiser une puissance réfléchie à l’accès d’entrée. De la même façon, les appareils décrits dans le brevet des États-Unis d’Amérique n° 4,356,458, intitulé “Automatic Impédance Matching Apparatus” et dans ledit brevet n° 5,225,847 utilisent un algorithme de régulation par recherche d’extremum qui cherche à minimiser une quantité réelle dépendant d’un coefficient de réflexion à l’accès d’entrée ou d’un rapport d’onde stationnaire à l’accès d’entrée. Ces procédés de l’état de l’art antérieur pour régler automatiquement une unité d’accord à accès d’entrée unique et accès de sortie unique n’ont pas les trois caractéristiques suivantes de l’invention : - le procédé selon l’invention permet de régler automatiquement une ou plusieurs antennes passives accordables et une unité d’accord à accès d’entrée unique et accès de sortie unique ; - selon l’invention, l’algorithme de régulation par recherche d’extremum est utilisé après que, pour chacun des un ou plusieurs signaux de contrôle d’accord, une valeur initiale du dit chacun des un ou plusieurs signaux de contrôle d’accord a été générée, en fonction d’une ou plusieurs des dites q quantités réelles dépendantes d’une impédance vue par l’accès de sortie ; - selon l’invention, l’algorithme de régulation par recherche d’extremum cherche à maximiser ou à minimiser une variable de performance estimée en fonction d’un ou plusieurs signaux de sortie d’unité de détection principalement déterminés par des variables électriques captées à l’accès de sortie.
Comme montré dans les modes de réalisation suivants, ces caractéristiques sont telles que l’invention peut être utilisée pour régler de façon optimale, rapide et automatique les une ou plusieurs antennes passives accordables et l’unité d’accord à accès d’entrée unique et accès de sortie unique, sans des calculs très difficiles, en dépit de la présence de pertes dans l’unité d’accord à accès d’entrée unique et accès de sortie unique.
Le spécialiste voit une différence fondamentale entre la méthode de l’état de l’art antérieur mise en oeuvre dans le système d’antenne automatique montré sur la figure 2, d’une part, et l’invention, d’autre part. Ladite méthode de l’état de l’art antérieur utilise des signaux de sortie d’unité de détection, chacun des signaux de sortie d’unité de détection étant déterminé par une variable électrique captée à l’accès utilisateur. Au contraire, la méthode selon l’invention utilise un ou plusieurs signaux de sortie d’unité de détection principalement déterminés par des variables électriques captées à l’accès de sortie.
Le spécialiste comprend que les un ou plusieurs signaux de contrôle d’antenne ont un effet sur chacun des dits paramètres, si bien qu’ils peuvent avoir une influence sur l’impédance vue par l’accès de sortie, et sur l’impédance présentée par l’accès d’entrée. Dans la phrase précédente, “chacun des dits paramètres” signifie clairement “chaque dit au moins un paramètre de chaque dit au moins un dispositif de contrôle d’antenne de chacune des une ou plusieurs antennes passives accordables”.
Par exemple, il est possible qu’une commande en boucle ouverte soit utilisée pour générer ladite valeur initiale du dit chacun des un ou plusieurs signaux de contrôle d’accord. De façon équivalente, il est par exemple possible qu’une structure de commande en boucle ouverte soit utilisée pour générer ladite valeur initiale du dit chacun des un ou plusieurs signaux de contrôle d’accord. Cette caractéristique possible sera expliquée ci-dessous dans les présentations du deuxième mode de réalisation, du quatrième mode de réalisation et du sixième mode de réalisation.
Par exemple, il est possible qu’une commande en boucle ouverte soit utilisée pour délivrer chacun des un ou plusieurs signaux de contrôle d’antenne. De façon équivalente, il est par exemple possible qu’une structure de commande en boucle ouverte soit utilisée pour délivrer chacun des un ou plusieurs signaux de contrôle d’antenne. Cette caractéristique possible sera expliquée ci-dessous dans les présentations du quatrième mode de réalisation, du sixième mode de réalisation et du douzième mode de réalisation. Cependant, comme montré dans le cinquième mode de réalisation, il est possible qu’une commande en boucle fermée soit utilisée pour délivrer chacun des un ou plusieurs signaux de contrôle d’antenne.
Un appareil mettant en oeuvre le procédé selon l’invention est un appareil pour communication radio comportant : une ou plusieurs antennes passives accordables, chacune des une ou plusieurs antennes passives accordables comportant au moins un dispositif de contrôle d’antenne, une ou plusieurs caractéristiques de ladite chacune des une ou plusieurs antennes passives accordables étant contrôlées en utilisant ledit au moins un dispositif de contrôle d’antenne, ledit au moins un dispositif de contrôle d’antenne ayant au moins un paramètre ayant une influence sur les dites une ou plusieurs caractéristiques, ledit au moins un paramètre étant réglable par moyen électrique ; une unité d’accord à accès d’entrée unique et accès de sortie unique ayant un accès d’entrée et un accès de sortie, l’appareil pour communication radio permettant, à une fréquence donnée, un transfert de puissance depuis l’accès d’entrée jusqu’à un champ électromagnétique rayonné par les une ou plusieurs antennes passives accordables, l’unité d’accord à accès d’entrée unique et accès de sortie unique comportant p dispositifs à impédance réglable, où p est un entier supérieur ou égal à un, les p dispositifs à impédance réglable étant appelés les “un ou plusieurs dispositifs à impédance réglable de l’unité d’accord” et étant tels que, à la fréquence donnée, chacun des un ou plusieurs dispositifs à impédance réglable de l’unité d’accord a une réactance, la réactance de n’importe lequel des un ou plusieurs dispositifs à impédance réglable de l’unité d’accord étant réglable par moyen électrique ; une unité de détection, l’unité de détection délivrant un ou plusieurs “signaux de sortie d’unité de détection”, chacun des un ou plusieurs signaux de sortie d’unité de détection étant principalement déterminé par une ou plusieurs variables électriques captées à l’accès de sortie pendant qu’une excitation est appliquée à l’accès d’entrée ; une unité d’émission et de traitement du signal, l’unité d’émission et de traitement du signal délivrant une ou plusieurs “instructions de réglage d’antenne”, l’unité d’émission et de traitement du signal appliquant l’excitation à l’accès d’entrée, l’unité d’émission et de traitement du signal estimant q quantités réelles dépendantes d’une impédance vue par l’accès de sortie, où q est un entier supérieur ou égal à un, en utilisant un ou plusieurs des un ou plusieurs signaux de sortie d’unité de détection, l’unité d’émission et de traitement du signal délivrant des “instructions de réglage d’unité d’accord”, au moins une des instructions de réglage d’unité d’accord étant une “instruction de réglage d’unité d’accord initiale”, chacune des une ou plusieurs instructions de réglage d’unité d’accord initiales étant déterminée en fonction d’une ou plusieurs des dites q quantités réelles dépendantes d’une impédance vue par l’accès de sortie, au moins une des instructions de réglage d’unité d’accord étant une “instruction de réglage d’unité d’accord ultérieure”, l’unité d’émission et de traitement du signal exécutant un algorithme de régulation par recherche d’extremum pour générer chacune des une ou plusieurs instructions de réglage d’unité d’accord ultérieures, l’algorithme de régulation par recherche d’extremum cherchant à maximiser ou à minimiser une variable de performance, la variable de performance étant estimée en fonction d’un ou plusieurs des un ou plusieurs signaux de sortie d’unité de détection ; et une unité de contrôle, l’unité de contrôle délivrant un ou plusieurs “signaux de contrôle d’antenne” aux une ou plusieurs antennes passives accordables, chacun des un ou plusieurs signaux de contrôle d’antenne étant déterminé en fonction d’au moins une des une ou plusieurs instructions de réglage d’antenne, chacun des dits paramètres étant principalement déterminé par au moins un des un ou plusieurs signaux de contrôle d’antenne, l’unité de contrôle délivrant un ou plusieurs “signaux de contrôle d’accord” à l’unité d’accord à accès d’entrée unique et accès de sortie unique, l’unité de contrôle générant, pour chacun des un ou plusieurs signaux de contrôle d’accord, une ou plusieurs valeurs du dit chacun des un ou plusieurs signaux de contrôle d’accord, les dites une ou plusieurs valeurs du dit chacun des un ou plusieurs signaux de contrôle d’accord étant déterminées en fonction d’au moins une des instructions de réglage d’unité d’accord, la réactance de chacun des un ou plusieurs dispositifs à impédance réglable de l’unité d’accord étant principalement déterminée par au moins un des un ou plusieurs signaux de contrôle d’accord.
Dans la phrase précédente, “chacun des dits paramètres” signifie clairement “chaque dit au moins un paramètre de chaque dit au moins un dispositif de contrôle d’antenne de chacune des une ou plusieurs antennes passives accordables”.
Par exemple, chacune des dites variables électriques peut être une tension, ou une tension incidente, ou une tension réfléchie, ou un courant, ou un courant incident, ou un courant réfléchi. Par exemple, l’unité de contrôle peut être telle que : pour chacun des un ou plusieurs signaux de contrôle d’accord, les dites une ou plusieurs valeurs du dit chacun des un ou plusieurs signaux de contrôle d’accord comportent une valeur initiale déterminée en fonction d’une des une ou plusieurs instructions de réglage d’unité d’accord initiales ; et pour un ou plusieurs des un ou plusieurs signaux de contrôle d’accord, les dites une ou plusieurs valeurs de chaque dit un ou plusieurs des un ou plusieurs signaux de contrôle d’accord comportent au moins une valeur ultérieure déterminée en fonction d’une des une ou plusieurs instructions de réglage d’unité d’accord ultérieures.
Dans ce cas, il est par exemple possible de dire que l’unité de contrôle génère : pour chacun des un ou plusieurs signaux de contrôle d’accord, une valeur initiale déterminée en fonction d’une des une ou plusieurs instructions de réglage d’unité d’accord initiales ; et, pour un ou plusieurs des un ou plusieurs signaux de contrôle d’accord, au moins une valeur ultérieure déterminée en fonction d’une des une ou plusieurs instructions de réglage d’unité d’accord ultérieures.
Il est par exemple possible que l’accès d’entrée soit couplé, directement ou indirectement, à un accès de l’unité d’émission et de traitement du signal, ledit accès de l’unité d’émission et de traitement du signal délivrant l’excitation.
Ladite unité d’accord à accès d’entrée unique et accès de sortie unique comporte un accès d’entrée et un accès de sortie. Il est supposé que ladite unité d’accord à accès d’entrée unique et accès de sortie unique se comporte, à ladite fréquence donnée, par rapport à son accès d’entrée et à son accès de sortie, sensiblement comme un dispositif linéaire passif, où “passif’ est utilisé au sens de la théorie des circuits. Plus précisément, ladite unité d’accord à accès d’entrée unique et accès de sortie unique se comporte, à ladite fréquence donnée, par rapport à l’accès de sortie et à l’accès d’entrée, sensiblement comme un dispositif linéaire passif à 2 accès. Comme conséquence de la linéarité, il est possible de définir l’impédance présentée par l’accès d’entrée. Comme conséquence de la passivité, l’unité d’accord à accès d’entrée unique et accès de sortie unique ne procure pas d’amplification, son gain en puissance est inférieur ou égal à 1, et son gain composite en puissance (en anglais: transducer power gain) est inférieur ou égal à 1. Le spécialiste comprend que cette linéarité par rapport à son accès d’entrée et à son accès de sortie ne contredit pas la non-linéarité, mentionnée ci-dessus, de la variable de performance par rapport aux une ou plusieurs entrées du système contrôlé (puisqu’on peut considérer que chaque entrée du système contrôlé est un des un ou plusieurs signaux de contrôle d’accord). L’unité d’accord à accès d’entrée unique et accès de sortie unique peut par exemple être telle que la réactance de n’importe lequel des un ou plusieurs dispositifs à impédance réglable de l’unité d’accord a une influence sur une impédance présentée par l’accès d’entrée.
Par exemple, il est possible que l’appareil pour communication radio soit tel que soit une commande en boucle ouverte, soit une commande en boucle fermée, est utilisée pour déterminer chacune des une ou plusieurs instructions de réglage d’antenne.
Le spécialiste comprend que l’appareil pour communication radio selon l’invention est adaptatif dans le sens où les dits paramètres et les réactances des un ou plusieurs dispositifs à impédance réglable de l’unité d’accord peuvent être automatiquement modifiés au cours du temps en fonction des un ou plusieurs signaux de sortie d’unité de détection, qui sont chacun principalement déterminés par une ou plusieurs variables électriques.
BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS D’autres avantages et caractéristiques ressortiront plus clairement de la description qui va suivre de modes particuliers de réalisation de l'invention, donnés à titre d'exemples non limitatifs, et représentés dans les dessins annexés sur lesquels : la figure 1 représente un schéma-bloc d’un système d’antenne automatique, et a déjà été commentée dans la partie consacrée à l’exposé de l’état de la technique ; la figure 2 représente un schéma-bloc d’un système d’antenne automatique, et a déjà été commentée dans la partie consacrée à l’exposé de l’état de la technique ; la figure 3 représente un schéma-bloc d’un appareil pour communication radio selon l’invention (premier mode de réalisation) ; la figure 4 représente un algorigramme mis en oeuvre dans un appareil pour communication radio selon l’invention (quatrième mode de réalisation) ; la figure 5 représente le schéma d’une unité d’accord à accès d’entrée unique et accès de sortie unique, qui peut être utilisée dans l’appareil pour communication radio montré sur la figure 3 (quatrième mode de réalisation) ; la figure 6 représente un algorigramme mis en oeuvre dans un appareil pour communication radio selon l’invention (quatrième mode de réalisation) ; la figure 7 représente un algorigramme mis en oeuvre dans un appareil pour communication radio selon l’invention (cinquième mode de réalisation) ; la figure 8 représente un algorigramme mis en oeuvre dans un appareil pour communication radio selon l’invention (sixième mode de réalisation) ; la figure 9 représente le schéma d’une unité d’accord à accès d’entrée unique et accès de sortie unique, qui peut être utilisée dans l’appareil pour communication radio montré sur la figure 3 (sixième mode de réalisation) ; la figure 10 représente une première antenne passive accordable, qui comporte un seul dispositif de contrôle d’antenne (huitième mode de réalisation) ; la figure 11 représente une deuxième antenne passive accordable, qui comporte trois dispositifs de contrôle d’antenne (neuvième mode de réalisation) ; la figure 12 représente une troisième antenne passive accordable, qui comporte quatre dispositifs de contrôle d’antenne (dixième mode de réalisation) ; la figure 13 représente une quatrième antenne passive accordable, qui comporte un seul dispositif de contrôle d’antenne (onzième mode de réalisation) ; la figure 14 représente un schéma-bloc d’un appareil pour communication radio selon l’invention (douzième mode de réalisation) ; la figure 15 montre une vue d’arrière d’un téléphone mobile (treizième mode de réalisation) ; la figure 16 montre une première configuration d’utilisation typique (configuration main droite et tête) ; la figure 17 montre une deuxième configuration d’utilisation typique (configuration deux mains) ; la figure 18 montre une troisième configuration d’utilisation typique (configuration main droite seulement) ; la figure 19 représente un algorigramme mis en oeuvre dans un système d'accord automatique selon l’invention (quatorzième mode de réalisation) ; la figure 20 représente un algorigramme mis en oeuvre dans un système d'accord automatique selon l’invention (quinzième mode de réalisation) ; la figure 21 représente un algorigramme mis en oeuvre dans un système d'accord automatique selon l’invention (seizième mode de réalisation) ; la figure 22 représente un algorigramme mis en oeuvre dans un système d'accord automatique selon l’invention (dix-septième mode de réalisation) ; la figure 23 représente un algorigramme mis en oeuvre dans un système d'accord automatique selon l’invention (dix-huitième mode de réalisation) ; la figure 24 représente un schéma-bloc d’un appareil pour communication radio selon l’invention (dix-neuvième mode de réalisation) ; la figure 25 représente un schéma-bloc d’un appareil pour communication radio selon l’invention (vingtième mode de réalisation) ; la figure 26 représente un schéma-bloc d’un appareil pour communication radio selon l’invention (vingtième mode de réalisation) ; la figure 27 représente le schéma d’une unité d’accord à accès d’entrée unique et accès de sortie unique, qui peut être utilisée dans les appareils pour communication radio montrés sur la figure 25 et la figure 26 (vingt-et-unième mode de réalisation) ; la figure 28 représente le schéma d’une unité d’accord à accès d’entrée unique et accès de sortie unique, qui peut être utilisée dans les appareils pour communication radio montrés sur la figure 25 et la figure 26 (vingt-deuxième mode de réalisation) ; la figure 29 représente le schéma d’une unité d’accord à accès d’entrée unique et accès de sortie unique, qui peut être utilisée dans les appareils pour communication radio montrés sur la figure 25 et la figure 26 (vingt-troisième mode de réalisation) ; la figure 30 représente un schéma-bloc d’un appareil pour communication radio selon l’invention (vingt-quatrième mode de réalisation).
EXPOSÉ DÉTAILLÉ DE CERTAINS MODES DE RÉALISATION
Premier mode de réalisation.
Au titre d’un premier mode de réalisation d’un dispositif selon l’invention, donné à titre d’exemple non limitatif, nous avons représenté sur la figure 3 le schéma-bloc d’un appareil pour communication radio comportant : une antenne passive accordable (1), l’antenne passive accordable comportant au moins un dispositif de contrôle d’antenne, une ou plusieurs caractéristiques de ladite antenne passive accordable étant contrôlées en utilisant ledit au moins un dispositif de contrôle d’antenne, ledit au moins un dispositif de contrôle d’antenne ayant au moins un paramètre ayant une influence sur les dites une ou plusieurs caractéristiques, ledit au moins un paramètre étant réglable par moyen électrique ; une unité d’accord à accès d’entrée unique et accès de sortie unique (4) ayant un accès d’entrée et un accès de sortie, l’unité d’accord à accès d’entrée unique et accès de sortie unique comportant p dispositifs à impédance réglable, où p est un entier supérieur ou égal à 2, les p dispositifs à impédance réglable étant appelés les “un ou plusieurs dispositifs à impédance réglable de l’unité d’accord” et étant tels que, à une fréquence donnée supérieure ou égale à 30 MHz, chacun des un ou plusieurs dispositifs à impédance réglable de l’unité d’accord a une réactance, la réactance de n’importe lequel des un ou plusieurs dispositifs à impédance réglable de l’unité d’accord étant réglable par moyen électrique ; une unité de détection (3), l’unité de détection délivrant deux “signaux de sortie d’unité de détection”, chacun des signaux de sortie d’unité de détection étant déterminé par une variable électrique captée (ou mesurée) à l’accès de sortie pendant qu’une excitation est appliquée à l’accès d’entrée ; une liaison d’antenne (2) ayant une première extrémité qui est directement couplée à un accès signal de l’antenne passive accordable, la liaison d’antenne ayant une seconde extrémité qui est indirectement couplée à l’accès de sortie, à travers l’unité de détection ; une unité d’émission et de traitement du signal (8), l’unité d’émission et de traitement du signal délivrant une ou plusieurs “instructions de réglage d’antenne”, l’unité d’émission et de traitement du signal appliquant l’excitation à l’accès d’entrée, l’excitation ayant une fréquence porteuse appelée “la fréquence porteuse de l’excitation”, l’unité d’émission et de traitement du signal estimant q quantités réelles dépendantes d’une impédance vue par l’accès de sortie, où q est un entier supérieur ou égal à 2, en utilisant les signaux de sortie d’unité de détection, l’unité d’émission et de traitement du signal délivrant des “instructions de réglage d’unité d’accord”, au moins une des instructions de réglage d’unité d’accord étant une “instruction de réglage d’unité d’accord initiale”, chacune des une ou plusieurs instructions de réglage d’unité d’accord initiales étant déterminée en fonction d’une ou plusieurs des dites q quantités réelles dépendantes d’une impédance vue par l’accès de sortie, au moins une des instructions de réglage d’unité d’accord étant une “instruction de réglage d’unité d’accord ultérieure”, chacune des une ou plusieurs instructions de réglage d’unité d’accord ultérieures étant déterminée en utilisant un algorithme de régulation par recherche d’extremum, l’algorithme de régulation par recherche d’extremum cherchant à maximiser une variable de performance, la variable de performance étant estimée en fonction d’un ou plusieurs des signaux de sortie d’unité de détection ; une unité de contrôle (6), l’unité de contrôle recevant les une ou plusieurs instructions de réglage d’antenne, l’unité de contrôle délivrant un ou plusieurs “signaux de contrôle d’antenne” à l’antenne passive accordable, chacun des un ou plusieurs signaux de contrôle d’antenne étant déterminé en fonction d’au moins une des une ou plusieurs instructions de réglage d’antenne, chacun des dits paramètres étant principalement déterminé par au moins un des un ou plusieurs signaux de contrôle d’antenne, l’unité de contrôle recevant les instructions de réglage d’unité d’accord, l’unité de contrôle délivrant un ou plusieurs “signaux de contrôle d’accord” à l’unité d’accord à accès d’entrée unique et accès de sortie unique, l’unité de contrôle générant, pour chacun des un ou plusieurs signaux de contrôle d’accord, une ou plusieurs valeurs du dit chacun des un ou plusieurs signaux de contrôle d’accord, chacune des dites une ou plusieurs valeurs du dit chacun des un ou plusieurs signaux de contrôle d’accord étant déterminée en fonction d’au moins une des instructions de réglage d’unité d’accord, la réactance de chacun des un ou plusieurs dispositifs à impédance réglable de l’unité d’accord étant principalement déterminée par au moins un des un ou plusieurs signaux de contrôle d’accord. L’antenne passive accordable est indirectement couplée à l’accès de sortie. Plus précisément, l’accès signal de l’antenne passive accordable est indirectement couplé à l’accès de sortie, à travers l’unité de détection et la liaison d’antenne. De plus, l’accès de sortie est indirectement couplé à l’antenne passive accordable. Plus précisément, l’accès de sortie est indirectement couplé à l’accès signal de l’antenne passive accordable, à travers l’unité de détection et la liaison d’antenne. L’unité de détection (3) peut par exemple être telle que les signaux de sortie d’unité de détection comportent : un premier signal de sortie d’unité de détection proportionnel à une première variable électrique, la première variable électrique étant une tension aux bornes de l’accès de sortie ; et un second signal de sortie d’unité de détection proportionnel à une seconde variable électrique, la seconde variable électrique étant un courant sortant de l’accès de sortie. Ladite tension aux bornes de l’accès de sortie peut être une tension complexe et ledit courant sortant de l’accès de sortie peut être un courant complexe. Alternativement, l’unité de détection (3) peut par exemple être telle que les signaux de sortie d’unité de détection comportent : un premier signal de sortie d’unité de détection proportionnel à une première variable électrique, la première variable électrique étant une tension incidente à l’accès de sortie ; et un second signal de sortie d’unité de détection proportionnel à une seconde variable électrique, la seconde variable électrique étant une tension réfléchie à l’accès de sortie. Ladite tension incidente à l’accès de sortie peut être une tension incidente complexe et ladite tension réfléchie à l’accès de sortie peut être une tension réfléchie complexe. L’accès d’entrée est directement couplé à un accès de l’unité d’émission et de traitement du signal (8), ledit accès de l’unité d’émission et de traitement du signal délivrant l’excitation. Chacune des une ou plusieurs instructions de réglage d’antenne peut être de n’importe quel type de message numérique. Chacune des instructions de réglage d’unité d’accord peut être de n’importe quel type de message numérique. Les une ou plusieurs instructions de réglage d’antenne et les instructions de réglage d’unité d’accord sont délivrées pendant une ou plusieurs séquences de réglage. Quatre séquences de réglage différentes sont décrites ci-dessous, dans le quatrième mode de réalisation, le cinquième mode de réalisation, le sixième mode de réalisation et le septième mode de réalisation. La durée d’une séquence de réglage est inférieure à 100 microsecondes.
Par exemple, il est possible que l’excitation soit une porteuse non modulée, la fréquence porteuse de l’excitation étant la fréquence de ladite porteuse. Dans ce cas, l’excitation peut être un signal sinusoïdal dont la fréquence est la fréquence de ladite porteuse. Par exemple, il est possible que l’excitation soit une porteuse modulée en amplitude, la fréquence porteuse de l’excitation étant la fréquence de ladite porteuse. Dans ce cas, l’excitation peut être un signal sinusoïdal modulé en amplitude. Par exemple, il est possible que l’excitation soit une porteuse modulée en fréquence, la fréquence porteuse de l’excitation étant la fréquence de ladite porteuse. Dans ce cas, l’excitation peut être un signal sinusoïdal modulé en fréquence. Par exemple, comme expliqué dans le troisième mode de réalisation, il est possible que l’excitation soit un signal passe-bande, la fréquence porteuse de l’excitation étant une fréquence porteuse du dit signal passe-bande.
La fréquence porteuse de l’excitation peut prendre n’ importe quelle valeur sélectionnée dans un “ensemble de valeurs possibles de la fréquence porteuse de l’excitation”, l’ensemble de valeurs possibles de la fréquence porteuse de l’excitation ayant plusieurs éléments. L’unité d’accord à accès d’entrée unique et accès de sortie unique (4) est telle qu’elle peut procurer, à ladite fréquence donnée, pour des valeurs convenables des un ou plusieurs signaux de contrôle d’accord, un transfert de puissance à faibles pertes depuis l’accès d’entrée jusqu’à l’accès de sortie, et un transfert de puissance à faibles pertes depuis l’accès de sortie jusqu’à l’accès d’entrée. L’accès de sortie étant indirectement couplé à l’antenne passive accordable, le spécialiste voit que l’appareil pour communication radio permet, à la fréquence donnée, un transfert de puissance depuis l’accès d’entrée jusqu’à un champ électromagnétique rayonné par l’antenne passive accordable. Ainsi, l’appareil pour communication radio est tel que, si une puissance est reçue par l’accès d’entrée à la fréquence donnée, une partie de ladite puissance reçue par l’accès d’entrée est transférée à un champ électromagnétique rayonné par l’antenne passive accordable à la fréquence donnée, si bien qu’une puissance du champ électromagnétique rayonné par l’antenne passive accordable à la fréquence donnée est égale à ladite partie de ladite puissance reçue par l’accès d’entrée. L’appareil pour communication radio permet, à ladite fréquence donnée, un transfert de puissance depuis un champ électromagnétique incident sur l’antenne passive accordable jusqu’à l’accès d’entrée. De plus, l’unité d’accord à accès d’entrée unique et accès de sortie unique (4) et l’antenne passive accordable (1) sont telles que, à ladite fréquence donnée, pour des valeurs convenables des un ou plusieurs signaux de contrôle d’accord et des un ou plusieurs signaux de contrôle d’antenne, un transfert de puissance à faibles pertes depuis l’accès d’entrée jusqu’à un champ électromagnétique rayonné par l’antenne passive accordable peut être obtenu (pour l’émission radio), et un transfert de puissance à faibles pertes depuis un champ électromagnétique incident sur l’antenne passive accordable jusqu’à l’accès d’entrée peut être obtenu (pour la réception radio). Ainsi, il est possible de dire que l’appareil pour communication radio permet, à ladite fréquence donnée, pour des valeurs convenables des un ou plusieurs signaux de contrôle d’accord et des un ou plusieurs signaux de contrôle d’antenne, un transfert de puissance à faibles pertes depuis l’accès d’entrée jusqu’à un champ électromagnétique rayonné par l’antenne passive accordable, et un transfert de puissance à faibles pertes depuis un champ électromagnétique incident sur l’antenne passive accordable jusqu’à l’accès d’entrée.
Les valeurs convenables des un ou plusieurs signaux de contrôle d’accord et des un ou plusieurs signaux de contrôle d’antenne sont procurées automatiquement. Ainsi, le spécialiste comprend que toute petite variation de l’impédance vue par l’accès de sortie peut être au moins partiellement compensée par un nouveau réglage automatique de l’antenne passive accordable et des un ou plusieurs dispositifs à impédance réglable de l’unité d’accord. L’appareil pour communication radio est un émetteur-récepteur radio portable, si bien que l’unité d’émission et de traitement du signal (8) effectue aussi des fonctions qui n’ont pas été mentionnées plus haut, et qui sont bien connues des spécialistes. Par exemple, l’appareil pour communication radio peut être un équipement utilisateur (en anglais: “user equipment” ou “UE”) d’un réseau radio LTE-advanced.
Le spécialiste comprend que ZSant dépend de la fréquence et des caractéristiques électromagnétiques du volume entourant l’antenne passive accordable. En particulier, le corps de l’utilisateur a un effet sur ZSant, et ZSant dépend de la position du corps de l’utilisateur. Ceci est appelé “interaction utilisateur” (en anglais: “user interaction”), ou “effet de main” (en anglais: “hand effect”) ou “effet de doigt” (en anglais: “finger effect”). Le spécialiste comprend que l’appareil pour communication radio peut compenser automatiquement une variation de ZSant causée par une variation d’une fréquence d’opération, et/ou compenser automatiquement l’interaction utilisateur.
De façon à répondre à des variations des caractéristiques électromagnétiques du volume entourant l’antenne passive accordable et/ou de la fréquence d’opération, une nouvelle séquence de réglage débute rapidement après chaque changement de la fréquence d’opération, et pas plus tard que 10 millisecondes après le début de la séquence de réglage précédente.
Deuxième mode de réalisation.
Le deuxième mode de réalisation d’un dispositif selon l’invention, donné à titre d’exemple non limitatif, correspond également à l’appareil pour communication radio représenté sur la figure 3, et toutes les explications fournies pour le premier mode de réalisation sont applicables à ce deuxième mode de réalisation.
Dans ce deuxième mode de réalisation, l’excitation comporte un signal sinusoïdal dont la fréquence est la fréquence porteuse de l’excitation. Comme expliqué plus haut, la fréquence porteuse de l’excitation peut prendre n’importe quelle valeur dans l’ensemble de valeurs possibles de la fréquence porteuse de l’excitation. L’excitation n’étant pas modulée en amplitude, l’excitation seule ne cause pas de variation du module d’une tension complexe aux bornes de l’accès de sortie, du module d’un courant complexe sortant de l’accès de sortie, du module d’une tension incidente complexe à l’accès de sortie, d’une puissance moyenne délivrée par l’accès de sortie, etc. Le spécialiste comprend que, par conséquent : la variable de performance peut par exemple être sensiblement la sortie d’un détecteur de crête passif fournissant une tension positive qui est une fonction croissante du module de la tension complexe aux bornes de l’accès de sortie, maximiser cette variable de performance maximisant une puissance moyenne délivrée par l’accès de sortie ; la variable de performance peut par exemple être sensiblement le produit d’une constante positive et d’une moyenne du carré du courant instantané sortant de l’accès de sortie, estimée en utilisant le signal de sortie d’unité de détection, maximiser cette variable de performance maximisant une puissance moyenne délivrée par l’accès de sortie ; la variable de performance peut par exemple être sensiblement le produit d’une constante négative et d’une moyenne de la valeur absolue de la tension instantanée aux bornes de l’accès de sortie, minimiser cette variable de performance maximisant une puissance moyenne délivrée par l’accès de sortie ; la variable de performance peut par exemple être sensiblement le produit d’une constante positive et de la sortie d’un filtre passe-bas recevant à son entrée le carré d’une tension incidente instantanée à l’accès de sortie, maximiser cette variable de performance maximisant une puissance moyenne délivrée par l’accès de sortie.
Le spécialiste note qu’une variable de performance possible est sensiblement l’image, par une fonction, d’un module de l’enveloppe complexe d’une variable électrique captée à l’accès de sortie, la fonction étant dérivable et strictement monotone sur l’ensemble des nombres réels positifs ou nuis. Le spécialiste note aussi que, si ledit accès de l’unité d’émission et de traitement du signal auquel est connecté l’accès d’entrée se comporte comme un accès d’unbipôle linéaire actif, alors maximiser une puissance moyenne délivrée par l’accès de sortie est équivalent à maximiser un gain composite en puissance de l’unité d’accord à accès d’entrée unique et accès de sortie unique.
Dans ce deuxième mode de réalisation, q = 2 et les q quantités réelles dépendantes d’une impédance vue par l’accès de sortie déterminent complètement l’impédance vue par l’accès de sortie à la fréquence porteuse de l’excitation. Par exemple, dans le cas où les deux signaux de sortie d’unité de détection sont respectivement proportionnels à une tension aux bornes de l’accès de sortie et à un courant sortant de l’accès de sortie, et dans le cas où les deux signaux de sortie d’unité de détection sont respectivement proportionnels à une tension incidente à l’accès de sortie et à une tension réfléchie à l’accès de sortie, le spécialiste comprend comment l’unité d’émission et de traitement du signal peut traiter les signaux de sortie d’unité de détection causés par l’excitation, pour obtenir des quantités réelles dépendantes d’une impédance vue par l’accès de sortie qui déterminent complètement l’impédance vue par l’accès de sortie. L’unité d’émission et de traitement du signal peut par exemple effectuer une “in-phase/quadrature (I/Q) démodulation” (réception homodyne) de ces signaux de sortie d’unité de détection, pour obtenir quatre signaux analogiques. Ces signaux analogiques peuvent alors être convertis en signaux numériques et être ensuite traités dans le domaine numérique, pour estimer la partie réelle de ZSant et la partie imaginaire de ZSant. Ainsi, les dites q quantités réelles dépendantes d’une impédance vue par l’accès de sortie peuvent consister en un nombre réel proportionnel à la partie réelle de ZSant et en un nombre réel proportionnel à la partie imaginaire de ZSant . Alternativement, les dites q quantités réelles dépendantes d’une impédance vue par l’accès de sortie peuvent consister en un nombre réel proportionnel au module de ZSant et en un nombre réel proportionnel à l’argument de ZSant.
Chacune des instructions de réglage d’unité d’accord n’a aucune influence sur la fréquence porteuse de l’excitation, et sur l’impédance vue par l’accès de sortie à la fréquence porteuse de l’excitation. Chacune des une ou plusieurs instructions de réglage d’unité d’accord initiales est déterminée en fonction d’une ou plusieurs des dites q quantités réelles dépendantes d’une impédance vue par l’accès de sortie, et en fonction d’une ou plusieurs quantités dépendantes de la fréquence porteuse de l’excitation. De plus, chacune des une ou plusieurs instructions de réglage d’unité d’accord initiales est déterminée seulement en fonction d’une ou plusieurs des dites q quantités réelles dépendantes d’une impédance vue par l’accès de sortie, et d’une ou plusieurs quantités dépendantes de la fréquence porteuse de l’excitation. Ainsi, il est clair que l’appareil pour communication radio est tel qu’une commande en boucle ouverte est utilisée pour déterminer chacune des une ou plusieurs instructions de réglage d’unité d’accord initiales.
Dans ce deuxième mode de réalisation, l’unité de contrôle est telle que, pour chacun des un ou plusieurs signaux de contrôle d’accord, les dites une ou plusieurs valeurs du dit chacun des un ou plusieurs signaux de contrôle d’accord comportent une valeur initiale déterminée en fonction des une ou plusieurs instructions de réglage d’unité d’accord initiales, et seulement en fonction des une ou plusieurs instructions de réglage d’unité d’accord initiales. Ainsi, il est clair que l’appareil pour communication radio est tel que, pour chacun des un ou plusieurs signaux de contrôle d’accord, la valeur initiale du dit chacun des un ou plusieurs signaux de contrôle d’accord est générée en fonction d’une ou plusieurs des dites q quantités réelles dépendantes d’une impédance vue par l’accès de sortie, et en fonction d’une ou plusieurs quantités dépendantes de la fréquence porteuse de l’excitation, une commande en boucle ouverte étant utilisée pour générer la valeur initiale du dit chacun des un ou plusieurs signaux de contrôle d’accord.
Par conséquent, pour générer les un ou plusieurs signaux de contrôle d’accord, le deuxième mode de réalisation combine une structure de commande en boucle ouverte et une structure de commande en boucle fermée, utilisant des variables électriques captées à l’accès de sortie. Plus précisément, le procédé utilisé pour délivrer les un ou plusieurs signaux de contrôle d’accord comporte : - une étape de générer, pour chacun des un ou plusieurs signaux de contrôle d’accord, une valeur initiale du dit chacun des un ou plusieurs signaux de contrôle d’accord, en fonction des une ou plusieurs instructions de réglage d’unité d’accord initiales, cette étape utilisant une structure de commande en boucle ouverte, dans laquelle une ou plusieurs des dites q quantités réelles dépendantes d’une impédance vue par l’accès de sortie et les dites une ou plusieurs quantités dépendantes de la fréquence porteuse de l’excitation sont utilisées pour obtenir les une ou plusieurs valeurs initiales des un ou plusieurs signaux de contrôle d’accord, les une ou plusieurs valeurs initiales des un ou plusieurs signaux de contrôle d’accord n’ayant aucune influence sur la fréquence porteuse de l’excitation ; - une étape de générer, pour un ou plusieurs des un ou plusieurs signaux de contrôle d’accord, au moins une valeur ultérieure de chacun des dits un ou plusieurs des un ou plusieurs signaux de contrôle d’accord, en fonction des une ou plusieurs instructions de réglage d’unité d’accord ultérieures, cette étape utilisant un algorithme de régulation par recherche d’extremum, qui utilise une structure de commande en boucle fermée.
Le spécialiste comprend que les caractéristiques de la structure de commande en boucle ouverte et de la structure de commande en boucle fermée interagissent pour procurer la précision et la vitesse du réglage automatique de l’unité d’accord à accès d’entrée unique et accès de sortie unique, et pour éviter que l’algorithme par recherche d’extremum converge vers un extremum local qui n’est pas l’extremum global recherché. Cependant, dans une mesure limitée, il est possible de considérer que, selon le deuxième mode de réalisation, la haute précision du réglage automatique de l’unité d’accord à accès d’entrée unique et accès de sortie unique est principalement obtenue avec ladite étape de générer, pour un ou plusieurs des un ou plusieurs signaux de contrôle d’accord, au moins une valeur ultérieure de chacun des dits un ou plusieurs des un ou plusieurs signaux de contrôle d’accord (structure de commande en boucle fermée), et que la grande vitesse de ce réglage automatique est principalement une conséquence de l’utilisation de ladite étape de générer, pour chacun des un ou plusieurs signaux de contrôle d’accord, une valeur initiale du dit chacun des un ou plusieurs signaux de contrôle d’accord (structure de commande en boucle ouverte). En particulier, un réglage plus rapide de l’unité d’accord à accès d’entrée unique et accès de sortie unique peut typiquement être obtenu si les valeurs initiales des un ou plusieurs signaux de contrôle d’accord sont plus proches des valeurs correspondant à l’extremum recherché (maximum ou minimum) de la variable de performance.
Le spécialiste voit une différence fondamentale entre la méthode de l’état de l’art antérieur mise en oeuvre dans le système d’antenne automatique montré sur la figure 2, d’une part, et le deuxième mode de réalisation, d’autre part. Dans ladite méthode de l’état de l’art antérieur, des quantités réelles dépendantes de l’impédance présentée par l’accès utilisateur sont utilisées pour accorder automatiquement l’impédance présentée par l’accès utilisateur. Ceci signifie que ladite méthode de l’état de l’art antérieur utilise une structure de commande en boucle fermée (asservissement), dans laquelle les quantités réelles dépendantes de l’impédance présentée par l’accès utilisateur sont utilisées pour obtenir des signaux de contrôle, qui déterminent la réactance de chacun des un ou plusieurs dispositifs à impédance réglable de l’unité d’accord, et qui par conséquent déterminent l’impédance présentée par l’accès utilisateur. Au contraire, pour délivrer les un ou plusieurs signaux de contrôle d’accord, le deuxième mode de réalisation combine une structure de commande en boucle ouverte et une structure de commande en boucle fermée, la structure de commande en boucle fermée employant un algorithme de régulation par recherche d’extremum qui cherche à maximiser ou à minimiser une variable de performance estimée en fonction d’un ou plusieurs signaux de sortie d’unité de détection principalement déterminés par des variables électriques captées à l’accès de sortie.
Troisième mode de réalisation.
Le troisième mode de réalisation d’un dispositif selon l’invention, donné à titre d’exemple non limitatif, correspond également à l’appareil pour communication radio représenté sur la figure 3, et toutes les explications fournies pour le premier mode de réalisation sont applicables à ce troisième mode de réalisation.
Un signal passe-bande (en anglais : “bandpass signal”) est parfois incorrectement appelé “signal bande passante” (de l’anglais “passband signal”) ou “signal bande étroite” (en anglais : “narrow-band signal”). Un signal passe-bande est n’importe quel signal réel s(t), où t désigne le temps, tel que le spectre de s(f) est inclus dans un intervalle de fréquence \fc - W/2,fc + W/2], où fc est une fréquence appelée la “fréquence porteuse” et où W est une fréquence appelée “largeur de bande”, qui satisfait W< 2fc. Ainsi, la transformée de Fourier de s(f), notée 5(/), est non négligeable seulement à l’intérieur des intervalles de fréquence [-/c - W/2, -fc + W/2] et \fc - W/2,fc + W/2], L’enveloppe complexe du signal réel s(t), appelée en anglais “complex envelope” ou “complex baseband équivalent” ou encore “baseband-equivalent signal”, est un signal complexe sB(t) dont la transformée de Fourier SB (/) est non négligeable seulement dans l’intervalle de fréquence [- W/2, W/2] et satisfait SB(f) = k S(fc + /) dans cet intervalle, où k est une constante réelle qui est choisie égale à la racine carrée de 2 par certains auteurs. L’intervalle de fréquence \fc - W/2,fc + W/2] est une bande passante du signal passe-bande. Selon les définitions, il est clair que, pour un signal passe-bande donné, plusieurs choix de fréquence porteuse fc et de largeur de bande W sont possibles, si bien que la bande passante du signal passe-bande n’est pas définie de façon unique. Cependant, toute bande passante du signal passe-bande doit contenir toute fréquence à laquelle le spectre de s(t) n’est pas négligeable. L’enveloppe complexe du signal réel s(t) dépend clairement du choix d’une fréquence porteuse fc. Cependant, pour une fréquence porteuse donnée, l’enveloppe complexe du signal réel s(f) est définie de façon unique, pour un choix donné de la constante réelle k. L’excitation est produite par l’unité d’émission et de traitement du signal, à partir d’un signal modulant L’excitation est un signal passe-bande s(t), de fréquence porteusefc, dont l’enveloppe complexe est, pour toute valeur fixée de Ζυ, sensiblement proportionnelle au signal modulant. Le spécialiste sait qu’une telle excitation peut par exemple être obtenue : - comme résultat de la modulation en phase et/ou en amplitude d’une unique porteuse à la fréquence fc ; - comme une combinaison linéaire d’un premier signal et d’un second signal, le premier signal étant le produit de la partie réelle du signal modulant et d’une première porteuse sinusoïdale de fréquence fc, le second signal étant le produit de la partie imaginaire du signal modulant et d’une seconde porteuse sinusoïdale de fréquence fc, la seconde porteuse sinusoïdale étant déphasée de 90° par rapport à la première porteuse sinusoïdale ; - d’autres façons, par exemple sans utiliser aucune porteuse, par exemple en utilisant directement une sortie filtrée d’un convertisseur numérique-analogique. L’excitation étant un signal passe-bande, il est possible de montrer que, si la largeur de bande de l’excitation est suffisamment étroite, alors toute tension ou tout courant mesuré à l’accès de sortie et causé par l’excitation est un signal passe-bande dont une enveloppe complexe est proportionnelle à l’enveloppe complexe de l’excitation, le coefficient de proportionnalité étant complexe et indépendant du temps. Ainsi nous pouvons considérer que l’excitation cause, à l’accès de sortie : un courant sortant de l’accès de sortie, d’enveloppe complexe iTP(t) ; et une tension aux bornes de l’accès de sortie, d’enveloppe complexe vTP(t). Si la largeur de bande de l’enveloppe complexe de l’excitation est suffisamment étroite, nous avons
(1) où ZSant est l’impédance vue par l’accès de sortie, à la fréquence porteuse.
Les q quantités réelles dépendantes d’une impédance vue par l’accès de sortie déterminent complètement l’impédance vue par l’accès de sortie. Supposons que les deux signaux de sortie d’unité de détection sont respectivement proportionnels à une tension aux bornes de l’accès de sortie et à un courant sortant de l’accès de sortie, comme expliqué plus haut. Le spécialiste comprend comment l’unité d’émission et de traitement du signal peut traiter les signaux de sortie d’unité de détection causés par l’excitation et obtenus pendant que l’excitation est appliquée, pour obtenir des quantités réelles dépendantes d’une impédance vue par l’accès de sortie qui déterminent complètement l’impédance vue par l’accès de sortie. Selon un premier exemple, l’unité d’émission et de traitement du signal peut effectuer une conversion de fréquence des signaux de sortie d’unité de détection, suivie par une “in-phase/quadrature (LQ) démodulation” (réception hétérodyne), pour obtenir quatre signaux analogiques, respectivement proportionnels à la partie réelle de vTP(f), à la partie imaginaire de vTP(f), à la partie réelle de iTP(t), et à la partie imaginaire de iTP (ï). Ces signaux analogiques peuvent alors être convertis en signaux numériques et être ensuite traités dans le domaine numérique, en s’appuyant sur l’équation (1), pour estimer le module de l’admittance vue par l’accès de sortie, et la phase de l’admittance vue par l’accès de sortie. Selon un deuxième exemple, l’unité d’émission et de traitement du signal peut effectuer une conversion de fréquence vers le bas (en anglais: “down-conversion”) de tous les signaux de sortie d’unité de détection, suivie par une conversion en signaux numériques utilisant le procédé appelé en anglais “bandpass sampling”, et par une démodulation appelée en anglais “digital quadrature démodulation”, pour obtenir quatre signaux numériques : les échantillons de la partie réelle de vTP (ï) ; les échantillons de la partie imaginaire de vTP (f) ; les échantillons de la partie réelle de iTP(t) ; et les échantillons de la partie imaginaire de iTP(t). Ces
signaux numériques peuvent alors être traités plus avant, en se basant sur l’équation (1), pour estimer le module de l’admittance vue par l’accès de sortie, et la phase de l’admittance vue par l’accès de sortie.
Si le module du signal modulant ne varie pas en fonction du temps, l’excitation n’est pas modulée en amplitude et l’excitation seule ne cause pas de variation, en fonction du temps, du module d’une tension complexe aux bornes de l’accès de sortie, du module d’un courant complexe sortant de l’accès de sortie, du module d’une tension incidente complexe à l’accès de sortie, d’une puissance moyenne délivrée par l’accès de sortie, etc. Le spécialiste comprend que, dans ce cas, chacune des variables de performances mentionnées à titre d’exemples dans le deuxième mode de réalisation peut, par exemple, être utilisée dans ce troisième mode de réalisation.
Si le module du signal modulant varie en fonction du temps, l’excitation est modulée en amplitude et l’excitation seule cause des variations, en fonction du temps, du module d’une tension complexe aux bornes de l’accès de sortie, du module d’un courant complexe sortant de l’accès de sortie, du module d’une tension incidente complexe à l’accès de sortie, d’une puissance moyenne délivrée par l’accès de sortie, etc. Dans ce cas, aucune des variables de performances mentionnées à titre d’exemples dans le deuxième mode de réalisation n’est appropriée. Cependant, le spécialiste comprend que l’excitation ne cause pas de variation, en fonction du temps, d’une variable de performance qui est inversement proportionnelle à une fonction convenable du module du signal modulant. Ainsi, le spécialiste comprend que, dans le cas où le module du signal modulant varie en fonction du temps mais ne s’annule jamais (et aussi dans le cas où le module du signal modulant ne varie pas en fonction du temps) : la variable de performance peut par exemple (exemple A) être sensiblement le produit d’une constante positive, d’une moyenne du carré du courant instantané sortant de l’accès de sortie, et de l’inverse du carré du module du signal modulant, maximiser cette variable de performance maximisant une puissance moyenne délivrée par l’accès de sortie ; la variable de performance peut par exemple (exemple B) être sensiblement le produit d’une constante négative, d’une moyenne de la valeur absolue de la tension instantanée aux bornes de l’accès de sortie, et de l’inverse du module du signal modulant, minimiser cette variable de performance maximisant une puissance moyenne délivrée par l’accès de sortie ; la variable de performance peut par exemple (exemple C) être sensiblement le produit d’une constante positive, de la sortie d’un premier filtre passe-bas recevant à son entrée le carré d’une tension incidente instantanée aux bornes de l’accès de sortie, et de l’inverse de la sortie d’un deuxième filtre passe-bas recevant à son entrée le carré du module du signal modulant.
Le spécialiste comprend qu’il est par exemple possible, dans le cas de l’exemple A, d’obtenir facilement un signal analogique sensiblement égal au produit d’une constante positive et d’une moyenne du carré du courant instantané sortant de l’accès de sortie, de convertir ce signal analogique en un signal numérique, et d’obtenir que l’unité d’émission et de traitement du signal calcule un rapport entre ce signal numérique et le carré du module du signal modulant, pour obtenir la variable de performance. Le spécialiste comprend qu’il est par exemple possible, dans le cas de l’exemple B, d’obtenir facilement un signal analogique sensiblement égal au produit d’une constante négative et d’une moyenne de la valeur absolue de la tension instantanée aux bornes de l’accès de sortie, de convertir ce signal analogique en un signal numérique, et d’obtenir que l’unité d’émission et de traitement du signal calcule un rapport entre ce signal numérique et le module du signal modulant, pour obtenir la variable de performance. Le spécialiste comprend qu’il est par exemple possible, dans le cas de l’exemple C, d’obtenir facilement un signal analogique sensiblement égal au produit d’une constante positive et de la sortie d’un filtre passe-bas analogique recevant à son entrée le carré d’une tension incidente instantanée aux bornes de l’accès de sortie, de convertir ce signal analogique en un signal numérique, et d’obtenir que l’unité d’émission et de traitement du signal calcule un rapport entre ce signal numérique et la sortie d’un filtre passe-bas numérique recevant à son entrée le carré du module du signal modulant, pour obtenir la variable de performance.
Une variable de performance qui peut être utilisée dans le cas où le module du signal modulant varie en fonction du temps (et aussi dans le cas où le module du signal modulant ne varie pas en fonction du temps) peut être telle que, si le module du signal modulant n’est pas sensiblement nul, alors la variable de performance est sensiblement égale au rapport entre l’image, par une fonction, d’un module d’une enveloppe complexe d’une variable électrique captée à l’accès de sortie, et l’image, par la fonction, d’un module du signal modulant, la fonction étant dérivable et strictement monotone sur l’ensemble des nombres réels positifs. Ladite variable électrique captée à l’accès de sortie peut par exemple être une tension aux bornes de l’accès de sortie, ou un courant sortant de l’accès de sortie, ou une tension incidente à l’accès de sortie, etc. Notons /ladite fonction. Le spécialiste comprend que nous pouvons supposer que ledit module d’une enveloppe complexe d’une variable électrique captée à l’accès de sortie est, pour des valeurs données des signaux de contrôle d’accord et une valeur donnée de ZSant, sensiblement le produit d’une constante réelle A et du module du signal modulant. Le spécialiste comprend que, pour obtenir que des variations du module du signal modulant n’ aient pas d’effet sur la variable de performance, il est nécessaire et suffisant que, pour tout A positif, le rapport /(A | sM(t)\)/f ( | sM(t)l) soit indépendant de | sM(Z)|. La fonction/doit donc être telle que, pour tout nombre positif λ et tout nombre positif x, nous ayons
(2) si bien que (3)
En utilisant une dérivation partielle de l’équation (3) par rapport à la variable x puis une dérivation partielle de l’équation (3) par rapport à la variable λ, et en écrivant ensuite 2=1, nous obtenons l’équation différentielle
(4) dans laquelle f ' est la dérivée de f . L’équation différentielle (4) n’est pas une équation différentielle linéaire. Les solutions de l’équation différentielle (4) sont les fonctions données par
(5) où k et K sont des constantes réelles, K étant non nulle. Inversement, nous voyons que toutes les fonctions données par l’équation (5) satisfont l’équation (2), et sont strictement monotones pour k non nulle. Ainsi, nous avons montré que la fonction f est telle que l’image d’une variable positive par la fonction f est égale au produit d’une constante réelle non nulle et de la variable élevée à une puissance réelle non nulle et constante. Il est possible de considérer que ledit exemple A correspond à k = 2 et K > 0, et que ledit exemple B correspond à k = 1 et K < 0.
Plus généralement, nous voyons que, si l’excitation est produite par l’unité d’émission et de traitement du signal à partir d’un signal modulant, la variable de performance peut être estimée en fonction d’un ou plusieurs des un ou plusieurs signaux de sortie d’unité de détection et en fonction du signal modulant. En particulier, la variable de performance peut être telle que, si le module du signal modulant n’est pas sensiblement nul, alors la variable de performance est inversement proportionnelle à l’image d’un module du signal modulant par une fonction dérivable et strictement monotone sur l’ensemble des nombres réels positifs. Cette caractéristique est avantageuse parce que, comme montré ci-dessus, elle peut être telle que des variations du module du signal modulant n’ont pas d’effet sur la variable de performance.
Quatrième mode de réalisation.
Le quatrième mode de réalisation d’un dispositif selon l’invention, donné à titre d’exemple non limitatif, correspond également à l’appareil pour communication radio représenté sur la figure 3, et toutes les explications fournies pour le premier mode de réalisation sont applicables à ce quatrième mode de réalisation. Un algorigramme d’une des une ou plusieurs séquences de réglage utilisées dans ce quatrième mode de réalisation est représenté sur la figure 4. Avant le début de ladite une des une ou plusieurs séquences de réglage, une “fréquence sélectionnée” a été choisie par l’unité d’émission et de traitement du signal dans l’ensemble de valeurs possibles de la fréquence porteuse de l’excitation. En plus du symbole de début (81) et du symbole de fin (86), ledit algorigramme comporte :
un traitement “délivrer des signaux de contrôle d’antenne à l’antenne passive accordable” (82), dans lequel l’unité d’émission et de traitement du signal délivre une ou plusieurs des une ou plusieurs instructions de réglage d’antenne, et dans lequel l’unité de contrôle délivre les dits un ou plusieurs signaux de contrôle d’antenne à l’antenne passive accordable, chacune des dites une ou plusieurs des une ou plusieurs instructions de réglage d’antenne étant déterminée en fonction de la fréquence sélectionnée ; un traitement “commencer à appliquer l’excitation” (83), dans lequel l’unité d’émission et de traitement du signal commence à appliquer l’excitation à l’accès d’entrée, si bien que l’unité de détection devient capable de délivrer les signaux de sortie d’unité de détection déterminés chacun par une variable électrique captée à l’accès de sortie pendant qu’une excitation est appliquée à l’accès d’entrée, ladite excitation ayant une fréquence porteuse qui est égale à la fréquence sélectionnée ; un traitement “délivrer des signaux de contrôle d’accord à l’unité d’accord” (84), dans lequel l’unité d’émission et de traitement du signal délivre une ou plusieurs des instructions de réglage d’unité d’accord, et dans lequel l’unité de contrôle délivre les dits un ou plusieurs signaux de contrôle d’accord à l’unité d’accord à accès d’entrée unique et accès de sortie unique ; et un traitement “arrêter d’appliquer l’excitation” (85), dans lequel l’unité d’émission et de traitement du signal cesse d’appliquer l’excitation à l’accès d’entrée.
La fréquence sélectionnée peut prendre n’importe quelle valeur dans l’ensemble de valeurs possibles de la fréquence porteuse de l’excitation. Chacun des un ou plusieurs signaux de contrôle d’antenne n’a aucune influence sur la fréquence sélectionnée. Chacune des une ou plusieurs instructions de réglage d’antenne n’a aucune influence sur la fréquence sélectionnée. Chacune des dites une ou plusieurs des une ou plusieurs instructions de réglage d’antenne étant déterminée en fonction de la fréquence sélectionnée, et seulement en fonction de la fréquence sélectionnée, il est clair qu’une commande en boucle ouverte est utilisée pour obtenir chacune des une ou plusieurs instructions de réglage d’antenne, et qu’une commande en boucle ouverte est utilisée pour obtenir chacun des un ou plusieurs signaux de contrôle d’antenne.
Dans ce quatrième mode de réalisation, les une ou plusieurs instructions de réglage d’antenne et les un ou plusieurs signaux de contrôle d’antenne sont tels que : à la fin du traitement “délivrer des signaux de contrôle d’antenne à l’antenne passive accordable” (82), l’impédance vue par l’accès de sortie est voisine d’une impédance spécifiée, qui peut dépendre de la fréquence ; chaque dit au moins un paramètre de chaque dit au moins un dispositif de contrôle d’antenne de l’antenne passive accordable a une valeur qui ne change pas depuis la fin du traitement “délivrer des signaux de contrôle d’antenne à l’antenne passive accordable” (82) jusqu’à la fin de ladite une des une ou plusieurs séquences de réglage.
Pour obtenir que, à la fin du traitement “délivrer des signaux de contrôle d’antenne à l’antenne passive accordable” (82), l’impédance vue par l’accès de sortie soit voisine de l’impédance spécifiée, l’unité d’émission et de traitement du signal utilise un algorithme pour déterminer et délivrer les une ou plusieurs instructions de réglage d’antenne. L’algorithme est basé sur la fréquence sélectionnée et sur certaines propriétés de l’antenne passive accordable. Par exemple, l’algorithme peut être basé sur une formule permettant d’estimer l’impédance vue par l’accès de sortie ZSant dans une configuration d’utilisation supposée, en fonction de la fréquence sélectionnée et de chaque dit au moins un paramètre de chaque dit au moins un dispositif de contrôle d’antenne de l’antenne passive accordable, la formule pouvant être utilisée pour calculer, pour la configuration d’utilisation supposée, une valeur optimale de chaque dit au moins un paramètre de chaque dit au moins un dispositif de contrôle d’antenne de l’antenne passive accordable, à la fréquence sélectionnée. Par exemple l’algorithme peut être basé sur une ou plusieurs formules permettant d’estimer, dans une configuration d’utilisation supposée, une valeur optimale de chaque dit au moins un paramètre de chaque dit au moins un dispositif de contrôle d’antenne de l’antenne passive accordable, en fonction de la fréquence sélectionnée. Le spécialiste sait comment écrire un tel algorithme, et il comprend qu’un tel algorithme ne peut pas prendre en compte les variations de ZSant causées par des variations des caractéristiques électromagnétiques du volume entourant l’antenne passive accordable. De plus, comme dit plus haut dans la section sur l’état de la technique antérieure, une antenne passive accordable ne procure souvent qu’une médiocre faculté d’accord. Par conséquent, à la fin du traitement “délivrer des signaux de contrôle d’antenne à l’antenne passive accordable” (82), l’impédance vue par l’accès de sortie n’est typiquement que très grossièrement voisine de l’impédance spécifiée.
Nous avons représenté sur la figure 5 l’unité d’accord à accès d’entrée unique et accès de sortie unique (4) utilisée dans ce quatrième mode de réalisation. Cette unité d’accord à accès d’entrée unique et accès de sortie unique comporte : un accès de sortie (401) ayant deux bornes (4011) (4012), l’accès de sortie étant asymétrique ; un accès d’entrée (402) ayant deux bornes (4021) (4022), l’accès d’entrée étant asymétrique ; un des un ou plusieurs dispositifs à impédance réglable de l’unité d’accord (403), présentant une réactance négative et connecté en série avec une borne de l’accès de sortie ; un des un ou plusieurs dispositifs à impédance réglable de l’unité d’accord (404), présentant une réactance négative et connecté en série avec une borne de l’accès d’entrée ; et un enroulement (405) ayant une borne couplée à la masse et une borne couplée à une borne de chacun des un ou plusieurs dispositifs à impédance réglable de l’unité d’accord (403) (404).
Tous les un ou plusieurs dispositifs à impédance réglable de l’unité d’accord (403) (404) sont réglables par moyen électrique, mais les circuits et les liaisons de contrôle nécessaires pour déterminer la réactance de chacun des un ou plusieurs dispositifs à impédance réglable de l’unité d’accord ne sont pas montrés sur la figure 5.
Le spécialiste comprend que l’unité d’accord à accès d’entrée unique et accès de sortie unique est telle que, si l’impédance vue par l’accès de sortie est égale à une impédance donnée, alors la réactance de n’importe lequel des un ou plusieurs dispositifs à impédance réglable de l’unité d’accord a une influence sur une impédance présentée par l’accès d’entrée. De plus, l’unité d’accord à accès d’entrée unique et accès de sortie unique a une faculté d’accord complète (en anglais, “a full tuning capability”), dont la définition est donnée dans la section III de l’article de F. Broydé et E. Clavelier intitulé “Some Properties of Multiple-Antenna-Port and Multiple-User-Port Antenna Tuners”, publié dans IEEE Trans. on Circuits and Systems — I: Regular Papers, Vol. 62, No. 2, pages 423-432, en février 2015. Ainsi, le spécialiste comprend que toute petite variation de l’impédance vue par l’accès de sortie peut être totalement compensée par un nouveau réglage automatique des un ou plusieurs dispositifs à impédance réglable de l’unité d’accord ; et que l’unité d’accord à accès d’entrée unique et accès de sortie unique peut être telle qu’elle procure, à ladite fréquence donnée, pour des valeurs convenables des un ou plusieurs signaux de contrôle d’accord, un transfert de puissance à faibles pertes depuis l’accès d’entrée jusqu’à l’accès de sortie, et un transfert de puissance à faibles pertes depuis l’accès de sortie jusqu’à l’accès d’entrée.
Dans ce quatrième mode de réalisation, nous utilisons p = 2 dispositifs à impédance réglable de l’unité d’accord. Ainsi, il est possible que p soit supérieur ou égal à 2. Comme expliqué dans ledit article intitulé “Some Properties of Multiple-Antenna-Port and Multiple-User-Port Antenna Tuners”, ceci est nécessaire pour obtenir une faculté d’accord complète.
Un algorigramme du traitement “délivrer des signaux de contrôle d’accord à l’unité d’accord” (84) est représenté sur la figure 6. En plus du symbole de début (841) et du symbole de fin (844), ledit algorigramme comporte : un traitement “générer des valeurs initiales des signaux de contrôle d’accord” (842), dans lequel l’unité d’émission et de traitement du signal délivre une instruction de réglage d’unité d’accord initiale, et dans lequel, pour chacun des un ou plusieurs signaux de contrôle d’accord, l’unité de contrôle génère une valeur du dit chacun des un ou plusieurs signaux de contrôle d’accord, ladite valeur étant appelée valeur initiale, ladite valeur initiale étant déterminée en fonction de l’instruction de réglage d’unité d’accord initiale, et seulement en fonction de l’instruction de réglage d’unité d’accord initiale ; un traitement “générer des valeurs ultérieures des signaux de contrôle d’accord” (843), dans lequel l’unité d’émission et de traitement du signal délivre des instructions de réglage d’unité d’accord ultérieures, et dans lequel, pour chacun des un ou plusieurs signaux de contrôle d’accord et pour chacune des instructions de réglage d’unité d’accord ultérieures, l’unité de contrôle génère une valeur du dit chacun des un ou plusieurs signaux de contrôle d’accord, ladite valeur étant appelée valeur ultérieure, ladite valeur ultérieure étant déterminée en fonction de ladite chacune des instructions de réglage d’unité d’accord ultérieures, et seulement en fonction de ladite chacune des instructions de réglage d’unité d’accord ultérieures.
Le traitement “générer des valeurs initiales des signaux de contrôle d’accord” (842) a une structure de commande en boucle ouverte, dans laquelle au moins deux des dites q quantités réelles dépendantes d’une impédance vue par l’accès de sortie, et une quantité dépendante de la fréquence porteuse de l’excitation, sont utilisées pour obtenir, pour chacun des un ou plusieurs signaux de contrôle d’accord, une valeur initiale. Dans ce traitement, les au moins deux des dites q quantités réelles dépendantes d’une impédance vue par l’accès de sortie déterminent complètement l’impédance vue par l’accès de sortie, à la fréquence porteuse de l’excitation, après la fin du traitement “délivrer des signaux de contrôle d’antenne à l’antenne passive accordable” (82). Dans ce traitement, la quantité dépendante de la fréquence porteuse de l’excitation est la fréquence sélectionnée (qui, comme dit plus haut, est égale à la fréquence porteuse de l’excitation).
Selon un premier exemple du traitement “générer des valeurs initiales des signaux de contrôle d’accord” (842), ladite instruction de réglage d’unité d’accord initiale est déterminée en se basant sur un modèle de l’unité d’accord à accès d’entrée unique et accès de sortie unique, ce modèle prenant en compte les influences de la fréquence porteuse de l’excitation, des au moins deux des dites q quantités réelles dépendantes d’une impédance vue par l’accès de sortie, et d’une instruction de réglage d’unité d’accord initiale, sur un gain composite en puissance de l’unité d’accord à accès d’entrée unique et accès de sortie unique. Le spécialiste comprend que ce modèle peut par exemple comporter : pour chacun des un ou plusieurs dispositifs à impédance réglable de l’unité d’accord, une table de consultation (en anglais : “lookup table” ou “look-up table”) sur les caractéristiques du dit chacun des un ou plusieurs dispositifs à impédance réglable de l’unité d’accord ; et une ou plusieurs formules pour calculer le gain composite en puissance. L’unité d’émission et de traitement du signal estime les au moins deux des dites q quantités réelles dépendantes d’une impédance vue par l’accès de sortie, et utilise un algorithme pour déterminer l’instruction de réglage d’unité d’accord initiale, l’instruction de réglage d’unité d’accord initiale étant telle qu’une valeur prédite du gain composite en puissance de l’unité d’accord à accès d’entrée unique et accès de sortie unique, déterminée en se basant sur le modèle, soit aussi grande que possible, à la fréquence porteuse de l’excitation. Ce traitement n’exige pas de calcul difficile. Ce traitement procure rapidement l’instruction de réglage d’unité d’accord initiale, qui est telle qu’un gain composite en puissance obtenu n’est pas très éloigné d’un gain composite en puissance maximum réalisable avec l’unité d’accord à accès d’entrée unique et accès de sortie unique à la fréquence porteuse de l’excitation, parce que les au moins deux des dites q quantités réelles dépendantes d’une impédance vue par l’accès de sortie déterminent complètement l’impédance vue par l’accès de sortie, à la fréquence porteuse de l’excitation, après la fin du traitement “délivrer des signaux de contrôle d’antenne à l’antenne passive accordable” (82).
Selon un second exemple du traitement “générer des valeurs initiales des signaux de contrôle d’accord” (842), une impédance recherchée est définie, et ladite instruction de réglage d’unité d’accord initiale est déterminée en se basant sur un modèle de l’unité d’accord à accès d’entrée unique et accès de sortie unique, ce modèle prenant en compte les influences de la fréquence porteuse de l’excitation, des au moins deux des dites q quantités réelles dépendantes d’une impédance vue par l’accès de sortie, et d’une instruction de réglage d’unité d’accord initiale, sur l’impédance présentée par l’accès d’entrée Ζυ. Le spécialiste comprend que ce modèle peut par exemple comporter : pour chacun des un ou plusieurs dispositifs à impédance réglable de l’unité d’accord, une table de consultation sur les caractéristiques du dit chacun des un ou plusieurs dispositifs à impédance réglable de l’unité d’accord ; et une ou plusieurs formules pour calculer l’impédance présentée par l’accès d’entrée. L’unité d’émission et de traitement du signal estime les au moins deux des dites q quantités réelles dépendantes d’une impédance vue par l’accès de sortie, et utilise un algorithme pour déterminer l’instruction de réglage d’unité d’accord initiale, l’instruction de réglage d’unité d’accord initiale étant telle qu’une valeur prédite du module de la différence entre l’impédance présentée par l’accès d’entrée et l’impédance recherchée, déterminée en se basant sur le modèle, soit aussi petite que possible, à la fréquence porteuse de l’excitation. Un premier algorithme possible peut par exemple utiliser les formules montrées dans la section VI du dit article de F. Broydé et E. Clavelier intitulé “Some Properties of Multiple-Antenna-Port and Multiple-User-Port Antenna Tuners”. Ce premier algorithme possible ne prend pas en compte les pertes dans l’unité d’accord à accès d’entrée unique et accès de sortie unique. Un deuxième algorithme possible peut par exemple utiliser la technique de calcul itérative présentée dans la section 4 ou dans l’appendice C de l’article de F. Broydé et E. Clavelier intitulé “A Tuning Computation Technique for a Multiple-Antenna-Port and Multiple-User-Port Antenna Tuner”, publié dans International Journal of Antennas and Propagation, en 2016. Ce deuxième algorithme possible est plus précis que le premier algorithme possible, parce qu’il prend en compte les pertes dans l’unité d’accord à accès d’entrée unique et accès de sortie unique. Le spécialiste sait comment écrire un tel algorithme. Ce traitement n’exige pas de calcul difficile. Ce traitement procure rapidement l’instruction de réglage d’unité d’accord initiale, qui est telle que, à la fréquence porteuse de l’excitation, l’impédance présentée par l’accès d’entrée n’est pas très éloignée de l’impédance recherchée, parce que les au moins deux des dites q quantités réelles dépendantes d’une impédance vue par l’accès de sortie déterminent complètement l’impédance vue par l’accès de sortie, à la fréquence porteuse de l’excitation, après la fin du traitement “délivrer des signaux de contrôle d’antenne à l’antenne passive accordable” (82).
Malheureusement, le traitement “générer des valeurs initiales des signaux de contrôle d’accord” (842) ne peut pas être très précis, puisqu’il ne prend pas en compte les effets des tolérances des composants, du vieillissement des composants, et des températures des composants, sur les caractéristiques de l’unité d’accord à accès d’entrée unique et accès de sortie unique.
Le traitement “générer des valeurs ultérieures des signaux de contrôle d’accord” (843) est utilisé pour sensiblement maximiser une puissance moyenne délivrée par l’accès de sortie, à la fréquence porteuse de l’excitation. Ce traitement est précis parce qu’il utilise un algorithme de régulation par recherche d’extremum, qui est basé sur une structure de commande en boucle fermée. Par exemple, cet algorithme de régulation par recherche d’extremum peut avoir les caractéristiques exposées ci-dessous dans le quatorzième mode de réalisation, ou dans le quinzième mode de réalisation, ou dans le seizième mode de réalisation, ou dans le dix-septième mode de réalisation, ou dans le dix-huitième mode de réalisation. Ce traitement procure rapidement une ou plusieurs instructions de réglage d’unité d’accord ultérieures telles que cette puissance moyenne délivrée par l’accès de sortie a une valeur très proche d’une valeur maximale, parce que ce traitement est démarré pas très loin de cette valeur maximale, grâce à un traitement “générer des valeurs initiales des signaux de contrôle d’accord” (842) prenant en compte le résultat du traitement “délivrer des signaux de contrôle d’antenne à l’antenne passive accordable” (82). Dans la phrase précédente, “valeur maximale” signifie la plus grande valeur, de ladite puissance moyenne, qui peut être obtenue en réglant seulement l’unité d’accord à accès d’entrée unique et accès de sortie unique.
Contrairement au traitement “générer des valeurs initiales des signaux de contrôle d’accord” (842), le traitement “générer des valeurs ultérieures des signaux de contrôle d’accord” (843) n’est pas basé sur un modèle, et il utilise une structure de commande en boucle fermée.
Le traitement “générer des valeurs initiales des signaux de contrôle d’accord” (842) et le traitement “générer des valeurs ultérieures des signaux de contrôle d’accord” (843) sont tels que le réglage de l’unité d’accord à accès d’entrée unique et accès de sortie unique est toujours optimal ou presque optimal, en dépit des pertes dans l’unité d’accord à accès d’entrée unique et accès de sortie unique.
Par conséquent, ce mode de réalisation est une solution au problème de régler automatiquement une antenne passive accordable couplée à un émetteur radio, d’une façon qui procure : une bonne faculté d’accord, en utilisant une unité d’accord à accès d’entrée unique et accès de sortie unique ; et un réglage de l’unité d’accord à accès d’entrée unique et accès de sortie unique qui est proche d’un accord optimal, lorsque ses pertes ne sont pas très faibles. De plus, ce mode de réalisation procure une plage d’accord beaucoup plus large qu’un système d’accord automatique qui comporterait l’unité d’accord à accès d’entrée unique et accès de sortie unique montrée sur la figure 5, mais aucune antenne passive accordable.
Cinquième mode de réalisation.
Le cinquième mode de réalisation d’un dispositif selon l’invention, donné à titre d’exemple non limitatif, correspond également à l’appareil pour communication radio représenté sur la figure 3, et toutes les explications fournies pour le premier mode de réalisation sont applicables à ce cinquième mode de réalisation. Un algorigramme d’une des une ou plusieurs séquences de réglage utilisées dans ce cinquième mode de réalisation est représenté sur la figure 7. Avant le début de ladite une des une ou plusieurs séquences de réglage, une “fréquence sélectionnée” a été choisie par l’unité d’émission et de traitement du signal dans l’ensemble de valeurs possibles de la fréquence porteuse de l’excitation. En plus du symbole de début (81) et du symbole de fin (86), ledit algorigramme comporte : un traitement “commencer à appliquer l’excitation” (83), dans lequel l’unité d’émission et de traitement du signal commence à appliquer l’excitation à l’accès d’entrée, si bien que l’unité de détection devient capable de délivrer les signaux de sortie d’unité de détection déterminés chacun par une variable électrique captée à l’accès de sortie pendant qu’une excitation est appliquée à l’accès d’entrée, ladite excitation ayant une fréquence porteuse qui est égale à la fréquence sélectionnée ; un traitement “délivrer des signaux de contrôle d’antenne à l’antenne passive accordable” (82), dans lequel l’unité d’émission et de traitement du signal délivre une ou plusieurs des une ou plusieurs instructions de réglage d’antenne, et dans lequel l’unité de contrôle délivre les dits un ou plusieurs signaux de contrôle d’antenne à l’antenne passive accordable, chacune des dites une ou plusieurs des une ou plusieurs instructions de réglage d’antenne étant déterminée en fonction d’une ou plusieurs des dites q quantités réelles dépendantes d’une impédance vue par l’accès de sortie ; un traitement “délivrer des signaux de contrôle d’accord à l’unité d’accord” (84), dans lequel l’unité d’émission et de traitement du signal délivre une ou plusieurs des instructions de réglage d’unité d’accord, et dans lequel l’unité de contrôle délivre les dits un ou plusieurs signaux de contrôle d’accord à l’unité d’accord à accès d’entrée unique et accès de sortie unique ; et un traitement “arrêter d’appliquer l’excitation” (85), dans lequel l’unité d’émission et de traitement du signal cesse d’appliquer l’excitation à l’accès d’entrée.
Chacune des dites une ou plusieurs des une ou plusieurs instructions de réglage d’antenne étant déterminée en fonction d’une ou plusieurs des dites q quantités réelles dépendantes d’une impédance vue par l’accès de sortie, les un ou plusieurs signaux de contrôle d’antenne sont délivrés en fonction d’une ou plusieurs des dites q quantités réelles dépendantes d’une impédance vue par l’accès de sortie. L’antenne passive accordable est telle que chaque dit au moins un paramètre de chaque dit au moins un dispositif de contrôle d’antenne de l’antenne passive accordable a un effet sur l’impédance vue par l’accès de sortie, notée ZSant. Puisque chacun des dits paramètres est principalement déterminé par au moins un des un ou plusieurs signaux de contrôle d’antenne, les un ou plusieurs signaux de contrôle d’antenne ont un effet sur ZSant. Ainsi, le traitement “délivrer des signaux de contrôle d’antenne à l’antenne passive accordable” (82) utilise une structure de commande en boucle fermée, parce qu’une ou plusieurs des dites q quantités réelles dépendantes d’une impédance vue par l’accès de sortie sont utilisées pour obtenir les une ou plusieurs instructions de réglage d’antenne, et ensuite les un ou plusieurs signaux de contrôle d’antenne. Ainsi, il est clair qu’une commande en boucle fermée est utilisée pour obtenir chacune des une ou plusieurs instructions de réglage d’antenne, et qu’une commande en boucle fermée est utilisée pour obtenir chacun des un ou plusieurs signaux de contrôle d’antenne.
Dans ce cinquième mode de réalisation, les une ou plusieurs instructions de réglage d’antenne et les un ou plusieurs signaux de contrôle d’antenne sont tels que : à la fin du traitement “délivrer des signaux de contrôle d’antenne à l’antenne passive accordable” (82), l’impédance vue par l’accès de sortie est voisine d’une impédance spécifiée, qui peut dépendre de la fréquence ; chaque dit au moins un paramètre de chaque dit au moins un dispositif de contrôle d’antenne de l’antenne passive accordable a une valeur qui ne change pas depuis la fin du traitement “délivrer des signaux de contrôle d’antenne à l’antenne passive accordable” (82) jusqu’à la fin de ladite une des une ou plusieurs séquences de réglage.
Pour obtenir que, à la fin du traitement “délivrer des signaux de contrôle d’antenne à l’antenne passive accordable” (82), l’impédance vue par l’accès de sortie soit voisine de l’impédance spécifiée, l’unité d’émission et de traitement du signal estime les q quantités réelles dépendantes d’une impédance vue par l’accès de sortie, et utilise un algorithme pour déterminer et délivrer les une ou plusieurs instructions de réglage d’antenne. L’algorithme utilise les q quantités réelles dépendantes d’une impédance vue par l’accès de sortie. Par exemple, en supposant que les dites q quantités réelles dépendantes d’une impédance vue par l’accès de sortie sont suffisantes pour pouvoir calculer ZSant, l’algorithme peut être un algorithme de régulation par recherche d’extremum cherchant à minimiser une variable de performance en contrôlant les dits un ou plusieurs signaux de contrôle d’antenne, la variable de performance étant une valeur absolue de la différence entre ZSant et l’impédance spécifiée. Par exemple, l’algorithme peut utiliser la fréquence sélectionnée et les q quantités réelles dépendantes d’une impédance vue par l’accès de sortie. Par exemple, en supposant que les dites q quantités réelles dépendantes d’une impédance vue par l’accès de sortie sont suffisantes pour pouvoir calculer ZSant, l’algorithme peut être basé sur une ou plusieurs formules permettant d’estimer une valeur optimale de chaque dit au moins un paramètre de chaque dit au moins un dispositif de contrôle d’antenne de l’antenne passive accordable, en fonction de la fréquence sélectionnée, des une ou plusieurs instructions de réglage d’antenne qui étaient appliquées pendant que l’unité de détection délivrait les signaux de sortie d’unité de détection utilisés pour estimer les q quantités réelles dépendantes d’une impédance vue par l’accès de sortie, et de ZSant. Le spécialiste sait comment écrire un tel algorithme. Le spécialiste comprend que de tels algorithmes prennent en compte les variations de ZSant causées par des variations des caractéristiques électromagnétiques du volume entourant l’antenne passive accordable. Par conséquent, la précision obtenue peut être meilleure que dans le traitement correspondant du quatrième mode de réalisation. Cependant, comme dit plus haut dans la section sur l’état de la technique antérieure, une antenne passive accordable ne procure souvent qu’une médiocre faculté d’accord. Par conséquent, à la fin du traitement “délivrer des signaux de contrôle d’antenne à l’antenne passive accordable” (82), l’impédance vue par l’accès de sortie n’est typiquement que grossièrement voisine de l’impédance spécifiée.
Sixième mode de réalisation.
Le sixième mode de réalisation d’un dispositif selon l’invention, donné à titre d’exemple non limitatif, correspond également à l’appareil pour communication radio représenté sur la figure 3, et toutes les explications fournies pour le premier mode de réalisation sont applicables à ce sixième mode de réalisation. Dans ce sixième mode de réalisation, l’excitation est appliquée continûment, si bien que l’unité de détection peut continûment délivrer des signaux de sortie d’unité de détection déterminés chacun par une variable électrique captée à l’accès de sortie pendant qu’une excitation est appliquée à l’accès d’entrée. Un algorigramme d’une des une ou plusieurs séquences de réglage utilisées dans ce sixième mode de réalisation est représenté sur la figure 8. Avant le début de ladite une des une ou plusieurs séquences de réglage, une “fréquence sélectionnée” a été choisie par l’unité d’émission et de traitement du signal, parmi les éléments de l’ensemble de valeurs possibles de la fréquence porteuse de l’excitation. Ladite excitation a, pendant ladite une des une ou plusieurs séquences de réglage, une fréquence porteuse qui est égale à la fréquence sélectionnée. En plus du symbole de début (81) et du symbole de fin (86), ledit algorigramme comporte : un traitement “délivrer des signaux de contrôle d’antenne à l’antenne passive accordable” (82), dans lequel l’unité d’émission et de traitement du signal délivre une ou plusieurs des une ou plusieurs instructions de réglage d’antenne, et dans lequel l’unité de contrôle délivre les dits un ou plusieurs signaux de contrôle d’antenne à l’antenne passive accordable, chacune des dites une ou plusieurs des une ou plusieurs instructions de réglage d’antenne étant déterminée en fonction de la fréquence sélectionnée ; et un traitement “délivrer des signaux de contrôle d’accord à l’unité d’accord” (84), dans lequel l’unité d’émission et de traitement du signal délivre une ou plusieurs des instructions de réglage d’unité d’accord, et dans lequel l’unité de contrôle délivre les dits un ou plusieurs signaux de contrôle d’accord à l’unité d’accord à accès d’entrée unique et accès de sortie unique.
La fréquence sélectionnée peut prendre n’importe quelle valeur dans l’ensemble de valeurs possibles de la fréquence porteuse de l’excitation. Chacun des un ou plusieurs signaux de contrôle d’antenne et chacune des une ou plusieurs instructions de réglage d’antenne étant déterminés sans utiliser de mesure d’une grandeur commandée, il est clair qu’une commande en boucle ouverte est utilisée pour obtenir chacun des un ou plusieurs signaux de contrôle d’antenne et chacune des une ou plusieurs instructions de réglage d’antenne.
Dans ce sixième mode de réalisation, les une ou plusieurs instructions de réglage d’antenne et les un ou plusieurs signaux de contrôle d’antenne sont tels que : à la fin du traitement “délivrer des signaux de contrôle d’antenne à l’antenne passive accordable” (82), l’impédance vue par l’accès de sortie est voisine d’une impédance spécifiée, qui peut dépendre de la fréquence ; chaque dit au moins un paramètre de chaque dit au moins un dispositif de contrôle d’antenne de l’antenne passive accordable a une valeur qui ne change pas depuis la fin du traitement “délivrer des signaux de contrôle d’antenne à l’antenne passive accordable” (82) jusqu’au début d’une séquence de réglage qui suit la fin de ladite une des une ou plusieurs séquences de réglage.
Pour obtenir que, à la fin du traitement “délivrer des signaux de contrôle d’antenne à l’antenne passive accordable” (82), l’impédance vue par l’accès de sortie soit voisine de l’impédance spécifiée, l’unité d’émission et de traitement du signal utilise une table de consultation pour déterminer et délivrer les une ou plusieurs instructions de réglage d’antenne, en fonction de la fréquence sélectionnée. Le spécialiste comprend qu’une telle table de consultation ne peut pas prendre en compte les variations de ZSant causées par des variations des caractéristiques électromagnétiques du volume entourant l’antenne passive accordable. De plus, comme dit plus haut dans la section sur l’état de la technique antérieure, une antenne passive accordable ne procure souvent qu’une médiocre faculté d’accord. Par conséquent, à la fin du traitement “délivrer des signaux de contrôle d’antenne à l’antenne passive accordable” (82), l’impédance vue par l’accès de sortie n’est typiquement que très grossièrement voisine de l’impédance spécifiée.
Nous avons représenté sur la figure 9 l’unité d’accord à accès d’entrée unique et accès de sortie unique (4) utilisée dans ce sixième mode de réalisation. Cette unité d’accord à accès d’entrée unique et accès de sortie unique comporte : un accès de sortie (401) ayant deux bornes (4011) (4012), l’accès de sortie étant asymétrique ; un accès d’entrée (402) ayant deux bornes (4021) (4022), l’accès d’entrée étant asymétrique ; un des un ou plusieurs dispositifs à impédance réglable de l’unité d’accord (406), présentant une réactance positive, ayant une première borne connectée à une borne de l’accès d’entrée, et ayant une seconde borne connectée à une borne de l’accès de sortie ; un des un ou plusieurs dispositifs à impédance réglable de l’unité d’accord (407), présentant une réactance négative et connecté en parallèle avec l’accès de sortie ; et un des un ou plusieurs dispositifs à impédance réglable de l’unité d’accord (408), présentant une réactance négative et connecté en parallèle avec l’accès d’entrée.
Tous les un ou plusieurs dispositifs à impédance réglable de l’unité d’accord (406) (407) (408) sont réglables par moyen électrique, mais les circuits et les liaisons de contrôle nécessaires pour déterminer la réactance de chacun des un ou plusieurs dispositifs à impédance réglable de l’unité d’accord ne sont pas montrés sur la figure 9. Dans ce sixième mode de réalisation, nous utilisons p = 3 dispositifs à impédance réglable de l’unité d’accord.
Le spécialiste comprend que, à une fréquence à laquelle l’unité d’accord à accès d’entrée unique et accès de sortie unique est prévue pour fonctionner, l’unité d’accord à accès d’entrée unique et accès de sortie unique est telle que, si l’impédance vue par l’accès de sortie est égale à une impédance donnée, alors la réactance de n’importe lequel des un ou plusieurs dispositifs à impédance réglable de l’unité d’accord a un effet sur une impédance présentée par l’accès d’entrée.
Un algorigramme du traitement “délivrer des signaux de contrôle d’accord à l’unité d’accord” (84) est représenté sur la figure 6. En plus du symbole de début (841) et du symbole de fin (844), ledit algorigramme comporte : un traitement “générer des valeurs initiales des signaux de contrôle d’accord” (842), dans lequel l’unité d’émission et de traitement du signal délivre des instructions de réglage d’unité d’accord initiales, et dans lequel, pour chacun des un ou plusieurs signaux de contrôle d’accord, l’unité de contrôle génère une valeur du dit chacun des un ou plusieurs signaux de contrôle d’accord, ladite valeur étant appelée valeur initiale, ladite valeur initiale étant déterminée en fonction d’une ou plusieurs des instructions de réglage d’unité d’accord initiales, et seulement en fonction d’une ou plusieurs des instructions de réglage d’unité d’accord initiales ; un traitement “générer des valeurs ultérieures des signaux de contrôle d’accord” (843), dans lequel l’unité d’émission et de traitement du signal délivre des instructions de réglage d’unité d’accord ultérieures, et dans lequel, pour chacun des un ou plusieurs signaux de contrôle d’accord, l’unité de contrôle génère des valeurs du dit chacun des un ou plusieurs signaux de contrôle d’accord, les dites valeurs étant appelées valeurs ultérieures, chacune des dites valeurs ultérieures étant déterminée en fonction d’une ou plusieurs des instructions de réglage d’unité d’accord ultérieures.
Les signaux de contrôle d’accord n’ont aucun effet sur l’impédance vue par l’accès de sortie, et donc sur les dites q quantités réelles dépendantes d’une impédance vue par l’accès de sortie. Le traitement “générer des valeurs initiales des signaux de contrôle d’accord” (842) n’utilisant pas de mesure d’une grandeur commandée, il est clair qu’il a une structure de commande en boucle ouverte, dans laquelle une quantité dépendante de la fréquence porteuse de l’excitation et au moins deux des dites q quantités réelles dépendantes d’une impédance vue par l’accès de sortie sont utilisées pour obtenir, pour chacun des un ou plusieurs signaux de contrôle d’accord, une valeur initiale. Dans ce traitement, la quantité dépendante de la fréquence porteuse de l’excitation est un nombre proportionnel à la fréquence sélectionnée. Le traitement “générer des valeurs initiales des signaux de contrôle d’accord” (842) utilise une table de consultation pour déterminer les instructions de réglage d’unité d’accord initiales, en se basant sur la fréquence sélectionnée et sur les q quantités réelles dépendantes d’une impédance vue par l’accès de sortie. Le spécialiste comprend comment construire et utiliser la table de consultation.
Selon un premier exemple du traitement “générer des valeurs initiales des signaux de contrôle d’accord” (842), la table de consultation peut être enregistrée dans une mémoire à lecture seule, et avoir été construite en utilisant des données obtenues en déterminant, en laboratoire avec un prototype de l’appareil pour communication radio, à différentes fréquences, et pour différentes configurations produisant différentes valeurs de l’impédance vue par l’accès de sortie, des instructions de réglage d’unité d’accord initiales produisant les valeurs les plus grandes possibles d’un gain composite en puissance de l’unité d’accord à accès d’entrée unique et accès de sortie unique. Ce traitement n’exige pas de calcul difficile, et il procure rapidement des instructions de réglage d’unité d’accord initiales, qui sont telles qu’un gain composite en puissance obtenu n’est pas très éloigné d’un gain composite en puissance maximum réalisable avec l’unité d’accord à accès d’entrée unique et accès de sortie unique à la fréquence porteuse de l’excitation, parce que les au moins deux des dites q quantités réelles dépendantes d’une impédance vue par l’accès de sortie déterminent complètement l’impédance vue par l’accès de sortie, à la fréquence porteuse de l’excitation, après la fin du traitement “délivrer des signaux de contrôle d’antenne à l’antenne passive accordable” (82).
Selon un second exemple du traitement “générer des valeurs initiales des signaux de contrôle d’accord” (842), la table de consultation peut être enregistrée dans une mémoire à lecture seule, et avoir été construite en utilisant des données obtenues en déterminant, en laboratoire avec un prototype de l’appareil pour communication radio, à différentes fréquences, et pour différentes configurations produisant différentes valeurs de l’impédance vue par l’accès de sortie, des instructions de réglage d’unité d’accord initiales produisant les valeurs les plus petites possibles d’un module de la différence entre l’impédance présentée par l’accès d’entrée et une impédance recherchée. Ce traitement n’exige pas de calcul difficile, et il procure rapidement des instructions de réglage d’unité d’accord initiales qui sont telles que, à la fréquence porteuse de l’excitation, l’impédance présentée par l’accès d’entrée n’est pas très éloignée de l’impédance recherchée, parce que les au moins deux des dites q quantités réelles dépendantes d’une impédance vue par l’accès de sortie déterminent complètement l’impédance vue par l’accès de sortie, à la fréquence porteuse de l’excitation, après la fin du traitement “délivrer des signaux de contrôle d’antenne à l’antenne passive accordable” (82).
Malheureusement, le traitement “générer des valeurs initiales des signaux de contrôle d’accord” (842) ne peut pas être très précis, pour les raisons déjà exposées ci-dessus dans le quatrième mode de réalisation.
Le traitement “générer des valeurs ultérieures des signaux de contrôle d’accord” (843) est utilisé pour sensiblement maximiser une puissance moyenne délivrée par l’accès de sortie, à la fréquence porteuse de l’excitation. Ce traitement est précis parce qu’il utilise un algorithme de régulation par recherche d’extremum. Ce traitement procure rapidement une ou plusieurs instructions de réglage d’unité d’accord ultérieures telles que cette puissance moyenne délivrée par l’accès de sortie a une valeur très proche d’une valeur maximale, parce que ce traitement est démarré pas très loin de cette valeur maximale, grâce au traitement “générer des valeurs initiales des signaux de contrôle d’accord” (842) prenant en compte le résultat du traitement “délivrer des signaux de contrôle d’antenne à l’antenne passive accordable” (82). Dans la phrase précédente, “valeur maximale” signifie la plus grande valeur, de ladite puissance moyenne, qui peut être obtenue en réglant seulement l’unité d’accord à accès d’entrée unique et accès de sortie unique.
Puisqu’il utilise des caractéristiques supposées de l’unité d’accord à accès d’entrée unique et accès de sortie unique, le traitement “générer des valeurs initiales des signaux de contrôle d’accord” (842) est basé sur un modèle. Au contraire, le traitement “générer des valeurs ultérieures des signaux de contrôle d’accord” (843) n’est pas basé sur un modèle, et il utilise une structure de commande en boucle fermée.
Le traitement “générer des valeurs initiales des signaux de contrôle d’accord” (842) et le traitement “générer des valeurs ultérieures des signaux de contrôle d’accord” (843) sont tels que le réglage de l’unité d’accord à accès d’entrée unique et accès de sortie unique est toujours optimal ou presque optimal, en dépit des pertes dans l’unité d’accord à accès d’entrée unique et accès de sortie unique.
Par conséquent, ce mode de réalisation est une solution au problème de régler automatiquement une antenne passive accordable couplée à un émetteur radio, d’une façon qui procure : une bonne faculté d’accord, en utilisant une unité d’accord à accès d’entrée unique et accès de sortie unique ; et un réglage de l’unité d’accord à accès d’entrée unique et accès de sortie unique qui est proche d’un accord optimal, lorsque ses pertes ne sont pas très faibles. De plus, ce mode de réalisation procure une plage d’accord beaucoup plus large qu’un système d’accord automatique qui comporterait l’unité d’accord à accès d’entrée unique et accès de sortie unique montrée sur la figure 9, mais aucune antenne passive accordable.
Septième mode de réalisation.
Le septième mode de réalisation d’un dispositif selon l’invention, donné à titre d’exemple non limitatif, correspond également à l’appareil pour communication radio représenté sur la figure 3, et toutes les explications fournies pour le premier mode de réalisation sont applicables à ce septième mode de réalisation. Dans ce septième mode de réalisation, l’excitation est appliquée continûment, si bien que l’unité de détection peut continûment délivrer des signaux de sortie d’unité de détection déterminés chacun par une variable électrique captée à l’accès de sortie pendant qu’une excitation est appliquée à l’accès d’entrée. Un algorigramme d’une des une ou plusieurs séquences de réglage utilisées dans ce septième mode de réalisation est représenté sur la figure 8. Avant le début de ladite une des une ou plusieurs séquences de réglage, une “fréquence sélectionnée” a été choisie par l’unité d’émission et de traitement du signal, parmi les éléments de l’ensemble de valeurs possibles de la fréquence porteuse de l’excitation. Ladite excitation a, pendant ladite une des une ou plusieurs séquences de réglage, une fréquence porteuse qui est égale à la fréquence sélectionnée. En plus du symbole de début (81) et du symbole de fin (86), ledit algorigramme comporte : un traitement “délivrer des signaux de contrôle d’antenne à l’antenne passive accordable” (82), dans lequel l’unité d’émission et de traitement du signal délivre une ou plusieurs des une ou plusieurs instructions de réglage d’antenne, et dans lequel l’unité de contrôle délivre les dits un ou plusieurs signaux de contrôle d’antenne à l’antenne passive accordable, chacune des dites une ou plusieurs des une ou plusieurs instructions de réglage d’antenne étant déterminée en fonction d’une ou plusieurs des dites q quantités réelles dépendantes d’une impédance vue par l’accès de sortie ; et un traitement “délivrer des signaux de contrôle d’accord à l’unité d’accord” (84), dans lequel l’unité d’émission et de traitement du signal délivre une ou plusieurs des instructions de réglage d’unité d’accord, et dans lequel l’unité de contrôle délivre les dits un ou plusieurs signaux de contrôle d’accord à l’unité d’accord à accès d’entrée unique et accès de sortie unique.
Dans ce septième mode de réalisation, les une ou plusieurs instructions de réglage d’antenne et les un ou plusieurs signaux de contrôle d’antenne sont tels que : à la fin du traitement “délivrer des signaux de contrôle d’antenne à l’antenne passive accordable” (82), l’impédance vue par l’accès de sortie est voisine d’une impédance spécifiée, qui peut dépendre de la fréquence ; chaque dit au moins un paramètre de chaque dit au moins un dispositif de contrôle d’antenne de l’antenne passive accordable a une valeur qui ne change pas depuis la fin du traitement “délivrer des signaux de contrôle d’antenne à l’antenne passive accordable” (82) jusqu’au début d’une séquence de réglage qui suit la fin de ladite une des une ou plusieurs séquences de réglage.
Pour obtenir que, à la fin du traitement “délivrer des signaux de contrôle d’antenne à l’antenne passive accordable” (82), l’impédance vue par l’accès de sortie soit voisine de l’impédance spécifiée, l’unité d’émission et de traitement du signal estime les q quantités réelles dépendantes d’une impédance vue par l’accès de sortie, et utilise une table de consultation pour déterminer et délivrer les une ou plusieurs instructions de réglage d’antenne, en se basant sur la fréquence sélectionnée et sur les q quantités réelles dépendantes d’une impédance vue par l’accès de sortie, en prenant en compte les une ou plusieurs instructions de réglage d’antenne qui étaient appliquées pendant que l’unité de détection délivrait les signaux de sortie d’unité de détection utilisés pour estimer les q quantités réelles dépendantes d’une impédance vue par l’accès de sortie. Le spécialiste comprend comment construire et utiliser une telle table de consultation. La table de consultation est telle que les réglages de l’antenne passive accordable sont toujours optimaux ou presque optimaux. Le spécialiste comprend qu’une telle table de consultation prend en compte les variations de ZSant causées par des variations des caractéristiques électromagnétiques du volume entourant l’antenne passive accordable. Par conséquent, la précision obtenue peut être meilleure que dans le traitement correspondant du sixième mode de réalisation. Cependant, comme dit plus haut dans la section sur l’état de la technique antérieure, une antenne passive accordable ne procure souvent qu’une médiocre faculté d’accord. Par conséquent, à la fin du traitement “délivrer des signaux de contrôle d’antenne à l’antenne passive accordable” (82), l’impédance vue par l’accès de sortie n’est typiquement que grossièrement voisine de l’impédance spécifiée.
Huitième mode de réalisation.
Le huitième mode de réalisation d’un appareil selon l’invention, donné à titre d’exemple non limitatif, correspond également à l’appareil pour communication radio représenté sur la figure 3, et toutes les explications fournies pour le premier mode de réalisation sont applicables à ce huitième mode de réalisation. L’antenne passive accordable (1) utilisée dans ce huitième mode de réalisation est montrée sur la figure 10. L’antenne passive accordable montrée sur la figure 10 comporte une structure métallique plane (111) réalisée au-dessus d’un plan de masse (115), l’accès signal de l’antenne passive accordable (116) où une liaison d’antenne asymétrique est connectée à la structure métallique, et un dispositif de contrôle d’antenne (112). La structure métallique est fendue et telle que, si le dispositif de contrôle d’antenne n’était pas présent, l’antenne passive accordable serait un exemple de l’antenne appelée en anglais “planar inverted-F antenna” ou “PIFA”. Le dispositif de contrôle d’antenne est un interrupteur micro-électromécanique comportant une première borne (113) connectée à la structure métallique (111) en un premier côté de la fente, et une seconde borne (114) connectée à la structure métallique (111) en un second côté de la fente. Le spécialiste comprend que la self-impédance de l’antenne passive accordable, dans une configuration d’essai donnée et à la fréquence donnée, est une caractéristique de l’antenne passive accordable que l’on peut faire varier en utilisant ledit dispositif de contrôle d’antenne, si bien que cette caractéristique est contrôlée en utilisant ledit dispositif de contrôle d’antenne. L’état de l’interrupteur micro-électromécanique (ouvert ou fermé) est un paramètre du dispositif de contrôle d’antenne qui a une influence sur ladite caractéristique. Ce paramètre du dispositif de contrôle d’antenne est réglable par moyen électrique, mais les circuits et les liaisons de contrôle nécessaires pour déterminer l’état du dispositif de contrôle d’antenne ne sont pas montrés sur la figure 10.
Neuvième mode de réalisation.
Le neuvième mode de réalisation d’un appareil selon l’invention, donné à titre d’exemple non limitatif, correspond également à l’appareil pour communication radio représenté sur la figure 3, et toutes les explications fournies pour le premier mode de réalisation sont applicables à ce neuvième mode de réalisation. L’antenne passive accordable (1) utilisée dans ce neuvième mode de réalisation est montrée sur la figure 11. L’antenne passive accordable montrée sur la figure 11 comporte une structure métallique plane (111) réalisée au-dessus d’un plan de masse (115), l’accès signal de l’antenne passive accordable (116) où une liaison d’antenne asymétrique est connectée à une bande métallique (117) située entre le plan de masse et la structure métallique, et trois dispositifs de contrôle d’antenne (112). Chacun des dispositifs de contrôle d’antenne est un dispositif à impédance réglable ayant une réactance à la fréquence donnée, comportant une première borne (113) connectée à la structure métallique (111), et une seconde borne (114) connectée au plan de masse (115). Le spécialiste comprend que la self-impédance de l’antenne passive accordable, dans une configuration d’essai donnée et à la fréquence donnée, est une caractéristique de l’antenne passive accordable que l’on peut faire varier en utilisant les dits dispositifs de contrôle d’antenne, si bien que cette caractéristique est contrôlée en utilisant les dits dispositifs de contrôle d’antenne. Chacun des dispositifs de contrôle d’antenne a une réactance à la fréquence donnée, cette réactance étant un paramètre du dit chacun des dispositifs de contrôle d’antenne, ce paramètre ayant une influence sur ladite caractéristique. Ce paramètre de chacun des dispositifs de contrôle d’antenne est réglable par moyen électrique, mais les circuits et les liaisons de contrôle nécessaires pour déterminer la réactance de chacun des dispositifs de contrôle d’antenne ne sont pas montrés sur la figure 11.
Dixième mode de réalisation.
Le dixième mode de réalisation d’un appareil selon l’invention, donné à titre d’exemple non limitatif, correspond également à l’appareil pour communication radio représenté sur la figure 3, et toutes les explications fournies pour le premier mode de réalisation sont applicables à ce dixième mode de réalisation. L’antenne passive accordable (1) utilisée dans ce dixième mode de réalisation est montrée sur la figure 12. L’antenne passive accordable montrée sur la figure 12 a un plan de symétrie orthogonal au dessin. Ainsi, l’antenne passive accordable a une première demi-antenne, à gauche dans la figure 12, et une seconde demi-antenne, à droite dans la figure 12. L’accès signal de l’antenne passive accordable comporte une première borne (118) où un premier conducteur d’une liaison d’antenne symétrique est connecté à la première demi-antenne, et une seconde borne (119) où un second conducteur de la liaison d’antenne symétrique est connecté à la seconde demi-antenne. Chaque demi-antenne comporte trois segments et deux dispositifs de contrôle d’antenne (112). Chacun des dispositifs de contrôle d’antenne est un dispositif à impédance réglable ayant une réactance à la fréquence donnée, comportant une première borne connectée à un segment d’une demi-antenne, et une seconde borne connectée à un autre segment de cette demi-antenne. Le spécialiste comprend que la self-impédance de l’antenne passive accordable, dans une configuration d’essai donnée et à la fréquence donnée, est une caractéristique de l’antenne passive accordable que l’on peut faire varier en utilisant les dits dispositifs de contrôle d’antenne, si bien que cette caractéristique est contrôlée en utilisant les dits dispositifs de contrôle d’antenne. Chacun des dispositifs de contrôle d’antenne a une réactance à la fréquence donnée, cette réactance étant un paramètre du dit chacun des dispositifs de contrôle d’antenne, ce paramètre ayant une influence sur ladite caractéristique. Ce paramètre de chacun des dispositifs de contrôle d’antenne est réglable par moyen électrique, mais les circuits et les liaisons de contrôle nécessaires pour déterminer la réactance de chacun des dispositifs de contrôle d’antenne ne sont pas montrés sur la figure 12.
Onzième mode de réalisation.
Le onzième mode de réalisation d’un appareil selon l’invention, donné à titre d’exemple non limitatif, correspond également à l’appareil pour communication radio représenté sur la figure 3, et toutes les explications fournies pour le premier mode de réalisation sont applicables à ce onzième mode de réalisation. L’antenne passive accordable (1) utilisée dans ce onzième mode de réalisation est montrée sur la figure 13. L’antenne passive accordable montrée sur la figure 13 comporte une antenne principale (121), une antenne parasite ( 122), 1 ’ accès signal de 1 ’ antenne passive accordable (127) où une liaison d’antenne asymétrique (128) est connectée à l’antenne principale et à la masse (126), et un dispositif de contrôle d’antenne (123). Le dispositif de contrôle d’antenne est un dispositif à impédance réglable ayant une réactance à la fréquence donnée, comportant une première borne (124) connectée à l’antenne parasite (122), et une seconde borne (125) connectée à la masse (126). Le spécialiste comprend que le diagramme de directivité de l’antenne passive accordable (1), dans une configuration d’essai donnée et à la fréquence donnée, est une caractéristique de l’antenne passive accordable que l’on peut faire varier en utilisant ledit dispositif de contrôle d’antenne, si bien que cette caractéristique est contrôlée en utilisant ledit dispositif de contrôle d’antenne. La réactance du dispositif de contrôle d’antenne à la fréquence donnée est un paramètre du dit dispositif de contrôle d’antenne qui a une influence sur ladite caractéristique. Ce paramètre du dispositif de contrôle d’antenne est réglable par moyen électrique, mais les circuits et les baisons de contrôle nécessaires pour déterminer la réactance du dispositif de contrôle d’antenne ne sont pas montrés sur la figure 13.
Cependant, le spécialiste comprend que ce paramètre a aussi une influence sur la self-impédance de l’antenne passive accordable, si bien que la self-impédance de l’antenne passive accordable, dans une configuration d’essai donnée et à la fréquence donnée, est aussi une caractéristique de l’antenne passive accordable que l’on peut faire varier en utilisant ledit dispositif de contrôle d’antenne. L’antenne passive accordable (1) pourrait aussi comporter d’autres antennes parasites chacune couplée à un dispositif de contrôle d’antenne.
Douzième mode de réalisation.
Au titre d’un douzième mode de réalisation de l’invention, donné à titre d’exemple non limitatif, nous considérons un procédé pour régler automatiquement une ou plusieurs antennes passives accordables et une unité d’accord à accès d’entrée unique et accès de sortie unique, l’unité d’accord à accès d’entrée unique et accès de sortie unique ayant un accès d’entrée et un accès de sortie, les une ou plusieurs antennes passives accordables et l’unité d’accord à accès d’entrée unique et accès de sortie unique étant des parties d’un appareil pour communication radio, l’appareil pour communication radio permettant, à une fréquence donnée, un transfert de puissance depuis l’accès d’entrée jusqu’à un champ électromagnétique rayonné par les une ou plusieurs antennes passives accordables, le procédé comportant les étapes suivantes : estimer une ou plusieurs “variables de localisation”, chacune des une ou plusieurs variables de localisation dépendant d’une distance entre une partie d’un corps humain et une zone de l’appareil pour communication radio ; délivrer un ou plusieurs “signaux de contrôle d’antenne”, en fonction d’une “fréquence sélectionnée” et en fonction des une ou plusieurs variables de localisation, chacune des une ou plusieurs antennes passives accordables comportant au moins un dispositif de contrôle d’antenne, ledit au moins un dispositif de contrôle d’antenne ayant au moins un paramètre ayant un effet sur une ou plusieurs caractéristiques de ladite chacune des une ou plusieurs antennes passives accordables, ledit au moins un paramètre étant réglable par moyen électrique, ledit au moins un paramètre étant principalement déterminé par au moins un des un ou plusieurs signaux de contrôle d’antenne ; appliquer une excitation à l’accès d’entrée, l’excitation ayant une fréquence porteuse appelée “la fréquence porteuse de l’excitation” et égale à la fréquence sélectionnée ; capter une ou plusieurs variables électriques à l’accès de sortie pendant que l’excitation est appliquée, pour obtenir un ou plusieurs “signaux de sortie d’unité de détection”, chacun des un ou plusieurs signaux de sortie d’unité de détection étant principalement déterminé par au moins une des une ou plusieurs variables électriques captées à l’accès de sortie ; estimer q quantités réelles dépendantes d’une impédance vue par l’accès de sortie, où q est un entier supérieur ou égal à un, en utilisant un ou plusieurs des un ou plusieurs signaux de sortie d’unité de détection ; délivrer un ou plusieurs “signaux de contrôle d’accord”, l’unité d’accord à accès d’entrée unique et accès de sortie unique comportant p dispositifs à impédance réglable, où p est un entier supérieur ou égal à un, les p dispositifs à impédance réglable étant appelés les “un ou plusieurs dispositifs à impédance réglable de l’unité d’accord” et étant tels que, à la fréquence donnée, chacun des un ou plusieurs dispositifs à impédance réglable de l’unité d’accord a une réactance, la réactance de n’importe lequel des un ou plusieurs dispositifs à impédance réglable de l’unité d’accord étant réglable par moyen électrique, la réactance de n’importe lequel des un ou plusieurs dispositifs à impédance réglable de l’unité d’accord étant principalement déterminée par au moins un des un ou plusieurs signaux de contrôle d’accord, la réactance de n’importe lequel des un ou plusieurs dispositifs à impédance réglable de l’unité d’accord ayant une influence sur une impédance présentée par l’accès d’entrée, ladite étape de délivrer un ou plusieurs “signaux de contrôle d’accord” comportant les étapes suivantes : générer, pour chacun des un ou plusieurs signaux de contrôle d’accord, une valeur initiale du dit chacun des un ou plusieurs signaux de contrôle d’accord, en fonction des dites q quantités réelles dépendantes d’une impédance vue par l’accès de sortie ; générer, pour un ou plusieurs des un ou plusieurs signaux de contrôle d’accord, au moins une valeur ultérieure de chacun des dits un ou plusieurs des un ou plusieurs signaux de contrôle d’accord, un algorithme de régulation par recherche d’extremum étant utilisé pour générer ladite au moins une valeur ultérieure de chacun des dits un ou plusieurs des un ou plusieurs signaux de contrôle d’accord, l’algorithme de régulation par recherche d’extremum cherchant à maximiser ou à minimiser une variable de performance en contrôlant les dits un ou plusieurs des un ou plusieurs signaux de contrôle d’accord, la variable de performance étant estimée en fonction d’un ou plusieurs des un ou plusieurs signaux de sortie d’unité de détection.
Nous avons représenté sur la figure 14 le schéma-bloc d’un appareil pour communication radio mettant en oeuvre ce procédé, l’appareil pour communication radio comportant : une unité de capteurs de localisation (7), l’unité de capteurs de localisation estimant une ou plusieurs “variables de localisation”, chacune des une ou plusieurs variables de localisation dépendant d’une distance entre une partie d’un corps humain et une zone de l’appareil pour communication radio ; une antenne passive accordable (1), l’antenne passive accordable comportant au moins un dispositif de contrôle d’antenne, ledit au moins un dispositif de contrôle d’antenne ayant au moins un paramètre ayant un effet sur une ou plusieurs caractéristiques de l’antenne passive accordable, ledit au moins un paramètre étant réglable par moyen électrique ; une liaison d’antenne (2) ; une unité d’accord à accès d’entrée unique et accès de sortie unique (4) similaire à celle utilisée dans le premier mode de réalisation, ayant un accès d’entrée et un accès de sortie ; une unité de détection (3) délivrant deux “signaux de sortie d’unité de détection”, chacun des signaux de sortie d’unité de détection étant principalement déterminé par une ou plusieurs variables électriques captées à l’accès de sortie pendant qu’une excitation est appliquée à l’accès d’entrée ; une unité d’émission et de traitement du signal (8), l’unité d’émission et de traitement du signal délivrant une ou plusieurs “instructions de réglage d’antenne”, chacune des une ou plusieurs instructions de réglage d’antenne étant déterminée en fonction d’une “fréquence sélectionnée” et en fonction des une ou plusieurs variables de localisation, la fréquence sélectionnée étant supérieure ou égale à 300 MHz, l’unité d’émission et de traitement du signal appliquant l’excitation à l’accès d’entrée, l’excitation ayant une fréquence porteuse appelée “la fréquence porteuse de l’excitation” et égale à la fréquence sélectionnée, l’unité d’émission et de traitement du signal estimant q quantités réelles dépendantes d’une impédance vue par l’accès de sortie, où q est un entier supérieur ou égal à un, en utilisant un ou plusieurs des un ou plusieurs signaux de sortie d’unité de détection, l’unité d’émission et de traitement du signal délivrant des “instructions de réglage d’unité d’accord”, au moins une des instructions de réglage d’unité d’accord étant une “instruction de réglage d’unité d’accord initiale”, chacune des une ou plusieurs instructions de réglage d’unité d’accord initiales étant déterminée en fonction de la fréquence sélectionnée et en fonction des dites q quantités réelles dépendantes d’une impédance vue par l’accès de sortie, au moins une des instructions de réglage d’unité d’accord étant une “instruction de réglage d’unité d’accord ultérieure”, l’unité d’émission et de traitement du signal exécutant un algorithme de régulation par recherche d’extremum pour générer chacune des une ou plusieurs instructions de réglage d’unité d’accord ultérieures, l’algorithme de régulation par recherche d’extremum cherchant à maximiser ou à minimiser une variable de performance, la variable de performance étant estimée en fonction d’un ou plusieurs des un ou plusieurs signaux de sortie d’unité de détection ; et une unité de contrôle (6) similaire à celle utilisée dans le premier mode de réalisation, délivrant un ou plusieurs “signaux de contrôle d’antenne” à l’antenne passive accordable et un ou plusieurs “signaux de contrôle d’accord” à l’unité d’accord à accès d’entrée unique et accès de sortie unique.
Il est possible qu’au moins une des une ou plusieurs variables de localisation soit une sortie d’un capteur sensible à une pression exercée par une partie d’un corps humain. Ainsi, il est possible qu’au moins une des une ou plusieurs variables de localisation soit la sortie d’un circuit comportant un commutateur utilisant un système mécanique à simple pression sans enclenchement, dont l’état change pendant qu’une pression suffisante est exercée par une partie d’un corps humain. Il est aussi possible qu’au moins une des une ou plusieurs variables de localisation soit la sortie d’un circuit comportant un autre type de capteur électromécanique sensible à une pression exercée par une partie d’un corps humain, par exemple un capteur microélectromécanique (en anglais: “MEMS sensor”).
Il est possible qu’au moins une des une ou plusieurs variables de localisation soit une sortie d’un capteur de proximité, tel qu’un capteur de proximité dédié à la détection d’un corps humain. Un tel capteur de proximité peut par exemple être un capteur de proximité capacitif, ou un capteur de proximité infrarouge utilisant des mesures d’intensité de lumière réfléchie, ou un capteur de proximité infrarouge utilisant des mesures de temps de vol (en anglais: time-of-flight), qui sont bien connus des spécialistes.
Il est possible que l’ensemble des valeurs possibles d’au moins une des une ou plusieurs variables de localisation soit un ensemble fini. Il est possible qu’au moins une des une ou plusieurs variables de localisation soit une variable binaire, c’est-à-dire telle que l’ensemble des valeurs possibles de ladite au moins une des une ou plusieurs variables de localisation a exactement deux éléments. Par exemple, un capteur de proximité capacitif dédié à la détection d’un corps humain (par exemple le dispositif SX9300 de Semtech) peut être utilisé pour obtenir une variable binaire, qui indique si oui ou non un corps humain a été détecté à proximité d’une zone de l’appareil pour communication radio. Il est possible que l’ensemble des valeurs possibles de n’importe laquelle des une ou plusieurs variables de localisation soit un ensemble fini. Cependant, il est possible que l’ensemble des valeurs possibles d’au moins une des une ou plusieurs variables de localisation soit un ensemble infini, et il est possible que l’ensemble des valeurs possibles d’au moins une des une ou plusieurs variables de localisation soit un ensemble continu.
Il est possible que l’ensemble des valeurs possibles d’au moins une des une ou plusieurs variables de localisation ait au moins trois éléments. Par exemple, un capteur de proximité infrarouge utilisant des mesures de temps de vol et dédié à l’évaluation de la distance à un corps humain (par exemple le dispositif VL6180 de STMicroelectronics) peut être utilisé pour obtenir une variable de localisation telle que l’ensemble des valeurs possibles de la variable de localisation a au moins trois éléments, une des valeurs signifiant qu’aucun corps humain n’a été détecté, chacune des autres valeurs correspondant à une distance différente entre une zone de l’appareil pour communication radio et la partie d’un corps humain détectée la plus proche. Il est possible que l’ensemble des valeurs possibles de n’importe laquelle des une ou plusieurs variables de localisation ait au moins trois éléments.
Il est possible qu’au moins une des une ou plusieurs variables de localisation soit une sortie d’un capteur qui n’est pas dédié à la détection d’un corps humain. Par exemple, il est possible qu’au moins une des une ou plusieurs variables de localisation soit déterminée par un changement d’état d’un commutateur d’un clavier, qui révèle la position d’un doigt humain. Par exemple, il est possible qu’au moins une des une ou plusieurs variables de localisation soit déterminée par un changement d’état d’une sortie d’un écran tactile, qui révèle la position d’un doigt humain. Un tel écran tactile peut utiliser n’importe laquelle des technologies disponibles, tel qu’un écran tactile résistif, un écran tactile capacitif ou un écran tactile à ondes acoustiques de surface, etc.
Il est dit plus haut que chacune des une ou plusieurs variables de localisation dépend de la distance entre une partie d’un corps humain et une zone de l’appareil pour communication radio. Ceci doit être interprété comme signifiant: chacune des une ou plusieurs variables de localisation est telle qu’il existe au moins une configuration dans laquelle la distance entre une partie d’un corps humain et une zone de l’appareil pour communication radio a un effet sur ladite chacune des une ou plusieurs variables de localisation. Cependant, il est possible qu’il existe une ou plusieurs configurations dans lesquelles la distance entre une partie d’un corps humain et une zone de l’appareil pour communication radio n’a pas d’effet sur ladite chacune des une ou plusieurs variables de localisation. Par exemple, la distance entre une partie d’un corps humain et une zone de l’appareil pour communication radio n’a pas d’effet sur un commutateur s’il n’y a pas de force exercée directement ou indirectement par le corps humain sur le commutateur. Par exemple, la distance entre une partie d’un corps humain et une zone de l’appareil pour communication radio n’a pas d’effet sur un capteur de proximité si le corps humain est en dehors de la portée du capteur de proximité.
La fréquence sélectionnée peut prendre n’importe quelle valeur dans un “ensemble de valeurs possibles de la fréquence porteuse de l’excitation”, qui comporte plusieurs éléments. Chacune des une ou plusieurs instructions de réglage d’antenne étant déterminée en fonction de la fréquence sélectionnée et des une ou plusieurs variables de localisation, et seulement en fonction de la fréquence sélectionnée et des une ou plusieurs variables de localisation, il est clair qu’une commande en boucle ouverte est utilisée pour générer chacun des un ou plusieurs signaux de contrôle d’antenne.
Le spécialiste comprend que, dans ce douzième mode de réalisation, l’étape de délivrer un ou plusieurs signaux de contrôle d’accord peut être plus rapide, pour une précision donnée, que l’étape correspondante du premier mode de réalisation, grâce à l’utilisation des une ou plusieurs variables de localisation.
Treizième mode de réalisation.
Le treizième mode de réalisation d’un dispositif selon l’invention, donné à titre d’exemple non limitatif, correspond également à l’appareil pour communication radio représenté sur la figure 14, et toutes les explications fournies pour le douzième mode de réalisation sont applicables à ce treizième mode de réalisation. De plus, dans ce treizième mode de réalisation, l’appareil pour communication radio est un téléphone mobile, et l’unité de capteurs de localisation comporte 4 capteurs de proximité.
La figure 15 est un dessin d’une vue d’arrière du téléphone mobile (700). La figure 15 montre : un point (71) où le premier des 4 capteurs de proximité est situé ; un point (72) où le deuxième des 4 capteurs de proximité est situé ; un point (73) où le troisième des 4 capteurs de proximité est situé ; et un point (74) où le quatrième des 4 capteurs de proximité est situé.
Un ensemble fini de configurations d’utilisation typiques est défini. Par exemple, la figure 16 montre une première configuration d’utilisation typique, qui peut être appelée “configuration main droite et tête” ; la figure 17 montre une deuxième configuration d’utilisation typique, qui peut être appelée “configuration deux mains” ; et la figure 18 montre une troisième configuration d’utilisation typique, qui peut être appelée “configuration main droite seulement”. Dans la figure 16, la figure 17 et la figure 18, le téléphone mobile (700) est tenu par un utilisateur. Plus précisément, l’utilisateur tient le téléphone mobile près de sa tête avec sa main droite dans la figure 16, loin de sa tête avec ses deux mains dans la figure 17, et loin de sa tête seulement avec sa main droite dans la figure 18. Dans une configuration d’utilisation réelle, les variables de localisation évaluées par les 4 capteurs de proximité sont utilisées pour déterminer la configuration d’utilisation typique la plus proche de la configuration d’utilisation réelle. Chacune des une ou plusieurs instructions de réglage d’antenne est déterminée à partir d’un ensemble d’instructions de réglage d’antenne prédéterminées qui sont mémorisées dans une table de consultation réalisée dans l’unité d’émission et de traitement du signal, en se basant sur la configuration d’utilisation typique la plus proche et sur la fréquence sélectionnée. Le spécialiste comprend comment construire et utiliser une telle table de consultation. Le spécialiste comprend l’avantage de définir et d’utiliser un ensemble de configurations d’utilisation typiques, qui doit être suffisamment grand pour couvrir tous les cas pertinents, et suffisamment petit pour éviter une table de consultation exagérément grande.
Il a été montré que, pour obtenir une bonne précision de chacune des une ou plusieurs instructions de réglage d’antenne, plus de deux configurations d’utilisation typiques doivent être définies, et qu’une unique variable de localisation ne peut pas être utilisée pour déterminer une configuration d’utilisation typique la plus proche. Par conséquent, dans ce treizième mode de réalisation, il est important qu’une pluralité de variables de localisation soit estimée.
De plus, pour être capable de déterminer une configuration d’utilisation typique la plus proche, il est nécessaire d’utiliser des variables de localisation dépendant de la distance entre une partie d’un corps humain et différentes zones de l’appareil pour communication radio. Plus précisément, il est nécessaire qu’il existe deux des variables de localisation, notées A et B, la variable de localisation A dépendant de la distance entre une partie d’un corps humain et une zone X de l’appareil pour communication radio, la variable de localisation B dépendant de la distance entre une partie d’un corps humain et une zone Y de l’appareil pour communication radio, telles que X et Y sont distinctes, ou préférablement telles que X et Y ont une intersection vide. Dans ce treizième mode de réalisation, ce résultat est obtenu en utilisant une unité de capteurs de localisation comportant une pluralité de capteurs de proximité, localisés en différents endroits de l’appareil pour communication radio, comme montré sur la figure 15.
Quatorzième mode de réalisation.
Le quatorzième mode de réalisation d’un dispositif selon l’invention, donné à titre d’exemple non limitatif, correspond également à l’appareil pour communication radio représenté sur la figure 3, aux algorigrammes représentés sur la figure 4 et la figure 6, et à l’unité d’accord à accès d’entrée unique et accès de sortie unique représentée sur la figure 5. Toutes les explications fournies pour le premier mode de réalisation et pour le quatrième mode de réalisation sont applicables à ce quatorzième mode de réalisation. Comme p = 2, les “un ou plusieurs dispositifs à impédance réglable de l’unité d’accord” peuvent être appelés les “dispositifs à impédance réglable de l’unité d’accord”.
Dans ce quatorzième mode de réalisation, l’unité de contrôle d’accord délivre deux signaux de contrôle d’accord à l’unité d’accord à accès d’entrée unique et accès de sortie unique, et la réactance de chacun des dispositifs à impédance réglable de l’unité d’accord est principalement déterminée par un et un seul des signaux de contrôle d’accord.
Nous avons représenté sur la figure 19 un algorigramme applicable, dans ce quatorzième mode de réalisation, au traitement “générer des valeurs ultérieures des signaux de contrôle d’accord” (843) de la figure 6. En plus du symbole de début (84301) et du symbole de fin (84307), cet algorigramme comporte : un traitement “initialisation” (84302), dans lequel une condition est définie ; un traitement “générer des valeurs ultérieures du signal de contrôle d’accord pour 403” (84303), dans lequel au moins une valeur ultérieure du signal de contrôle d’accord qui détermine principalement la réactance d’un premier des dispositifs à impédance réglable de l’unité d’accord (403) est délivrée en utilisant un algorithme de régulation par recherche d’extremum à un paramètre, l’algorithme de régulation par recherche d’extremum à un paramètre cherchant à maximiser la variable de performance en contrôlant ledit signal de contrôle d’accord qui détermine principalement la réactance d’un premier des dispositifs à impédance réglable de l’unité d’accord (403) ; un traitement “générer des valeurs ultérieures du signal de contrôle d’accord pour 404” (84304), dans lequel au moins une valeur ultérieure du signal de contrôle d’accord qui détermine principalement la réactance d’un second des dispositifs à impédance réglable de l’unité d’accord (404) est délivrée en utilisant un algorithme de régulation par recherche d’extremum à un paramètre, l’algorithme de régulation par recherche d’extremum à un paramètre cherchant à maximiser la variable de performance en contrôlant ledit signal de contrôle d’accord qui détermine principalement la réactance d’un second des dispositifs à impédance réglable de l’unité d’accord (404) ; un traitement (84305) dans lequel une valeur de test est déterminée ; et un branchement conditionnel (84306) utilisé pour atteindre le symbole de fin (84307) si la valeur de test satisfait la condition (qui correspond à un critère d’achèvement).
Le spécialiste comprend que, dans ce quatorzième mode de réalisation, au moins une valeur ultérieure de chacun des signaux de contrôle d’accord est générée en utilisant un algorithme de régulation par recherche d’extremum à deux paramètres, l’algorithme de régulation par recherche d’extremum à deux paramètres utilisant un algorithme de régulation par recherche d’extremum à un paramètre dans le traitement “générer des valeurs ultérieures du signal de contrôle d’accord pour 403” (84303), et un algorithme de régulation par recherche d’extremum à un paramètre dans le traitement “générer des valeurs ultérieures du signal de contrôle d’accord pour 404” (84304). Ici, “algorithme de régulation par recherche d’extremum à un paramètre” désigne un algorithme de régulation par recherche d’extremum qui contrôle et fait varier un signal de contrôle d’accord au cours du temps, et “algorithme de régulation par recherche d’extremum à deux paramètres” désigne un algorithme de régulation par recherche d’extremum qui contrôle et fait varier 2 signaux de contrôle d’accord au cours du temps.
Plus généralement, si p est un entier supérieur ou égal à 2, utilisons “algorithme de régulation par recherche d’extremum à p paramètres” pour désigner un algorithme de régulation par recherche d’extremum qui contrôle et fait varier p signaux de contrôle d’accord au cours du temps. Dans un mode de réalisation différent tel que l’unité d’accord à accès d’entrée unique et accès de sortie unique a p dispositifs à impédance réglable de l’unité d’accord, tel que l’unité de contrôle d’accord délivre p signaux de contrôle d’accord, et tel que la réactance de chacun des dispositifs à impédance réglable de l’unité d’accord est principalement déterminée par un et un seul des signaux de contrôle d’accord, il est possible qu’au moins une valeur ultérieure de chacun des signaux de contrôle d’accord soit générée en utilisant un algorithme de régulation par recherche d’extremum à p paramètres, qui utilise une pluralité d’algorithmes de régulation par recherche d’extremum dont chacun contrôle et fait varier moins de p signaux de contrôle d’accord au cours du temps, par exemple p algorithmes de régulation par recherche d’extremum à un paramètre.
Quinzième mode de réalisation.
Le quinzième mode de réalisation d’un dispositif selon l’invention, donné à titre d’exemple non limitatif, correspond également à l’appareil pour communication radio représenté sur la figure 3, aux algorigrammes représentés sur la figure 4 et la figure 6, à l’unité d’accord à accès d’entrée unique et accès de sortie unique représentée sur la figure 5, et à l’algorigramme du traitement “générer des valeurs ultérieures des signaux de contrôle d’accord” représenté sur la figure 19. Toutes les explications fourmes pour le premier mode de réalisation, le quatrième mode de réalisation et le quatorzième mode de réalisation sont applicables à ce quinzième mode de réalisation.
Nous avons représenté sur la figure 20 un algorigramme applicable, dans ce quinzième mode de réalisation, au traitement “générer des valeurs ultérieures du signal de contrôle d’accord pour 403” (84303) de la figure 19, et au traitement “générer des valeurs ultérieures du signal de contrôle d’accord pour 404” (84304) de la figure 19. En plus du symbole de début (84901) et du symbole de fin (84906), cet algorigramme comporte : un traitement (84902) dans lequel un temporisateur (en anglais: timer) est mis à zéro et démarré ; un traitement (84903) dans lequel un algorithme de régulation par recherche d’extremum à un paramètre, qui délivre des valeurs ultérieures d’un des signaux de contrôle d’accord, est démarré ; et un branchement conditionnel (84904) utilisé pour attendre pendant un temps pré-défini ; et un traitement (84905) dans lequel l’algorithme de régulation par recherche d’extremum à un paramètre est arrêté.
Par exemple, un algorithme de régulation par recherche d’extremum à un paramètre convenable peut être un algorithme appelé “perturbation based extremum-seeking control algorithm” en anglais, qui comporte une étape dans laquelle une perturbation périodique est appliquée au dit un des signaux de contrôle d’accord. Par exemple, cette approche est traitée dans le chapitre 1 du dit livre de K.B. Ariyur et M. Krstic, dans le cas d’une mise en oeuvre purement analogique.
Seizième mode de réalisation.
Le seizième mode de réalisation d’un dispositif selon l’invention, donné à titre d’exemple non limitatif, correspond également à l’appareil pour communication radio représenté sur la figure 3, aux algorigrammes représentés sur la figure 4 et la figure 6, à l’unité d’accord à accès d’entrée unique et accès de sortie unique représentée sur la figure 5, et à l’algorigramme du traitement “générer des valeurs ultérieures des signaux de contrôle d’accord” représenté sur la figure 19. Toutes les explications fournies pour le premier mode de réalisation, le quatrième mode de réalisation et le quatorzième mode de réalisation sont applicables à ce seizième mode de réalisation.
Nous avons représenté sur la figure 21 un algorigramme applicable, dans ce seizième mode de réalisation, au traitement “générer des valeurs ultérieures du signal de contrôle d’accord pour 403” (84303) de la figure 19, et au traitement “générer des valeurs ultérieures du signal de contrôle d’accord pour 404” (84304) de la figure 19. En plus du symbole de début (84901) et du symbole de fin (84906), cet algorigramme comporte : un traitement (84907) dans lequel une condition est définie ; un traitement (84908) dans lequel une étape d’un algorithme de régulation par recherche d’extremum à un paramètre est effectuée, durant laquelle un nombre pré-défini de valeurs ultérieures d’un des signaux de contrôle d’accord sont délivrées ; un traitement (84909) dans lequel une valeur de test est déterminée ; et un branchement conditionnel (84910) utilisé pour atteindre le symbole de fin (84906) si la valeur de test satisfait la condition.
Par exemple, un algorithme de régulation par recherche d’extremum à un paramètre convenable peut être un algorithme appelé “stochastic extremum-seeking control algorithm” en anglais, qui comporte une étape dans laquelle une perturbation stochastique ou aléatoire, par exemple un bruit coloré passé à travers une non-linéarité bornée, est appliquée au dit un des signaux de contrôle d’accord. Par exemple, cette approche est traitée dans le chapitre 5 du dit livre de S.-J. Liu et M. Krstic, dans le cas d’une mise en oeuvre purement analogique.
Dix-septième mode de réalisation.
Le dix-septième mode de réalisation d’un dispositif selon l’invention, donné à titre d’exemple non limitatif, correspond également à l’appareil pour communication radio représenté sur la figure 3, aux algorigrammes représentés sur la figure 4 et la figure 6, et à l’unité d’accord à accès d’entrée unique et accès de sortie unique représentée sur la figure 5. Toutes les explications fournies pour le premier mode de réalisation et pour le quatrième mode de réalisation sont applicables à ce dix-septième mode de réalisation. Comme p = 2, les “un ou plusieurs dispositifs à impédance réglable de l’unité d’accord” peuvent être appelés les “dispositifs à impédance réglable de l’unité d’accord”.
Dans ce dix-septième mode de réalisation, l’unité de contrôle d’accord délivre deux signaux de contrôle d’accord à l’unité d’accord à accès d’entrée unique et accès de sortie unique, et la réactance de chacun des dispositifs à impédance réglable de l’unité d’accord est principalement déterminée par un et un seul des signaux de contrôle d’accord.
Nous avons représenté sur la figure 22 un algorigramme applicable, dans ce dix-septième mode de réalisation, au traitement “générer des valeurs ultérieures des signaux de contrôle d’accord” (843) de la figure 6. En plus du symbole de début (84301) et du symbole de fin (84307), cet algorigramme comporte : un traitement (84308) dans lequel un temporisateur (en anglais: timer) est mis à zéro et démarré ; un traitement (84309) dans lequel un algorithme de régulation par recherche d’extremum à deux paramètres, qui délivre des valeurs ultérieures des deux signaux de contrôle d’accord, est démarré ; un branchement conditionnel (84310) utilisé pour attendre pendant un temps pré-défini ; et un traitement (84311) dans lequel l’algorithme de régulation par recherche d’extremum à deux paramètres est arrêté.
Par exemple, un algorithme de régulation par recherche d’extremum à deux paramètres convenable peut être un algorithme appelé “perturbation based extremum-seeking control algorithm” en anglais, qui comporte une étape dans laquelle deux perturbations périodiques différentes sont appliquées chacune à un des signaux de contrôle d’accord. Par exemple, cette approche est traitée dans le chapitre 2 du dit livre de K.B. Ariyur et M. Krstic, dans le cas d’une mise en oeuvre purement analogique. Elle offre des performances supérieures à celle utilisée dans le quatorzième mode de réalisation.
Plus généralement, p étant un entier supérieur ou égal à 2, dans un mode de réalisation différent tel que l’unité d’accord à accès d’entrée unique et accès de sortie unique a p dispositifs à impédance réglable de l’unité d’accord, tel que l’unité de contrôle d’accord délivre p signaux de contrôle d’accord, et tel que la réactance de chacun des dispositifs à impédance réglable de l’unité d’accord est principalement déterminée par un et un seul des signaux de contrôle d’accord, il est possible qu’au moins une valeur ultérieure de chacun des signaux de contrôle d’accord soit générée en utilisant un algorithme de régulation par recherche d’extremum à p paramètres qui est du type appelé “perturbation based extremum-seeking control” en anglais, qui comporte une étape dans laquelle p perturbations périodiques différentes sont appliquées chacune à un des signaux de contrôle d’accord.
Dix-huitième mode de réalisation.
Le dix-huitième mode de réalisation d’un dispositif selon l’invention, donné à titre d’exemple non limitatif, correspond également à l’appareil pour communication radio représenté sur la figure 3, aux algorigrammes représentés sur la figure 4 et la figure 6, et à l’unité d’accord à accès d’entrée unique et accès de sortie unique représentée sur la figure 5. Toutes les explications fournies pour le premier mode de réalisation et pour le quatrième mode de réalisation sont applicables à ce dix-huitième mode de réalisation. Comme p = 2, les “un ou plusieurs dispositifs à impédance réglable de l’unité d’accord” peuvent être appelés les “dispositifs à impédance réglable de l’unité d’accord”.
Dans ce dix-huitième mode de réalisation, l’unité de contrôle d’accord délivre deux signaux de contrôle d’accord à l’unité d’accord à accès d’entrée unique et accès de sortie unique, et la réactance de chacun des dispositifs à impédance réglable de l’unité d’accord est principalement déterminée par un et un seul des signaux de contrôle d’accord.
Nous avons représenté sur la figure 23 un algorigramme applicable, dans ce dix-huitième mode de réalisation, au traitement “générer des valeurs ultérieures des signaux de contrôle d’accord” (843) de la figure 6. En plus du symbole de début (84301) et du symbole de fin (84307), cet algorigramme comporte : un traitement (84312) dans lequel une condition est définie ; un traitement (84313) dans lequel une étape d’un algorithme de régulation par recherche d’extremum à deux paramètres est effectuée, durant laquelle un nombre pré-défini de valeurs ultérieures des deux signaux de contrôle d’accord sont délivrées ; un traitement (84314) dans lequel une valeur de test est déterminée ; et un branchement conditionnel (84315) utilisé pour atteindre le symbole de fin (84307) si la valeur de test satisfait la condition (qui correspond à un critère d’achèvement).
Par exemple, un algorithme de régulation par recherche d’extremum à deux paramètres convenable peut être un algorithme appelé “stochastic extremum-seeking control algorithm” en anglais, qui comporte une étape dans laquelle deux perturbations stochastiques ou aléatoires différentes sont appliquées chacune à un des signaux de contrôle d’accord. Par exemple, cette approche est traitée dans le chapitre 8 du dit livre de S.-J. Liu et M. Krstic, dans le cas d’une mise en oeuvre purement analogique. Elle offre des performances supérieures à celle utilisée dans le quatorzième mode de réalisation.
Plus généralement, p étant un entier supérieur ou égal à 2, dans un mode de réalisation différent tel que l’unité d’accord à accès d’entrée unique et accès de sortie unique a p dispositifs à impédance réglable de l’unité d’accord, tel que l’unité de contrôle d’accord délivre p signaux de contrôle d’accord, et tel que la réactance de chacun des dispositifs à impédance réglable de l’unité d’accord est principalement déterminée par un et un seul des signaux de contrôle d’accord, il est possible qu’au moins une valeur ultérieure de chacun des signaux de contrôle d’accord soit générée en utilisant un algorithme de régulation par recherche d’extremum à p paramètres qui est du type appelé “stochastic extremum-seeking control” en anglais, qui comporte une étape dans laquelle p perturbations stochastiques ou aléatoires différentes sont appliquées chacune à un des signaux de contrôle d’accord.
Dix-neuvième mode de réalisation.
Au titre d’un dix-neuvième mode de réalisation d’un dispositif selon l’invention, donné à titre d’exemple non limitatif, nous avons représenté sur la figure 24 le schéma-bloc d’un appareil pour communication radio comportant : N = 4 antennes passives accordables (1), chacune des antennes passives accordables comportant au moins un dispositif de contrôle d’antenne, ledit au moins un dispositif de contrôle d’antenne ayant au moins un paramètre ayant un effet sur une ou plusieurs caractéristiques de ladite chacune des antennes passives accordables, ledit au moins un paramètre étant réglable par moyen électrique ; une unité de commutation (9), l’unité de commutation comportant N accès antenne couplés chacun à une et une seule des antennes passives accordables à travers une liaison d’antenne (2), l’unité de commutation comportant un accès réseau d’antennes, l’unité de commutation opérant dans une configuration active déterminée par une ou plusieurs “instructions de configuration”, la configuration active étant l’une d’une pluralité de configurations autorisées, l’unité de commutation procurant, dans n’importe laquelle des configurations autorisées, pour des signaux dans une bande de fréquences donnée, un chemin bidirectionnel entre l’accès réseau d’antennes et un et un seul des accès antenne ; une unité d’accord à accès d’entrée unique et accès de sortie unique (4) ayant un accès d’entrée et un accès de sortie, l’unité d’accord à accès d’entrée unique et accès de sortie unique comportant p dispositifs à impédance réglable, où p est un entier supérieur ou égal à un, les p dispositifs à impédance réglable étant appelés les “un ou plusieurs dispositifs à impédance réglable de l’unité d’accord” et étant tels que, à une fréquence donnée dans la bande de fréquences donnée, chacun des un ou plusieurs dispositifs à impédance réglable de l’unité d’accord a une réactance, la réactance de n’importe lequel des un ou plusieurs dispositifs à impédance réglable de l’unité d’accord étant réglable par moyen électrique ; une unité de détection (3) délivrant un ou plusieurs “signaux de sortie d’unité de détection”, chacun des un ou plusieurs signaux de sortie d’unité de détection étant principalement déterminé par une ou plusieurs variables électriques captées (ou mesurées) à l’accès de sortie pendant qu’une excitation est appliquée à l’accès d’entrée, l’accès de sortie étant indirectement couplé à l’accès réseau d’antennes à travers l’unité de détection ; une unité d’émission et de traitement du signal (8), l’unité d’émission et de traitement du signal délivrant les une ou plusieurs instructions de configuration, l’unité d’émission et de traitement du signal délivrant une ou plusieurs “instructions de réglage d’antenne”, l’unité d’émission et de traitement du signal appliquant l’excitation à l’accès d’entrée, l’unité d’émission et de traitement du signal estimant q quantités réelles dépendantes d’une impédance vue par l’accès de sortie, où q est un entier supérieur ou égal à un, en utilisant un ou plusieurs des un ou plusieurs signaux de sortie d’unité de détection, l’unité d’émission et de traitement du signal délivrant des “instructions de réglage d’unité d’accord”, au moins une des instructions de réglage d’unité d’accord étant une “instruction de réglage d’unité d’accord initiale”, chacune des une ou plusieurs instructions de réglage d’unité d’accord initiales étant déterminée en fonction d’une ou plusieurs des dites q quantités réelles dépendantes d’une impédance vue par l’accès de sortie, au moins une des instructions de réglage d’unité d’accord étant une “instruction de réglage d’unité d’accord ultérieure”, l’unité d’émission et de traitement du signal exécutant un algorithme de régulation par recherche d’extremum pour générer chacune des une ou plusieurs instructions de réglage d’unité d’accord ultérieures, l’algorithme de régulation par recherche d’extremum cherchant à maximiser ou à minimiser une variable de performance, la variable de performance étant estimée en fonction d’un ou plusieurs des un ou plusieurs signaux de sortie d’unité de détection ; et une unité de contrôle (6), l’unité de contrôle délivrant un ou plusieurs “signaux de contrôle d’antenne” aux une ou plusieurs antennes passives accordables, chacun des un ou plusieurs signaux de contrôle d’antenne étant déterminé en fonction d’au moins une des une ou plusieurs instructions de réglage d’antenne, chaque dit au moins un paramètre de chaque dit au moins un dispositif de contrôle d’antenne de chacune des antennes passives accordables étant déterminé par au moins un des un ou plusieurs signaux de contrôle d’antenne, l’unité de contrôle délivrant un ou plusieurs “signaux de contrôle d’accord” à l’unité d’accord à accès d’entrée unique et accès de sortie unique, l’unité de contrôle générant, pour chacun des un ou plusieurs signaux de contrôle d’accord, une ou plusieurs valeurs du dit chacun des un ou plusieurs signaux de contrôle d’accord, les dites une ou plusieurs valeurs du dit chacun des un ou plusieurs signaux de contrôle d’accord étant déterminées en fonction d’au moins une des instructions de réglage d’unité d’accord, la réactance de chacun des un ou plusieurs dispositifs à impédance réglable de l’unité d’accord étant déterminée par au moins un des un ou plusieurs signaux de contrôle d’accord. L’unité de commutation opère (ou est utilisée) dans une configuration active déterminée par les une ou plusieurs instructions de configuration, la configuration active étant une configuration autorisée parmi une pluralité de configurations autorisées, l’unité de commutation procurant, dans n’importe laquelle des configurations autorisées, pour des signaux dans la bande de fréquences donnée, un chemin entre l’accès réseau d’antennes et un des accès antenne. Ainsi, l’unité de commutation opère dans une configuration active qui est une des configurations autorisées, et chaque configuration autorisée correspond à une sélection d’un accès antenne parmi les N accès antenne. Il est aussi possible de dire que l’unité de commutation opère dans une configuration active correspondant à une sélection d’un accès antenne parmi les N accès antenne.
Chaque configuration autorisée correspond à une sélection d’un accès antenne parmi les N accès antenne, l’unité de commutation procurant, pour des signaux dans la bande de fréquences donnée, un chemin entre l’accès réseau d’antennes et l’accès antenne sélectionné. Ce chemin peut préférentiellement être un chemin à faibles pertes pour des signaux dans la bande de fréquences donnée. Le spécialiste comprend qu’une unité de commutation convenable peut comporter un ou plusieurs interrupteurs et/ou commutateurs contrôlés électriquement. Dans ce cas, un ou plusieurs des dits un ou plusieurs interrupteurs et/ou commutateurs contrôlés électriquement peut par exemple être un relais électromécanique, ou un commutateur microélectromécanique, ou un circuit utilisant une ou plusieurs diodes PIN et/ou un ou plusieurs transistors à effet de champ à grille isolée comme dispositifs de commutation.
Dans ce dix-neuvième mode de réalisation, il n’est pas possible de dire que, pour chacune des antennes passives accordables, un accès signal de l’antenne passive accordable est couplé, directement ou indirectement, à l’accès de sortie. Cependant, dans ce dix-neuvième mode de réalisation, l’accès de sortie est indirectement couplé à une et une seule des N antennes passives accordables. Ou, plus précisément, l’accès de sortie est indirectement couplé à un accès signal d’une et une seule des N antennes passives accordables, à travers l’unité de détection, l’unité de commutation et une et une seule des liaisons d’antenne. L’accès de sortie étant indirectement couplé à l’accès réseau d’antennes à travers l’unité de détection, le spécialiste voit que l’appareil pour communication radio permet, à la fréquence donnée, un transfert de puissance depuis l’accès d’entrée jusqu’à un champ électromagnétique rayonné par les antennes passives accordables. Ainsi, l’appareil pour communication radio est tel que, si une puissance est reçue par l’accès d’entrée à la fréquence donnée, une partie de ladite puissance reçue par l’accès d’entrée est transférée à un champ électromagnétique rayonné par les antennes passives accordables à la fréquence donnée, si bien qu’une puissance du champ électromagnétique rayonné par les antennes passives accordables à la fréquence donnée est égale à ladite partie de ladite puissance reçue par l’accès d’entrée. L’appareil pour communication radio permet, à ladite fréquence donnée, un transfert de puissance depuis un champ électromagnétique incident sur les antennes passives accordables jusqu’à l’accès d’entrée. De plus, l’unité d’accord à accès d’entrée unique et accès de sortie unique (4) et les antennes passives accordables sont telles que, à ladite fréquence donnée, pour des valeurs convenables des un ou plusieurs signaux de contrôle d’accord et des un ou plusieurs signaux de contrôle d’antenne, un transfert de puissance à faibles pertes depuis l’accès d’entrée jusqu’à un champ électromagnétique rayonné par les antennes passives accordables peut être obtenu (pour l’émission radio), et un transfert de puissance à faibles pertes depuis un champ électromagnétique incident sur les antennes passives accordables jusqu’à l’accès d’entrée peut être obtenu (pour la réception radio). L’appareil pour communication radio est tel qu’une commande en boucle ouverte est utilisée pour déterminer chacune des une ou plusieurs instructions de réglage d’antenne, et qu’une commande en boucle ouverte est utilisée pour générer chacun des un ou plusieurs signaux de contrôle d’antenne. Le spécialiste comprend que cette caractéristique implique par exemple que les signaux de sortie d’unité de détection ne sont pas utilisés pour obtenir les un ou plusieurs signaux de contrôle d’antenne. L’appareil pour communication radio est un émetteur radio ou un émetteur-récepteur radio, si bien que l’unité d’émission et de traitement du signal (8) effectue aussi des fonctions qui n’ont pas été mentionnées plus haut, et qui sont bien connues des spécialistes. La bande de fréquences donnée ne contient que des fréquences supérieures ou égales à 300 MHz.
Par exemple, chacune des une ou plusieurs instructions de configuration peut être déterminée en fonction : d’une ou plusieurs variables de localisation, définies comme dans le douzième mode de réalisation ; d’une fréquence utilisée pour la communication radio avec les antennes passives accordables ; d’une ou plusieurs variables additionnelles, chacune des variables additionnelles étant un élément d’un ensemble de variables additionnelles, les éléments de l’ensemble de variables additionnelles comportant : des variables de type de communication qui indiquent si une session de communication radio est une session de communication vocale, une session de communication de données ou un autre type de session de communication ; un indicateur d’activation de mode mains libres ; un indicateur d’activation de haut-parleur ; des variables obtenues en utilisant un ou plusieurs accéléromètres ; des variables d’identité d’utilisateur qui dépendent de l’identité de l’utilisateur actuel ; des variables de qualité de réception ; et des variables de qualité d’émission.
Les éléments du dit ensemble de variables additionnelles peuvent en outre comporter une ou plusieurs variables qui sont différentes des variables de localisation et qui caractérisent la manière dont un utilisateur tient l’appareil pour communication radio.
Chacune des une ou plusieurs instructions de configuration peut par exemple être déterminée en utilisant une table de consultation.
Chacune des une ou plusieurs instructions de configuration peut être de n’importe quel type de message numérique. Chacune des une ou plusieurs instructions de réglage d’antenne et chacune des instructions de réglage d’unité d’accord peuvent être de n’importe quel type de message numérique. Les une ou plusieurs instructions de configuration, les une ou plusieurs instructions de réglage d’antenne et les instructions de réglage d’unité d’accord sont délivrées pendant plusieurs séquences de réglage. L’unité d’émission et de traitement du signal débute une séquence de réglage lorsque une ou plusieurs instructions de configuration sont délivrées. L’unité d’émission et de traitement du signal termine la séquence de réglage lorsque la dernière instruction de réglage d’unité d’accord de la séquence de réglage a été délivrée. La durée d’une séquence de réglage est inférieure à 100 microsecondes.
De façon à répondre à des variations des caractéristiques électromagnétiques du volume entourant les antennes passives accordables et/ou de la fréquence d’opération, des séquences de réglage peuvent avoir lieu de façon répétée. Par exemple, une nouvelle séquence de réglage peut débuter périodiquement, par exemple toutes les 10 millisecondes.
En dehors des séquences de réglage, l’unité d’émission et de traitement du signal utilise les un ou plusieurs signaux de sortie d’unité de détection pour estimer une ou plusieurs quantités dépendantes chacune de la puissance fournie par l’accès de sortie. Par exemple, de telles quantités dépendantes chacune de la puissance fournie par l’accès de sortie peuvent être utilisées pour réguler la puissance fournie par l’accès de sortie, en faisant varier la puissance fournie à l’accès d’entrée.
Vingtième mode de réalisation.
Au titre d’un vingtième mode de réalisation de l’invention, donné à titre d’exemple non limitatif, nous considérons un procédé pour régler automatiquement une ou plusieurs antennes passives accordables et une unité d’accord à accès d’entrée unique et accès de sortie unique, l’unité d’accord à accès d’entrée unique et accès de sortie unique ayant un accès d’entrée et un accès de sortie, les une ou plusieurs antennes passives accordables et l’unité d’accord à accès d’entrée unique et accès de sortie unique étant des parties d’un appareil pour communication radio, l’appareil pour communication radio permettant, à une fréquence donnée, un transfert de puissance depuis l’accès d’entrée jusqu’à un champ électromagnétique rayonné par les une ou plusieurs antennes passives accordables, le procédé comportant les étapes suivantes : délivrer un ou plusieurs “signaux de contrôle d’antenne”, en fonction d’une “fréquence sélectionnée”, chacune des une ou plusieurs antennes passives accordables comportant au moins un dispositif de contrôle d’antenne, ledit au moins un dispositif de contrôle d’antenne ayant au moins un paramètre ayant un effet sur une ou plusieurs caractéristiques de ladite chacune des une ou plusieurs antennes passives accordables, ledit au moins un paramètre étant réglable par moyen électrique, ledit au moins un paramètre étant principalement déterminé par au moins un des un ou plusieurs signaux de contrôle d’antenne ; appliquer une excitation à l’accès d’entrée, l’excitation ayant une fréquence porteuse appelée “la fréquence porteuse de l’excitation”, la fréquence porteuse de l’excitation étant égale à la fréquence sélectionnée ; capter une ou plusieurs variables électriques à l’accès de sortie pendant que l’excitation est appliquée, pour obtenir un ou plusieurs “signaux de sortie d’unité de détection”, chacun des un ou plusieurs signaux de sortie d’unité de détection étant principalement déterminé par au moins une des une ou plusieurs variables électriques captées à l’accès de sortie ; mesurer, en un ou plusieurs emplacements dans l’unité d’accord à accès d’entrée unique et accès de sortie unique, une température, pour obtenir un ou plusieurs “signaux de température”, chacun des dits un ou plusieurs signaux de température étant principalement déterminé par une ou plusieurs des températures aux dits un ou plusieurs emplacements ; estimer q quantités réelles dépendantes d’une impédance vue par l’accès de sortie, où q est un entier supérieur ou égal à un, en utilisant un ou plusieurs des un ou plusieurs signaux de sortie d’unité de détection ; délivrer un ou plusieurs “signaux de contrôle d’accord”, l’unité d’accord à accès d’entrée unique et accès de sortie unique comportant p dispositifs à impédance réglable, où p est un entier supérieur ou égal à un, les p dispositifs à impédance réglable étant appelés les “un ou plusieurs dispositifs à impédance réglable de l’unité d’accord” et étant tels que, à la fréquence donnée, chacun des un ou plusieurs dispositifs à impédance réglable de l’unité d’accord a une réactance, la réactance de n’importe lequel des un ou plusieurs dispositifs à impédance réglable de l’unité d’accord étant réglable par moyen électrique, la réactance de n’importe lequel des un ou plusieurs dispositifs à impédance réglable de l’unité d’accord étant principalement déterminée par au moins un des un ou plusieurs signaux de contrôle d’accord, ladite étape de délivrer un ou plusieurs “signaux de contrôle d’accord” comportant les étapes suivantes : générer, pour chacun des un ou plusieurs signaux de contrôle d’accord, une valeur initiale du dit chacun des un ou plusieurs signaux de contrôle d’accord, en fonction d’une ou plusieurs des dites q quantités réelles dépendantes d’une impédance vue par l’accès de sortie, et en fonction des dits un ou plusieurs signaux de température ; générer, pour un ou plusieurs des un ou plusieurs signaux de contrôle d’accord, au moins une valeur ultérieure de chacun des dits un ou plusieurs des un ou plusieurs signaux de contrôle d’accord, un algorithme de régulation par recherche d’extremum étant utilisé pour générer ladite au moins une valeur ultérieure de chacun des dits un ou plusieurs des un ou plusieurs signaux de contrôle d’accord, l’algorithme de régulation par recherche d’extremum cherchant à maximiser ou à minimiser une variable de performance en contrôlant les dits un ou plusieurs des un ou plusieurs signaux de contrôle d’accord, la variable de performance étant estimée en fonction d’un ou plusieurs des un ou plusieurs signaux de sortie d’unité de détection.
Le spécialiste comprend que, pour chacun des un ou plusieurs signaux de contrôle d’accord, une commande en boucle ouverte est utilisée pour générer la valeur initiale du dit chacun des un ou plusieurs signaux de contrôle d’accord. Le spécialiste comprend que, pour cette raison, il est avantageux de prendre en compte les dits un ou plusieurs signaux de température pour générer la valeur initiale de chacun des un ou plusieurs signaux de contrôle d’accord. Le spécialiste comprend comment générer une valeur initiale de chacun des un ou plusieurs signaux de contrôle d’accord, en fonction d’une ou plusieurs des dites q quantités réelles dépendantes d’une impédance vue par l’accès de sortie, et en fonction des dits un ou plusieurs signaux de température. Le spécialiste sait aussi que les caractéristiques des composants de l’unité d’accord à accès d’entrée unique et accès de sortie unique dépendent de la fréquence et de la température. Par conséquent, il est aussi avantageux de prendre en compte la fréquence porteuse de l’excitation pour générer la valeur initiale de chacun des un ou plusieurs signaux de contrôle d’accord. Le spécialiste comprend comment générer une valeur initiale de chacun des un ou plusieurs signaux de contrôle d’accord, en fonction d’une ou plusieurs des dites q quantités réelles dépendantes d’une impédance vue par l’accès de sortie, en fonction d’une ou plusieurs quantités dépendantes de la fréquence porteuse de l’excitation, et en fonction des dits un ou plusieurs signaux de température.
Nous avons représenté sur la figure 25 le schéma-bloc d’un premier appareil pour communication radio mettant en oeuvre le procédé de ce vingtième mode de réalisation de l’invention, l’appareil pour communication radio comportant : une antenne passive accordable (1) comportant au moins un dispositif de contrôle d’antenne, ledit au moins un dispositif de contrôle d’antenne ayant au moins un paramètre ayant un effet sur une ou plusieurs caractéristiques de l’antenne passive accordable, ledit au moins un paramètre étant réglable par moyen électrique ; une liaison d’antenne (2) ; une unité d’accord à accès d’entrée unique et accès de sortie unique (4) ayant un accès d’entrée et un accès de sortie, l’unité d’accord à accès d’entrée unique et accès de sortie unique comportant p dispositifs à impédance réglable, où p est un entier supérieur ou égal à 2, les p dispositifs à impédance réglable étant appelés les “un ou plusieurs dispositifs à impédance réglable de l’unité d’accord” et étant tels que, à une fréquence donnée, chacun des un ou plusieurs dispositifs à impédance réglable de l’unité d’accord a une réactance, la réactance de n’importe lequel des un ou plusieurs dispositifs à impédance réglable de l’unité d’accord étant réglable par moyen électrique, l’unité d’accord à accès d’entrée unique et accès de sortie unique comportant un dispositif de mesure de température qui mesure, en un ou plusieurs emplacements dans l’unité d’accord à accès d’entrée unique et accès de sortie unique, une température, pour obtenir un ou plusieurs “signaux de température”, chacun des dits un ou plusieurs signaux de température étant principalement déterminé par une ou plusieurs des températures aux dits un ou plusieurs emplacements ; une unité de détection (3) délivrant un ou plusieurs “signaux de sortie d’unité de détection”, chacun des un ou plusieurs signaux de sortie d’unité de détection étant principalement déterminé par une ou plusieurs variables électriques captées à l’accès de sortie pendant qu’une excitation est appliquée à l’accès d’entrée ; une unité d’émission et de traitement du signal (8), l’unité d’émission et de traitement du signal délivrant une ou plusieurs “instructions de réglage d’antenne”, l’unité d’émission et de traitement du signal appliquant l’excitation à l’accès d’entrée, l’excitation ayant une fréquence porteuse appelée “la fréquence porteuse de l’excitation”, l’unité d’émission et de traitement du signal délivrant des “instructions de réglage d’unité d’accord”, au moins une des instructions de réglage d’unité d’accord étant une “instruction de réglage d’unité d’accord initiale”, chacune des une ou plusieurs instructions de réglage d’unité d’accord initiales étant déterminée en fonction des dits un ou plusieurs signaux de température et en fonction d’une ou plusieurs des dites q quantités réelles dépendantes d’une impédance vue par l’accès de sortie, au moins une des instructions de réglage d’unité d’accord étant une “instruction de réglage d’unité d’accord ultérieure”, l’unité d’émission et de traitement du signal exécutant un algorithme de régulation par recherche d’extremum pour générer chacune des une ou plusieurs instructions de réglage d’unité d’accord ultérieures, l’algorithme de régulation par recherche d’extremum cherchant à maximiser ou à minimiser une variable de performance, la variable de performance étant estimée en fonction d’un ou plusieurs des un ou plusieurs signaux de sortie d’unité de détection ; et une unité de contrôle (6) similaire à celle utilisée dans le premier mode de réalisation.
Pour les raisons expliquées plus haut, il est possible que chacune des une ou plusieurs instructions de réglage d’unité d’accord initiales soient déterminées en fonction d’une ou plusieurs des dites q quantités réelles dépendantes d’une impédance vue par l’accès de sortie, en fonction d’une ou plusieurs quantités dépendantes de la fréquence porteuse de l’excitation, et en fonction des dits un ou plusieurs signaux de température.
Nous avons représenté sur la figure 26 le schéma-bloc d’un second appareil pour communication radio mettant en oeuvre le procédé de ce vingtième mode de réalisation de l’invention, l’appareil pour communication radio comportant : une antenne passive accordable (1) comportant au moins un dispositif de contrôle d’antenne, ledit au moins un dispositif de contrôle d’antenne ayant au moins un paramètre ayant un effet sur une ou plusieurs caractéristiques de l’antenne passive accordable, ledit au moins un paramètre étant réglable par moyen électrique ; une liaison d’antenne (2) ; une unité d’accord à accès d’entrée unique et accès de sortie unique (4) ayant un accès d’entrée et un accès de sortie, l’unité d’accord à accès d’entrée unique et accès de sortie unique comportant p dispositifs à impédance réglable, où p est un entier supérieur ou égal à 2, les p dispositifs à impédance réglable étant appelés les “un ou plusieurs dispositifs à impédance réglable de l’unité d’accord” et étant tels que, à une fréquence donnée, chacun des un ou plusieurs dispositifs à impédance réglable de l’unité d’accord a une réactance, la réactance de n’importe lequel des un ou plusieurs dispositifs à impédance réglable de l’unité d’accord étant réglable par moyen électrique, l’unité d’accord à accès d’entrée unique et accès de sortie unique comportant un dispositif de mesure de température qui mesure, en un ou plusieurs emplacements dans l’unité d’accord à accès d’entrée unique et accès de sortie unique, une température, pour obtenir un ou plusieurs “signaux de température”, chacun des dits un ou plusieurs signaux de température étant principalement déterminé par une ou plusieurs des températures aux dits un ou plusieurs emplacements ; une unité de détection (3) délivrant un ou plusieurs “signaux de sortie d’unité de détection”, chacun des un ou plusieurs signaux de sortie d’unité de détection étant principalement déterminé par une ou plusieurs variables électriques captées à l’accès de sortie pendant qu’une excitation est appliquée à l’accès d’entrée ; une unité d’émission et de traitement du signal (8) similaire à celle utilisée dans le premier mode de réalisation, délivrant une ou plusieurs “instructions de réglage d’antenne” et des “instructions de réglage d’unité d’accord”, au moins une des instructions de réglage d’unité d’accord étant une “instruction de réglage d’unité d’accord initiale”, au moins une des instructions de réglage d’unité d’accord étant une “instruction de réglage d’unité d’accord ultérieure” ; et une unité de contrôle (6), l’unité de contrôle recevant les une ou plusieurs instructions de réglage d’antenne, l’unité de contrôle délivrant un ou plusieurs “signaux de contrôle d’antenne” à l’antenne passive accordable, chacun des un ou plusieurs signaux de contrôle d’antenne étant déterminé en fonction d’au moins une des une ou plusieurs instructions de réglage d’antenne, chacun des dits paramètres étant principalement déterminé par au moins un des un ou plusieurs signaux de contrôle d’antenne, l’unité de contrôle recevant les instructions de réglage d’unité d’accord, l’unité de contrôle délivrant un ou plusieurs “signaux de contrôle d’accord” à l’unité d’accord à accès d’entrée unique et accès de sortie unique, l’unité de contrôle générant, pour chacun des un ou plusieurs signaux de contrôle d’accord, une ou plusieurs valeurs du dit chacun des un ou plusieurs signaux de contrôle d’accord, chacune des dites une ou plusieurs valeurs du dit chacun des un ou plusieurs signaux de contrôle d’accord étant déterminée en fonction des dits un ou plusieurs signaux de température et en fonction d’au moins une des instructions de réglage d’unité d’accord, la réactance de chacun des un ou plusieurs dispositifs à impédance réglable de l’unité d’accord étant principalement déterminée par au moins un des un ou plusieurs signaux de contrôle d’accord.
Le spécialiste comprend que, dans ce vingtième mode de réalisation, l’étape de délivrer un ou plusieurs signaux de contrôle d’accord peut être plus rapide, pour une précision donnée, que l’étape correspondante du premier mode de réalisation, parce que l’algorithme de régulation par recherche d’extremum est démarré plus proche des valeurs optimales des signaux de contrôle d’accord, grâce à l’utilisation des signaux de température.
Vingt-et-unième mode de réalisation.
Le vingt-et-unième mode de réalisation d’un appareil selon l’invention, donné à titre d’exemple non limitatif, correspond également à l’appareil pour communication radio représenté sur la figure 25 ou à l’appareil pour communication radio représenté sur la figure 26, et toutes les explications correspondantes fournies dans le vingtième mode de réalisation sont applicables à ce vingt-et-unième mode de réalisation.
Nous avons représenté sur la figure 27 l’unité d’accord à accès d’entrée unique et accès de sortie unique (4) utilisée dans ce vingt-et-unième mode de réalisation. Cette unité d’accord à accès d’entrée unique et accès de sortie unique comporte : un accès de sortie (401) ayant deux bornes (4011) (4012), l’accès de sortie étant asymétrique ; un accès d’entrée (402) ayant deux bornes (4021) (4022), l’accès d’entrée étant asymétrique ; un des un ou plusieurs dispositifs à impédance réglable de l’unité d’accord (403), présentant une réactance négative et connecté en série avec une borne de l’accès de sortie ; un des un ou plusieurs dispositifs à impédance réglable de l’unité d’accord (404), présentant une réactance négative et connecté en série avec une borne de l’accès d’entrée ; un enroulement (405) ayant une borne couplée à la masse et une borne couplée à une borne de chacun des un ou plusieurs dispositifs à impédance réglable de l’unité d’accord (403)(404); un dispositif de mesure de température (45) comportant deux capteurs de température (451) (452), le dispositif de mesure de température mesurant, à l’emplacement de chacun des capteurs de température, une température, pour obtenir un ou plusieurs signaux de température, chacun des dits un ou plusieurs signaux de température étant principalement déterminé par la température à l’emplacement d’un des capteurs de température ; et un écran électromagnétique (48), qui est mis à la masse.
Tous les un ou plusieurs dispositifs à impédance réglable de l’unité d’accord (403) (404) sont réglables par moyen électrique, mais les circuits et les liaisons de contrôle nécessaires pour régler la réactance de chacun des un ou plusieurs dispositifs à impédance réglable de l’unité d’accord ne sont pas montrés sur la figure 27. Les liaisons nécessaires pour alimenter les capteurs de température (451) (452) et pour transporter les dits un ou plusieurs signaux de température ne sont pas montrées sur la figure 27.
Des résultats expérimentaux ont montré que les caractéristiques électromagnétiques du volume entourant l’unité d’accord à accès d’entrée unique et accès de sortie unique influencent souvent Ζυ. Le spécialiste comprend que ce phénomène peut être préjudiciable, parce qu’une commande en boucle ouverte est utilisée pour générer les dites une ou plusieurs valeurs initiales. Des résultats expérimentaux ont montré que ce phénomène peut être atténué en réduisant le champ électromagnétique variable produit par l’unité d’accord à accès d’entrée unique et accès de sortie unique à l’extérieur de l’unité d’accord à accès d’entrée unique et accès de sortie unique. Dans la figure 27, une réduction convenable de ce champ électromagnétique est procurée par l’écran électromagnétique (48), qui peut aussi être appelé blindage électromagnétique, et qui est connecté à un plan de masse du circuit imprimé sur lequel l’unité d’accord à accès d’entrée unique et accès de sortie unique est réalisée.
Un premier des capteurs de température (451) se trouve près d’un premier des un ou plusieurs dispositifs à impédance réglable de l’unité d’accord (403), de telle façon qu’il mesure une température qui est proche de la température du dit premier des un ou plusieurs dispositifs à impédance réglable de l’unité d’accord. Un second des capteurs de température (452) se trouve près d’un second des un ou plusieurs dispositifs à impédance réglable de l’unité d’accord (404), de telle façon qu’il mesure une température qui est proche de la température du dit second des un ou plusieurs dispositifs à impédance réglable de l’unité d’accord. De cette manière, les un ou plusieurs signaux de température procurent de l’information sur les températures de chacun des un ou plusieurs dispositifs à impédance réglable de l’unité d’accord, qui peuvent être différentes les unes des autres. Le spécialiste comprend que ces températures peuvent en particulier être différentes si une puissance haute-fréquence significative est appliquée à l’accès d’entrée, parce que les puissances dissipées dans les un ou plusieurs dispositifs à impédance réglable de l’unité d’accord sont typiquement différentes les unes des autres.
Dans ce vingt-et-unième mode de réalisation, deux capteurs de température sont utilisés, pour mesurer, en deux emplacements dans l’unité d’accord à accès d’entrée unique et accès de sortie unique, une température. Ainsi, il est possible que le nombre d’emplacements dans l’unité d’accord à accès d’entrée unique et accès de sortie unique, auxquels une température est mesurée, soit supérieur ou égal à 2.
Vingt-deuxième mode de réalisation.
Le vingt-deuxième mode de réalisation d’un appareil selon l’invention, donné à titre d’exemple non limitatif, correspond également à l’appareil pour communication radio représenté sur la figure 25 ou à l’appareil pour communication radio représenté sur la figure 26, et toutes les explications correspondantes fournies dans le vingtième mode de réalisation sont applicables à ce vingt-deuxième mode de réalisation.
Nous avons représenté sur la figure 28 l’unité d’accord à accès d’entrée unique et accès de sortie unique (4) utilisée dans ce vingt-deuxième mode de réalisation. Cette unité d’accord à accès d’entrée unique et accès de sortie unique comporte : un accès de sortie (401) ayant deux bornes (4011) (4012), l’accès de sortie étant asymétrique ; un accès d’entrée (402) ayant deux bornes (4021) (4022), l’accès d’entrée étant asymétrique ; un des un ou plusieurs dispositifs à impédance réglable de l’unité d’accord (406), présentant une réactance positive, ayant une première borne connectée à une borne de l’accès d’entrée, et ayant une seconde borne connectée à une borne de l’accès de sortie ; un des un ou plusieurs dispositifs à impédance réglable de l’unité d’accord (407), présentant une réactance négative et connecté en parallèle avec l’accès de sortie ; un des un ou plusieurs dispositifs à impédance réglable de l’unité d’accord (408), présentant une réactance négative et connecté en parallèle avec l’accès d’entrée ; un dispositif de mesure de température (45) comportant un seul capteur de température (453), le dispositif de mesure de température mesurant, à l’emplacement du capteur de température, une température, pour obtenir un ou plusieurs signaux de température, chacun des dits un ou plusieurs signaux de température étant principalement déterminé par la température à l’emplacement du capteur de température ; et un écran électromagnétique (48), qui est mis à la masse.
Tous les un ou plusieurs dispositifs à impédance réglable de l’unité d’accord (406) (407) (408) sont réglables par moyen électrique, mais les circuits et les liaisons de contrôle nécessaires pour régler la réactance de chacun des un ou plusieurs dispositifs à impédance réglable de l’unité d’accord ne sont pas montrés sur la figure 28. Les liaisons nécessaires pour alimenter le capteur de température (453) et pour transporter les dits un ou plusieurs signaux de température ne sont pas montrées sur la figure 28.
Dans ce vingt-deuxième mode de réalisation, l’écran électromagnétique (48) forme une enceinte contenant tous les un ou plusieurs dispositifs à impédance réglable de l’unité d’accord (406) (407) (408), dans laquelle la température est presque uniforme. C’est pourquoi un seul capteur de température est utilisé.
Dans ce vingt-deuxième mode de réalisation, trois dispositifs à impédance réglable de l’unité d’accord sont utilisés. Ainsi, il est possible que le nombre de dispositifs à impédance réglable de l’unité d’accord soit supérieur ou égal à 3.
Vingt-troisième mode de réalisation.
Le vingt-troisième mode de réalisation d’un appareil selon l’invention, donné à titre d’exemple non limitatif, correspond également à l’appareil pour communication radio représenté sur la figure 25 ou à l’appareil pour communication radio représenté sur la figure 26, et toutes les explications correspondantes fournies dans le vingtième mode de réalisation sont applicables à ce vingt-troisième mode de réalisation.
Nous avons représenté sur la figure 29 l’unité d’accord à accès d’entrée unique et accès de sortie unique (4) utilisée dans ce vingt-troisième mode de réalisation. Cette unité d’accord à accès d’entrée unique et accès de sortie unique comporte : un accès de sortie (401) ayant deux bornes (4011) (4012), l’accès de sortie étant symétrique ; un accès d’entrée (402) ayant deux bornes (4021) (4022), l’accès d’entrée étant asymétrique ; un transformateur (409) ; deux dispositifs à impédance réglable de l’unité d’accord (403) (404), présentant chacun une réactance négative ; une bobine (405) ; et un dispositif de mesure de température comportant trois capteurs de température (451) (452) (454), le dispositif de mesure de température mesurant, à l’emplacement de chacun des capteurs de température, une température, pour obtenir un ou plusieurs signaux de température, chacun des dits un ou plusieurs signaux de température étant principalement déterminé par la température à l’emplacement d’un des capteurs de température.
Tous les un ou plusieurs dispositifs à impédance réglable de l’unité d’accord (403) (404) sont réglables par moyen électrique, mais les circuits et les liaisons de contrôle nécessaires pour régler la réactance de chacun des un ou plusieurs dispositifs à impédance réglable de l’unité d’accord ne sont pas montrés sur la figure 29. Les liaisons nécessaires pour transporter les dits un ou plusieurs signaux de température ne sont pas montrées sur la figure 29.
Un premier des capteurs de température (451) se trouve près d’un premier des un ou plusieurs dispositifs à impédance réglable de l’unité d’accord (403), de telle façon qu’il mesure une température qui est proche de la température du dit premier des un ou plusieurs dispositifs à impédance réglable de l’unité d’accord. Un deuxième des capteurs de température (452) se trouve près d’un second des un ou plusieurs dispositifs à impédance réglable de l’unité d’accord (404), de telle façon qu’il mesure une température qui est proche de la température du dit second des un ou plusieurs dispositifs à impédance réglable de l’unité d’accord. Un troisième des capteurs de température (454) se trouve près de la bobine (405), de telle façon qu’il mesure une température qui est proche de la température de la bobine. De cette manière, les un ou plusieurs signaux de température procurent de l’information sur les températures de la bobine et de chacun des un ou plusieurs dispositifs à impédance réglable de l’unité d’accord, qui peuvent être différentes les unes des autres. Le spécialiste comprend que ces températures peuvent en particulier être différentes si une puissance haute-fréquence significative est appliquée à l’accès d’entrée. La bobine utilisée dans ce vingt-troisième mode de réalisation comporte un noyau en ferrite, si bien que son inductance et ses pertes dépendent de la température de la bobine. C’est pourquoi le troisième des capteurs de température (454) est présent.
Dans ce vingt-troisième mode de réalisation, le transformateur (409) est utilisé pour obtenir un accès de sortie symétrique. Un tel transformateur est souvent appelé un balun.
Plus généralement, selon l’invention, il est possible que l’accès d’entrée et/ou l’accès de sortie de l’unité d’accord à accès d’entrée unique et accès de sortie unique soient asymétriques, et il est possible que l’accès d’entrée et/ou l’accès de sortie de l’unité d’accord à accès d’entrée unique et accès de sortie unique soient symétriques.
Dans ce vingt-troisième mode de réalisation, trois capteurs de température sont utilisés, pour mesurer, en trois emplacements dans l’unité d’accord à accès d’entrée unique et accès de sortie unique, une température. Ainsi, il est possible que le nombre d’emplacements dans l’unité d’accord à accès d’entrée unique et accès de sortie unique, auxquels une température est mesurée, soit supérieur ou égal à 3.
Vingt-quatrième mode de réalisation.
Au titre d’un vingt-quatrième mode de réalisation d’un dispositif selon l’invention, donné à titre d’exemple non limitatif, nous avons représenté sur la figure 30 le schéma-bloc d’un appareil pour communication radio comportant : une antenne passive accordable (1), l’antenne passive accordable comportant au moins un dispositif de contrôle d’antenne, ledit au moins un dispositif de contrôle d’antenne ayant au moins un paramètre ayant un effet sur une ou plusieurs caractéristiques de l’antenne passive accordable, ledit au moins un paramètre étant réglable par moyen électrique ; une liaison d’antenne (2) ; une unité d’accord à accès d’entrée unique et accès de sortie unique (4) similaire à celle utilisée dans le premier mode de réalisation, ayant un accès d’entrée et un accès de sortie ; une unité de détection (3), l’unité de détection délivrant un ou plusieurs “signaux de sortie d’unité de détection”, chacun des un ou plusieurs signaux de sortie d’unité de détection étant principalement déterminé par une ou plusieurs variables électriques captées à l’accès de sortie pendant qu’une excitation est appliquée à l’accès d’entrée ; une unité de détection additionnelle (35), l’unité de détection additionnelle délivrant un ou plusieurs “signaux de sortie d’unité de détection additionnelle”, chacun des signaux de sortie d’unité de détection additionnelle étant principalement déterminé par une ou plusieurs variables électriques captées à l’accès d’entrée pendant que ladite excitation est appliquée à l’accès d’entrée ; une unité d’émission et de traitement du signal (8), l’unité d’émission et de traitement du signal délivrant une ou plusieurs “instructions de réglage d’antenne”, l’unité d’émission et de traitement du signal appliquant l’excitation à l’accès d’entrée à travers l’unité de détection additionnelle, l’excitation ayant une fréquence porteuse appelée “la fréquence porteuse de l’excitation”, l’unité d’émission et de traitement du signal estimant q quantités réelles dépendantes d’une impédance vue par l’accès de sortie, où q est un entier supérieur ou égal à un, en utilisant un ou plusieurs des un ou plusieurs signaux de sortie d’unité de détection, l’unité d’émission et de traitement du signal délivrant des “instructions de réglage d’unité d’accord”, au moins une des instructions de réglage d’unité d’accord étant une “instruction de réglage d’unité d’accord initiale”, chacune des une ou plusieurs instructions de réglage d’unité d’accord initiales étant déterminée en fonction d’une ou plusieurs des dites q quantités réelles dépendantes d’une impédance vue par l’accès de sortie, au moins une des instructions de réglage d’unité d’accord étant une “instruction de réglage d’unité d’accord ultérieure”, l’unité d’émission et de traitement du signal exécutant un algorithme de régulation par recherche d’extremum pour générer chacune des une ou plusieurs instructions de réglage d’unité d’accord ultérieures, l’algorithme de régulation par recherche d’extremum cherchant à maximiser ou à minimiser une variable de performance, la variable de performance étant estimée en fonction d’un ou plusieurs des un ou plusieurs signaux de sortie d’unité de détection et en fonction d’un ou plusieurs des un ou plusieurs signaux de sortie d’unité de détection additionnelle ; et une unité de contrôle (6) similaire à celle utilisée dans le premier mode de réalisation. L’unité de détection (3) peut par exemple être telle que les un ou plusieurs signaux de sortie d’unité de détection comportent : un premier signal de sortie d’unité de détection proportionnel à une première variable électrique, la première variable électrique étant une tension aux bornes de l’accès de sortie ; et un second signal de sortie d’unité de détection proportionnel à une seconde variable électrique, la seconde variable électrique étant un courant sortant de l’accès de sortie. Alternativement, l’unité de détection (3) peut par exemple être telle que les un ou plusieurs signaux de sortie d’unité de détection comportent : un premier signal de sortie d’unité de détection proportionnel à une première variable électrique, la première variable électrique étant une tension incidente à l’accès de sortie ; et un second signal de sortie d’unité de détection proportionnel à une seconde variable électrique, la seconde variable électrique étant une tension réfléchie à l’accès de sortie. L’unité de détection additionnelle (35) peut par exemple être telle que les un ou plusieurs signaux de sortie d’unité de détection additionnelle comportent : un premier signal de sortie d’unité de détection additionnelle proportionnel à une première variable électrique, la première variable électrique étant une tension aux bornes de l’accès d’entrée ; et un second signal de sortie d’unité de détection additionnelle proportionnel à une seconde variable électrique, la seconde variable électrique étant un courant entrant dans l’accès d’entrée. Alternativement, l’unité de détection additionnelle (35) peut par exemple être telle que les un ou plusieurs signaux de sortie d’unité de détection additionnelle comportent : un premier signal de sortie d’unité de détection additionnelle proportionnel à une première variable électrique, la première variable électrique étant une tension incidente à l’accès d’entrée ; et un second signal de sortie d’unité de détection additionnelle proportionnel à une seconde variable électrique, la seconde variable électrique étant une tension réfléchie à l’accès d’entrée.
Le spécialiste comprend que ladite tension incidente à l’accès d’entrée est définie par
(6) où uF est ladite tension incidente à l’accès d’entrée, νυ est une tension complexe aux bornes de l’accès d’entrée, iv est un courant complexe entrant dans l’accès d’entrée, et ZRU est une impédance de référence utilisée pour définir la tension incidente à l’accès d’entrée.
Par exemple, la variable de performance peut être sensiblement égale au produit d’une constante négative, d’une moyenne du carré d’une tension instantanée à l’accès de sortie, et de l’inverse d’une moyenne du carré d’une tension incidente instantanée à l’accès d’entrée. On peut montrer que, si l’impédance de référence utilisée pour définir la tension incidente à l’accès d’entrée est égale à l’impédance interne d’un accès de l’unité d’émission et de traitement du signal, cet accès délivrant l’excitation à l’accès d’entrée, alors minimiser cette variable de performance maximise un gain composite en puissance de l’unité d’accord à accès d’entrée unique et accès de sortie unique. Cette variable de performance est telle que des variations du module de l’enveloppe complexe de l’excitation n’ont pas d’effet sur la variable de performance. Cette variable de performance peut donc être utilisée lorsque l’excitation est modulée en amplitude.
INDICATIONS SUR LES APPLICATIONS INDUSTRIELLES
Le procédé selon l’invention est adapté pour régler automatiquement et de façon optimale une ou plusieurs antennes passives accordables et une unité d’accord à accès d’entrée unique et accès de sortie unique. L’appareil pour communication radio selon l’invention peut régler automatiquement et de façon optimale ses une ou plusieurs antennes passives accordables et son unité d’accord à accès d’entrée unique et accès de sortie unique. L’appareil pour communication radio selon l’invention peut par exemple être un récepteur radio, un émetteur radio ou un émetteur-récepteur radio. L’invention est particulièrement adaptée aux émetteurs-récepteurs radio mobiles, par exemple ceux utilisés dans les radiotéléphones portables ou les ordinateurs portables, qui peuvent être soumis à des variations rapides des caractéristiques électromagnétiques du milieu entourant les une ou plusieurs antennes passives accordables utilisées pour les communications radio.
Method for automatically adjusting a tunable passive antenna and a tuning unit, and apparatus for radio communication using this method
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION The invention relates to a method for automatically adjusting one or more tunable passive antennas and a single input access tuning unit and single output access, for example a tunable passive antenna and a tunable passive unit. single-entry access agreement and single-output access of a radio transmitter. The invention also relates to an apparatus for radio communication using this method, for example a radio transceiver.
STATE OF THE PRIOR ART
A tunable passive antenna comprises at least one antenna control device having at least one parameter having an effect on one or more characteristics of said tunable passive antenna, said at least one parameter being adjustable, for example by electrical means. Setting a tunable passive antenna means setting at least one said at least one parameter. Each of said one or more characteristics may for example be an electrical characteristic such as an impedance at a specified frequency, or an electromagnetic characteristic such as a directivity pattern at a specified frequency. A tunable passive antenna may also be called "reconfigurable antenna" (in English: "reconfigurable antenna"). Some authors consider three classes of tuneable passive antenna: polarization agile antennas (antennas), reconfigurable antennas (antennas) and frequency-agile antennas (pattem-reconfigurable antennas). (in English: "frequency-agile antennas"). The state of the art concerning frequency-agile antennas is for example described in the article by A. Petosa entitled "An OverView of Tuning Techniques for Frequency-Agile Antennas", published in IEEE Antennas and Propagation Magazine, Vol. 54, No. 5, October 2012. As explained in this article, many types of antenna control device can be used to control one or more characteristics of a tunable passive antenna. An antenna control device may for example be: an electrically controlled switch or switch, in which case a parameter of the antenna control device having an effect on one or more characteristics of the tunable passive antenna may be the state switch or switch; an adjustable impedance device, in which case a parameter of the antenna control device having an effect on one or more characteristics of the tunable passive antenna may be the reactance or impedance, at a specified frequency, of the impedance device adjustable; or an actuator arranged to produce a mechanical deformation of the tunable passive antenna, in which case a parameter of the antenna control device having an effect on one or more characteristics of the tunable passive antenna may be a length of the deformation.
If an antenna control device is an electrically controlled switch or switch, it may for example be an electromechanical relay, or a microelectromechanical switch (in English: "MEMS switch"), or a circuit using one or more PIN diodes or a or multiple insulated gate field effect transistors (MOSFETs) as switching devices.
An adjustable impedance device is a component comprising two terminals which behave substantially like the terminals of a passive linear bipole, and which are therefore characterized by an impedance which can depend on the frequency, this impedance being adjustable.
An adjustable impedance device having an electrically adjustable reactance may be such that it only provides, at a given frequency, a finite set of reactance values, this characteristic being for example obtained if the adjustable impedance device is: - a network comprising a plurality of capacitors or sections of transmission line in open circuit and one or more electrically controlled switches or switches, such as electromechanical relays, or microelectromechanical switches, or PIN diodes or insulated gate field effect transistors , used to make different capacitors or different sections of transmission line in open circuit of the network contribute to the reactance; or a network comprising a plurality of short-circuited transmission line coils or sections and one or more electrically controlled switches or switches used to make different coils or different short-circuit transmission line sections of the network contribute to the reactance.
An adjustable impedance device having an electrically adjustable reactance may be such as to provide, at a given frequency, a continuous set of reactance values, this characteristic being obtainable, for example, if the adjustable impedance device is based on use of a diode with variable capacity; or a variable capacity MOS component (in English: "MOS varactor"); or a microelectromechanical component with variable capacity (in English: "MEMS varactor"); or a ferroelectric component with variable capacity (in English: "ferroelectric varactor").
Many methods exist to automatically adjust one or more tunable passive antennas. Some of these methods are applicable to a radio transmitter, for example the method disclosed in United States Patent No. 5,225,847 entitled "Automatic antenna tuning system". Some of these methods are applicable to a radio receiver, for example the method disclosed in United States Patent Number 7,463,870 entitled "Receiver circuit and control method".
A first example of a method for automatically adjusting a tuneable passive antenna, applicable to a radio transmitter, is implemented in the automatic antenna system shown in FIG. 1. This automatic antenna system is similar to that disclosed in FIG. said U.S. Patent No. 5,225,847. The automatic antenna system shown in FIG. 1 has a user access (31), the user access having, at a given frequency, an impedance called "the impedance presented by the user access", the antenna system automatic device comprising: a tunable passive antenna (1), the tunable passive antenna comprising at least one antenna control device, one or more characteristics of the tunable passive antenna being controlled using said at least one control device; antenna, said at least one antenna control device having at least one parameter having an effect on said one or more characteristics, said at least one parameter being adjustable by electrical means; a detection unit (3) delivering two "detection unit output signals", each of the detection unit output signals being determined by an electrical variable sensed (or measured) at the user access while a excitation is applied to user access; an antenna link (2) having a first end coupled to a signal port of the tunable passive antenna, the antenna link having a second end coupled to the user port, through the detection unit; a signal processing unit (5), the signal processing unit estimating q actual quantities dependent on the impedance presented by the user access, where q is an integer greater than or equal to 1, using the output signals detection unit, the signal processing unit delivering a "setting instruction" according to said q actual quantities dependent on the impedance presented by the user access; and a control unit (6), the control unit receiving the adjustment instruction of the signal processing unit (5), the control unit delivering "control signals", the control signals being determined according to the adjustment instruction, each of said parameters being mainly determined by at least one of the control signals.
Unfortunately, it has been discovered that a tunable passive antenna often provides only a poor tuning facility, so that it is often not possible to obtain the automatic antenna system shown in FIG. can sufficiently reduce or cancel any variation in the impedance presented by the user access, caused by a variation of a frequency of operation, and / or caused by the famous user interaction.
This problem is solved in a second example of a method for automatically adjusting a tunable passive antenna, applicable to a radio transmitter, which is implemented in the automatic antenna system shown in FIG. 2. This automatic antenna system is similar to that which is disclosed in the ninth embodiment of the French patent application number 14/00666 of March 20, 2014 and the PCT application number PCT / IB2015 / 051644 of March 6, 2015 (WO 2015/140660). The automatic antenna system shown in FIG. 2 has a user access (31), the user access having, at a given frequency, an impedance called the "impedance presented by the user access", the antenna system automatic device comprising: a tunable passive antenna (1), the tunable passive antenna comprising at least one antenna control device, one or more characteristics of the tunable passive antenna being controlled using said at least one control device; antenna, said at least one antenna control device having at least one parameter having an effect on said one or more characteristics, said at least one parameter being adjustable by electrical means; a detection unit (3) delivering two "detection unit output signals", each of the detection unit output signals being determined by an electrical variable sensed (or measured) at the user access while a excitation is applied to user access; a single input access and a single output access agreement unit (4) having an input port and an output port, the input port being coupled to the user port through the port unit; detection, the single input access tuning unit and single output access having adjustable impedance devices, where p is an integer greater than or equal to one, the adjustable impedance devices being referred to as "one or more devices having adjustable impedance of the tuner unit "and being such that, at said given frequency, each of the one or more tunable impedance devices of the tuner unit has a reactance, the reactance of any of one or more devices with adjustable impedance of the tuning unit being adjustable by electric means; an antenna link (2) having a first end coupled to a signal port of the tunable passive antenna, the antenna link having a second end coupled to the output port; a signal processing unit (5), the signal processing unit estimating q actual quantities dependent on the impedance presented by the user access, where q is an integer greater than or equal to 1, using the output signals detection unit, the signal processing unit delivering a "setting instruction" according to said q actual quantities dependent on the impedance presented by the user access; and a control unit (6), the control unit receiving the adjustment instruction of the signal processing unit (5), the control unit delivering "control signals", the control signals being determined according to the adjustment instruction, the reactance of each of the one or more adjustable impedance devices of the tuning unit being mainly determined by at least one of the control signals, each of said parameters being mainly determined by least one of the control signals.
This second example of a method for automatically adjusting a tunable passive antenna can provide excellent tuning capability. Unfortunately, it can be shown that a setting of the single input access tuning unit and the single output access obtained by using this second example of a method to automatically adjust a tunable passive antenna is typically not close to 'Optimum tuning, when the losses in the single input access tuning unit and single output access are not very low.
Thus, there is no known solution to the problem of automatically adjusting a tunable passive antenna coupled to a radio transmitter, in a way that provides: good tuning capability, using a tuned tuner unit single entry and single exit access; and tuning the single input access tuning unit and single output access that is close to optimal tuning, when its losses are not very low.
DISCLOSURE OF THE INVENTION The object of the invention is to provide a method for automatically adjusting one or more tunable passive antennas and a single input access tuning unit and single output access, without the aforementioned limitations of the above techniques. known, and also a device for radio communication using this method.
In the following, since X and Y are different quantities or variables, performing an action according to X does not exclude the possibility of performing this action as a function of Y. In the following, "having an influence" and "having a effect "have the same meaning. In the following, "coupled", when this term is applied to two accesses (in the sense of the circuit theory), can indicate that the accesses are directly coupled, each terminal of one of the access being in this case connected to (or in an equivalent manner, in electrical contact with) one and only one of the terminals of the other access, and / or that the accesses are indirectly coupled, a different electrical interaction of the direct coupling existing in this case between the accesses, for example to through one or more components.
In the following, in agreement with the "IEC multilingual dictionary of electricity" published by the Central Office of the International Electrotechnical Commission in 1983, "open-loop control" (literal translation of the expression "open-loop control" of the language English), synonymous with "open-chain control", means a command which does not make use of a measure of the commanded quantity, and "closed-loop control" (literal translation of the expression "closed-loop control" of the English language), synonymous with "closed-chain control" and "servocontrol", means a command where the action on the controlled system is made dependent on a measurement of the commanded quantity.
The method according to the invention is a method for automatically adjusting one or more tunable passive antennas and a single input access and single access tuner unit, the single input access and access tuner unit. single output device having an input port and an output port, the one or more tunable passive antennas and the single port access tuning unit and the single output port being parts of a radio communication apparatus ,the apparatusfor radio communication for, at a given frequency, a transfer of power from the input port to an electromagnetic field radiated by one or more tunable passive antennas, the method comprising the steps of: outputting one or more several "antenna control signals", each of one or more tunable passive antennas including at least one antenna control device, one or more characteristics said each of the one or more tunable passive antennas being controlled using said at least one antenna control device, said at least one antenna control device having at least one parameter having an influence on said one or more characteristics, said at least one parameter being adjustable by electrical means, said at least one parameter being mainly determined by at least one of one or more antenna control signals; apply an excitation to the input access; sensing one or more electrical variables at the output port while the excitation is applied to obtain one or more "sensing unit output signals", each of the one or more sensing unit output signals being mainly determined by at least one of the one or more electrical variables sensed at the output port; estimating q actual quantities dependent on an impedance seen by the output port, where q is an integer greater than or equal to one, using one or more of the one or more detection unit output signals; outputting one or more "tuning control signals", the single input access tuning unit and the single output access having adjustable impedance devices, where p is an integer greater than or equal to one, the p adjustable impedance devices being referred to as "one or more devices with adjustable impedance of the tuner unit" and being such that, at the given frequency, each of the one or more tunable impedance devices of the tuner unit has a reactance, the reactance of any of the one or more adjustable impedance devices of the tuner unit being electrically adjustable, the reactance of any of the one or more adjustable impedance devices of the unit according to being mainly determined by at least one of the one or more tuning control signals, said step of providing one or more "tuning control signals" comprising the following steps: Enable, for each of the one or more tuning control signals, an initial value of said each of one or more tuning control signals, based on one or more of said actual q quantities dependent on an impedance seen by the exit access; generating, for one or more of the one or more tuning control signals, at least one subsequent value of each of said one or more of the one or more tuning control signals, an extremum seeking control algorithm being used to generate said at least one subsequent value of each of said one or more of one or more tuning control signals, the extremum search control algorithm seeking to maximize or minimize a performance variable by controlling the said one or more of the one or more tuning control signals, the performance variable being judged based on one or more of the one or more sensor unit output signals.
The given frequency may for example be a frequency greater than or equal to 150 kHz. The specialist understands that the impedance seen by the output port is a complex number, and that an impedance presented by the input port is a complex number. We will use ZSant to designate the impedance seen by the output port, and Z, to designate the impedance presented by the input port.
Each of the one or more tunable passive antennas has an access, called "signal access" of the tunable passive antenna, which can be used to receive and / or emit electromagnetic waves. Each of the one or more tunable passive antennas comprises at least one antenna control device, which may comprise one or more terminals used for other electrical connections. It is assumed that each of the one or more tunable passive antennas behaves, at the given frequency, with respect to its signal access, substantially as a passive antenna, that is to say as an antenna which is linear and which does not does not use an amplifier to amplify signals received by the antenna or transmitted by the antenna. Let N be the number of one or more tunable passive antennas. As a consequence of the linearity, by considering, for each of the one or more tunable passive antennas, only its signal access, it is possible to define: if N is equal to one, an impedance presented by the one or more tunable passive antennas; and if N is greater than or equal to 2, an impedance matrix presented by the one or more tunable passive antennas, this matrix being a square matrix of order N.
As stated above in the prior art section, each of said one or more characteristics may for example be an electrical characteristic such as an impedance at a specified frequency, or an electromagnetic characteristic such as a frequency diagram. directivity at a specified frequency.
It is said above that the apparatus for radio communication allows, at the given frequency, a transfer of power from the input port to an electromagnetic field radiated by one or more tunable passive antennas. In other words, the apparatus for radio communication is such that, if a power is received by the input port at the given frequency, a portion of said power received by the input port is transferred to a an electromagnetic field radiated by one or more passive antennas tunable to the given frequency, such that a power of the electromagnetic field radiated by the one or more passive antennas tunable at the given frequency is equal to said portion of said power received by the entrance access. For example, the skilled person knows that a power of the electromagnetic field radiated by one or more tunable passive antennas (average radiated power) can be calculated as the flux of the real part of a complex Poynting vector of the electromagnetic field radiated by the one or more tunable passive antennas, through a closed surface containing the one or more tunable passive antennas.
To obtain that the device for radio communication allows, at the given frequency, a transfer of power from the input port to an electromagnetic field radiated by the one or more tunable passive antennas, at least one of the one or more Tunable passive antennas may for example be coupled, directly or indirectly, to the output port. More precisely, for at least one of the one or more tunable passive antennas, the signal access of the tunable passive antenna may for example be coupled, directly or indirectly, to the output port. For example, an indirect coupling may be a coupling through an antenna link and / or through a detection unit and / or through a power combiner or power divider. For suitable values of one or more tuning control signals and one or more antenna control signals, said power transfer from the input port to an electromagnetic field radiated by one or more antennas Tunable passives may for example be a power transfer with small or negligible losses or zero, this feature being preferred.
According to the invention, each of the q real quantities dependent on an impedance seen by the output port may for example be a real quantity representative of the impedance seen by the output port.
According to the invention, each of said q actual quantities dependent on an impedance seen by the output port may for example be substantially proportional to the module, or phase, or to the real part, or to the imaginary part of the impedance seen by the output port, or the inverse of the impedance seen by the output port (that is, the admittance seen by the output port), or of a reflection coefficient at the exit port.
Extreme-seeking control algorithms are well known to those skilled in the art. Extremum-seeking control (extremum-seeking control) is a family of nonlinear regulation processes, the object of which is to autonomously find a maximum or a minimum of a variable of performance, the variable performance device being a real function of one or more outputs of a controlled system, controlling one or more inputs of the controlled system. In extremum search control algorithms, one or more time varying signals are applied to these one or more inputs of the controlled system, in a manner that allows the algorithm to probe the nonlinearity of the control system. variable of performance compared to one or more inputs of the controlled system, and to approach an extremum. Thus extremum search control algorithms are based on information about the existence of the extremum, but they do not need exact knowledge of the controlled system to find the extremum. For this reason, it is said extremum search regulation that it is a real-time optimization approach that is not based on a model. For example, KB Ariyur and Krstic's book, Real-Time Optimization by Extremum-Seeking Control and published by Wiley-Interscience in 2003, describes a type of extremum search regulation that uses one or more periodic perturbations ( for example sinusoidal disturbances), which is usually called "disturbance based extremum-seeking control". For example, the book of S.-J. Liu and M. Krstic, entitled Stochastic Averaging and Stochastic Extremum Seeking and published by Springer-Verlag in 2012, describe a type of extremum search regulation that uses one or more stochastic perturbations (eg random perturbations), and which is usually called "stochastic extremum-seeking control" in English. There are many other types of extremum search regulation, such as the so-called sliding mode extremum-seeking control, the neural network extremum-seeking control, the relay extremum seeking control, the and observe, "and," which are well known to those skilled in the art. For example the article by B. Calli, W. Caarls, P. Jonker and M. Wisse, entitled "Comparison of Extremum Seeking Control Algorithms for Robotic Applications" and published in Proc, of the 2012IEEE / RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems , pp. 3195-3202, October 2012, and the article by C. Olalla, MI Arteaga, R. Leyva and AE Aroudi, entitled "Analysis and Comparison of Extreme Seeking Control Techniques" and published in Proc. 2007 IEEE International Symposium on Industrial Electronics, pages 72-76, June 2007, present interesting comparisons of some types of extremum search regulation.
Since, according to the invention, the extremum search control algorithm seeks to maximize or minimize a performance variable by controlling said one or more of the one or more tuning control signals, the specialist understands that, in the context of the present invention, it can be considered that said one or more inputs of the controlled system are said to be one or more of one or more tuning control signals. Thus, the extremum search control algorithm controls and varies the said one or more of the one or more tuning control signals over time, to approximate an extremum (i.e. say a maximum or a minimum) of the performance variable.
According to the invention, the performance variable is estimated based on one or more of the one or more sensor unit output signals. Thus, the performance variable depends on at least one of the one or more electrical variables sensed at the output port. For example, it is possible for the performance variable to be a module-dependent real quantity of a voltage across the output port, or a representative quantity of the module of the output terminal voltage. . Said actual quantity depending on a module of a voltage across the output port may for example be substantially proportional to the modulus of a voltage across the output port, or to the square of the module of a voltage at the terminals of the exit port. For example, it is possible for the performance variable to be a module-dependent actual quantity of a current leaving the output port, or a representative amount of the module of the output current of the output port. Said actual quantity depending on a module of a current leaving the output port may for example be substantially proportional to the modulus of a current leaving the output port, or to the square of the module of a current leaving the output port. exit access. For example, it is possible for the performance variable to be a module-dependent effective amount of a voltage incident at the output port, or a representative amount of the module of the incident voltage at the output port. Said actual quantity depending on a module of a voltage incident at the output port may for example be substantially proportional to the modulus of a voltage incident at the output port, or the square of the module of an incident voltage at the output port. exit access. For example, it is possible for the performance variable to be a real quantity dependent on a mean power delivered by the output port, or a quantity representative of the average power delivered by the output port. Further explanations of the performance variable are given below in the presentations of the second embodiment, the third embodiment and the twenty-fourth embodiment.
According to the invention, it is possible, for example, for the extremum search control algorithm to be completed when a completion criterion is satisfied. In other words, it is possible, for example, for the extremum search control algorithm to stop seeking to maximize or minimize the performance variable when a completion criterion is satisfied. For example, the completion criterion may be that the extremum search control algorithm has operated for a specified time. For example, in the case where the extremum search control algorithm seeks to minimize the performance variable, the completion criterion may be that the performance variable does not decrease rapidly (so that it can be reasonable to deduce that the performance variable is close to a minimum). For example, in the case where the extremum search control algorithm seeks to maximize the performance variable, the completion criterion may be that the performance variable does not grow rapidly (so that it may be reasonable to deduce that the performance variable is close to a maximum). For example, the completion criterion may be that a completion request has been received.
While the extremum search control algorithm seeks to maximize or minimize the performance variable, it is possible for this control algorithm to vary the so-called one or more of the one or more tuning control signals during of time, so it is possible that the impedance presented by the input access varies over time, and that the performance variable varies over time. This may be detrimental to the operation of the radio communication apparatus, as such variations may cause undesirable fading. Thus, a possible advantage of a possible completion of the extremum search control algorithm is that the control algorithm no longer varies said one or more of the one or more tuning control signals during the time.
Some prior art methods for automatically adjusting either an antenna or a single input access tuning unit and single output access use an extremum search control algorithm. For example, chapter 7 of C. Zhang and R. Ordônez's book, Extremum-Seeking Control and Application, published by Springer-Verlag in 2012, explains how an extremum search control algorithm can be used to automatically adjust a single input access tuning unit and single output access, the extremum search control algorithm seeking to reduce or minimize power reflected at the input port. Similarly, the apparatuses described in US Patent No. 4,356,458, entitled "Automatic Impedance Matching Apparatus" and in said Patent No. 5,225,847 use an extremum search control algorithm which seeks to minimize an actual quantity depending on a reflection coefficient at the input port or a standing wave ratio at the input port. These state-of-the-art methods for automatically adjusting a single input access and single output access tuning unit do not have the following three features of the invention: the method according to the invention automatically adjusts one or more tunable passive antennas and a single input access tuner unit and single output access; according to the invention, the extremum search control algorithm is used after, for each of the one or more tuning control signals, an initial value of said each of the one or more tuning control signals. was generated, based on one or more of the q actual quantities dependent on an impedance seen by the output port; according to the invention, the extremum search control algorithm seeks to maximize or minimize an estimated performance variable as a function of one or more detection unit output signals mainly determined by electrical variables sensed at exit access.
As shown in the following embodiments, these features are such that the invention can be used to optimally, rapidly, and automatically adjust one or more tunable passive antennas and the single input access tuner unit and single output access, without very difficult calculations, despite the presence of losses in the single input access agreement unit and single output access.
The specialist sees a fundamental difference between the prior art method implemented in the automatic antenna system shown in FIG. 2, on the one hand, and the invention, on the other hand. The prior art method uses detection unit output signals, each of the detection unit output signals being determined by an electrical variable sensed at the user access. In contrast, the method according to the invention uses one or more detection unit output signals mainly determined by electrical variables sensed at the output port.
The specialist understands that the one or more antenna control signals have an effect on each of said parameters, so that they may have an influence on the impedance seen by the output port, and on the impedance presented by the entrance access. In the preceding sentence, "each of said parameters" clearly means "each says at least one parameter of each said at least one antenna control device of each of one or more tunable passive antennas".
For example, it is possible that an open-loop control is used to generate said initial value of said each of the one or more tuning control signals. Equivalently, it is for example possible that an open loop control structure be used to generate said initial value of said each of the one or more tuning control signals. This possible feature will be explained below in the presentations of the second embodiment, the fourth embodiment and the sixth embodiment.
For example, it is possible for an open loop control to be used to output each of the one or more antenna control signals. Equivalently, for example, it is possible for an open-loop control structure to be used to deliver each of the one or more antenna control signals. This possible feature will be explained below in the presentations of the fourth embodiment, the sixth embodiment and the twelfth embodiment. However, as shown in the fifth embodiment, it is possible that a closed-loop control is used to output each of the one or more antenna control signals.
An apparatus implementing the method according to the invention is a device for radio communication comprising: one or more tunable passive antennas, each of one or more tunable passive antennas comprising at least one antenna control device, one or more characteristics of said each of the one or more tunable passive antennas being controlled using said at least one antenna control device, said at least one antenna control device having at least one parameter having an influence on said one or more characteristics, said at least one parameter being adjustable by electrical means; a single input access tuning unit and single output access having an input port and an output port, the apparatus for radio communication allowing, at a given frequency, a power transfer from the port of access input to an electromagnetic field radiated by one or more tunable passive antennas, the single input access tuning unit and single output access having adjustable impedance devices, where p is an integer greater than or equal to to one, the adjustable impedance devices being referred to as the "one or more adjustable impedance devices of the tuner unit" and being such that, at the given frequency, each of the one or more adjustable impedance devices of the a tuning unit has a reactance, the reactance of any of the one or more tunable impedance devices of the tuning unit being electrically adjustable; a detection unit, the detection unit delivering one or more "detection unit output signals", each of the one or more detection unit output signals being mainly determined by one or more electrical variables sensed by the sensor unit; output port while excitation is applied to the input port; a signal transmission and processing unit, the signal transmission and processing unit delivering one or more "antenna setting instructions", the signal transmitting and processing unit applying the excitation at the input port, the signal transmission and processing unit estimating q actual quantities dependent on an impedance seen by the output port, where q is an integer greater than or equal to one, using a or more of the one or more detection unit output signals, the signal transmission and processing unit outputting "tuning unit adjustment instructions", at least one of the unit setting instructions agreeing being an "initial tuning unit tuning instruction", each of the one or more initial tuning unit tuning instructions being determined according to one or more of said actual q quantities dependent on an impedance seen by the spell access ie, at least one of the tuning unit tuning instructions being a "subsequent tuning unit tuning instruction", the signal transmitting and processing unit executing a tuning control algorithm. extremum to generate each of the one or more subsequent tuning unit tuning instructions, the extremum seeking tuning algorithm seeking to maximize or minimize a performance variable, the performance variable being judged based on one or more of the one or more detection unit output signals; and a control unit, the control unit delivering one or more "antenna control signals" to one or more tunable passive antennas, each of the one or more antenna control signals being determined according to at least one one or more antenna tuning instructions, each of said parameters being primarily determined by at least one of one or more antenna control signals, the control unit outputting one or more tuning control signals; To the single input access chord unit and single output access, the control unit generating, for each of the one or more chord control signals, one or more values of said each one or a plurality of tuning control signals, said one or more values of each of said one or more tuning control signals being determined according to at least one of tuning unit tuning instructions, the reactance of each of the one or more adjustable impedance devices of the tuner unit being mainly determined by at least one of the one or more tuning control signals.
In the preceding sentence, "each of said parameters" clearly means "each says at least one parameter of each said at least one antenna control device of each of one or more tunable passive antennas".
For example, each of said electrical variables may be a voltage, or an incident voltage, or a reflected voltage, or a current, or an incident current, or a reflected current. For example, the control unit may be such that for each of the one or more tuning control signals, said one or more values of each of said one or more tuning control signals include a predetermined initial value. according to one of the initial one or more tuning unit tuning instructions; and for one or more of the one or more tuning control signals, said one or more values of each said one or more of the one or more tuning control signals comprise at least one subsequent value determined according to a one or more subsequent tuning unit tuning instructions.
In this case, it is for example possible to say that the control unit generates: for each of the one or more tuning control signals, an initial value determined according to one of the one or more tuning instructions of initial agreement unit; and, for one or more of the one or more tuning control signals, at least one subsequent value determined according to one or more subsequent tuning unit tuning instructions.
It is possible, for example, for the input port to be coupled, directly or indirectly, to an access of the signal transmission and processing unit, said access of the transmission and processing unit of the signal delivering excitation.
The single input access agreement unit and the single output access access port include an input port and an output port. It is assumed that said single input access and single output access tuner unit behaves, at said given frequency, with respect to its input port and its output port, substantially like a passive linear device, where "passive" is used in the sense of circuit theory. Specifically, said single input access and single output access tuner unit behaves, at said given frequency, with respect to the output port and the input port, substantially as a passive linear device. with 2 accesses. As a consequence of the linearity, it is possible to define the impedance presented by the input access. As a consequence of the passivity, the single input access and single output access tuning unit does not provide amplification, its power gain is less than or equal to 1, and its composite power gain transducer power gain) is less than or equal to 1. The specialist understands that this linearity with respect to its input access and its output access does not contradict the non-linearity, mentioned above, of the performance variable. with respect to one or more inputs of the controlled system (since it can be considered that each input of the controlled system is one of the one or more tuning control signals). The single input access and single output access tuning unit may for example be such that the reactance of any of the one or more tunable impedance devices of the tuner unit has an influence on a impedance presented by the input access.
For example, it is possible for the radio communication apparatus to be such that either an open loop command or a closed loop command is used to determine each of the one or more antenna tuning instructions.
The specialist understands that the apparatus for radio communication according to the invention is adaptive in the sense that the said parameters and the reactances of the one or more devices with adjustable impedance of the tuning unit can be automatically modified over the course of time. function of one or more detection unit output signals, each of which is primarily determined by one or more electrical variables.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Other advantages and features will emerge more clearly from the following description of particular embodiments of the invention, given by way of non-limiting examples, and represented in the accompanying drawings, in which: FIG. 1 represents a block diagram of an automatic antenna system, and has already been commented on in the section devoted to the presentation of the state of the art; Figure 2 shows a block diagram of an automatic antenna system, and has already been commented in the section devoted to the presentation of the state of the art; FIG. 3 represents a block diagram of an apparatus for radio communication according to the invention (first embodiment); FIG. 4 represents a flow chart implemented in an apparatus for radio communication according to the invention (fourth embodiment); Fig. 5 is a schematic diagram of a single input access and single output access tuning unit which may be used in the radio communication apparatus shown in Fig. 3 (fourth embodiment); FIG. 6 represents a flow chart implemented in an apparatus for radio communication according to the invention (fourth embodiment); FIG. 7 represents a flow chart implemented in a device for radio communication according to the invention (fifth embodiment); FIG. 8 represents a flow chart implemented in an apparatus for radio communication according to the invention (sixth embodiment); Fig. 9 is a schematic diagram of a single input access and single output access tuner unit which may be used in the radio communication apparatus shown in Fig. 3 (sixth embodiment); FIG. 10 represents a first tuneable passive antenna, which comprises a single antenna control device (eighth embodiment); Fig. 11 shows a second tuneable passive antenna, which includes three antenna control devices (ninth embodiment); Fig. 12 shows a third tunable passive antenna, which has four antenna control devices (tenth embodiment); FIG. 13 represents a fourth tunable passive antenna, which comprises a single antenna control device (eleventh embodiment); FIG. 14 represents a block diagram of an apparatus for radio communication according to the invention (twelfth embodiment); Figure 15 shows a rear view of a mobile phone (thirteenth embodiment); Fig. 16 shows a first typical usage configuration (right hand and head configuration); Fig. 17 shows a second typical use configuration (two-handed configuration); Fig. 18 shows a third typical usage configuration (right hand configuration only); FIG. 19 represents a flow chart implemented in an automatic tuning system according to the invention (fourteenth embodiment); FIG. 20 represents a flow chart implemented in an automatic tuning system according to the invention (fifteenth embodiment); FIG. 21 represents a flow chart implemented in an automatic tuning system according to the invention (sixteenth embodiment); FIG. 22 represents a flow chart implemented in an automatic tuning system according to the invention (seventeenth embodiment); FIG. 23 represents a flow chart implemented in an automatic tuning system according to the invention (eighteenth embodiment); Fig. 24 shows a block diagram of an apparatus for radio communication according to the invention (nineteenth embodiment); FIG. 25 represents a block diagram of an apparatus for radio communication according to the invention (twentieth embodiment); Fig. 26 shows a block diagram of an apparatus for radio communication according to the invention (twentieth embodiment); Fig. 27 is a schematic diagram of a single input access and single output access chord unit which may be used in the radio communication apparatuses shown in Fig. 25 and Fig. 26 (twenty-first embodiment); Fig. 28 is a schematic diagram of a single input access and single output access chord unit which may be used in the radio communication apparatuses shown in Fig. 25 and Fig. 26 (twenty-second mode of production) ; Fig. 29 is a schematic diagram of a single input access and single output access chord unit which may be used in the radio communication apparatuses shown in Fig. 25 and Fig. 26 (twenty-third mode of production) ; Figure 30 shows a block diagram of an apparatus for radio communication according to the invention (twenty-fourth embodiment).
DETAILED PRESENTATION OF CERTAIN MODES OF REALIZATION
First embodiment.
In the context of a first embodiment of a device according to the invention, given by way of nonlimiting example, we have shown in FIG. 3 the block diagram of an apparatus for radio communication comprising: a passive antenna tunable (1), the tunable passive antenna comprising at least one antenna control device, one or more characteristics of said tunable passive antenna being controlled using said at least one antenna control device, said at least one device antenna control device having at least one parameter having an influence on said one or more characteristics, said at least one parameter being adjustable by electrical means; a single input access and a single output access tuning unit (4) having an input port and an output port, the single input access agreement unit and the single output port comprising p adjustable impedance devices, where p is an integer greater than or equal to 2, the adjustable impedance devices being referred to as the "one or more tunable impedance devices of the tuner unit" and being such that, at a given frequency greater than or equal to 30 MHz, each of the one or more adjustable impedance devices of the tuner unit has a reactance, the reactance of any of the one or more tunable impedance devices of the tuning unit being adjustable by electric means; a detection unit (3), the detection unit delivering two "detection unit output signals", each of the detection unit output signals being determined by an electrical variable sensed (or measured) at the exit access while an excitation is applied to the input port; an antenna link (2) having a first end which is directly coupled to a signal access of the tunable passive antenna, the antenna link having a second end which is indirectly coupled to the output port, through the detection unit; a signal transmission and processing unit (8), the signal transmission and processing unit delivering one or more "antenna setting instructions", the transmitting and signal processing unit applying the excitation at the input port, the excitation having a carrier frequency called "the carrier frequency of the excitation", the transmission and signal processing unit estimating q actual quantities dependent on an impedance seen by the output port, where q is an integer greater than or equal to 2, using the detection unit output signals, the signal transmission and processing unit outputting "unit setting instructions "at least one of the tuning unit tuning instructions being an" initial tuning unit tuning instruction ", each of the one or more initial tuning unit tuning instructions being determined according to one or more of the said q as dependent on an impedance seen by the output port, at least one of the tuning unit tuning instructions being a "subsequent tuning unit tuning instruction", each of the one or more subsequent tuning unit setting being determined using an extremum search control algorithm, the extremum search control algorithm seeking to maximize a performance variable, the performance variable being judged based on one or more of the detection unit output signals; a control unit (6), the control unit receiving the one or more antenna setting instructions, the control unit delivering one or more "antenna control signals" to the tunable passive antenna, each one or more antenna control signals being determined according to at least one of one or more antenna tuning instructions, each of said parameters being primarily determined by at least one of one or more control signals of An antenna, the control unit receiving tuning unit tuning instructions, the control unit delivering one or more tuning control signals to the single input tuner unit and single output port, the control unit generating, for each of the one or more tuning control signals, one or more values of said each of the one or more tuning control signals, each of said one or more values of each of the one or more tuning control signals being determined according to at least one of the tuning unit tuning instructions, the reactance of each of the one or more tunable impedance devices of the tuning unit. wherein the agreement is primarily determined by at least one of one or more tuning control signals. The tunable passive antenna is indirectly coupled to the output port. More specifically, the signal access of the tunable passive antenna is indirectly coupled to the output port, through the detection unit and the antenna link. In addition, the output port is indirectly coupled to the tunable passive antenna. More specifically, the output port is indirectly coupled to the signal access of the tunable passive antenna, through the detection unit and the antenna link. The detection unit (3) may for example be such that the detection unit output signals comprise: a first detection unit output signal proportional to a first electrical variable, the first electrical variable being a voltage at terminals of the exit access; and a second detection unit output signal proportional to a second electrical variable, the second electrical variable being a current output from the output port. Said voltage across the output port may be a complex voltage and said current exiting the output port may be a complex current. Alternatively, the detection unit (3) may for example be such that the detection unit output signals comprise: a first detection unit output signal proportional to a first electrical variable, the first electrical variable being a incident voltage at the output port; and a second detection unit output signal proportional to a second electrical variable, the second electrical variable being a voltage reflected at the output port. Said incident voltage at the output port may be a complex incident voltage and said voltage reflected at the output port may be a complex reflected voltage. The input port is directly coupled to an access of the transmission and signal processing unit (8), said access of the transmission and processing unit of the signal delivering the excitation. Each of the one or more antenna setting instructions can be of any type of digital message. Each of the tuning unit tuning instructions can be of any type of digital message. The one or more antenna tuning instructions and tuning unit tuning instructions are output during one or more tuning sequences. Four different control sequences are described below in the fourth embodiment, the fifth embodiment, the sixth embodiment, and the seventh embodiment. The duration of an adjustment sequence is less than 100 microseconds.
For example, it is possible that the excitation is an unmodulated carrier, the carrier frequency of the excitation being the frequency of said carrier. In this case, the excitation may be a sinusoidal signal whose frequency is the frequency of said carrier. For example, it is possible for the excitation to be an amplitude modulated carrier, the carrier frequency of the excitation being the frequency of said carrier. In this case, the excitation may be a sinusoidal signal modulated in amplitude. For example, it is possible for the excitation to be a frequency-modulated carrier, the carrier frequency of the excitation being the frequency of said carrier. In this case, the excitation may be a sinusoidal signal modulated in frequency. For example, as explained in the third embodiment, it is possible that the excitation is a bandpass signal, the carrier frequency of the excitation being a carrier frequency of said bandpass signal.
The carrier frequency of the excitation can take any selected value in a "set of possible values of the excitation carrier frequency", the set of possible values of the excitation carrier frequency having several elements. The single-input and single-output access tuning unit (4) is such that it can provide, at said given frequency, for suitable values of the one or more tuning control signals, a transfer. low loss power from the input port to the output port, and low loss power transfer from the output port to the input port. Since the output port is indirectly coupled to the tunable passive antenna, the specialist sees that the radio communication apparatus makes it possible, at the given frequency, to transfer power from the input port to a radiated electromagnetic field. by the tunable passive antenna. Thus, the apparatus for radio communication is such that, if a power is received by the input port at the given frequency, a portion of said power received by the input port is transferred to an electromagnetic field radiated by the passive antenna tunable to the given frequency, so that a power of the electromagnetic field radiated by the passive antenna tunable at the given frequency is equal to said portion of said power received by the input port. The apparatus for radio communication allows, at said given frequency, a transfer of power from an incident electromagnetic field on the tunable passive antenna to the input port. In addition, the single-input and single-output access tuning unit (4) and the tunable passive antenna (1) are such that, at said given frequency, for suitable values of the one or more signals tuner and one or more antenna control signals, a low loss power transfer from the input port to an electromagnetic field radiated by the tunable passive antenna can be obtained (for radio transmission), and a low loss power transfer from an incident electromagnetic field on the tunable passive antenna to the input port can be obtained (for radio reception). Thus, it is possible to say that the apparatus for radio communication allows, at said given frequency, for suitable values one or more tuning control signals and one or more antenna control signals, a transfer of low loss power from the input port to an electromagnetic field radiated by the tunable passive antenna, and low loss power transfer from an incident electromagnetic field on the tunable passive antenna to the access input.
Suitable values of one or more tuning control signals and one or more antenna control signals are provided automatically. Thus, the specialist understands that any small variation in the impedance seen by the output port can be at least partially compensated by a new automatic tuning of the tunable passive antenna and one or more devices with adjustable impedance of the unit. Okay. The radio communication apparatus is a portable radio transceiver, so that the signal transmission and processing unit (8) also performs functions which have not been mentioned above, and which are well known specialists. For example, the apparatus for radio communication may be a user equipment (in English: "user equipment" or "UE") of an LTE-advanced radio network.
The specialist understands that ZSant depends on the frequency and electromagnetic characteristics of the volume surrounding the tunable passive antenna. In particular, the body of the user has an effect on ZSant, and ZSant depends on the position of the body of the user. This is called "user interaction"("userinteraction"), or "hand effect" (in English: "hand effect") or "finger effect" (in English: "finger effect"). The specialist understands that the apparatus for radio communication can automatically compensate for a change in ZSant caused by a variation of an operating frequency, and / or automatically compensate the user interaction.
In order to respond to variations in the electromagnetic characteristics of the volume surrounding the tunable passive antenna and / or the operating frequency, a new tuning sequence begins rapidly after each change of the operating frequency, and no later than 10 milliseconds after the beginning of the previous adjustment sequence.
Second embodiment.
The second embodiment of a device according to the invention, given by way of non-limiting example, also corresponds to the apparatus for radio communication shown in FIG. 3, and all the explanations provided for the first embodiment are applicable to this second embodiment.
In this second embodiment, the excitation comprises a sinusoidal signal whose frequency is the carrier frequency of the excitation. As explained above, the carrier frequency of the excitation can take any value in the set of possible values of the carrier frequency of the excitation. Since the excitation is not modulated in amplitude, the excitation alone does not cause a variation of the module of a complex voltage at the terminals of the output port, the module of a complex current leaving the output port , the module of a complex incident voltage at the output port, a mean power delivered by the output port, etc. The specialist understands that, therefore: the performance variable may for example be substantially the output of a passive peak detector providing a positive voltage which is an increasing function of the module of the complex voltage across the output port, maximize this performance variable maximizing average power delivered by the output port; the performance variable may for example be substantially the product of a positive constant and a square average of the instantaneous current leaving the output port, estimated using the detection unit output signal, to maximize this variable performance maximizing average power delivered by the output port; the performance variable may for example be substantially the product of a negative constant and an average of the absolute value of the instantaneous voltage across the output port, to minimize this performance variable maximizing a mean power delivered by the exit access; the performance variable can for example be substantially the product of a positive constant and the output of a low-pass filter receiving at its input the square of an instantaneous incident voltage at the output port, to maximize this variable of performance maximizing average power delivered by the output port.
The specialist notes that a possible performance variable is substantially the image, by a function, of a module of the complex envelope of an electrical variable sensed at the output port, the function being differentiable and strictly monotonic on the set of positive real numbers or harm. The specialist also notes that, if said access of the transmitting and signal processing unit to which the input port is connected behaves as an active linear unbipole access, then maximizing an average power delivered by the Output access is equivalent to maximizing a composite power gain of the single input access agreement unit and single output access.
In this second embodiment, q = 2 and the actual q quantities dependent on an impedance seen by the output port completely determine the impedance seen by the output port at the carrier frequency of the excitation. For example, in the case where the two detection unit output signals are respectively proportional to a voltage across the output port and to a current leaving the output port, and in the case where both detection unit output signals are respectively proportional to a voltage incident at the output port and a voltage reflected at the output port, the specialist understands how the transmission and signal processing unit can handle the detection unit output signals caused by the excitation, to obtain actual quantities dependent on an impedance seen by the output port which completely determine the impedance seen by the output port. The signal transmission and processing unit can for example perform an "in-phase / quadrature (I / Q) demodulation" (homodyne reception) of these detection unit output signals, to obtain four analog signals. These analog signals can then be converted into digital signals and then processed in the digital domain, to estimate the real part of ZSant and the imaginary part of ZSant. Thus, the actual q quantities dependent on an impedance seen by the output port may consist of a real number proportional to the real part of ZSant and a real number proportional to the imaginary part of ZSant. Alternatively, the q actual quantities dependent on an impedance seen by the output port may consist of a real number proportional to the ZSant module and a real number proportional to the ZSant argument.
Each of the tuning unit tuning instructions has no influence on the carrier frequency of the excitation, and on the impedance seen by the output port at the carrier frequency of the excitation. Each of the one or more initial tuning unit tuning instructions is determined based on one or more of the actual q quantities dependent on an impedance seen by the output port, and based on one or more quantities dependent on the carrier frequency of the excitation. In addition, each of the one or more initial tuning unit tuning instructions is determined solely on the basis of one or more of the actual q quantities dependent on an impedance seen by the output port, and a or several quantities depending on the carrier frequency of the excitation. Thus, it is clear that the radio communication apparatus is such that an open loop control is used to determine each of the one or more initial tuning unit tuning instructions.
In this second embodiment, the control unit is such that, for each of the one or more tuning control signals, said one or more values of each of said one or more tuning control signals comprise a initial value determined according to the initial one or more tuning unit tuning instructions, and only according to one or more initial tuning unit tuning instructions. Thus, it is clear that the apparatus for radio communication is such that, for each of the one or more tuning control signals, the initial value of said each of the one or more chord control signals is generated as a function of one or more of said q actual quantities dependent on an impedance seen by the output port, and as a function of one or more quantities depending on the carrier frequency of the excitation, an open loop control being used to generate the initial value of said each one of the one or more tuning control signals.
Therefore, to generate the one or more tuning control signals, the second embodiment combines an open loop control structure and a closed loop control structure, using electrical variables sensed at the output port. More specifically, the method used to deliver the one or more tuning control signals comprises: - a step of generating, for each of the one or more tuning control signals, an initial value of said each of the one or more signals according to the one or more initial tuning unit setting instructions, this step using an open loop control structure, wherein one or more of said actual q quantities dependent on an impedance view by the output port and said one or more quantities depending on the carrier frequency of the excitation are used to obtain the one or more initial values of the one or more tuning control signals, the one or more initial values of the one or more tuning control signals having no influence on the carrier frequency of the excitation; a step of generating, for one or more of the one or more tuning control signals, at least one subsequent value of each of said one or more of the one or more tuning control signals, according to one or more subsequent tuning unit tuning instructions, this step using an extremum search control algorithm, which uses a closed loop control structure.
The specialist understands that the characteristics of the open-loop control structure and the closed-loop control structure interact to provide the accuracy and speed of the automatic tuning of the single-input access tuning unit and the tuning access. single output, and to prevent the extremum search algorithm from converging to a local extremum that is not the desired global extremum. However, to a limited extent, it can be considered that, according to the second embodiment, the high accuracy of the automatic tuning of the single input access and single output access tuning unit is mainly achieved with said a step of generating, for one or more of the one or more tuning control signals, at least one subsequent value of each of said one or more of the one or more tuning control signals (closed loop control structure), and that the high speed of this automatic adjustment is mainly a consequence of the use of said step of generating, for each of the one or more tuning control signals, an initial value of said each of one or more control signals. chord (open loop control structure). In particular, faster tuning of the single-input and single-output access tuning unit can typically be achieved if the initial values of one or more tuning control signals are closer to the values corresponding to the sought extremum (maximum or minimum) of the performance variable.
The specialist sees a fundamental difference between the state-of-the-art method implemented in the automatic antenna system shown in FIG. 2, on the one hand, and the second embodiment, on the other hand . In said state-of-the-art method, actual quantities dependent on the impedance presented by the user access are used to automatically match the impedance presented by the user access. This means that said state-of-the-art method uses a closed-loop control (servo) structure, in which the actual quantities dependent on the impedance presented by the user access are used to obtain control signals. , which determine the reactance of each of the one or more tunable impedance devices of the tuner unit, and therefore determine the impedance presented by the user access. In contrast, to provide the one or more tuning control signals, the second embodiment combines an open loop control structure and a closed loop control structure, the closed loop control structure employing a control algorithm. by extremum search which seeks to maximize or minimize an estimated performance variable based on one or more detection unit output signals mainly determined by electrical variables sensed at the output port.
Third embodiment.
The third embodiment of a device according to the invention, given by way of non-limiting example, also corresponds to the radio communication apparatus shown in FIG. 3, and all the explanations provided for the first embodiment are applicable to this third embodiment.
A bandpass signal is sometimes incorrectly called a "bandwidth signal" or a "narrow-band signal". . A band-pass signal is any real signal s (t), where t is the time, such that the spectrum of s (f) is included in a frequency interval fc-W / 2, fc + W / 2], where fc is a frequency called the "carrier frequency" and where W is a frequency called "bandwidth", which satisfies W <2fc. Thus, the Fourier transform of s (f), denoted by 5 (/), is not negligible only within frequency intervals [- / c - W / 2, -fc + W / 2] and \ fc - W / 2, fc + W / 2], The complex envelope of the real signal s (t), called in English "complex envelope" or "complex baseband equivalent" or "baseband-equivalent signal", is a complex signal sB (t) whose Fourier transform SB (/) is not negligible only in the frequency range [- W / 2, W / 2] and satisfies SB (f) = k S (fc + /) in this interval, where k is a real constant which is chosen equal to the square root of 2 by some authors. The frequency interval fc - W / 2, fc + W / 2] is a passband of the bandpass signal. According to the definitions, it is clear that for a given bandpass signal, several choices of carrier frequency fc and W bandwidth are possible, so that the passband of the bandpass signal is not defined in such a way. unique. However, any passband bandwidth must contain any frequency at which the spectrum of s (t) is not negligible. The complex envelope of the real signal s (t) clearly depends on the choice of a carrier frequency fc. However, for a given carrier frequency, the complex envelope of the actual signal s (f) is uniquely defined for a given choice of the actual constant k. The excitation is produced by the signal transmission and processing unit, from a modulating signal. The excitation is a band-pass signal s (t), of carrier frequency fc, whose complex envelope is, for any fixed value of Ζυ, substantially proportional to the modulating signal. The specialist knows that such an excitation can for example be obtained: as a result of the phase and / or amplitude modulation of a single carrier at the frequency fc; as a linear combination of a first signal and a second signal, the first signal being the product of the real part of the modulating signal and a first sinusoidal carrier of frequency fc, the second signal being the product of the part imaginary of the modulating signal and a second sinusoidal carrier of frequency fc, the second sinusoidal carrier being 90 ° out of phase with the first sinusoidal carrier; in other ways, for example without using any carrier, for example by directly using a filtered output of a digital-to-analog converter. Since the excitation is a bandpass signal, it can be shown that, if the bandwidth of the excitation is sufficiently narrow, then any voltage or current measured at the output port and caused by the excitation is a bandpass signal whose complex envelope is proportional to the complex envelope of the excitation, the coefficient of proportionality being complex and independent of time. Thus we can consider that the excitation causes, at the output port: a current leaving the output port, complex envelope iTP (t); and a voltage across the output port, complex envelope vTP (t). If the bandwidth of the complex envelope of excitation is sufficiently narrow, we have
(1) where ZSant is the impedance seen by the output port at the carrier frequency.
The actual q quantities dependent on an impedance seen by the output port completely determine the impedance seen by the output port. Assume that the two detection unit output signals are respectively proportional to a voltage across the output port and to a current flowing out of the output port, as explained above. The skilled artisan understands how the transmission and signal processing unit can process the detection unit output signals caused by the excitation and obtained while the excitation is applied, to obtain actual quantities dependent on Impedance seen by the output port that completely determine the impedance seen by the output port. According to a first example, the signal transmission and processing unit can perform a frequency conversion of the detection unit output signals, followed by an "in-phase / quadrature (LQ) demodulation" (heterodyne reception) to obtain four analog signals, respectively proportional to the real part of vTP (f), to the imaginary part of vTP (f), to the real part of iTP (t), and to the imaginary part of iTP (ï). These analog signals can then be converted to digital signals and then processed in the digital domain, based on equation (1), to estimate the modulus of admittance seen by the output port, and the phase of the admittance seen by the exit access. According to a second example, the signal transmission and processing unit can perform a down-conversion of all the detection unit output signals, followed by a conversion into digital signals using the so-called "bandpass sampling" method, and by a demodulation called "digital quadrature demodulation", to obtain four digital signals: the samples of the real part of vTP (ï); the samples of the imaginary part of vTP (f); the samples of the real part of iTP (t); and the samples of the imaginary part of iTP (t). These
digital signals can then be further processed, based on equation (1), to estimate the modulus of admittance seen by the output port, and the phase of admittance seen by the output port .
If the module of the modulating signal does not vary as a function of time, the excitation is not modulated in amplitude and the excitation alone does not cause variation, as a function of time, of the modulus of a complex voltage across the terminals. the output port, the module of a complex current leaving the output port, the module of a complex incident voltage at the output port, a mean power delivered by the output port, etc. . The specialist understands that, in this case, each of the performance variables mentioned as examples in the second embodiment may, for example, be used in this third embodiment.
If the module of the modulating signal varies as a function of time, the excitation is modulated in amplitude and the excitation alone causes variations, as a function of time, of the modulus of a complex voltage at the terminals of the output port, the module of a complex current leaving the output port, the module of a complex incident voltage at the output port, a mean power delivered by the output port, etc. In this case, none of the performance variables mentioned as examples in the second embodiment is appropriate. However, the specialist understands that the excitation does not cause a variation, as a function of time, of a performance variable which is inversely proportional to a suitable function of the module of the modulating signal. Thus, the specialist understands that, in the case where the module of the modulating signal varies as a function of time but never vanishes (and also in the case where the module of the modulating signal does not vary with time): the variable for example (example A) can be substantially the product of a positive constant, an average of the square of the instantaneous current leaving the output port, and the inverse of the square of the module of the modulating signal, to maximize this performance variable maximizing average power delivered by the output port; the performance variable can for example (example B) be substantially the product of a negative constant, an average of the absolute value of the instantaneous voltage across the output port, and the inverse of the module of the modulating signal, minimizing this performance variable maximizing a mean power delivered by the output port; the performance variable can for example (example C) be substantially the product of a positive constant, the output of a first low-pass filter receiving at its input the square of an instantaneous incident voltage at the terminals of the access output, and the inverse of the output of a second low-pass filter receiving at its input the square of the modulating signal module.
The specialist understands that it is for example possible, in the case of example A, to easily obtain an analog signal substantially equal to the product of a positive constant and a mean of the square of the instantaneous current leaving the output port, converting this analog signal into a digital signal, and having the signal transmission and processing unit calculate a ratio between this digital signal and the square of the module of the modulating signal, to obtain the variable performance. The specialist understands that it is for example possible, in the case of example B, to easily obtain an analog signal substantially equal to the product of a negative constant and an average of the absolute value of the instantaneous voltage at terminals of the output port, to convert this analog signal into a digital signal, and to obtain that the transmission and signal processing unit calculates a ratio between this digital signal and the module of the modulating signal, to obtain the performance variable. The specialist understands that it is for example possible, in the case of Example C, to easily obtain an analog signal substantially equal to the product of a positive constant and the output of an analog low-pass filter receiving at its input the square of an instantaneous incident voltage across the output port, converting this analog signal into a digital signal, and having the signal transmission and processing unit calculate a ratio between this digital signal and the output of a digital low-pass filter receiving at its input the square of the module of the modulating signal, to obtain the performance variable.
A performance variable that can be used in the case where the module of the modulating signal varies as a function of time (and also in the case where the module of the modulating signal does not vary with time) may be such that, if the module the modulating signal is not substantially zero, then the performance variable is substantially equal to the ratio between the image, by a function, of a module of a complex envelope of an electrical variable sensed at the output port , and the image, by the function, of a module of the modulating signal, the function being differentiable and strictly monotonous over the set of positive real numbers. Said electrical variable sensed at the output port may for example be a voltage across the output port, or a current output from the output port, or an incident voltage at the output port, etc. Note / said function. The specialist understands that we can assume that said module of a complex envelope of an electrical variable sensed at the output port is, for given values of tuning control signals and a given value of ZSant, substantially the product a real constant A and the module of the modulating signal. The specialist understands that, in order to obtain that variations of the module of the modulating signal have no effect on the performance variable, it is necessary and sufficient that, for every positive A, the ratio / (A | sM (t) \) / f (| sM (t) l) is independent of | sM (Z) |. The function / must therefore be such that, for any positive number λ and any positive number x, we have
(2) so that (3)
Using a partial derivation of equation (3) with respect to the variable x then a partial derivation of equation (3) with respect to the variable λ, and then writing 2 = 1, we obtain the differential equation
(4) wherein f 'is the derivative of f. The differential equation (4) is not a linear differential equation. The solutions of the differential equation (4) are the functions given by
(5) where k and K are real constants, K being nonzero. Conversely, we see that all the functions given by equation (5) satisfy equation (2), and are strictly monotonic for k nonzero. Thus, we have shown that the function f is such that the image of a positive variable by the function f is equal to the product of a nonzero real constant and of the variable raised to a nonzero and constant real power. It can be considered that said example A corresponds to k = 2 and K> 0, and that said example B corresponds to k = 1 and K <0.
More generally, we see that, if the excitation is produced by the transmitting and processing unit of the signal from a modulating signal, the performance variable can be estimated according to one or more of the one or more several detection unit output signals and depending on the modulating signal. In particular, the performance variable may be such that, if the module of the modulating signal is not substantially zero, then the performance variable is inversely proportional to the image of a module of the modulating signal by a differentiable function and strictly monotonous on the set of positive real numbers. This feature is advantageous because, as shown above, it may be such that variations in modulating modulating signal have no effect on the performance variable.
Fourth embodiment.
The fourth embodiment of a device according to the invention, given by way of non-limiting example, also corresponds to the apparatus for radio communication shown in FIG. 3, and all the explanations provided for the first embodiment are applicable to this fourth embodiment. A flow chart of one or more control sequences used in this fourth embodiment is shown in FIG. 4. Before the beginning of said one or more adjustment sequences, a "selected frequency" was selected by the controller. transmission and signal processing unit in the set of possible values of the carrier frequency of the excitation. In addition to the start symbol (81) and the end symbol (86), said flow chart comprises:
a "deliver tunable passive antenna antenna control" processing (82), wherein the signal transmission and processing unit outputs one or more of the one or more antenna tuning instructions, and wherein the control unit outputs said one or more antenna control signals to the tunable passive antenna, each of said one or more of one or more antenna tuning instructions being determined according to the frequency selected; a "start applying the excitation" processing (83), in which the transmission and signal processing unit starts to apply the excitation to the input port, so that the detection unit becomes capable of delivering the detection unit output signals each determined by an electrical variable sensed at the output port while excitation is applied to the input port, said excitation having a carrier frequency which is equal to the selected frequency; processing "output tuning control signals to the tuning unit" (84), wherein the transmission and signal processing unit outputs one or more tuning unit tuning instructions , and wherein the control unit outputs said one or more chord control signals to the single input access chord unit and the single output access chord; and a "stop applying the excitation" processing (85), wherein the transmitting and signal processing unit ceases to apply the excitation to the input port.
The selected frequency can take any value in the set of possible values of the driving frequency of the excitation. Each of the one or more antenna control signals has no influence on the selected frequency. Each of the one or more antenna setting instructions has no influence on the selected frequency. Each of said one or more of the one or more antenna tuning instructions being determined according to the selected frequency, and only depending on the selected frequency, it is clear that an open loop control is used to obtain each of one or more antenna tuning instructions, and an open loop control is used to obtain each of the one or more antenna control signals.
In this fourth embodiment, the one or more antenna setting instructions and the one or more antenna control signals are such that: at the end of the processing "output antenna control signals to the antenna "tunable passive" (82), the impedance seen by the output port is close to a specified impedance, which may depend on the frequency; each says at least one parameter of each said at least one tunable passive antenna antenna control device has a value that does not change since the end of processing "deliver antenna control signals to the passive antenna "tunable" (82) until the end of said one or more tuning sequences.
To obtain that, at the end of the "deliver tunable passive antenna antenna tuning" processing (82), the impedance seen by the output port is close to the specified impedance, the unit transmission and signal processing uses an algorithm to determine and output the one or more antenna tuning instructions. The algorithm is based on the selected frequency and some properties of the tunable passive antenna. For example, the algorithm may be based on a formula for estimating the impedance seen by the ZSant output port in an assumed usage pattern, depending on the selected frequency and each said at least one parameter of each said at least one antenna tunable antenna tunable antenna device, the formula can be used to calculate, for the assumed use configuration, an optimum value of each said at least one parameter of each said at least one Antenna control device of the tunable passive antenna, at the selected frequency. For example, the algorithm may be based on one or more formulas for estimating, in an assumed use configuration, an optimum value of each said at least one parameter of each said at least one antenna control device tunable passive antenna, depending on the selected frequency. The specialist knows how to write such an algorithm, and he understands that such an algorithm can not take into account the variations of ZSant caused by variations in the electromagnetic characteristics of the volume surrounding the tunable passive antenna. In addition, as stated above in the prior art section, a tunable passive antenna often provides only a poor tuning capability. Therefore, at the end of the "deliver tunable passive antenna antenna" processing (82), the impedance seen by the output port is typically only very roughly close to the impedance specified.
We have shown in FIG. 5 the unique input access and single output access tuning unit (4) used in this fourth embodiment. This single-input and single-output access tuning unit comprises: an output port (401) having two terminals (4011) (4012), the output port being asymmetrical; an input port (402) having two terminals (4021) (4022), the input port being asymmetrical; one of one or more adjustable impedance devices of the tuner unit (403), having a negative reactance and connected in series with a terminal of the output port; one of one or more adjustable impedance devices of the tuner unit (404), having a negative reactance and connected in series with a terminal of the input port; and a winding (405) having a grounded terminal and a terminal coupled to a terminal of each of the one or more adjustable impedance devices of the tuning unit (403) (404).
All one or more adjustable impedance devices of the tuning unit (403) (404) are electrically adjustable, but the circuits and control links necessary to determine the reactance of each of the one or more impedance devices adjustable tuning unit are not shown in Figure 5.
The specialist understands that the single input access and single output access tuning unit is such that, if the impedance seen by the output port equals a given impedance, then the reactance of any which of the one or more adjustable impedance devices of the tuner unit influences an impedance presented by the input port. In addition, the single input access and single output access agreement unit has a full tuning capability, the definition of which is given in section III of this document. Article by F. Broydé and E. Clavelier entitled "Some Properties of Multiple-Antenna-Port and Multiple-User-Port Antenna Tuners", published in IEEE Trans. On Circuits and Systems - I: Regular Papers, Vol. 62, No. 2, pages 423-432, in February 2015. Thus, the specialist understands that any small variation in the impedance seen by the output port can be fully offset by a new automatic adjustment of one or more devices to adjustable impedance of the tuning unit; and that the single input access and single output access tuning unit may be such as to provide, at said given frequency, for appropriate values of the one or more tuning control signals, a transfer of low loss power from the input port to the output port, and low loss power transfer from the output port to the input port.
In this fourth embodiment, we use p = 2 devices with adjustable impedance of the tuning unit. Thus, it is possible that p is greater than or equal to 2. As explained in this article entitled "Some Properties of Multiple-Antenna-Port and Multiple-User-Port Antenna Tuners", this is necessary to obtain a complete agreement faculty .
A flow chart of the process "output tuning control signals to the tuning unit" (84) is shown in Fig. 6. In addition to the start symbol (841) and the end symbol (844), said the flowchart comprises: a "generate initial values of the tuning control signals" process (842), in which the signal transmission and processing unit outputs an initial tuning unit tuning instruction, and which, for each of the one or more tuning control signals, the control unit generates a value of said each of the one or more tuning control signals, said value being called initial value, said initial value being determined by according to the initial tuning unit tuning instruction, and only according to the initial tuning unit tuning instruction; a "generate subsequent values of tuning control signals" processing (843), in which the transmission and signal processing unit outputs subsequent tuning unit tuning instructions, and wherein, for each of the one or more tuning control signals and for each subsequent tuning unit tuning instruction, the control unit generates a value of each of the one or more tuning control signals, which being referred to as a subsequent value, said subsequent value being determined according to each of said subsequent tuning unit tuning instructions, and only according to each of said subsequent tuning unit tuning instructions.
The "generate initial values of tuning control signals" processing (842) has an open loop control structure, wherein at least two of said actual q quantities are dependent on an impedance seen by the output port, and a quantity dependent on the carrier frequency of the excitation, are used to obtain, for each of the one or more tuning control signals, an initial value. In this processing, the at least two of said actual q quantities dependent on an impedance seen by the output port completely determine the impedance seen by the output port, at the carrier frequency of the excitation, after the end. from the "deliver tunable passive antenna antenna tuning signals" (82). In this treatment, the amount dependent on the carrier frequency of the excitation is the selected frequency (which, as said above, is equal to the carrier frequency of the excitation).
According to a first example of the "generate initial values of tuning control signals" processing (842), said initial tuning unit tuning instruction is determined based on a model of the tuning unit at single input access and single output access, this model taking into account the influences of the excitation frequency of the excitation, of the at least two of said q actual quantities depending on an impedance seen by the output access, and an initial tuning unit tuning instruction, on a composite power gain of the single input tuner unit and the single output port. The specialist understands that this model may for example comprise: for each of the one or more devices with adjustable impedance of the tuning unit, a lookup table (in English: "lookup table" or "look-up table") on the characteristics of each of the one or more adjustable impedance devices of the tuning unit; and one or more formulas for calculating the composite power gain. The transmission and signal processing unit estimates the at least two of said actual q quantities dependent on an impedance seen by the output port, and uses an algorithm to determine the unit setting instruction. initial agreement, the initial tuning unit tuning instruction being such that a predicted value of the composite power gain of the single input access tuner unit and the single output port, determined based on on the model, as large as possible, at the carrier frequency of the excitation. This treatment does not require difficult calculation. This processing quickly provides the initial tuning unit tuning instruction, which is such that a composite gain in power obtained is not very far from a composite gain in maximum power achievable with the tuning unit. with single input access and single output access to the carrier frequency of the excitation, because the at least two of said actual q quantities dependent on an impedance seen by the output port completely determine the impedance seen by the output port, at the carrier frequency of the excitation, after the end of the process "output antenna control signals to the tunable passive antenna" (82).
According to a second example of the "generate initial values of the tuning control signals" (842) processing, a desired impedance is defined, and said initial tuning unit tuning instruction is determined based on a tuning pattern. the single input access tuning unit and the single output access, this model taking into account the influences of the excitation frequency of the excitation, of the at least two of the said q actual quantities depending on an impedance seen by the output port, and an initial tuning unit tuning instruction, on the impedance presented by the input port Ζυ. The specialist understands that this model may for example comprise: for each of the one or more devices with adjustable impedance of the tuning unit, a look-up table on the characteristics of each of the one or more devices with adjustable impedance of the unity of agreement; and one or more formulas for calculating the impedance presented by the input port. The transmission and signal processing unit estimates the at least two of said actual q quantities dependent on an impedance seen by the output port, and uses an algorithm to determine the unit setting instruction. initial agreement, the initial tuning unit setting instruction being such that a predicted value of the module of the difference between the impedance presented by the input port and the desired impedance, determined based on the model, as small as possible, at the carrier frequency of the excitation. A first possible algorithm may for example use the formulas shown in section VI of the said article by F. Broydé and E. Clavelier entitled "Some Properties of Multiple-Antenna-Port and Multiple-User-Port Antenna Tuners". This first possible algorithm does not take into account the losses in the single input access and single output access agreement unit. A second possible algorithm may for example use the iterative calculation technique presented in section 4 or in Appendix C of F. Broydé and E. Clavelier's article entitled "A Tuning Computation Technique for a Multiple-Antenna-Port". Multiple-User-Port Antenna Tuner ", published in International Journal of Antennas and Propagation, in 2016. This second possible algorithm is more accurate than the first possible algorithm, because it takes into account the losses in the unit of agreement single entry access and single exit access. The specialist knows how to write such an algorithm. This treatment does not require difficult calculation. This processing quickly provides the initial tuning unit tuning instruction, which is such that at the carrier frequency of the excitation, the impedance presented by the input port is not very far from the the desired impedance, because the at least two of said actual q quantities dependent on an impedance seen by the output port completely determine the impedance seen by the output port at the carrier frequency of the excitation, after the end of processing "delivering antenna control signals to the tunable passive antenna" (82).
Unfortunately, the "generate initial values of tuning control signals" (842) processing can not be very accurate, since it does not take into account the effects of component tolerances, component aging, and temperatures. components, on the characteristics of the single input access tuning unit and single output access.
The "generate subsequent values of tuning control signals" processing (843) is used to substantially maximize average power output from the output port to the carrier frequency of the excitation. This processing is accurate because it uses an extremum search control algorithm, which is based on a closed-loop control structure. For example, this extremum search control algorithm may have the characteristics set forth below in the fourteenth embodiment, or in the fifteenth embodiment, or in the sixteenth embodiment, or in the seventeenth mode. embodiment, or in the eighteenth embodiment. This processing quickly provides one or more subsequent tuning unit tuning instructions such that this average power delivered by the output port has a value very close to a maximum value, because this processing is started not very far from this maximum value, thanks to a processing "generate initial values of the tuning control signals" (842) taking into account the result of the processing "output tunable passive antenna antenna tuning signals" (82) . In the preceding sentence, "maximum value" means the largest value, of said average power, which can be obtained by setting only the single input access agreement unit and single output access.
Unlike the "generate initial values of chord control signals" (842) processing, the "generate subsequent values of chord control signals" (843) processing is not based on a model, and it uses a closed loop control structure.
The processing "generate initial values of chord control signals" (842) and the "generate subsequent values of tuning control signals" (843) are such that tuning of the tuning unit to Single entry access and single output access is always optimal or almost optimal, despite losses in the single entry access agreement unit and single exit access.
Therefore, this embodiment is a solution to the problem of automatically adjusting a tunable passive antenna coupled to a radio transmitter, in a manner that provides: good tuning capability, using a tuned access tuner unit; single entry and single exit access; and tuning the single input access tuning unit and single output access that is close to optimal tuning, when its losses are not very low. Moreover, this embodiment provides a much wider tuning range than an automatic tuning system which would include the single input access tuning unit and single output access shown in FIG. no tunable passive antenna.
Fifth embodiment.
The fifth embodiment of a device according to the invention, given by way of non-limiting example, also corresponds to the apparatus for radio communication shown in FIG. 3, and all the explanations provided for the first embodiment are applicable to this fifth embodiment. A flow chart of one or more control sequences used in this fifth embodiment is shown in FIG. 7. Before the beginning of said one or more adjustment sequences, a "selected frequency" was selected by the controller. transmission and signal processing unit in the set of possible values of the carrier frequency of the excitation. In addition to the start symbol (81) and the end symbol (86), said flowchart comprises: a "start applying the excitation" processing (83), in which the signal transmission and processing unit starts to apply the excitation to the input port, so that the detection unit becomes capable of delivering the detection unit output signals each determined by an electrical variable sensed at the output port while an excitation is applied to the input port, said excitation having a carrier frequency which is equal to the selected frequency; a "deliver tunable passive antenna antenna control" processing (82), wherein the signal transmission and processing unit outputs one or more of the one or more antenna tuning instructions, and wherein the control unit outputs said one or more antenna control signals to the tunable passive antenna, each of said one or more of one or more antenna tuning instructions being determined according to a or more of said q actual quantities dependent on an impedance seen by the output port; processing "output tuning control signals to the tuning unit" (84), wherein the transmission and signal processing unit outputs one or more tuning unit tuning instructions , and wherein the control unit outputs said one or more chord control signals to the single input access chord unit and the single output access chord; and a "stop applying the excitation" processing (85), wherein the transmitting and signal processing unit ceases to apply the excitation to the input port.
Each of said one or more of the one or more antenna tuning instructions being determined based on one or more of said actual q quantities dependent on an impedance seen by the output port, the one or more control signals Antenna are output based on one or more of said actual q quantities dependent on an impedance seen by the output port. The tunable passive antenna is such that each says at least one parameter of each said at least one tunable passive antenna antenna control device has an effect on the impedance seen by the output port, denoted ZSant. Since each of said parameters is primarily determined by at least one of one or more antenna control signals, the one or more antenna control signals have an effect on ZSant. Thus, the "deliver tunable passive antenna antenna" processing (82) uses a closed-loop control scheme, because one or more of the actual q quantities dependent on an impedance seen by the output port is used to obtain the one or more antenna tuning instructions, and then the one or more antenna control signals. Thus, it is clear that a closed-loop control is used to obtain each of the one or more antenna setting instructions, and that a closed-loop control is used to obtain each of the one or more control signals of the antenna. antenna.
In this fifth embodiment, the one or more antenna setting instructions and the one or more antenna control signals are such that: at the end of the processing "output antenna control signals to the antenna "tunable passive" (82), the impedance seen by the output port is close to a specified impedance, which may depend on the frequency; each says at least one parameter of each said at least one tunable passive antenna antenna control device has a value that does not change since the end of processing "deliver antenna control signals to the passive antenna "tunable" (82) until the end of said one or more tuning sequences.
To obtain that, at the end of the "deliver tunable passive antenna antenna tuning" processing (82), the impedance seen by the output port is close to the specified impedance, the unit The transmitting and processing of the signal estimates the actual q quantities dependent on an impedance seen by the output port, and uses an algorithm to determine and output the one or more antenna tuning instructions. The algorithm uses the actual q quantities dependent on an impedance seen by the output port. For example, assuming that the so-called q actual quantities dependent on an impedance seen by the output port are sufficient to be able to calculate ZSant, the algorithm can be an extremum search control algorithm seeking to minimize a variable. performance by controlling said one or more antenna control signals, the performance variable being an absolute value of the difference between ZSant and the specified impedance. For example, the algorithm may use the selected frequency and the actual q quantities dependent on an impedance seen by the output port. For example, assuming that the q actual quantities dependent on an impedance seen by the output port are sufficient to calculate ZSant, the algorithm can be based on one or more formulas for estimating an optimal value of each said at least one parameter of each says at least one tuneable passive antenna antenna control device, depending on the selected frequency, of one or more antenna tuning instructions that were applied while the detection delivered the detection unit output signals used to estimate the actual q quantities dependent on an impedance seen by the output port, and ZSant. The specialist knows how to write such an algorithm. The specialist understands that such algorithms take into account variations in ZSant caused by variations in the electromagnetic characteristics of the volume surrounding the tunable passive antenna. Therefore, the accuracy obtained may be better than in the corresponding processing of the fourth embodiment. However, as stated above in the prior art section, a tunable passive antenna often provides only a poor tuning capability. Therefore, at the end of the "deliver tunable passive antenna antenna" processing (82), the impedance seen by the output port is typically only roughly close to the specified impedance .
Sixth embodiment.
The sixth embodiment of a device according to the invention, given by way of non-limiting example, also corresponds to the apparatus for radio communication shown in FIG. 3, and all the explanations provided for the first embodiment are applicable to this sixth embodiment. In this sixth embodiment, the excitation is applied continuously, so that the detection unit can continuously output detection unit output signals each determined by an electrical variable sensed at the output port while an excitation is applied to the input port. A flow chart of one or more adjustment sequences used in this sixth embodiment is shown in FIG. 8. Before the beginning of said one or more adjustment sequences, a "selected frequency" was selected by the controller. transmission and signal processing unit, among the elements of the set of possible values of the excitation frequency of the carrier. Said excitation has, during said one of the one or more adjustment sequences, a carrier frequency which is equal to the selected frequency. In addition to the start symbol (81) and the end symbol (86), said flowchart comprises: a "deliver tunable passive antenna antenna control" signal (82), wherein the transmission and signal processing apparatus provides one or more of the one or more antenna tuning instructions, and wherein the control unit outputs said one or more antenna control signals to the tunable passive antenna, each said one or more of the one or more antenna setting instructions being determined according to the selected frequency; and processing "output tuning control signals to the tuner unit" (84), wherein the signal transmission and processing unit outputs one or more of the unit tuning instructions. tuning, and wherein the control unit outputs said one or more tuning control signals to the single-input and single-output access tuner unit.
The selected frequency can take any value in the set of possible values of the driving frequency of the excitation. Each of the one or more antenna control signals and each of the one or more antenna setting instructions being determined without using a controlled magnitude measurement, it is clear that an open loop control is used to obtain each one or more antenna control signals and each of one or more antenna setting instructions.
In this sixth embodiment, the one or more antenna setting instructions and the one or more antenna control signals are such that: at the end of the processing "output antenna control signals to the antenna "tunable passive" (82), the impedance seen by the output port is close to a specified impedance, which may depend on the frequency; each says at least one parameter of each said at least one tunable passive antenna antenna control device has a value that does not change since the end of processing "deliver antenna control signals to the passive antenna tunable "(82) to the beginning of a tuning sequence following the end of said one or more tuning sequences.
To obtain that, at the end of the "deliver tunable passive antenna antenna tuning" processing (82), the impedance seen by the output port is close to the specified impedance, the unit transmission and signal processing utilizes a lookup table to determine and output the one or more antenna tuning instructions, depending on the selected frequency. The specialist understands that such a look-up table can not take into account variations in ZSant caused by variations in the electromagnetic characteristics of the volume surrounding the tunable passive antenna. In addition, as stated above in the prior art section, a tunable passive antenna often provides only a poor tuning capability. Therefore, at the end of the "deliver tunable passive antenna antenna" processing (82), the impedance seen by the output port is typically only very roughly close to the impedance specified.
We have shown in FIG. 9 the unique input access and single output access agreement unit (4) used in this sixth embodiment. This single-input and single-output access tuning unit comprises: an output port (401) having two terminals (4011) (4012), the output port being asymmetrical; an input port (402) having two terminals (4021) (4022), the input port being asymmetrical; one of one or more tunable impedance devices of the tuning unit (406), having a positive reactance, having a first terminal connected to a terminal of the input port, and having a second terminal connected to a terminal exit access; one of the one or more adjustable impedance devices of the tuner unit (407), having a negative reactance and connected in parallel with the output port; and one of one or more adjustable impedance devices of the tuner unit (408) having a negative reactance and connected in parallel with the input port.
All one or more adjustable impedance devices of the tuning unit (406) (407) (408) are electrically adjustable, but the circuits and control links necessary to determine the reactance of each of the one or more Adjustable impedance devices of the tuner unit are not shown in Figure 9. In this sixth embodiment, we use p = 3 tunable impedance devices of the tuner unit.
The specialist understands that, at a frequency at which the single input access and single output access tuner unit is intended to operate, the single input access and single output access agreement unit is such that, if the impedance seen by the output port equals a given impedance, then the reactance of any of the one or more tunable impedance devices of the tuner unit has an effect on an impedance presented by the entrance access.
A flow chart of the process "output tuning control signals to the tuning unit" (84) is shown in Fig. 6. In addition to the start symbol (841) and the end symbol (844), said the flowchart comprises: a process "generate initial values of the tuning control signals" (842), wherein the transmission and signal processing unit outputs initial tuning unit tuning instructions, and which, for each of the one or more tuning control signals, the control unit generates a value of said each of the one or more tuning control signals, said value being called initial value, said initial value being determined by according to one or more initial tuning unit tuning instructions, and only according to one or more of the initial tuning unit tuning instructions; a "generate subsequent values of tuning control signals" processing (843), in which the transmission and signal processing unit outputs subsequent tuning unit tuning instructions, and wherein, for each of the one or more tuning control signals, the control unit generates values of each of the one or more tuning control signals, said values being called subsequent values, each of said subsequent values being determined by function of one or more subsequent tuning unit tuning instructions.
The tuning control signals have no effect on the impedance seen by the output port, and therefore on the actual q quantities dependent on an impedance seen by the output port. The "generate initial values of tuning control signals" processing (842) does not use a measurement of a controlled quantity, it is clear that it has an open loop control structure, in which a dependent quantity of the driving frequency of the excitation and at least two of said q actual quantities dependent on an impedance seen by the output port are used to obtain, for each of the one or more tuning control signals, an initial value . In this treatment, the amount dependent on the carrier frequency of the excitation is a number proportional to the selected frequency. The "generate initial values of tuning control signals" processing (842) uses a look-up table to determine the initial tuning unit tuning instructions, based on the selected frequency and the actual q quantities. dependent on an impedance seen by the output port. The specialist understands how to build and use the lookup table.
According to a first example of the "generate initial values of tuning control signals" (842) processing, the look-up table may be stored in a read-only memory, and may have been constructed using data obtained by determining, in accordance with laboratory with a prototype of the apparatus for radio communication, at different frequencies, and for different configurations producing different values of the impedance seen by the output port, initial tuning unit tuning instructions producing the values the largest possible composite power gain of the single input access tuner unit and single output access. This processing does not require difficult calculation, and it quickly provides initial tuning unit tuning instructions, which are such that a composite power gain obtained is not far removed from a composite power gain. maximum achievable with the single input access tuning unit and single output access to the excitation carrier frequency, because the at least two of said actual q quantities dependent on an impedance seen by the access output signals completely determine the impedance seen by the output port at the carrier frequency of the excitation after the end of the process "output antenna control signals to the tunable passive antenna" (82).
According to a second example of the "generate initial values of tuning control signals" (842) processing, the look-up table may be stored in a read-only memory, and may have been constructed using data obtained by determining, in accordance with laboratory with a prototype of the apparatus for radio communication, at different frequencies, and for different configurations producing different values of the impedance seen by the output port, initial tuning unit tuning instructions producing the values the possible smaller of a module the difference between the impedance presented by the input access and a desired impedance. This processing does not require difficult calculation, and it quickly provides initial tuning unit tuning instructions which are such that, at the carrier frequency of the excitation, the impedance presented by the input port is not very far from the impedance sought, because the at least two of the q real quantities dependent on an impedance seen by the output port completely determine the impedance seen by the output port, at the the carrier frequency of the excitation, after the end of the treatment "output antenna control signals to the tunable passive antenna" (82).
Unfortunately, the "generate initial values of tuning control signals" (842) processing can not be very accurate, for the reasons already discussed above in the fourth embodiment.
The "generate subsequent values of tuning control signals" processing (843) is used to substantially maximize average power output from the output port to the carrier frequency of the excitation. This treatment is accurate because it uses an extremum search algorithm. This processing quickly provides one or more subsequent tuning unit tuning instructions such that this average power delivered by the output port has a value very close to a maximum value, because this processing is started not very far from this maximum value, thanks to the processing "generate initial values of the tuning control signals" (842) taking into account the result of the processing "output tunable passive antenna antenna tuning signals" (82). In the preceding sentence, "maximum value" means the largest value, of said average power, which can be obtained by setting only the single input access agreement unit and single output access.
Since it uses assumed characteristics of the single input access and single output access chord unit, the "generate initial values of chord control signals" processing (842) is based on a model. In contrast, the "generate subsequent values of tuning control signals" processing (843) is not model-based, and uses a closed-loop control structure.
The processing "generate initial values of chord control signals" (842) and the "generate subsequent values of tuning control signals" (843) are such that tuning of the tuning unit to Single entry access and single output access is always optimal or almost optimal, despite losses in the single entry access agreement unit and single exit access.
Therefore, this embodiment is a solution to the problem of automatically adjusting a tunable passive antenna coupled to a radio transmitter, in a manner that provides: good tuning capability, using a tuned access tuner unit; single entry and single exit access; and tuning the single input access tuning unit and single output access that is close to optimal tuning, when its losses are not very low. Moreover, this embodiment provides a much wider tuning range than an automatic tuning system which would include the single input access tuning unit and single output access shown in FIG. 9, but no tunable passive antenna.
Seventh embodiment.
The seventh embodiment of a device according to the invention, given by way of non-limiting example, also corresponds to the apparatus for radio communication shown in FIG. 3, and all the explanations provided for the first embodiment are applicable to this seventh embodiment. In this seventh embodiment, the excitation is applied continuously, so that the detection unit can continuously output detection unit output signals each determined by an electrical variable sensed at the output port while an excitation is applied to the input port. A flow chart of one or more control sequences used in this seventh embodiment is shown in FIG. 8. Before the beginning of said one or more adjustment sequences, a "selected frequency" was selected by the controller. transmission and signal processing unit, among the elements of the set of possible values of the excitation frequency of the carrier. Said excitation has, during said one of the one or more adjustment sequences, a carrier frequency which is equal to the selected frequency. In addition to the start symbol (81) and the end symbol (86), said flowchart comprises: a "deliver tunable passive antenna antenna control" signal (82), wherein the transmission and signal processing apparatus provides one or more of the one or more antenna tuning instructions, and wherein the control unit outputs said one or more antenna control signals to the tunable passive antenna, each said one or more of one or more antenna tuning instructions being determined based on one or more of said actual q quantities dependent on an impedance seen by the output port; and processing "output tuning control signals to the tuner unit" (84), wherein the signal transmission and processing unit outputs one or more of the unit tuning instructions. tuning, and wherein the control unit outputs said one or more tuning control signals to the single-input and single-output access tuner unit.
In this seventh embodiment, the one or more antenna tuning instructions and the one or more antenna control signals are such that: at the end of the processing "output antenna control signals to the antenna "tunable passive" (82), the impedance seen by the output port is close to a specified impedance, which may depend on the frequency; each says at least one parameter of each said at least one tunable passive antenna antenna control device has a value that does not change since the end of processing "deliver antenna control signals to the passive antenna tunable "(82) to the beginning of a tuning sequence following the end of said one or more tuning sequences.
To obtain that, at the end of the "deliver tunable passive antenna antenna tuning" processing (82), the impedance seen by the output port is close to the specified impedance, the unit of transmission and signal processing estimates the actual q quantities dependent on an impedance seen by the output port, and uses a lookup table to determine and output the one or more antenna tuning instructions, based on on the selected frequency and the actual q quantities dependent on an impedance seen by the output port, taking into account the one or more antenna tuning instructions that were applied while the sensing unit was delivering the signals detection unit output used to estimate q actual quantities dependent on an impedance seen by the output port. The specialist understands how to build and use such a look-up table. The lookup table is such that tunable passive antenna settings are always optimal or nearly optimal. The specialist understands that such a look-up table takes into account variations in ZSant caused by variations in the electromagnetic characteristics of the volume surrounding the tunable passive antenna. Therefore, the accuracy obtained may be better than in the corresponding processing of the sixth embodiment. However, as stated above in the prior art section, a tunable passive antenna often provides only a poor tuning capability. Therefore, at the end of the "deliver tunable passive antenna antenna" processing (82), the impedance seen by the output port is typically only roughly close to the specified impedance .
Eighth embodiment.
The eighth embodiment of an apparatus according to the invention, given by way of nonlimiting example, also corresponds to the apparatus for radio communication shown in FIG. 3, and all the explanations provided for the first embodiment are applicable to this eighth embodiment. The tuneable passive antenna (1) used in this eighth embodiment is shown in FIG. 10. The tunable passive antenna shown in FIG. 10 comprises a plane metal structure (111) made above a ground plane. (115), the signal access of the tunable passive antenna (116) where an asymmetric antenna link is connected to the metal structure, and an antenna control device (112). The metal structure is slotted and such that, if the antenna control device was not present, the tunable passive antenna would be an example of the antenna called "planar inverted-F antenna" or "PIFA". The antenna control device is a micro-electromechanical switch having a first terminal (113) connected to the metal structure (111) at a first side of the slot, and a second terminal (114) connected to the metal structure (111). ) in a second side of the slot. The skilled person understands that the self-impedance of the tunable passive antenna, in a given test pattern and at the given frequency, is a characteristic of the tunable passive antenna that can be varied using said control device antenna, so that this characteristic is controlled using said antenna control device. The state of the micro-electromechanical switch (open or closed) is a parameter of the antenna control device that influences said characteristic. This parameter of the antenna control device is adjustable by electrical means, but the circuits and control links necessary to determine the state of the antenna control device are not shown in FIG.
Ninth embodiment.
The ninth embodiment of an apparatus according to the invention, given by way of non-limiting example, also corresponds to the apparatus for radio communication shown in FIG. 3, and all the explanations provided for the first embodiment are applicable to this ninth embodiment. The tuneable passive antenna (1) used in this ninth embodiment is shown in FIG. 11. The tunable passive antenna shown in FIG. 11 comprises a plane metal structure (111) made above a ground plane. (115), the signal access of the tunable passive antenna (116) where an asymmetric antenna link is connected to a metal strip (117) located between the ground plane and the metal structure, and three control devices antenna (112). Each of the antenna control devices is an adjustable impedance device having a reactance at the given frequency, having a first terminal (113) connected to the metal structure (111), and a second terminal (114) connected to the ground plane. (115). The specialist understands that the self-impedance of the tunable passive antenna, in a given test configuration and at the given frequency, is a characteristic of the tunable passive antenna that can be varied using said antenna control, so that this characteristic is controlled using said antenna control devices. Each of the antenna control devices has a reactance at the given frequency, this reactance being a parameter of each of the antenna control devices, this parameter having an influence on said characteristic. This parameter of each of the antenna control devices is electrically adjustable, but the circuits and control links necessary to determine the reactance of each of the antenna control devices are not shown in FIG.
Tenth embodiment.
The tenth embodiment of an apparatus according to the invention, given by way of non-limiting example, also corresponds to the apparatus for radio communication shown in FIG. 3, and all the explanations provided for the first embodiment are applicable to this tenth embodiment. The tunable passive antenna (1) used in this tenth embodiment is shown in Fig. 12. The tunable passive antenna shown in Fig. 12 has a plane of symmetry orthogonal to the drawing. Thus, the tunable passive antenna has a first half-antenna, on the left in FIG. 12, and a second half-antenna, on the right in FIG. 12. The signal access of the tunable passive antenna comprises a first terminal ( 118) where a first conductor of a symmetrical antenna link is connected to the first half antenna, and a second terminal (119) where a second conductor of the symmetrical antenna link is connected to the second half antenna. Each half-antenna has three segments and two antenna control devices (112). Each of the antenna control devices is an adjustable impedance device having a reactance at the given frequency, having a first terminal connected to a segment of a half antenna, and a second terminal connected to another segment of that half. antenna. The specialist understands that the self-impedance of the tunable passive antenna, in a given test configuration and at the given frequency, is a characteristic of the tunable passive antenna that can be varied using said antenna control, so that this characteristic is controlled using said antenna control devices. Each of the antenna control devices has a reactance at the given frequency, this reactance being a parameter of each of the antenna control devices, this parameter having an influence on said characteristic. This parameter of each of the antenna control devices is electrically adjustable, but the circuits and control links necessary to determine the reactance of each of the antenna control devices are not shown in Fig. 12.
Eleventh embodiment.
The eleventh embodiment of an apparatus according to the invention, given by way of non-limiting example, also corresponds to the apparatus for radio communication shown in FIG. 3, and all the explanations provided for the first embodiment are applicable to this eleventh embodiment. The tunable passive antenna (1) used in this eleventh embodiment is shown in FIG. 13. The tunable passive antenna shown in FIG. 13 includes a main antenna (121), a parasitic antenna (122), and a remote control. tunable passive antenna signal (127) wherein an asymmetric antenna link (128) is connected to the main antenna and ground (126), and an antenna control device (123). The antenna control device is an adjustable impedance device having a reactance at the given frequency, having a first terminal (124) connected to the parasitic antenna (122), and a second terminal (125) connected to ground ( 126). The skilled person understands that the directivity pattern of the tunable passive antenna (1), in a given test pattern and at the given frequency, is a characteristic of the tunable passive antenna that can be varied using said antenna control device, so that this characteristic is controlled using said antenna control device. The reactance of the antenna control device at the given frequency is a parameter of said antenna control device which influences said characteristic. This parameter of the antenna control device is adjustable by electrical means, but the circuits and control beats necessary to determine the reactance of the antenna control device are not shown in FIG. 13.
However, the specialist understands that this parameter also has an influence on the self-impedance of the tunable passive antenna, so that the self-impedance of the tunable passive antenna, in a given test configuration and at the given frequency , is also a characteristic of the tunable passive antenna that can be varied using said antenna control device. The tunable passive antenna (1) could also include other parasitic antennas each coupled to an antenna control device.
Twelfth embodiment.
According to a twelfth embodiment of the invention, given by way of non-limiting example, we consider a method for automatically adjusting one or more tunable passive antennas and a single access access and access tuner unit. single output port, the single entry access tuning unit and the single output port having an input port and an output port, the one or more tunable passive antennas and the dc tuner unit. single input and single output port being parts of a radio communication apparatus, the apparatus for radio communication which, at a given frequency, transfers power from the input port to a radiated electromagnetic field by the one or more tunable passive antennas, the method comprising the steps of: estimating one or more "location variables", each of one or more location variables depending on a distance between a part of a human body and a zone of the apparatus for radio communication; delivering one or more "antenna control signals", according to a "selected frequency" and according to the one or more location variables, each of the one or more tunable passive antennas having at least one control device of antenna, said at least one antenna control device having at least one parameter having an effect on one or more characteristics of said each of the one or more tunable passive antennas, said at least one parameter being adjustable by electrical means, said at least one a parameter being mainly determined by at least one of the one or more antenna control signals; applying an excitation to the input port, the excitation having a carrier frequency called "the carrier frequency of the excitation" and equal to the selected frequency; sensing one or more electrical variables at the output port while the excitation is applied to obtain one or more "sensing unit output signals", each of the one or more sensing unit output signals being mainly determined by at least one of the one or more electrical variables sensed at the output port; estimating q actual quantities dependent on an impedance seen by the output port, where q is an integer greater than or equal to one, using one or more of the one or more detection unit output signals; outputting one or more "tuning control signals", the single input access tuning unit and the single output access having adjustable impedance devices, where p is an integer greater than or equal to one, the p adjustable impedance devices being referred to as "one or more devices with adjustable impedance of the tuner unit" and being such that, at the given frequency, each of the one or more tunable impedance devices of the tuner unit has a reactance, the reactance of any of the one or more adjustable impedance devices of the tuner unit being electrically adjustable, the reactance of any of the one or more adjustable impedance devices of the unit Agreeing primarily by at least one of the one or more tuning control signals, the reactance of any of the one or more tunable impedance devices of the tuner unit an influence on an impedance presented by the input port, said step of outputting one or more "tuning control signals" comprising the steps of: generating, for each of the one or more tuning control signals, an initial value of said each of the one or more tuning control signals, as a function of said q actual quantities dependent on an impedance seen by the output port; generating, for one or more of the one or more tuning control signals, at least one subsequent value of each of said one or more of the one or more tuning control signals, an extremum seeking control algorithm being used to generate said at least one subsequent value of each of said one or more of one or more tuning control signals, the extremum search control algorithm seeking to maximize or minimize a performance variable by controlling the said one or more of the one or more tuning control signals, the performance variable being judged based on one or more of the one or more sensor unit output signals.
FIG. 14 shows the block diagram of an apparatus for radio communication implementing this method, the apparatus for radio communication comprising: a location sensor unit (7), the location sensor unit estimating one or more "location variables", each of one or more location variables depending on a distance between a portion of a human body and an area of the radio communication apparatus; a tunable passive antenna (1), the tunable passive antenna comprising at least one antenna control device, said at least one antenna control device having at least one parameter having an effect on one or more characteristics of the antenna tunable passive antenna, said at least one parameter being adjustable by electric means; an antenna link (2); a single input access tuning unit and single output port (4) similar to that used in the first embodiment, having an input port and an output port; a detection unit (3) delivering two "detection unit output signals", each of the detection unit output signals being mainly determined by one or more electrical variables sensed at the output port while a excitation is applied to the input access; a signal transmitting and processing unit (8), the signal transmitting and processing unit providing one or more "antenna setting instructions", each of the one or more antenna setting instructions being determined according to a "selected frequency" and according to one or more location variables, the selected frequency being greater than or equal to 300 MHz, the signal transmitting and processing unit applying the excitation to the input access, the excitation having a carrier frequency called "the excitation carrier frequency" and equal to the selected frequency, the signal transmission and processing unit estimating q actual quantities dependent on an impedance seen by the output port, where q is an integer greater than or equal to one, using one or more of the one or more detection unit output signals, the transmission and processing unit of the signal delivering "tuning unit tuning instructions", at least one of tuning unit tuning instructions being an "initial tuning unit tuning instruction", each of one or more tuning instructions of initial tuning unit being determined as a function of the selected frequency and as a function of said q actual quantities dependent on an impedance seen by the output port, at least one of the tuning unit tuning instructions being a "subsequent tuning unit tuning instruction", the signal transmitting and processing unit executing an extremum seeking tuning algorithm to generate each of the one or more tuning unit instructions; subsequent tuning, the extremum search control algorithm seeking to maximize or minimize a performance variable, the performance variable being estimated based on one or more of the one or more rs detection unit output signals; and a control unit (6) similar to that used in the first embodiment, delivering one or more "antenna control signals" to the tunable passive antenna and one or more "tuning control signals" to the single input access chord unit and single output access.
It is possible that at least one of the one or more location variables is an output of a pressure sensitive sensor exerted by a portion of a human body. Thus, it is possible for at least one of the one or more location variables to be the output of a circuit comprising a switch using a one-touch mechanical non-latching system, the state of which changes while sufficient pressure is exerted. by part of a human body. It is also possible for at least one of the one or more location variables to be the output of a circuit comprising another type of electromechanical sensor responsive to a pressure exerted by a part of a human body, for example a microelectromechanical sensor ( in English: "MEMS sensor").
It is possible that at least one of the one or more location variables is an output of a proximity sensor, such as a proximity sensor dedicated to the detection of a human body. Such a proximity sensor may for example be a capacitive proximity sensor, or an infrared proximity sensor using reflected light intensity measurements, or an infrared proximity sensor using flight time measurements (in English: of-flight), which are well known to specialists.
It is possible that the set of possible values of at least one of the one or more location variables is a finite set. It is possible that at least one of the one or more location variables is a binary variable, i.e., that the set of possible values of the at least one of the one or more location variables has exactly two elements. For example, a capacitive proximity sensor dedicated to the detection of a human body (eg the Semtech SX9300 device) can be used to obtain a binary variable, which indicates whether or not a human body has been detected in the vicinity of a human body. an area of the apparatus for radio communication. It is possible that the set of possible values of any of the one or more location variables is a finite set. However, it is possible that the set of possible values of at least one of the one or more location variables is an infinite set, and it is possible that the set of possible values of at least one of the one or more variables. location is a continuous set.
It is possible that the set of possible values of at least one of the one or more location variables has at least three elements. For example, an infrared proximity sensor using flight time measurements and dedicated to the evaluation of the distance to a human body (for example the VL6180 device from STMicroelectronics) can be used to obtain a location variable such as the set of possible values of the location variable has at least three elements, one of the values meaning that no human body has been detected, each of the other values corresponding to a different distance between an area of the apparatus for radio communication and the part of a human body detected closest. It is possible that the set of possible values of any of the one or more location variables has at least three elements.
It is possible that at least one of the one or more location variables is an output of a sensor that is not dedicated to the detection of a human body. For example, it is possible that at least one of the one or more location variables is determined by a change of state of a switch of a keyboard, which reveals the position of a human finger. For example, it is possible that at least one of the one or more location variables is determined by a change of state of an output of a touch screen, which reveals the position of a human finger. Such a touch screen can use any of the available technologies, such as a resistive touch screen, a capacitive touch screen or a surface acoustic wave touch screen, etc.
It is said above that each of the one or more location variables depends on the distance between a portion of a human body and an area of the radio communication apparatus. This should be interpreted as meaning that each of the one or more location variables is such that there is at least one configuration in which the distance between a portion of a human body and an area of the radio communication apparatus has an effect. on said each of one or more location variables. However, it is possible that there are one or more configurations in which the distance between a portion of a human body and an area of the radio communication apparatus has no effect on the said one of the one or more variables. location. For example, the distance between a portion of a human body and an area of the radio communication apparatus has no effect on a switch if there is no force exerted directly or indirectly by the body human on the switch. For example, the distance between a portion of a human body and an area of the radio communication apparatus has no effect on a proximity sensor if the human body is out of range of the proximity sensor.
The selected frequency can take any value in a "set of possible values of the excitation carrier frequency", which has several elements. Each of the one or more antenna setting instructions being determined according to the selected frequency and one or more location variables, and only depending on the selected frequency and one or more location variables, it is clear that an open loop control is used to generate each of the one or more antenna control signals.
The specialist understands that, in this twelfth embodiment, the step of delivering one or more tuning control signals may be faster, for a given accuracy, than the corresponding step of the first embodiment, thanks to the use of one or more location variables.
Thirteenth embodiment.
The thirteenth embodiment of a device according to the invention, given by way of non-limiting example, also corresponds to the apparatus for radio communication shown in FIG. 14, and all the explanations provided for the twelfth embodiment are applicable to this thirteenth embodiment. In addition, in this thirteenth embodiment, the apparatus for radio communication is a mobile telephone, and the location sensor unit comprises four proximity sensors.
Fig. 15 is a drawing of a rear view of the mobile phone (700). Fig. 15 shows: a point (71) where the first of the four proximity sensors is located; a point (72) where the second of the four proximity sensors is located; a point (73) where the third of the four proximity sensors is located; and a point (74) where the fourth of the four proximity sensors is located.
A finite set of typical usage patterns is defined. For example, Figure 16 shows a typical first usage configuration, which may be referred to as "right hand and head configuration"; Fig. 17 shows a second typical usage configuration, which may be referred to as a "two-handed configuration"; and Fig. 18 shows a typical third usage configuration, which may be referred to as "right hand only configuration". In Fig. 16, Fig. 17 and Fig. 18, the mobile phone (700) is held by a user. Specifically, the user holds the mobile phone near his head with his right hand in Figure 16, away from his head with both hands in Figure 17, and away from his head only with his right hand in Figure 18 In an actual use configuration, the location variables evaluated by the 4 proximity sensors are used to determine the typical usage pattern closest to the actual usage configuration. Each of the one or more antenna tuning instructions is determined from a set of predetermined antenna tuning instructions which are stored in a look-up table in the transmission and signal processing unit. based on the closest typical usage pattern and the selected frequency. The specialist understands how to build and use such a look-up table. The specialist understands the advantage of defining and using a set of typical usage patterns, which must be large enough to cover all relevant cases, and small enough to avoid an overly large look-up table.
It has been shown that, in order to obtain good accuracy of each of the one or more antenna setting instructions, more than two typical usage patterns must be defined, and that a single location variable can not be used to determine a typical typical usage configuration. Therefore, in this thirteenth embodiment, it is important that a plurality of location variables are estimated.
In addition, in order to be able to determine a closest typical usage pattern, it is necessary to use location variables dependent on the distance between a portion of a human body and different areas of the radio communication apparatus. . More precisely, it is necessary that two of the location variables, denoted A and B, exist, the location variable A depending on the distance between a part of a human body and an area X of the radio communication apparatus, the location variable B dependent on the distance between a portion of a human body and a zone Y of the radio communication apparatus, such that X and Y are distinct, or preferably such that X and Y have an empty intersection. In this thirteenth embodiment, this result is obtained by using a location sensor unit comprising a plurality of proximity sensors, located at different locations of the radio communication apparatus, as shown in FIG. 15.
Fourteenth embodiment.
The fourteenth embodiment of a device according to the invention, given by way of non-limiting example, also corresponds to the apparatus for radio communication shown in FIG. 3, to the algorigrams shown in FIG. 4 and FIG. 6. and to the single input access chord unit and single output port shown in Fig. 5. All explanations provided for the first embodiment and for the fourth embodiment are applicable to this fourteenth embodiment. . As p = 2, the "one or more tunable unit impedance devices" may be referred to as the "adjustable impedance devices of the tuner unit".
In this fourteenth embodiment, the tuning control unit outputs two tuning control signals to the single input access tuner unit and the single output port, and the reactance of each of the devices to be tuned. Adjustable impedance of the tuning unit is mainly determined by one and only one of the chord control signals.
FIG. 19 shows a flowchart applicable, in this fourteenth embodiment, to the "generate subsequent values of tuning control signals" (843) process of FIG. 6. In addition to the start symbol (84301) and the end symbol (84307), this flowchart comprises: an "initialization" processing (84302), in which a condition is defined; a "generate subsequent values of the tuning control signal for 403" (84303) processing, wherein at least one subsequent value of the tuning control signal which primarily determines the reactance of a first one of the tunable impedance devices; the tuning unit (403) is delivered using an extremum search algorithm to a parameter, the extremum search control algorithm to a parameter seeking to maximize the performance variable by controlling said signal tuning control device which primarily determines the reactance of a first one of the adjustable impedance devices of the tuning unit (403); a process "generating subsequent values of the tuning control signal for 404" (84304), wherein at least one subsequent value of the tuning control signal which primarily determines the reactance of a second of the tunable impedance devices; the tuning unit (404) is delivered using a one parameter extremum search control algorithm, the extremum search control algorithm to a parameter seeking to maximize the performance variable by controlling said signal tuning control device which primarily determines the reactance of a second of the adjustable impedance devices of the tuning unit (404); a process (84305) in which a test value is determined; and a conditional branch (84306) used to reach the end symbol (84307) if the test value satisfies the condition (which corresponds to a completion criterion).
The specialist understands that, in this fourteenth embodiment, at least one subsequent value of each of the tuning control signals is generated using a two-parameter extremum search control algorithm, the search control algorithm. two-parameter extremum algorithm using a one-parameter extremum search control algorithm in the "generate subsequent values of the tuning control signal for 403" (84303) process, and a search control algorithm of extremum to a parameter in the process "generate subsequent values of tuning control signal for 404" (84304). Here, "one-parameter extremum search algorithm" refers to an extremum search control algorithm that controls and varies a tuning control signal over time, and 'two-parameter extremum' means an extremum search control algorithm which controls and varies two tuning control signals over time.
More generally, if p is an integer greater than or equal to 2, let us use "extremum search algorithm with p parameters" to designate an extremum search control algorithm which controls and varies p control signals. agreement over time. In a different embodiment such that the single input access tuning unit and the single output access ap tunable impedance devices of the tuning unit, such as the tuning control unit delivers p tuning control signals, and such that the reactance of each of the adjustable impedance devices of the tuner unit is primarily determined by one and only one tuning control signal, it is possible that at least one subsequent value of each of the chord control signals is generated using a p-parameter extremum search control algorithm which uses a plurality of extremum search control algorithms each of which controls and varies p tuning control signals over time, eg p control algorithms by extremum search to a parameter.
Fifteenth embodiment.
The fifteenth embodiment of a device according to the invention, given by way of non-limiting example, also corresponds to the radio communication apparatus shown in FIG. 3, to the flow charts shown in FIG. 4 and FIG. 6. to the single input access and single output tuning unit shown in Fig. 5, and to the process flow chart "generate subsequent values of the tuning control signals" shown in Fig. 19. All explanations provided for the first embodiment, the fourth embodiment and the fourteenth embodiment are applicable to this fifteenth embodiment.
We have shown in FIG. 20 a flowchart applicable, in this fifteenth embodiment, to the "generate subsequent values of the tuning control signal for 403" (84303) of FIG. 19, and to the "generate values subsequent to the tuning control signal for 404 "(84304) of FIG. 19. In addition to the start symbol (84901) and the end symbol (84906), this flowchart includes: a processor (84902) in which a timer (in English: timer) is set to zero and started; a process (84903) in which an extremum one parameter search algorithm, which outputs subsequent values of one of the tuning control signals, is started; and a conditional branch (84904) used to wait for a pre-defined time; and a process (84905) in which the one parameter extremum search control algorithm is stopped.
For example, an extremum search algorithm at a suitable parameter may be an algorithm called "disturbance based extremum-seeking control algorithm" in English, which includes a step in which a periodic perturbation is applied to said one of the chord control. For example, this approach is discussed in Chapter 1 of the said book by Ariyur KB and Krstic, in the case of a purely analog implementation.
Sixteenth embodiment.
The sixteenth embodiment of a device according to the invention, given by way of non-limiting example, also corresponds to the apparatus for radio communication shown in FIG. 3, to the flow charts shown in FIG. 4 and FIG. 6. to the single input access and single output tuning unit shown in Fig. 5, and to the process flow chart "generate subsequent values of the tuning control signals" shown in Fig. 19. All explanations provided for the first embodiment, the fourth embodiment and the fourteenth embodiment are applicable to this sixteenth embodiment.
FIG. 21 shows a flowchart applicable, in this sixteenth embodiment, to the "generate subsequent values of the tuning control signal for 403" (84303) of FIG. 19, and to the "generate values subsequent to the tuning control signal for 404 "(84304) of Fig. 19. In addition to the start symbol (84901) and the end symbol (84906), this flowchart comprises: a processing (84907) in which a condition is defined; a process (84908) in which a step of an extremum parameter control algorithm is performed, during which a pre-defined number of subsequent values of one of the tuning control signals are output; a process (84909) in which a test value is determined; and a conditional branch (84910) used to reach the end symbol (84906) if the test value satisfies the condition.
For example, an extremum search algorithm with a suitable parameter may be an algorithm called "stochastic extremum-seeking control algorithm" in English, which includes a step in which a stochastic or random disturbance, for example a past colored noise through a bounded non-linearity, is applied to said one of the tuning control signals. For example, this approach is discussed in Chapter 5 of this book by S.-J. Liu and M. Krstic, in the case of a purely analog implementation.
Seventeenth embodiment.
The seventeenth embodiment of a device according to the invention, given by way of non-limiting example, also corresponds to the apparatus for radio communication shown in FIG. 3, to the algorigrams shown in FIG. 4 and FIG. 6, and to the single input access tuning unit and single output port shown in FIG. 5. All explanations provided for the first embodiment and for the fourth embodiment are applicable to this embodiment. seventh embodiment. As p = 2, the "one or more tunable unit impedance devices" may be referred to as the "adjustable impedance devices of the tuner unit".
In this seventeenth embodiment, the tuning control unit outputs two tuning control signals to the single-input and single-output access tuner unit, and the reactance of each of the Adjustable impedance devices of the tuning unit is mainly determined by one and only one of the tuning control signals.
FIG. 22 shows a flowchart applicable in this seventeenth embodiment to the "generate subsequent values of the tuning control signals" (843) of FIG. 6. In addition to the start symbol (FIG. 84301) and the end symbol (84307), this flowchart comprises: a processing (84308) in which a timer (in English: timer) is set to zero and started; a process (84309) in which a two-parameter extremum search control algorithm, which outputs subsequent values of the two tuning control signals, is started; a conditional branch (84310) used to wait for a pre-defined time; and a process (84311) in which the two-parameter extremum search control algorithm is stopped.
For example, a suitable two-parameter extremum search algorithm may be an algorithm called a "perturbation based extremum-seeking control algorithm" in which there is a step in which two different periodic disturbances are each applied to one of the signals. Chord control. For example, this approach is discussed in Chapter 2 of the said book by Ariyur KB and Krstic, in the case of a purely analog implementation. It offers higher performance than that used in the fourteenth embodiment.
More generally, p being an integer greater than or equal to 2, in a different embodiment such that the tuning unit with single input access and single output access ap devices with adjustable impedance of the tuning unit , such that the tuning control unit delivers p tuning control signals, and such that the reactance of each of the adjustable impedance devices of the tuning unit is mainly determined by one and only one of the tuning control signals. tuning control, it is possible that at least one subsequent value of each of the tuning control signals is generated using a p-parameter extremum search control algorithm which is of the type called "disturbance based extreme". seeking control "in English, which comprises a step in which p different periodic disturbances are each applied to one of the tuning control signals.
Eighteenth embodiment.
The eighteenth embodiment of a device according to the invention, given by way of non-limiting example, also corresponds to the apparatus for radio communication shown in FIG. 3, to the algorigrams shown in FIG. 4 and FIG. 6, and to the single input access tuning unit and single output port shown in FIG. 5. All explanations provided for the first embodiment and for the fourth embodiment are applicable to this embodiment. eighth embodiment. As p = 2, the "one or more tunable unit impedance devices" may be referred to as the "adjustable impedance devices of the tuner unit".
In this eighteenth embodiment, the tuning control unit outputs two tuning control signals to the single input access tuning unit and the single output port, and the reactance of each of the Adjustable impedance devices of the tuning unit is mainly determined by one and only one of the tuning control signals.
FIG. 23 shows a flowchart applicable, in this eighteenth embodiment, to the "generate subsequent values of tuning control signals" (843) process of FIG. 6. In addition to the start symbol (FIG. 84301) and the end symbol (84307), this flowchart comprises: a processing (84312) in which a condition is defined; a process (84313) in which a step of a two-parameter extremum search control algorithm is performed, during which a pre-defined number of subsequent values of the two tuning control signals are output; a treatment (84314) in which a test value is determined; and a conditional branch (84315) used to reach the end symbol (84307) if the test value satisfies the condition (which corresponds to a completion criterion).
For example, a suitable two-parameter extremum search algorithm may be an algorithm called a "stochastic extremum-seeking control algorithm" in which there is a step in which two different stochastic or random perturbations are each applied to one of the chord control signals. For example, this approach is dealt with in chapter 8 of this book of S.-J. Liu and M. Krstic, in the case of a purely analog implementation. It offers higher performance than that used in the fourteenth embodiment.
More generally, p being an integer greater than or equal to 2, in a different embodiment such that the tuning unit with single input access and single output access ap devices with adjustable impedance of the tuning unit , such that the tuning control unit delivers p tuning control signals, and such that the reactance of each of the adjustable impedance devices of the tuning unit is mainly determined by one and only one of the tuning control signals. tuning control, it is possible that at least one subsequent value of each of the chord control signals is generated using a p-parameter extremum search control algorithm which is of the type called "stochastic extremum-seeking control "in English, which comprises a step in which p different stochastic or random perturbations are each applied to one of the tuning control signals.
Nineteenth embodiment.
In the context of a nineteenth embodiment of a device according to the invention, given by way of non-limiting example, we have shown in FIG. 24 the block diagram of an apparatus for radio communication comprising: = 4 tunable passive antennas (1), each of the tunable passive antennas comprising at least one antenna control device, said at least one antenna control device having at least one parameter having an effect on one or more characteristics of said antenna each of the tunable passive antennas, said at least one parameter being adjustable by electrical means; a switching unit (9), the switching unit having N antenna ports each coupled to one and only one of the tunable passive antennas through an antenna link (2), the switching unit having a network access of antennas, the switching unit operating in an active configuration determined by one or more "configuration instructions", the active configuration being one of a plurality of permitted configurations, the switching unit providing, in any one of authorized configurations, for signals in a given frequency band, a bidirectional path between the antenna network access and one and only one of the antenna accesses; a single input access and a single output access tuning unit (4) having an input port and an output port, the single input access agreement unit and the single output port comprising p adjustable impedance devices, where p is an integer greater than or equal to one, the adjustable impedance devices being referred to as "one or more tunable impedance devices of the tuner unit" and being such that, at a given frequency in the given frequency band, each of the one or more adjustable impedance devices of the tuner unit has a reactance, the reactance of any of the one or more tunable impedance devices of the tuner unit being adjustable by electric means; a detection unit (3) delivering one or more "detection unit output signals", each of the one or more detection unit output signals being mainly determined by one or more electrical variables sensed (or measured) at the output port while excitation is applied to the input port, the output port being indirectly coupled to the network access of antennas through the detection unit; a signal transmission and processing unit (8), the signal transmission and processing unit delivering the one or more configuration instructions, the signal transmission and processing unit delivering one or more " antenna adjustment instructions ", the signal transmission and processing unit applying the excitation to the input port, the signal transmission and processing unit estimating q actual quantities dependent on a impedance seen by the output port, where q is an integer greater than or equal to one, using one or more of the one or more detection unit output signals, the transmitting and processing unit of the output signal "tuning unit tuning instructions", at least one tuning unit tuning instruction being an "initial tuning unit tuning instruction", each of one or more tuning instructions unity of agreement being determined in according to one or more of said actual q quantities dependent on an impedance seen by the output port, at least one of the tuning unit tuning instructions being a "subsequent tuning unit tuning instruction"", The signal transmission and processing unit executing an extremum search control algorithm to generate each of the one or more subsequent tuning unit tuning instructions, the search tuning algorithm of extremum seeking to maximize or minimize a performance variable, the performance variable being estimated based on one or more of the one or more sensor unit output signals; and a control unit (6), the control unit delivering one or more "antenna control signals" to one or more tunable passive antennas, each of the one or more antenna control signals being determined according to the at least one of the one or more antenna setting instructions, each said at least one parameter of each said at least one antenna control device of each of the tunable passive antennas being determined by at least one of the one or more signals antenna control unit, the control unit delivering one or more "tuning control signals" to the single input access tuning unit and the single output port, the control unit generating, for each of the one or more tuning control signals, one or more values of said each of the one or more tuning control signals, said one or more values of each of said one or more tuning control signals. ord being determined according to at least one of the tuning unit setting instructions, the reactance of each of the one or more tunable impedance devices of the tuning unit being determined by at least one of the one or more chord control signals. The switching unit operates (or is used) in an active configuration determined by the one or more configuration instructions, the active configuration being one of a plurality of authorized configurations, the switching unit providing, in any which authorized configurations, for signals in the given frequency band, a path between the network access of antennas and one of the antenna accesses. Thus, the switching unit operates in an active configuration which is one of the authorized configurations, and each authorized configuration corresponds to a selection of an antenna access among the N antenna accesses. It is also possible to say that the switching unit operates in an active configuration corresponding to a selection of an antenna access among the N antenna accesses.
Each authorized configuration corresponds to a selection of an antenna access among the N antenna accesses, the switching unit providing, for signals in the given frequency band, a path between the antenna network access and the antenna access selected. This path may preferentially be a low-loss path for signals in the given frequency band. The specialist understands that a suitable switching unit may include one or more electrically controlled switches and / or switches. In this case, one or more of said one or more switches and / or switches controlled electrically may for example be an electromechanical relay, or a microelectromechanical switch, or a circuit using one or more PIN diodes and / or one or more effect transistors insulated gate field as switching devices.
In this nineteenth embodiment, it is not possible to say that, for each of the tunable passive antennas, a signal access of the tunable passive antenna is coupled, directly or indirectly, to the output port. However, in this nineteenth embodiment, the output port is indirectly coupled to one and only one of the N tunable passive antennas. Or, more precisely, the output port is indirectly coupled to a signal access of one and only one of the N tunable passive antennas, through the detection unit, the switching unit and one and only one of the links. 'antenna. Since the output port is indirectly coupled to the network access of antennas through the detection unit, the specialist sees that the device for radio communication makes it possible, at the given frequency, to transfer power from the access port. input to an electromagnetic field radiated by the tunable passive antennas. Thus, the apparatus for radio communication is such that, if a power is received by the input port at the given frequency, a portion of said power received by the input port is transferred to an electromagnetic field radiated by the passive antennas tunable to the given frequency, so that a power of the electromagnetic field radiated by the passive antennas tunable at the given frequency is equal to said portion of said power received by the input port. The apparatus for radio communication allows, at said given frequency, a transfer of power from an incident electromagnetic field on the tunable passive antennas to the input port. Moreover, the single input access and single output access tuning unit (4) and the tunable passive antennas are such that, at said given frequency, for suitable values of the one or more control signals of tuning and one or more antenna control signals, a low loss power transfer from the input port to an electromagnetic field radiated by the tunable passive antennas can be obtained (for radio transmission), and a low loss power transfer from an incident electromagnetic field on the tunable passive antennas to the input port can be obtained (for radio reception). The apparatus for radio communication is such that open-loop control is used to determine each of the one or more antenna setting instructions, and an open-loop control is used to generate each of the one or more antenna control. The specialist understands that this characteristic implies for example that the detection unit output signals are not used to obtain the one or more antenna control signals. The apparatus for radio communication is a radio transmitter or a radio transceiver, so that the signal transmission and processing unit (8) also performs functions which have not been mentioned above, and which are well known to specialists. The given frequency band contains only frequencies greater than or equal to 300 MHz.
For example, each of the one or more configuration instructions can be determined based on: one or more location variables, defined as in the twelfth embodiment; a frequency used for radio communication with tunable passive antennas; one or more additional variables, each of the additional variables being an element of a set of additional variables, the elements of the set of additional variables including: communication type variables which indicate whether a radio communication session is a voice communication session, data communication session or other type of communication session; a hands-free activation indicator; a loudspeaker activation indicator; variables obtained using one or more accelerometers; user identity variables that depend on the identity of the current user; reception quality variables; and emission quality variables.
The elements of said set of additional variables may further include one or more variables which are different from the location variables and which characterize the manner in which a user holds the apparatus for radio communication.
Each of the one or more configuration instructions may for example be determined using a look-up table.
Each of the one or more configuration instructions can be of any type of digital message. Each of the one or more antenna setting instructions and each tuning unit setting instruction can be of any type of digital message. The one or more configuration instructions, one or more antenna tuning instructions, and tuning unit tuning instructions are output during a plurality of tuning sequences. The transmitting and signal processing unit starts an adjustment sequence when one or more configuration instructions are issued. The signal transmission and processing unit terminates the adjustment sequence when the last tuning unit tuning instruction of the tuning sequence has been delivered. The duration of an adjustment sequence is less than 100 microseconds.
In order to respond to variations in the electromagnetic characteristics of the volume surrounding the tunable passive antennas and / or the operating frequency, tuning sequences may occur repeatedly. For example, a new tuning sequence may start periodically, for example every 10 milliseconds.
Outside the control sequences, the signal transmission and processing unit uses the one or more detection unit output signals to estimate one or more quantities each dependent on the power provided by the output port. For example, such quantities each dependent on the power provided by the output port may be used to regulate the power provided by the output port, by varying the power supplied to the input port.
Twentieth embodiment.
In the context of a twentieth embodiment of the invention, given by way of non-limiting example, we consider a method for automatically adjusting one or more tunable passive antennas and a single access access and access tuner unit. single output port, the single entry access tuning unit and the single output port having an input port and an output port, the one or more tunable passive antennas and the dc tuner unit. single input and single output port being parts of a radio communication apparatus, the apparatus for radio communication which, at a given frequency, transfers power from the input port to a radiated electromagnetic field by the one or more tunable passive antennas, the method comprising the steps of: delivering one or more "antenna control signals", based on a "selected frequency", each of one or more tunable passive antennas comprising at least one antenna control device, said at least one antenna control device having at least one parameter having an effect on one or more characteristics of said one of the one or more tunable passive antennas said at least one parameter being electrically adjustable, said at least one parameter being primarily determined by at least one of one or more antenna control signals; applying an excitation to the input port, the excitation having a carrier frequency called "the carrier frequency of the excitation", the carrier frequency of the excitation being equal to the selected frequency; sensing one or more electrical variables at the output port while the excitation is applied to obtain one or more "sensing unit output signals", each of the one or more sensing unit output signals being mainly determined by at least one of the one or more electrical variables sensed at the output port; measuring, at one or more locations in the single input access tuning unit and single output access, a temperature, to obtain one or more "temperature signals", each of said one or more temperature signals being mainly determined by one or more of the temperatures at said one or more locations; estimating q actual quantities dependent on an impedance seen by the output port, where q is an integer greater than or equal to one, using one or more of the one or more detection unit output signals; outputting one or more "tuning control signals", the single input access tuning unit and the single output access having adjustable impedance devices, where p is an integer greater than or equal to one, the p adjustable impedance devices being referred to as "one or more devices with adjustable impedance of the tuner unit" and being such that, at the given frequency, each of the one or more tunable impedance devices of the tuner unit has a reactance, the reactance of any of the one or more adjustable impedance devices of the tuner unit being electrically adjustable, the reactance of any of the one or more adjustable impedance devices of the unit according to being mainly determined by at least one of the one or more tuning control signals, said step of providing one or more "tuning control signals" comprising the following steps: Enable, for each of the one or more tuning control signals, an initial value of said each of one or more tuning control signals, based on one or more of said actual q quantities dependent on an impedance seen by the output port, and according to said one or more temperature signals; generating, for one or more of the one or more tuning control signals, at least one subsequent value of each of said one or more of the one or more tuning control signals, an extremum seeking control algorithm being used to generate said at least one subsequent value of each of said one or more of one or more tuning control signals, the extremum search control algorithm seeking to maximize or minimize a performance variable by controlling the said one or more of the one or more tuning control signals, the performance variable being judged based on one or more of the one or more sensor unit output signals.
The specialist understands that for each of the one or more tuning control signals, an open loop control is used to generate the initial value of said each of the one or more tuning control signals. The specialist understands that, for this reason, it is advantageous to take into account said one or more temperature signals to generate the initial value of each of the one or more tuning control signals. The skilled artisan understands how to generate an initial value of each of the one or more tuning control signals, based on one or more of the actual q quantities dependent on an impedance seen by the output port, and based on said one or more temperature signals. The specialist also knows that the characteristics of the components of the single input access and single output access tuning unit depend on the frequency and the temperature. Therefore, it is also advantageous to take into account the carrier frequency of the excitation to generate the initial value of each of the one or more tuning control signals. The skilled artisan understands how to generate an initial value of each of the one or more tuning control signals, based on one or more of the actual q quantities dependent on an impedance seen by the output port, as a function of one or more quantities depending on the carrier frequency of the excitation, and as a function of said one or more temperature signals.
FIG. 25 shows the block diagram of a first apparatus for radio communication implementing the method of this twentieth embodiment of the invention, the apparatus for radio communication comprising: a tunable passive antenna (1) having at least one antenna control device, said at least one antenna control device having at least one parameter having an effect on one or more characteristics of the tunable passive antenna, said at least one parameter being adjustable by means electric; an antenna link (2); a single input access and a single output access tuning unit (4) having an input port and an output port, the single input access agreement unit and the single output port comprising p adjustable impedance devices, where p is an integer greater than or equal to 2, the adjustable impedance devices being referred to as the "one or more tunable impedance devices of the tuner unit" and being such that, at a given frequency each of the one or more adjustable impedance devices of the tuner unit has a reactance, the reactance of any of the one or more tunable impedance devices of the tuner unit being electrically adjustable, single input access tuning unit and single output port having a temperature measuring device which measures, at one or more locations in the single input access tuning unit and the single output access, a temperature, to obtain one or more "temperature signals", each of said one or more temperature signals being primarily determined by one or more of the temperatures at said one or more locations; a detection unit (3) delivering one or more "detection unit output signals", each of the one or more detection unit output signals being mainly determined by one or more electrical variables sensed at the access of the sensor unit; output while excitation is applied to the input port; a signal transmission and processing unit (8), the signal transmission and processing unit delivering one or more "antenna setting instructions", the transmitting and signal processing unit applying the excitation at the input port, the excitation having a carrier frequency called "the carrier frequency of the excitation", the unit of emission and processing of the signal delivering "control unit setting instructions "tuning" means that at least one tuning unit tuning instruction is an "initial tuning unit tuning instruction", each of the one or more initial tuning unit tuning instructions being determined by according to said one or more temperature signals and according to one or more of said actual q quantities dependent on an impedance seen by the output port, at least one of the tuning unit tuning instructions being a "Unit setting instruction after tuning ", the signal transmitting and processing unit executing an extremum search control algorithm to generate each of the one or more subsequent tuning unit tuning instructions, the control algorithm an extremum search for maximizing or minimizing a performance variable, the performance variable being estimated based on one or more of the one or more sensor unit output signals; and a control unit (6) similar to that used in the first embodiment.
For the reasons explained above, it is possible for each of the initial one or more tuning unit tuning instructions to be determined based on one or more of the actual q quantities dependent on an impedance seen by the access. output, depending on one or more amounts dependent on the carrier frequency of the excitation, and as a function of said one or more temperature signals.
FIG. 26 shows the block diagram of a second apparatus for radio communication implementing the method of this twentieth embodiment of the invention, the apparatus for radio communication comprising: a tunable passive antenna (1) having at least one antenna control device, said at least one antenna control device having at least one parameter having an effect on one or more characteristics of the tunable passive antenna, said at least one parameter being adjustable by means electric; an antenna link (2); a single input access and a single output access tuning unit (4) having an input port and an output port, the single input access agreement unit and the single output port comprising p adjustable impedance devices, where p is an integer greater than or equal to 2, the adjustable impedance devices being referred to as the "one or more tunable impedance devices of the tuner unit" and being such that, at a given frequency each of the one or more adjustable impedance devices of the tuner unit has a reactance, the reactance of any of the one or more tunable impedance devices of the tuner unit being electrically adjustable, single input access tuning unit and single output port having a temperature measuring device which measures, at one or more locations in the single input access tuning unit and the single output access, a temperature, to obtain one or more "temperature signals", each of said one or more temperature signals being primarily determined by one or more of the temperatures at said one or more locations; a detection unit (3) delivering one or more "detection unit output signals", each of the one or more detection unit output signals being mainly determined by one or more electrical variables sensed at the access of the sensor unit; output while excitation is applied to the input port; a signal transmission and processing unit (8) similar to that used in the first embodiment, delivering one or more "antenna tuning instructions" and "tuning unit tuning instructions", at least one of the tuning unit tuning instructions being an "initial tuning unit tuning instruction", at least one tuning unit tuning instruction being a "tuning unit instruction subsequent agreement "; and a control unit (6), the control unit receiving the one or more antenna setting instructions, the control unit outputting one or more "antenna control signals" to the tunable passive antenna, each of one or more antenna control signals being determined according to at least one of one or more antenna setting instructions, each of said parameters being primarily determined by at least one of one or more control signals of antenna, the control unit receiving tuning unit tuning instructions, the control unit delivering one or more tuning control signals to the single input tuner unit and a single output port, the control unit generating, for each of the one or more tuning control signals, one or more values of each of the one or more tuning control signals, each of said one or more values each of said one or more tuning control signals being determined according to said one or more temperature signals and according to at least one of tuning unit tuning instructions, the reactance of each of said or more tunable impedance devices of the tuner unit being primarily determined by at least one of one or more tuning control signals.
The specialist understands that, in this twentieth embodiment, the step of delivering one or more tuning control signals may be faster, for a given accuracy, than the corresponding step of the first embodiment, because the The extremum search control algorithm is started closer to the optimum values of the tuning control signals by using the temperature signals.
Twenty-first embodiment.
The twenty-first embodiment of an apparatus according to the invention, given by way of non-limiting example, also corresponds to the apparatus for radio communication shown in FIG. 25 or to the apparatus for radio communication shown. in Fig. 26, and all the corresponding explanations provided in the twentieth embodiment are applicable to this twenty-first embodiment.
We have shown in Fig. 27 the unique input access and single output access agreement unit (4) used in this twenty-first embodiment. This single-input and single-output access tuning unit comprises: an output port (401) having two terminals (4011) (4012), the output port being asymmetrical; an input port (402) having two terminals (4021) (4022), the input port being asymmetrical; one of one or more adjustable impedance devices of the tuner unit (403), having a negative reactance and connected in series with a terminal of the output port; one of one or more adjustable impedance devices of the tuner unit (404), having a negative reactance and connected in series with a terminal of the input port; a winding (405) having a grounded terminal and a terminal coupled to a terminal of each of the one or more adjustable impedance devices of the tuning unit (403) (404); a temperature measuring device (45) having two temperature sensors (451) (452), the temperature measuring device measuring, at the location of each of the temperature sensors, a temperature, to obtain one or more signals of temperature, each of said one or more temperature signals being primarily determined by the temperature at the location of one of the temperature sensors; and an electromagnetic screen (48), which is grounded.
All one or more adjustable impedance devices of the tuning unit (403) (404) are electrically adjustable, but the circuits and control links necessary to adjust the reactance of each of the one or more impedance devices Adjustable tuning unit is not shown in Fig. 27. The links necessary to supply the temperature sensors (451) (452) and to carry said ones one or more temperature signals are not shown in the figure. 27.
Experimental results have shown that the electromagnetic characteristics of the volume surrounding the single input access tuning unit and single output access often influence Ζυ. The specialist understands that this phenomenon can be detrimental, because an open-loop control is used to generate the so-called one or more initial values. Experimental results have shown that this phenomenon can be mitigated by reducing the variable electromagnetic field produced by the single input access chord unit and the single output access outside the chord access tuner unit. single entry and single exit access. In Fig. 27, a suitable reduction of this electromagnetic field is provided by the electromagnetic screen (48), which may also be referred to as an electromagnetic shield, and which is connected to a ground plane of the printed circuit board on which the unit of Single entry access agreement and single exit access is achieved.
A first one of the temperature sensors (451) is located near a first one of the one or more adjustable impedance devices of the tuner unit (403), such that it measures a temperature that is close to the temperature said first one or more devices with adjustable impedance of the tuning unit. A second one of the temperature sensors (452) is located near a second one of the one or more adjustable impedance devices of the tuning unit (404), so that it measures a temperature which is close to the temperature said second one or more devices with adjustable impedance of the tuning unit. In this manner, the one or more temperature signals provide information on the temperatures of each of the one or more adjustable impedance devices of the tuner unit, which may be different from each other. The specialist understands that these temperatures may in particular be different if a significant high-frequency power is applied to the input port, because the powers dissipated in the one or more tunable impedance devices of the tuning unit are typically different from each other.
In this twenty-first embodiment, two temperature sensors are used, for measuring, at two locations in the single input port tuning unit and single output port, a temperature. Thus, it is possible that the number of locations in the single-input and single-output tuning unit at which a temperature is measured is greater than or equal to 2.
Twenty-second embodiment.
The twenty-second embodiment of an apparatus according to the invention, given by way of non-limiting example, also corresponds to the radio communication apparatus shown in FIG. 25 or to the radio communication apparatus shown in FIG. Fig. 26, and all the corresponding explanations provided in the twentieth embodiment are applicable to this twenty-second embodiment.
We have shown in Fig. 28 the unique input access and single output access agreement unit (4) used in this twenty-second embodiment. This single-input and single-output access tuning unit comprises: an output port (401) having two terminals (4011) (4012), the output port being asymmetrical; an input port (402) having two terminals (4021) (4022), the input port being asymmetrical; one of one or more tunable impedance devices of the tuning unit (406), having a positive reactance, having a first terminal connected to a terminal of the input port, and having a second terminal connected to a terminal exit access; one of the one or more adjustable impedance devices of the tuner unit (407), having a negative reactance and connected in parallel with the output port; one of one or more adjustable impedance devices of the tuner unit (408), having a negative reactance and connected in parallel with the input port; a temperature measuring device (45) having a single temperature sensor (453), the temperature measuring device measuring at the location of the temperature sensor a temperature, to obtain one or more temperature signals, each of said one or more temperature signals being primarily determined by the temperature at the location of the temperature sensor; and an electromagnetic screen (48), which is grounded.
All one or more adjustable impedance devices of the tuning unit (406) (407) (408) are electrically adjustable, but the circuits and control links necessary to adjust the reactance of each of the one or more Adjustable impedance devices of the tuning unit are not shown in Fig. 28. The links necessary for supplying the temperature sensor (453) and for conveying said one or more temperature signals are not shown in the figure. 28.
In this twenty-second embodiment, the electromagnetic screen (48) forms an enclosure containing all one or more adjustable impedance devices of the tuning unit (406) (407) (408), wherein the temperature is almost uniform. That's why only one temperature sensor is used.
In this twenty-second embodiment, three adjustable impedance devices of the tuner unit are used. Thus, it is possible that the number of devices with adjustable impedance of the tuning unit is greater than or equal to 3.
Twenty-third embodiment.
The twenty-third embodiment of an apparatus according to the invention, given by way of non-limiting example, also corresponds to the apparatus for radio communication shown in FIG. 25 or to the apparatus for radio communication represented on FIG. Fig. 26, and all corresponding explanations provided in the twentieth embodiment are applicable to this twenty-third embodiment.
We have shown in Fig. 29 the unique input access and single output access agreement unit (4) used in this twenty-third embodiment. This single-input and single-output access tuning unit comprises: an output port (401) having two terminals (4011) (4012), the output port being symmetrical; an input port (402) having two terminals (4021) (4022), the input port being asymmetrical; a transformer (409); two adjustable impedance devices of the tuning unit (403) (404), each having a negative reactance; a coil (405); and a temperature measuring device having three temperature sensors (451) (452) (454), the temperature measuring device measuring, at the location of each of the temperature sensors, a temperature, to obtain one or more signals. of temperature, each of said one or more temperature signals being primarily determined by the temperature at the location of one of the temperature sensors.
All one or more adjustable impedance devices of the tuning unit (403) (404) are electrically adjustable, but the circuits and control links necessary to adjust the reactance of each of the one or more impedance devices Adjustable tuning unit is not shown in Fig. 29. The links necessary to transport said one or more temperature signals are not shown in Fig. 29.
A first one of the temperature sensors (451) is located near a first one of the one or more adjustable impedance devices of the tuner unit (403), such that it measures a temperature that is close to the temperature said first one or more devices with adjustable impedance of the tuning unit. A second one of the temperature sensors (452) is located near a second of the one or more adjustable impedance devices of the tuning unit (404), so that it measures a temperature that is close to the temperature said second one or more devices with adjustable impedance of the tuning unit. A third of the temperature sensors (454) is near the coil (405) so that it measures a temperature that is close to the temperature of the coil. In this manner, the one or more temperature signals provide information on the temperatures of the coil and each of the one or more adjustable impedance devices of the tuner unit, which may be different from each other. The specialist understands that these temperatures may in particular be different if significant high frequency power is applied to the input port. The coil used in this twenty-third embodiment has a ferrite core, so that its inductance and losses depend on the temperature of the coil. This is why the third of the temperature sensors (454) is present.
In this twenty-third embodiment, the transformer (409) is used to obtain a symmetrical output port. Such a transformer is often called a balun.
More generally, according to the invention, it is possible for the input access and / or the output access of the single input access and single output access tuner unit to be asymmetrical, and it is possible that It is possible that the input access and / or the output access of the single input access and single output access chord unit are symmetrical.
In this twenty-third embodiment, three temperature sensors are used to measure, at three locations in the single input access tuning unit and single output port, a temperature. Thus, it is possible that the number of locations in the single input access and single output access tuning unit, at which a temperature is measured, is greater than or equal to 3.
Twenty-fourth embodiment.
In the context of a twenty-fourth embodiment of a device according to the invention, given by way of nonlimiting example, we have shown in FIG. 30 the block diagram of an apparatus for radio communication comprising: a tuneable passive antenna (1), the tunable passive antenna comprising at least one antenna control device, said at least one antenna control device having at least one parameter having an effect on one or more characteristics of the antenna passive tunable, said at least one parameter being adjustable by electrical means; an antenna link (2); a single input access tuning unit and single output port (4) similar to that used in the first embodiment, having an input port and an output port; a detection unit (3), the detection unit delivering one or more "detection unit output signals", each of the one or more detection unit output signals being mainly determined by one or more electrical variables captured at the output port while excitation is applied to the input port; an additional detection unit (35), the additional detection unit delivering one or more "additional detection unit output signals", each of the additional detection unit output signals being mainly determined by one or more variables electrically sensed at the input port while said excitation is applied to the input port; a signal transmission and processing unit (8), the signal transmission and processing unit delivering one or more "antenna setting instructions", the transmitting and signal processing unit applying the excitation at the input port through the additional detection unit, the excitation having a carrier frequency called "the carrier frequency of the excitation", the signal transmission and processing unit estimating that actual quantities dependent on an impedance seen by the output port, where q is an integer greater than or equal to one, using one or more of the one or more detection unit output signals, the transmission unit and signal processing outputting "tuning unit tuning instructions", at least one tuning unit tuning instruction being an "initial tuning unit tuning instruction", each of which or more acco unit setting instructions wherein the initial values are determined according to one or more of the actual q quantities dependent on an impedance seen by the output port, at least one of the tuning unit tuning instructions being a "tuning instruction". subsequent tuning unit ", the signal transmitting and processing unit executing an extremum seeking control algorithm to generate each of the one or more subsequent tuning unit tuning instructions, the extremum search control seeking to maximize or minimize a performance variable, the performance variable being estimated based on one or more of the one or more sensor unit output signals and as a function of one or more one or more additional detection unit output signals; and a control unit (6) similar to that used in the first embodiment. The detection unit (3) may for example be such that the one or more detection unit output signals comprise: a first detection unit output signal proportional to a first electrical variable, the first electrical variable being a voltage across the output port; and a second detection unit output signal proportional to a second electrical variable, the second electrical variable being a current output from the output port. Alternatively, the detection unit (3) may for example be such that the one or more detection unit output signals comprise: a first detection unit output signal proportional to a first electrical variable, the first variable electrical being an incident voltage at the output port; and a second detection unit output signal proportional to a second electrical variable, the second electrical variable being a voltage reflected at the output port. The additional detection unit (35) may for example be such that the one or more additional detection unit output signals comprise: a first additional detection unit output signal proportional to a first electrical variable, the first an electric variable being a voltage across the input port; and a second additional detection unit output signal proportional to a second electrical variable, the second electrical variable being a current entering the input port. Alternatively, the additional detection unit (35) may for example be such that the one or more additional detection unit output signals comprise: a first additional detection unit output signal proportional to a first electrical variable, the first electrical variable being an incident voltage at the input port; and a second additional detection unit output signal proportional to a second electrical variable, the second electrical variable being a reflected voltage at the input port.
The specialist understands that said incident voltage at the input port is defined by
(6) where uF is said incident voltage at the input port, νυ is a complex voltage across the input port, iv is a complex current entering the input port, and ZRU is a reference impedance used to define the incident voltage at the input port.
For example, the performance variable may be substantially equal to the product of a negative constant, an average of the square of an instantaneous voltage at the exit port, and the inverse of an average of the square of instantaneous incident voltage at the input port. It can be shown that, if the reference impedance used to define the incident voltage at the input port is equal to the internal impedance of an access of the transmission and signal processing unit, this access delivering the excitation to the input port, then minimizing this performance variable maximizes a composite power gain of the single input access and single output access tuner unit. This performance variable is such that variations of the modulus of the complex envelope of the excitation have no effect on the performance variable. This performance variable can therefore be used when the excitation is modulated in amplitude.
INDICATIONS ON INDUSTRIAL APPLICATIONS
The method according to the invention is adapted to automatically and optimally adjust one or more tunable passive antennas and a single input access tuning unit and single output access. The radio communication apparatus according to the invention can automatically and optimally adjust its one or more tunable passive antennas and its unique input access and single output access tuner unit. The device for radio communication according to the invention can for example be a radio receiver, a radio transmitter or a radio transceiver. The invention is particularly adapted to mobile radio transceivers, for example those used in portable radiotelephones or laptops, which may be subject to rapid variations in the electromagnetic characteristics of the medium surrounding the one or more tunable passive antennas used for the mobile radio transceivers. radio communications.
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