×
20.04.2015
216.013.4125

СПОСОБ И СИСТЕМА ДЛЯ ПОДАВЛЕНИЯ ПОМЕХ В МОБИЛЬНОМ УСТРОЙСТВЕ

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
№ охранного документа
0002548175
Дата охранного документа
20.04.2015
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к телекоммуникационным технологиям и может быть использовано для подавления нежелательных сигналов, т.е. электромагнитных помех. Способ подавления помех, наводимых на основную антенну в мобильном устройстве, путем компенсации сигнала помехи, заключается в том, что выбирают место для размещения вспомогательной антенны, выполненной с возможностью улавливания сигнала помехи в той же степени, что и основная антенна, непосредственно вблизи основной антенны, выбирают размер и тип вспомогательной антенны такими, чтобы разница в приеме внешних сигналов основной антенной и вспомогательной антенной на рабочей частоте не превышала 10 дБ, согласуют вспомогательную антенну на прием сигнала помехи в отсутствие приема основного сигнала, при этом основную антенну согласуют с линией передачи первым трансимпедансным усилителем, выход которого соединяют с первым входом сумматора, вспомогательную антенну согласуют на прием сигнала помехи вторым трансимпедансным усилителем, выход которого соединяют с входом фазовращателя, а выход фазовращателя соединяют с вторым входом сумматора. Технический результат - повышение чувствительности приема, миниатюризация. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 4 ил. .
Реферат Свернуть Развернуть

Настоящее изобретение относится к телекоммуникационным технологиям, а более конкретно к способам и устройствам для подавления нежелательных сигналов, т.е. электромагнитных помех.

Постоянно растущая потребность в скорости передачи больших объемов информации приводит к созданию новых стандартов, требующих уплотнения спектра и увеличения тактовой частоты в устройствах. Это приводит к возникновению большого количества помех, проникающих в каналы приемников, и существенному снижению чувствительности приема. Так, например, в настоящее время бурно развивается перспективный широкополосный стандарт. В процессе работы приемопередающих модулей мобильных устройств и в процессе преобразования и излучения сигнала возникают электромагнитные помехи. Спектр такой электромагнитной помехи может попадать на рабочие диапазоны других приемопередающих модулей и тем самым значительно ухудшать их качество работы.

Одной из основных проблем в беспроводных системах связи являются электромагнитные помехи (ЭМП). Беспроводные системы связи передают и принимают электромагнитные сигналы для обмена данными. Примеры таких систем включают мобильные телефоны, беспроводные сети данных и системы глобального позиционирования. ЭМП могут стать проблемой при размещении высокоскоростных шин данных вблизи приемника. В отдельных случаях, высокоскоростные сигналы могут вызывать распространение помех, и когда такие сигналы проходят в непосредственной близости к приемнику, приемник может принять нежелательные электромагнитные помехи вместе с полезным сигналом, называемым искаженным сигналом. Сигнал, который наводит электромагнитную помеху, может быть определен как «искажающий» сигнал. Таким образом, ЭМП ухудшают полезный сигнал и ослабляют качество радиоприемника. Типичные источники помех могут находиться в высокоскоростной шине данных, передающей данные от процессора на дисплей высокого разрешения, и в высокоскоростной шине, передающей данные из сенсора изображения к процессору.

ЭМП могут также стать серьезной проблемой, если два или более беспроводных сервиса работают на одном устройстве. Также малая часть излучаемого сигнала одного сервиса может приниматься вторым как помеха.

Один из известных способов активного нахождения электромагнитных помех включает в себя получение образца искажающего сигнала, его преобразование и генерацию компенсационного сигнала помехи. Схема подавления вычитает компенсационный сигнал помехи из принятого искаженного сигнала (искаженного помехой) и выдает скорректированный сигнал с компенсированной помехой.

Систему компенсации электромагнитной помехи обычно располагают вблизи источника или источников электромагнитных помех. Для мобильного решения система компенсации помехи должна быть совместимой с архитектурой мобильного устройства и иметь компактную структуру.

В настоящий момент известно много различных способов подавления помех.

В патенте США № 8005430 [1] раскрывается способ подавления помехи, состоящий из нескольких шагов:

- прием коммуникационного сигнала с электромагнитной помехой на приемник сотового устройства;

- генерация компенсационного сигнала электромагнитной помехи из принятого сигнала и подавление этой электромагнитной помехи, причем сигнал электромагнитных помех снимается с шлейфа передачи данных электромагнитным сенсором.

В патенте США № 7729431 [2] раскрывается способ и устройство для подавления помех в беспроводном устройстве связи, причем устройство подавляет помехи, формируя на антенне компенсационный сигнал. Устройство подавления помех может содержать фрагмент перекрестных эффектов.

В заявке на патент США № 2010/0296561 [3] раскрывается способ подавления помех для беспроводного модема и беспроводной модем, обеспечивающий подавление помех.

В заявке на патент США № 2010/0074315 [4] описывается детектор помех, предназначенный для применения в портативных электронных устройствах, и система для приема и подавления помехи. Детектор может принимать электромагнитные помехи и сигнал передатчика. В одном корпусе детектор содержит нагрузку, где антенная часть включает в себя секции меандра различной длины и/или ширины; и схему согласования, соединенную с антенной частью.

Общим недостатком известных из уровня техники решений является относительно невысокая чувствительность приемных устройств, связанная с наличием заметных остаточных помех. Кроме того, известные решения не позволяют добиться высокой степени миниатюризации устройства для подавления помех.

Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, состоит в том, чтобы разработать компактное устройство подавления ЭМП, основанное на усовершенствованном способе подавления, который обеспечивал бы возможность использования приемных устройств с повышенной чувствительностью.

Технический результат достигается за счет разработки усовершенствованного способа подавления помех, наводимых на основную антенну в мобильном устройстве, который заключается в том, что компенсируют помехи при помощи системы компенсации помех, при этом способ предусматривает выполнение следующих операций:

располагают вспомогательную антенну, способную улавливать помехи в той же степени, что и основная антенна, непосредственно вблизи основной антенны на расстоянии не более λ/36 от точки запитки основной антенны;

выбирают размер и тип вспомогательной антенны такими, чтобы разница в приеме внешних сигналов основной антенной и вспомогательной антенной на рабочей частоте не превышала 10 Дб;

согласуют вспомогательную антенну на прием нежелательных электромагнитных помех в отсутствие приема основного сигнала.

Кроме того, технический результат достигается также за счет усовершенствованной системы подавления помех, наводимых на основную антенну в мобильном устройстве, причем такая система выполнена на основе схемы компенсации помех и включает в себя основную антенну и вспомогательную антенну, размещенные на чипе вместе со схемой управления и предусмотренными выводами для подстройки схемы, и отличается тем, что упомянутая вспомогательная антенна, согласованная на прием электромагнитных помех в отсутствие приема основного сигнала и способная улавливать электромагнитные помехи в той же степени, что и основная антенна, расположена непосредственно вблизи основной антенны на расстоянии не более λ/36 от точки запитки основной антенны и имеет такой размер и тип, чтобы разница в приеме внешних сигналов основной антенной и вспомогательной антенной на рабочей частоте не превышала 10 дБ.

Таки образом, заявляемый способ и система позволяют существенно подавить нежелательные помехи и шумы, возникающие внутри мобильного устройства путем применения двух каналов приема, расположенных оптимальным образом.

Основные преимущества заявляемого изобретения по сравнению с аналогами, приведенными выше, заключается в том, что в непосредственной близости от основной антенны (OA) размещают вспомогательную антенну (ВА), способную улавливать помехи. Это позволяет улучшить чувствительность приема по меньшей мере на 5 дБ.

Кроме того, заявляемое изобретение позволяет добиться и других улучшений:

1. Улучшение приема приемника за счет улучшения характеристик антенны.

2. Миниатюризация и компактное размещение антенной системы.

3. Уменьшение электромагнитных помех с входа приемника.

Уменьшение влияния помех на рабочей частоте OA осуществляется за счет функционирования ВА, улавливающей помехи в той же степени, что и OA. Для реализации подавления электромагнитной помехи в канале на заданной частоте требуется обеспечить максимальное соответствие принимаемых антеннами сигналов по фазе и амплитуде. Остаточная разница между сигналами компенсируется при помощи фиксированной подстройки схемы компенсации, которая может быть реализована одним чипом. Таким образом, необходимо определить следующие параметры ВА:

положение ВА относительно OA;

геометрические характеристики ВА;

антенные характеристики.

На базе заявляемого способа разработана система подавления помех.

Для лучшего понимания изобретения далее приводится детальное описание сущности изобретения со ссылками на чертежи, на которых показано следующее.

Фиг. 1 - блок-схема изобретения;

Фиг. 2 - пример на основе GPS антенны;

Фиг. 3 - спектр сигналов до подавления помех и после;

Фиг. 4 - модель размещения OA и ВА в мобильном устройстве.

В заявляемом изобретении применена, с некоторыми модификациями, известная из уровня техники схема подавления помех (см. фиг. 1). Принцип работы указанной схемы следующий.

Основная антенна 1 согласуется с линией передачи трансимпедансным усилителем 3. Выход трансимпедансного усилителя 3 соединен с первым входом сумматора 5. Основная антенна 1 принимает как полезный сигнал, так и электромагнитную помеху. Сигнал и электромагнитная помеха усиливаются трансимпедансным усилителем 3 и подаются через линию передачи на первый вход сумматора 5.

Вспомогательная антенна 2 согласована трансимпедансным усилителем 4 так, чтобы принимать только помехи. Далее, выход трансимпедансного усилителя 4 соединен с входом фазовращателя 6. В свою очередь, выход фазовращателя 6 соединен со вторым входом сумматора 5. Вспомогательная антенна 2 принимает помехи и через трансимпедансный усилитель 4 подает сигнал на вход фазовращателя 6. Затем фазовращатель 6 сдвигает принятые электромагнитные помехи по фазе на 180 градусов и передает их на второй вход сумматора 5.

Таким образом, в результате сложения электромагнитная помеха вычитается из сигнала, принятого основной антенной, и подается на приемник 7.

Основной особенностью заявляемого способа подавления помех в канале на заданной рабочей частоте является определение положения ВА 2 в мобильном устройстве. Положение ВА 2 определяется фазовой ошибкой Δφ между сигналами, принятыми OA 1 и ВА 2. Для корректной работы схемы вычитания (компенсации) помех допустимой является фазовая ошибка в Δφ=10°. Таким образом, при ее пересчете в длины волн получаем, что ВА 2 должна находиться на расстоянии не более Δl=Δφ·λ/360°=10°·λ/360°=λ/36 от точки запитки OA 1.

Для максимально эффективной компенсации помех ВА 2 должна хорошо принимать помехи на заданной частоте и при этом не оказывать влияния на работу OA 1. Необходимо добиться развязки между OA 1 и ВА 2 не более -10 дБ. Разница в приеме внешних сигналов этими антеннами на рабочей частоте также не должна превышать 10 дБ. Это можно обеспечить путем подбора соответствующего электрического размера и типа ВА 2.

Было установлено, что в случае использования в качестве ВА 2 квадратной печатной спиральной антенны ее размеры, удовлетворяющие данным требованиям, составляют ~0,025λ и могут варьироваться в зависимости от ее высоты над РСВ (печатной платой), толщины линии и количества витков. При увеличении размеров ВА 2 улучшается ее настройка на прием помех, однако при этом развязка с OA 1 становится неприемлемо малой. При уменьшении размеров разница в приеме помех OA 1 и ВА 2 становится больше 10 дБ, что повлияет на точность их компенсации.

На базе заявляемого способа реализуется система подавления помех, состоящая из упомянутых выше компонентов в интегральном исполнении. В этом случае OA 1 и ВА 2 размещают на чипе вместе со схемой управления и предусматривают выводы для подстройки схемы.

На примере, показанном на фиг. 2, 3 (вид 3.1 и вид 3.2), 4 рассмотрим работу заявляемого способа.

Антенны 8 GPS и антенна 10 LTE располагаются на одной стороне платы 15 мобильного устройства. Также на плате расположены источники помех 11, 12, 14, 16, 17. Сигнал, спектр 18 которого показан на фиг. 3 (вид 3.1), излучается с антенны 10 LTE, принимается и переизлучается источниками помех 11, 12, 14, 16, 17. Переизлученный спектр сигнала складывается со спектром 21 принятого сигнала GPS спутников и тем самым уменьшает качество приема GPS антенны 8 GPS.

Для подавления помехи необходимо из спектра 18 и спектра 21 принятого сигнала вычесть спектры 19 и 20 помехового сигнала (здесь 19 - спектр сигнала второй гармоники LTE принятой вспомогательной антенной, 20 - спектр сигнала, принятого со спутника GPS вспомогательной антенной, как поясняется ниже). Для этого вблизи основной антенны 8 GPS устанавливают вспомогательную антенну 9 и настраивают на прием сигнала помехи, исходящей от LTE антенны 10, а также помех от других источников 11, 12, 14, 16, 17, распространяющихся, в основном, по печатной плате 15. Вспомогательная антенна 9 выполняется таких размеров, что обеспечивает прием только сигнала помех, излученного источниками помех 11, 12, 14, 16, 17 из ближнего поля (спектр 19) и сигнала GPS спутников в виде спектра 20. По описанному выше способу подавления помех, принятые вспомогательной антенной 9 сигналы помех 19, 20 вычитаются из сигналов 18, 21, принятых GPS антенной 8. Результат вычитания показан на фиг. 3 (вид 3.2), где спектр сигнала 22 и 23 подается на вход GPS приемника 13. Спектры сигналов 22, 23 показывают, что в диапазоне частот GPS приемника ЭМП от источников электромагнитных помех подавлены.

На фиг. 4 представлена трехмерная модель размещения OA и ВА в мобильном устройстве.

Заявляемый способ позволяет уменьшить размеры основной антенны без заметного ухудшения характеристик антенны. При этом антенна, выполненная по этому способу, может быть изготовлена из простых и дешевых материалов.

Изобретение может быть использовано в мобильных устройствах, таких как телефоны, планшетные ПК или ноутбуки. При этом уменьшается пространство, занимаемое основной антенной.


СПОСОБ И СИСТЕМА ДЛЯ ПОДАВЛЕНИЯ ПОМЕХ В МОБИЛЬНОМ УСТРОЙСТВЕ
СПОСОБ И СИСТЕМА ДЛЯ ПОДАВЛЕНИЯ ПОМЕХ В МОБИЛЬНОМ УСТРОЙСТВЕ
СПОСОБ И СИСТЕМА ДЛЯ ПОДАВЛЕНИЯ ПОМЕХ В МОБИЛЬНОМ УСТРОЙСТВЕ
СПОСОБ И СИСТЕМА ДЛЯ ПОДАВЛЕНИЯ ПОМЕХ В МОБИЛЬНОМ УСТРОЙСТВЕ
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-10 из 128.
27.04.2013
№216.012.3bcf

Непрерывно электрически управляемая линзовая антенна

Изобретение относится к устройствам, обеспечивающим управление шириной главного лепестка диаграммы направленности антенны без механического манипулирования антенной или ее частями. В линзовой антенне линзовый элемент выполнен из ферроэлектрического материала, антенна включает в себя: круглую...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002480872
Дата охранного документа: 27.04.2013
10.05.2013
№216.012.3e74

Оптическая измерительная система и способ измерения критического размера наноструктур на плоской поверхности

Изобретение может быть использовано при измерении геометрических параметров нанообъектов путем исследования рассеянного излучения при сканировании объектов. Оптическая измерительная система содержит: оптический модуль освещения и регистрации изображения, модуль управления параметрами оптической...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002481555
Дата охранного документа: 10.05.2013
10.05.2013
№216.012.3ec4

Адаптивный способ создания и печати цветных анаглифных изображений

Изобретение относится к средствам подготовки печати анаглифных изображений. Техническим результатом является адаптация для печати анаглифного изображения с сохранением трехмерного восприятия напечатанного изображения для конкретных стереоочков. В способе печатают тестовый цветной образец на...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002481635
Дата охранного документа: 10.05.2013
10.05.2013
№216.012.3efa

Беспроводной электромагнитный приемник и система беспроводной передачи энергии

Изобретение относится к области электрорадиотехники, а более конкретно - к системам и компонентам, предназначенным для беспроводной передачи энергии. Технический результат - повышение получаемой мощности путем увеличения добротности приемника. Предложена система беспроводной передачи энергии,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002481689
Дата охранного документа: 10.05.2013
10.05.2013
№216.012.3f04

Резонансная структура на основе объемного акустического резонатора

Изобретение относится к области электрорадиотехники, к системам беспроводной передачи энергии. Достигаемый технический результат - создание резонансной структуры для беспроводной передачи или приема энергии, обладающей малыми размерами и высокой добротностью при работе в частотном диапазоне...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002481699
Дата охранного документа: 10.05.2013
10.05.2013
№216.012.3f09

Беспроводной электромагнитный приемник и система беспроводной передачи энергии

Изобретение относится к беспроводной передачи энергии, а именно к системам и устройствам, применяемым для беспроводной передачи энергии. Технический результат - увеличение получаемой энергии путем увеличения добротности приемника. Система беспроводной передачи энергии, содержащая источник...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002481704
Дата охранного документа: 10.05.2013
10.05.2013
№216.012.3f0a

Беспроводной электромагнитный приемник и система беспроводной передачи энергии

Изобретение относится к беспроводной передачи энергии, а именно к системам и устройствам, применяемым для беспроводной передачи энергии. Технический результат - повышение принимаемой мощности путем увеличения добротности приемника. Система беспроводной передачи энергии, содержащая источник...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002481705
Дата охранного документа: 10.05.2013
27.07.2013
№216.012.5b2e

Способ детектирования сигнала в системах связи с mimo каналом

Изобретение относится к области связи, в частности к радиотехническим беспроводным коммуникационным системам. Технический результат состоит в повышении точности приема информации. Для этого в системах связи с MIMO формируют оценку принятого вектора QAM символов и вычисляют матрицу ковариации;...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002488963
Дата охранного документа: 27.07.2013
10.08.2013
№216.012.5c39

Способ осаждения наночастиц золота на микросферы кремнезема

Изобретение относится к области физической химии и может быть использовано в производстве фотонных кристаллов с заданными физическими свойствами. Сущность: подложку с предварительно нанесенными микросферами кремнезема помещают в реактор. Вакуумируют реакционную камеру до 10 торр. Затем подложку...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002489230
Дата охранного документа: 10.08.2013
20.08.2013
№216.012.61ee

Способ ускорения обработки множественных запросов типа select к rdf базе данных с помощью графического процессора

Изобретение относится к технологиям обработки информации, а более конкретно - к способам обеспечения доступа к информации, хранящейся в базах данных. Техническим результатом является увеличение пропускной способности сервера обработки запросов. Заявлен способ параллельной обработки...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002490702
Дата охранного документа: 20.08.2013
Показаны записи 1-10 из 76.
27.04.2013
№216.012.3bcf

Непрерывно электрически управляемая линзовая антенна

Изобретение относится к устройствам, обеспечивающим управление шириной главного лепестка диаграммы направленности антенны без механического манипулирования антенной или ее частями. В линзовой антенне линзовый элемент выполнен из ферроэлектрического материала, антенна включает в себя: круглую...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002480872
Дата охранного документа: 27.04.2013
10.05.2013
№216.012.3e74

Оптическая измерительная система и способ измерения критического размера наноструктур на плоской поверхности

Изобретение может быть использовано при измерении геометрических параметров нанообъектов путем исследования рассеянного излучения при сканировании объектов. Оптическая измерительная система содержит: оптический модуль освещения и регистрации изображения, модуль управления параметрами оптической...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002481555
Дата охранного документа: 10.05.2013
10.05.2013
№216.012.3ec4

Адаптивный способ создания и печати цветных анаглифных изображений

Изобретение относится к средствам подготовки печати анаглифных изображений. Техническим результатом является адаптация для печати анаглифного изображения с сохранением трехмерного восприятия напечатанного изображения для конкретных стереоочков. В способе печатают тестовый цветной образец на...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002481635
Дата охранного документа: 10.05.2013
10.05.2013
№216.012.3efa

Беспроводной электромагнитный приемник и система беспроводной передачи энергии

Изобретение относится к области электрорадиотехники, а более конкретно - к системам и компонентам, предназначенным для беспроводной передачи энергии. Технический результат - повышение получаемой мощности путем увеличения добротности приемника. Предложена система беспроводной передачи энергии,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002481689
Дата охранного документа: 10.05.2013
10.05.2013
№216.012.3f04

Резонансная структура на основе объемного акустического резонатора

Изобретение относится к области электрорадиотехники, к системам беспроводной передачи энергии. Достигаемый технический результат - создание резонансной структуры для беспроводной передачи или приема энергии, обладающей малыми размерами и высокой добротностью при работе в частотном диапазоне...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002481699
Дата охранного документа: 10.05.2013
10.05.2013
№216.012.3f09

Беспроводной электромагнитный приемник и система беспроводной передачи энергии

Изобретение относится к беспроводной передачи энергии, а именно к системам и устройствам, применяемым для беспроводной передачи энергии. Технический результат - увеличение получаемой энергии путем увеличения добротности приемника. Система беспроводной передачи энергии, содержащая источник...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002481704
Дата охранного документа: 10.05.2013
10.05.2013
№216.012.3f0a

Беспроводной электромагнитный приемник и система беспроводной передачи энергии

Изобретение относится к беспроводной передачи энергии, а именно к системам и устройствам, применяемым для беспроводной передачи энергии. Технический результат - повышение принимаемой мощности путем увеличения добротности приемника. Система беспроводной передачи энергии, содержащая источник...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002481705
Дата охранного документа: 10.05.2013
27.07.2013
№216.012.5b2e

Способ детектирования сигнала в системах связи с mimo каналом

Изобретение относится к области связи, в частности к радиотехническим беспроводным коммуникационным системам. Технический результат состоит в повышении точности приема информации. Для этого в системах связи с MIMO формируют оценку принятого вектора QAM символов и вычисляют матрицу ковариации;...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002488963
Дата охранного документа: 27.07.2013
10.08.2013
№216.012.5c39

Способ осаждения наночастиц золота на микросферы кремнезема

Изобретение относится к области физической химии и может быть использовано в производстве фотонных кристаллов с заданными физическими свойствами. Сущность: подложку с предварительно нанесенными микросферами кремнезема помещают в реактор. Вакуумируют реакционную камеру до 10 торр. Затем подложку...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002489230
Дата охранного документа: 10.08.2013
20.08.2013
№216.012.61ee

Способ ускорения обработки множественных запросов типа select к rdf базе данных с помощью графического процессора

Изобретение относится к технологиям обработки информации, а более конкретно - к способам обеспечения доступа к информации, хранящейся в базах данных. Техническим результатом является увеличение пропускной способности сервера обработки запросов. Заявлен способ параллельной обработки...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002490702
Дата охранного документа: 20.08.2013
+ добавить свой РИД