БЕСПРОВОДНОЕ УПРАВЛЯЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО Российский патент 2014 года по МПК G08C17/02 H04B1/40 

Это изобретение относится к беспроводному управляющему устройству, в частности, для бытовой электроники, например персональных компьютеров или развлекательных устройств.

Традиционно все устройства дистанционного управления требуют собственного источника питания, обычно батарей. Однако к досаде пользователя, когда батарея разряжается, возникают проблемы защиты окружающей среды, связанные с необходимостью безопасной утилизации большого количества батарей и соответствующими расходами, которые несет как пользователь, так и производитель.

Было выдвинуто много предложений, касающихся снижения энергопотребления таких устройств, что снизить частоту замены батарей, но это лишь снижает остроту проблемы, но не устраняет ее. Пример этого приведен в US6507763, где упомянуто использование радиочастотной беспроводной клавиатуры вместо инфракрасной, поскольку РЧ клавиатура использует меньше мощности. Это не избавляет пользователя от неудобства необходимости поддерживать много разных размеров сменных батарей для разных устройств в случае их разрядки, когда неудобно выходить за новыми.

Другой признак таких устройств дистанционного управления состоит в том, что они должны передавать данные на компьютер или развлекательное устройство в отсутствие физического соединения. Пример этого описан в US5365230, который использует скан-коды, закодированные в переменном магнитном поле, позволяющие компьютеру определять, какие клавиши нажал пользователь. Однако эта клавиатура все же требует отдельного источника питания в клавиатуре с сопутствующими проблемами. Кроме того, входной сигнал может быть относительно слабым, что ограничивает расстояние, на котором может работать устройство дистанционного управления.

US2006/0281435 описывает способ сбора мощности для обеспечения питания или расширения существующего источника питания на непривязанном устройстве, включающем в себя интегральную схему, например, датчик RFID для сигнализации за счет сбора окружающей или направленной РЧ энергии путем выпрямления принятого переменного тока в постоянный ток.

US2008/225932A1 описывает устройство передачи данных для возвращения данных об отраженной волне немодулированной несущей.

В соответствии с первым аспектом настоящего изобретения, беспроводное управляющее устройство содержит антенну и сборщик мощности для генерации мощности для устройства из радиочастотного сигнала, падающего на антенну; причем устройство дополнительно содержит каскад повышающего преобразователя; причем каскад повышающего преобразователя содержит один из малошумящего усилителя и двухпортового смесителя или двухпортовый параметрический усилитель; причем два порта содержат первый порт для приема сигнала управления, подлежащего повышающему преобразованию, и второй порт для приема падающего радиочастотного сигнала и для вывода сигнала управления, подвергнутого повышающему преобразованию, на частотах верхней и нижней боковых полос; причем антенна подключена ко второму порту.

Настоящее изобретение предусматривает беспроводное управляющее устройство, способное собирать падающий радиочастотный сигнал для обеспечения питания устройства, в то же время используя этот сигнал для повышающего преобразования сигнала для передачи.

Предпочтительно каскад повышающего преобразователя содержит малошумящий усилитель и двухпортовый смеситель.

Предпочтительно каскад повышающего преобразователя содержит двухпортовый параметрический усилитель.

Предпочтительно когда каскад повышающего преобразователя содержит двухпортовый параметрический усилитель, малошумящий усилитель обеспечен на первом порту параметрического усилителя.

Предпочтительно, когда каскад повышающего преобразователя содержит двухпортовый параметрический усилитель, двухпортовый параметрический усилитель содержит пару варакторов, подключенных между первым портом и вторым портом; причем диоды соединены параллельно от первого порта и последовательно от второго порта; причем первый порт принимает входной сигнал через малошумящий усилитель; и второй порт принимает падающий сигнал гетеродина и выводит усиленный входной сигнал, подвергнутый повышающему преобразованию.

Предпочтительно сборщик мощности подает напряжение питания постоянного тока на малошумящий усилитель.

Предпочтительно сборщик мощности включает в себя умножитель Кокрофта-Уолтона.

Предпочтительно сборщик мощности включает в себя импедансную схему для повышения имеющегося РЧ напряжения из гетеродина до выпрямления в постоянный ток.

Предпочтительно, когда каскад повышающего преобразователя содержит малошумящий усилитель (20) и двухпортовый смеситель (23), повышающий преобразователь дополнительно содержит делитель мощности, подключенный между вторым портом смесителя и антенной.

Предпочтительно делитель мощности делит падающую мощность гетеродина между двумя выходами, причем один выход подключен к сборщику мощности, и другой выход подключен ко второму порту каскада повышающего преобразователя.

Предпочтительно делитель мощности содержит один из направленного ответвителя и ответвителя Уилкинсона.

Предпочтительно второй порт принимает сигналы в частотном диапазоне от 2 ГГц до 3 ГГц.

Предпочтительно беспроводное управляющее устройство представляет собой одно из пульта дистанционного управления игровой консоли, пульта дистанционного управления персонального развлекательного устройства, клавиатуры или мыши.

В соответствии со вторым аспектом настоящего изобретения, беспроводная система содержит устройство согласно первому аспекту и хост, причем хост дополнительно содержит генератор сигнала для генерации радиочастотного сигнала и антенну для передачи радиочастотного сигнала.

Теперь опишем пример беспроводного управляющего устройства согласно настоящему изобретению со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:

фиг.1 иллюстрирует примеры беспроводных управляющих устройств согласно настоящему изобретению;

фиг.2 более подробно иллюстрирует пример повышающего преобразователя для использования в беспроводном управляющем устройстве согласно настоящему изобретению;

фиг.3 более подробно иллюстрирует смеситель в повышающем преобразователе, показанном на фиг.2;

фиг.4 иллюстрирует сбор мощности с помощью повышающего преобразователя, показанного на фиг.2, для использования в беспроводном управляющем устройстве, показанном на фиг.1;

фиг.5A иллюстрирует симметричный делитель мощности;

фиг.5B иллюстрирует асимметричный делитель мощности;

фиг.6A иллюстрирует делитель мощности с линиями ответвления, выполненные по схеме квадратурного гибридного соединения;

фиг.6B иллюстрирует краевой ответвитель;

фиг.7 иллюстрирует простую выпрямительную схему для использования в качестве сборщика мощности в устройстве, показанном на фиг.4;

фиг.8 - альтернативный пример выпрямительной схемы для использования в качестве сборщика мощности в устройстве, показанном на фиг.4;

фиг.9 иллюстрирует альтернативный вариант осуществления повышающего преобразователя для использования в беспроводном управляющем устройстве согласно настоящему изобретению с использованием двухпортового параметрического усилителя;

фиг.10 - блок-схема повышающего преобразователя, показанного на фиг.9, с возможностью сбора мощности; и

фиг.11 - блок-схема модифицированного повышающего преобразователя согласно фиг.10.

Возможны различные варианты осуществления настоящего изобретения, и примеры ряда из них будут описаны ниже. Фиг.1 иллюстрирует базовую конфигурацию настоящего изобретения, в которой беспроводное управляющее устройство 1, например компьютерная клавиатура, компьютерная мышь, пульт дистанционного управления телевизора или беспроводной игровой контроллер, снабжено схемой 2 сбора мощности для генерации мощности для беспроводного управляющего устройства. Схема 2 сбора мощности преобразует энергию радиочастотного (РЧ) сигнала 7, принятого на антенне 5 на устройстве 1, в источник питания для управляющего устройства. РЧ сигнал 7 обычно представляет собой сигнал, передаваемый с антенны 3 на хосте 9, например, персональном компьютере в случае клавиатуры или мыши, или телевизоре для пульта дистанционного управления телевизора, хотя для покрытия устройств в определенной зоне, например классе, офисе или жилом доме, можно использовать одиночный передатчик, внедренный в хост или отдельный от него. Для удобства передаваемый сигнал, в общем случае, является микроволновым сигналом с типичной частотой в пределах от 2 ГГц до 3 ГГц, и в этом примере мы будем его так называть. Мощность можно использовать для непосредственного обеспечения питания управляющего устройства, например для обеспечения питания процессора 10, дисплея 11 или громкоговорителей 12, или собранную мощность можно сохранять в хранилище 14 в беспроводном управляющем устройстве для последующего использования. Кроме того, тот же самый внешний источник энергии можно использовать в качестве гетеродина 7 для повышающего преобразования сигнала для передачи на хост, и верхняя и нижняя боковые полосы этого сигнала передаются на хост с использованием той же антенны 5, на которую был принят падающий радиочастотный сигнал.

Первая конфигурация повышающего преобразователя, которую можно использовать в беспроводном управляющем устройстве согласно изобретению, показана на фиг.2. Сигнал 13 для передачи на хост 9 вводится в малошумящий усилитель 20. Сигнал 13 генерируется в управляющем устройстве, например, при нажатии на клавишу или при кликании и нажатии кнопки. Частота генерируемого сигнала не имеет значения, главное, чтобы частоты различались для разных команд (нажатия, клика и т.д.). После этого каждой команде может присваиваться сигнатура для передачи. При необходимости сгенерированный сигнал преобразуется к оптимальной частоте для смешивания. Обычно для канала 2,5 ГГц частота сигнала должна отличаться более чем на 20% от частоты канала, то есть менее чем на 250 МГц. Тем не менее, метод позволяет использовать широкий диапазон возможных частот поднесущей с возможностью для высоких полос передачи данных. Величину, скорость и хронирование передачи данных можно оптимизировать для снижения стоимости и сложности параметрического усилителя. Напряжение 22 постоянного тока обеспечивает питание малошумящего усилителя. Источник питания постоянного тока для обеспечения питания усилителя обеспечен посредством сборщика мощности, как описано ниже, непосредственно из хранилища 14, которое может представлять собой, например, суперконденсатор, который заряжается с регулярными интервалами. Входной сигнал 13 усиливается усилителем 20, и усиленный сигнал поступает на первый порт 21 двухпортового смесителя 23. Радиочастотный сигнал 7 с антенны 3 хоста, который играет роль сигнала источника энергии и гетеродина (LO), принимается на антенне 5, подключенной ко второму порту 24 смесителя LO/ПЧ промежуточной частоты. Входной сигнал 13 и сигнал 7 LO смешиваются на смесителе 23 для создания верхней и нижней боковых полос и при необходимости обеспечения дополнительного усиления, что позволяет подвергать входной сигнал 13 повышающему преобразованию. Сигнал, подвергнутый повышающему преобразованию, включающий в себя боковые полосы, все еще находится в пределах ширины полосы антенны 3, и одна, другая или обе боковые полосы 8 излучаются антенной 5 для приема приемниками на хосте 9.

Пример реализации двухпортового смесителя 23 показан на фиг.3. Трансформатор 26 и диоды 28, 29 образуют двухпортовый смеситель 23. Конфигурация диодов определяет направление течения тока соответственно для входного сигнала 7 LO и выходного сигнала 8 ПЧ. Трансформатор можно реализовать трехжильным проводом в резонансной схеме. Выход малошумящего усилителя 20 подключен ко входному порту 21 двухпортового смесителя 23, и усиленный входной сигнал 13 подвергается повышающему преобразованию двухпортовым смесителем 23, после чего поступает на антенну 5 для передачи боковых полос 8 сигнала, подвергнутого повышающему преобразованию.

Как упомянуто выше, для того чтобы усилитель 20 получал все необходимое питание из падающего сигнала гетеродина, и соответственно не требовался внешний источник питания постоянного тока, используется мощность, собранная из гетеродина 7. Таким образом, антенна 5 каскада повышающего преобразователя обеспечивает мощность LO, которая выпрямляется для создания напряжения 22 постоянного тока для обеспечения питания МШУ 20. Кроме того, этот сбор мощности можно использовать совместно с делителем 44 мощности. В одном примере вход сборщика мощности может быть подключен к двустороннему делителю мощности, который может иметь симметрию или асимметрию мощностей делителя мощности. Делитель мощности может принимать форму делителя мощности Вилкинсона или направленного ответвителя для обеспечения изоляции между двумя разделенными частями сигнала LO.

Схема, пригодная для достижения этого результата, проиллюстрирована на фиг.4. Фидер 29 от антенны 5 подключен к порту 24 LO/ПЧ смесителя через двусторонний делитель 44 мощности, который можно реализовать, например, либо в виде ответвителя Уилкинсона, либо в виде направленного ответвителя, известных в технике. Ответвитель 44 обеспечивает изоляцию пути 29 между антенной 5 и портом 24 LO/ПЧ от второго пути 30, который ведет к сборщику 43 мощности, содержащему выпрямитель для обеспечения постоянного тока 22, пригодного для обеспечения питания усилителя 20. Таким образом, схема повышающего преобразователя полностью получает питание за счет мощности гетеродина, которая падает на микроволновую антенну 5. Настоящее изобретение собирает некоторую мощность постоянного тока из гетеродина 7 для обеспечения необходимого питания для усилителя. Сборщик 43 мощности обычно принимает форму выпрямителя и схемы резервуара, например конденсатора, более подробно описанного ниже, предназначенного для получения напряжения постоянного тока, причем схема имеет пригодные характеристики напряжения и тока для обеспечения питания малошумящего усилителя.

Можно использовать разные типы делителя 44 мощности. На фиг.5 показаны упрощенные формы, демонстрирующие принцип работы делителя мощности. Фиг.5A иллюстрирует делитель мощности Вилкинсона. P1 видит импеданс 50 Ом. Сигнал делится поровну через четвертьволновые линии 50, 51 при импедансе приблизительно 72 Ом. Между P2 и P3 подключен уравнительный резистор 100 Ом. Эта конфигурация обеспечивает точное согласование P1, если и только если P2 и P3 нагружены сопротивлением 50 Ом. Конфигурация представляет точное согласование на P2 и P3, если и только если P1 нагружен. Мощность, падающая на P1, делится, обеспечивая -3 дБ на P2 и P3. Фиг.4 иллюстрирует пару асимметричных делителей Уилкинсона, каждый из которых имеет две четвертьволновые дорожки разной ширины. Порт P1 эквивалентен входу от антенны 5, и порты P2 и P3 являются соединениями со смесителем 23 и выпрямителем 43 соответственно. В целом, мощность делится поровну между P2 и P3, но при наличии необходимости в асимметричной структуре, в которой лишь небольшая часть мощности поступает на сборщик 43 мощности, и большая часть мощности поступает на смеситель 23, то можно использовать конфигурацию, показанную на фиг.5B.

Другие типы делителя мощности включают в себя направленные ответвители, например, либо ответвители на основе линий ответвления, либо краевые ответвители. Ответвитель на основе линий ответвления, показанный на фиг.6A, построен по принципу квадратурного гибридного соединения, где пары 70, 71; 72, 73 одинакового импеданса организованы так, чтобы выдавать мощность на P1, делить между P2 и P4, но ничего не давать на P3, который подключен к земле. Они сложнее в производстве, чем ответвители Уилкинсона, и поскольку P3 избыточен к требованиям, ответвители также менее компактны. Краевой ответвитель, показанный фиг.6B, выполнен печатанием двух дорожек 75, 76 очень близко друг к другу. Он имеет 4 порта, один из которых подключен к земле через разрядный резистор. Необходимый зазор 77 между дорожками был бы слишком мал для существующих производственных допусков, поскольку отношение ширины дорожки к толщине диэлектрика определяет необходимое разнесение.

Сборщик 43 мощности может при необходимости включать в себя резонансную схему трансформации напряжения и/или умножитель напряжения Кокрофта-Уолтона для получения необходимого выходного напряжения. Фиг.7 иллюстрирует принцип действия варианта осуществления схемы сборщика мощности, пригодной для повышающего преобразователя в устройстве дистанционного управления настоящего изобретения. Входной сигнал 60 видит низкий импеданс на РЧ частоте (например, 2,4 ГГц) в конденсаторе 61, который может быть конденсатором емкостью 100 пФ, но этот конденсатор обеспечивает блок при постоянном токе. При повышении напряжения диод 62 переходит в проводящее состояние, берет ток и помещает заряд на верхнюю пластину другого конденсатора 63. При снижении напряжения первый диод 62 получает обратное смещение, и другой диод 64 получает прямое смещение. Это восстанавливает заряд на первом конденсаторе 61. В итоге на 65 формируется выход постоянного тока.

Альтернативная реализация показана в примере на фиг.8 с использованием пары выпрямительных схем с четвертьволновой линией 66. Благодаря энергичному отводу в линию 66 линия резонирует для повышения амплитуды сигнала, выходящего на конденсатор 61, тем самым, повышая доступное напряжение из гетеродина, до выпрямления РЧ сигнала для генерации напряжения постоянного тока. Вследствие паразитных емкостей 67, 68 диодов 64, 62 необходимая длина линии фактически составляет менее 1/4 длины волны. Выпрямитель настраивается на 2,44 ГГц, и доступное напряжение дополнительно повышается за счет суммирования двух выходов 65 с использованием еще одного конденсатора 69 в средней линии, по существу, действующей как новое заземление, для удвоения выходного напряжения при том же токе.

Фиг.9 иллюстрирует альтернативный тип повышающего преобразователя для использования в примере, показанном на фиг.1. Вместо смесителя 23 используется двухпортовый параметрический усилитель. Пример на фиг.9 содержит ядро 35 параметрического усилителя, имеющее односторонний вход 21 для приема входного сигнала 13, совместно с заземлением 20 на входе и выходной порт 34 для подключения к дипольной антенне 81, 82. Входной сигнал 13, обычно имеющий частоту менее 250 МГц, поступает через дроссель 23 ввода частоты поднесущей высокой добротности для возбуждения пары варакторов 83, 84 в общем режиме параллельно с «возвратом через землю» через пару шунтирующих линий 85 согласования на заземление 33. Источник напряжения с высоким импедансом (очень низким необходимым током) выдает напряжение 22 смещения, например 3 В, через согласующий дроссель 86 ввода частоты поднесущей высокой добротности на пару варакторов 83, 84 (например, BBY53-02V) для задания правильной точки смещения рабочей емкости. Падающий сигнал 7 «накачки» гетеродина (например, на частоте 2,44 ГГц), принимаемый микроволновой антенной 81, 82, поступает через соответствующие печатные микроволновые последовательные линии 87, 88 согласования и шунтирующие линии 85 согласования для подачи дифференциального сигнал возбуждения (с центральным заземлением 33) на пару варакторов 83, 84. Этот дифференциальный сигнал 7 LO смешивается в общем режиме с возбуждающим сигналом 13 частоты поднесущей на варакторах 83, 84 для создания продуктов нижней боковой полосы (LSB) и верхней боковой полосы (USB) микроволновой частоты. Эти продукты смешивания в дифференциальном режиме поступают обратно через микроволновые линии 87, 88 согласования на микроволновую антенну 81, 82 для передачи обратно на матрицу отверстий приемопередатчиков.

Два варактора 83, 84 схемы параметрического усилителя выполняют функцию повышающего преобразователя и усилителя, который не требует источника питания постоянного тока, с использованием непосредственно сигнала 7 «накачки» в качестве гетеродина и источника питания. Параметрические усилители обычно являются двухпортовыми устройствами, где первый порт принимает входной сигнал относительно низкой частоты, подлежащий повышающему преобразованию и усилению, и второй порт принимает сигнал накачки относительно высокой частоты и выводит продукт смешивания относительно высокой частоты, подвергнутый повышающему преобразованию и усилению.

Например, сигнал 7 накачки для параметрического усилителя принимается из радиопередачи для устранения всякой необходимости в источнике питания постоянного тока для устройства дистанционного управления. Полная ширина полосы, занимаемая верхней и нижней боковыми полосами и сигналом 7 накачки, обычно достаточно мала, чтобы помещаться в эффективной ширине полосы одной антенны. Таким образом, схема двухпортового параметрического усилителя обеспечена так, что первый порт 21 принимает входной сигнал 13, подлежащий повышающему преобразованию и усилению, и второй порт 34 принимает сигнал 7 накачки и также выводит входной сигнал 8, подвергнутый повышающему преобразованию и усилению, на частотах верхней и нижней боковых полос.

Сигнал 7 гетеродина, принятый дипольной антенной 81, 82 от передатчика 9 хоста, поступает на микроволновой порт 34 на уровне мощности, обычно +10 дБм. Этот сигнал «накачки» поступает через печатные линии 87, 88 согласования на пару варакторов 83, 84. Конфигурация варакторов, катоды которых соединены, и аноды подключены к соответствующим половинам симметричного фидера от дипольной антенны 81, 82, обеспечивает противофазное возбуждение варакторов на частоте LO (накачки). Возбуждение через дроссель 86 ввода частоты поднесущей в точке соединения катодов обеспечивает синфазное возбуждение варакторов 83, 84 на входной частоте. Поэтому результирующие сигналы LSB и USB, генерируемые на каждом из двух варакторов, находятся в противофазе. Эти полезные выходные сигналы, совместно с более сильной (отраженной) частью падающего сигнала 7 LO, затем переносятся через печатные линии 87, 88 согласования обратно на дипольную антенну 81, 82, где осуществляется вещание сигналов 8 для приема хостом 9.

Согласующий дроссель 23 ввода частоты поднесущей высокой добротности, последовательно соединенный с односторонним входом 21 частоты поднесущей, входит в последовательный резонанс с высоким емкостным сопротивлением варакторов 83, 84 на частоте поднесущей. Возврат через землю для фидера 21 частоты поднесущей обеспечивается центральным заземлением 33 микроволновой линией шунтирования портов. Микрополосковая шунтирующая линия с центральным заземлением в микроволновом порту резонирует с большей частью высокой емкостной проводимости варакторов 83, 84 на частоте микроволнового порта. Затем сбалансированная пара последовательных линий 87, 88 отключает оставшуюся часть емкостного сопротивления варакторов и завершает трансформацию импеданса для согласования с симметричной нагрузкой 22 Ом микроволновой дипольной антенны 81, 82.

В этой реализации диоды соединены параллельно для фидера частоты поднесущей, чтобы иметь высокий импеданс варакторов на частоте поднесущей для представления на входном порту. Диоды соединены последовательно для микроволнового порта 34, чтобы удваивать очень низкий импеданс варакторов на частоте 2,442 ГГц для представления на микроволновом порту. Последовательная/параллельная конфигурация приводит к одностороннему возбуждению, симметричному микроволновому возбуждению и двухпортовому режиму работы. Одностороннее возбуждение параметрического усилителя пригодно на вероятных частотах поднесущей и осуществляется посредством возбуждения через дроссель 86 ввода частоты поднесущей и возврат через землю 33 на узле напряжения микроволнового порта. Симметричный микроволновой порт обычно пригоден на частоте 2,5 ГГц для подключения к дипольной антенне.

Микроволновой порт работает полностью симметрично для фидера LO «накачки», обычно на частоте 2,5 ГГц, а также для выходных частот 2,5 ГГц±частота поднесущей. Частота поднесущей может изменяться в зависимости от устройства, например клавиатуры, мыши, пульта дистанционного управления, игрового контроллера и т.д. Это избавляет от необходимости в каком-либо заземлении низкого импеданса в схемах микроволнового порта. Полностью симметричная работа микроволнового порта хорошо подходит для подключения к симметричной дипольной антенне 81, 82 для приема сигнала 7 LO и переизлучения сигналов 8 LSB и USB.

Сбор мощности для варианта осуществления параметрического усилителя действует аналогично тому, что было описано для смесителя. Мощность постоянного тока собирается из сигнала 7 гетеродина для обеспечения необходимой мощности 89 для МШУ 32 и напряжения 22 смещения постоянного тока для параметрического усилителя 35. Согласно фиг.10, с помощью делителя 44 мощности гетеродин, принятый на порту 34B, делится между портами 34A для микроволнового порта 24 и портами 34C для выпрямителя 43, благодаря чему одна часть падающего сигнала LO поступает на порт 34 микроволновой частоты, который канализирует мощность гетеродина и возвращает боковые полосы, подвергнутые повышающему преобразованию, и другая часть сигнала из делителя 44 мощности поступает на схему 43 сбора мощности, как описано выше.

Входной сигнал 13, поступающий на повышающий преобразователь 4, усиливается на малошумящем усилителе (МШУ) 32 и поступает на входной порт 21 двухпортового параметрического усилителя 35. Сигнал 7 гетеродина (LO), излученный микроволновой антенной 3 на хосте 9, принимается на микроволновой антенне 5, подключенной к порту 34 микроволновой частоты параметрического усилителя. Входной сигнал 13 и сигнал 7 LO создают верхнюю и нижнюю боковые полосы, по-прежнему в пределах ширины полосы антенны 3 хоста, и одна, другая или обе из боковых полос излучаются для приема приемниками на хосте 9, которые затем обрабатывают сигналы 8.

В одном примере устройство дистанционного управления может представлять собой беспроводную компьютерную клавиатуру или беспроводную мышь. Настоящее изобретение предусматривает беспроводную связь по микроволновому каналу между хост-компьютером и удаленным вспомогательным оборудованием, подлежащим реализации без использования батарей. Хост-компьютер осуществляет беспроводную связь с удаленной клавиатурой и мышью без необходимости в дополнительном источнике питания в самой клавиатуре или мыши. Маломощный микроволновой сигнал передается с хост-компьютера и принимается устройством дистанционного управления, после чего используется для генерации локальной мощности с использованием вышеописанного смесителя или параметрического усилителя. Изобретение позволяет уменьшить размеры и массу устройств по сравнению с современными благодаря отсутствию необходимости в батарейном отсеке и тому, что схему повышающего преобразователя для сбора мощности можно реализовать в виде интегральной схемы, которая занимает очень мало места. В ходе эксплуатации не требуется заменять батареи, что делает продукт более экологичным, а также избавляет от неудобства фактического поиска и замены батарей. Информация от удаленного устройства (например, клик мыши или нажатие клавиши клавиатуры) может передаваться обратно на хост с использованием того же механизма.

В другом примере представлена беспроводная система дистанционного управления для телевизора с использованием устройства и методов, описанных выше. Пульт дистанционного управления может осуществлять беспроводную связь с хостом, каковым является бытовое электронное устройство, например TV, DVD или Hi-Fi, без необходимости в дополнительном источнике питания в пульте дистанционного управления. Канал, на который нужно переключиться, уровень громкости или другая аналогичная информация передается от пульта дистанционного управления обратно на хост. Другим применением для использования с такой бытовой электроникой является беспроводной электронный игровой пульт управления, который может осуществлять беспроводную связь с хостом.

Изобретение относится к беспроводному управляющему устройству. Технический результат - повышение преобразования сигнала для передачи. Беспроводное управляющее устройство, содержащее антенну и сборщик мощности для генерации мощности для устройства из радиочастотного сигнала, падающего на антенну, причем устройство дополнительно содержит делитель мощности для разделения падающего сигнала и каскад повышающего преобразователя, причем каскад повышающего преобразователя содержит один из малошумящего усилителя и двухпортового смесителя или двухпортовый параметрический усилитель, причем два порта содержат первый порт для приема сигнала управления, подлежащего повышающему преобразованию, и второй порт для приема падающего радиочастотного сигнала и для вывода сигнала управления, подвергнутого повышающему преобразованию, на частотах верхней и нижней боковых полос, причем антенна подключена ко второму порту. 2 н. и 14 з.п. ф-лы, 11 ил.

1. Беспроводное управляющее устройство (1), причем устройство содержит антенну (5) и сборщик (2) мощности для генерации мощности для устройства из радиочастотного сигнала (7), падающего на антенну (5), причем устройство (1) дополнительно содержит делитель (44) мощности для разделения падающего сигнала (7) и каскад повышающего преобразователя, причем каскад повышающего преобразователя содержит один из малошумящего усилителя (20) и двухпортового смесителя (23) или двухпортовый параметрический усилитель (35), причем два порта содержат первый порт (21) для приема сигнала (13) управления, подлежащего повышающему преобразованию, и второй порт (34) для приема падающего радиочастотного сигнала (7) и для вывода сигнала (8) управления, подвергнутого повышающему преобразованию, на частотах верхней и нижней боковых полос, причем антенна (5) подключена ко второму порту (34).

2. Устройство по п.1, в котором, когда каскад повышающего преобразователя содержит двухпортовый параметрический усилитель, малошумящий усилитель (32) обеспечен на первом порту (21) параметрического усилителя.

3. Устройство по п.1, в котором, когда каскад повышающего преобразователя содержит двухпортовый параметрический усилитель, двухпортовый параметрический усилитель (35) содержит пару варакторов (28, 29), подключенных между первым портом (21) и вторым портом (34), причем диоды соединены параллельно от первого порта (21) и последовательно от второго порта (34), причем первый порт (21) принимает входной сигнал через малошумящий усилитель (32), и второй порт (34) принимает падающий сигнал (7) гетеродина и выводит усиленный входной сигнал (8), подвергнутый повышающему преобразованию.

4. Устройство по п.2, в котором, когда каскад повышающего преобразователя содержит двухпортовый параметрический усилитель, двухпортовый параметрический усилитель (35) содержит пару варакторов (28, 29), подключенных между первым портом (21) и вторым портом (34), причем диоды соединены параллельно от первого порта (21) и последовательно от второго порта (34), причем первый порт (21) принимает входной сигнал через малошумящий усилитель (32), и второй порт (34) принимает падающий сигнал (7) гетеродина и выводит усиленный входной сигнал (8), подвергнутый повышающему преобразованию.

5. Устройство по п.2, в котором сборщик (2) мощности подает напряжение (89) питания постоянного тока на малошумящий усилитель (32).

6. Устройство по любому из пп. 1-5, в котором сборщик (2) мощности включает в себя умножитель Кокрофта-Уолтона.

7. Устройство по любому из пп. 1-5, в котором сборщик (2) мощности включает в себя импедансную схему для повышения имеющегося РЧ напряжения из гетеродина до выпрямления в постоянный ток.

8. Устройство по любому из пп. 1-5, в котором, когда каскад повышающего преобразователя содержит малошумящий усилитель (20) и двухпортовый смеситель (23), делитель (44) мощности подключен между вторым портом (34) смесителя и антенной (5).

9. Устройство по п.7, в котором, когда каскад повышающего преобразователя содержит малошумящий усилитель (20) и двухпортовый смеситель (23), делитель (44) мощности подключен между вторым портом (34) смесителя и антенной (5).

10. Устройство по п.8, в котором делитель (44) мощности делит падающую мощность гетеродина между двумя выходами (34А, 34С), причем один выход подключен к сборщику (2) мощности, и другой выход подключен ко второму порту (34) каскада повышающего преобразователя.

11. Устройство по п.9, в котором делитель (44) мощности делит падающую мощность гетеродина между двумя выходами (34А, 34С), причем один выход подключен к сборщику (2) мощности, и другой выход подключен ко второму порту (34) каскада повышающего преобразователя.

12. Устройство по п.8, в котором делитель (44) мощности содержит один из направленного ответвителя и ответвителя Уилкинсона.

13. Устройство по п.10, в котором делитель (44) мощности содержит один из направленного ответвителя и ответвителя Уилкинсона.

14. Устройство по любому из пп. 1-5, в котором второй порт (34) принимает сигналы в частотном диапазоне от 2 ГГц до 3 ГГц.

15. Устройство по любому из пп. 1-5, в котором беспроводное управляющее устройство (1) представляет собой одно из пульта дистанционного управления игровой консоли, пульта дистанционного управления персонального развлекательного устройства, клавиатуры или мыши.

16. Беспроводная система, содержащая устройство по любому из предыдущих пунктов и хост, причем хост (9) дополнительно содержит генератор сигнала для генерации радиочастотного сигнала (7) и антенну (3) для передачи радиочастотного сигнала.