Brevet FR2085469A1 — publié le 19711224

La présente invention concerne un modulateur de phase servant à la transmission de l'information digitale à très grande vitesse par le moyen d'une onde porteuse à fréquence très élevée. Elle concerne en particulier un modulateur quatre phases permettant la transmission d'informations binaires. Il est connu ce moduler la phase d'une onde millimétrique par l'intermédiaire d'une diode à capacité variable. L'utilisation de ces diodes est basée sur la va ration de l'impédance de ces éléments en fonction de la tension de polarisation. Cette impédance variable provient de la capacité de barrière Cb de la diode qui est fonction de la tension de polarisation V de la diode suivant la relation dans laquelle Co est une capacité fixe, Vc est le potentiel de barrière et a est un exposant caractéristique de la diode. Disposée dans un guide parcouru par des ondes électromagnétiques une diode -provoque une variation du coefficient de réflexion de ces ondes par suite de la variation d'impédance consécutive à la variation de la pe- larisation de la diode. Cette variation du coefficient de réflexion correspond à un changement de phase. Ainsi des impulsions d'une certaine amplitude appliquée aux bornes d'une diode à capacité variable permettent de passer de l'état de non conduction à l'état de conduction et de faire varier d'une façon discontinue la phase des ondes réfléchies par la diode. Dans le dispositif suivant l'invention il est possible de moduler en phase une onde entretenue pure hyperfréquences par des impulsions codées binaires. L'invention a pour objet un modulateur biphase aux hyperfréquences comportant une diode à capacité variable disposée dans un guide d'ondes permettant de faire varier la phase d'une onde électromagnétique entretenue pure on fonction d'une polarité appliquée à ladite diode caractérisé par le fait qu'il comporte en outre un circulateur recevant sur une porte d'entrée l'onde entretenue pure, comportant dans son circuit de charge ladite diode à capacité variable et émettant sur une porte de sortie l'onde modulée deux phases et qu'il comporte en outre un amplificateur bande de base transmettant des impulsions codées à ladite diode à des fins de dite polarisation. Selon une autre réalisation l'invention a pour objet un modulateur quatre phases aux hyperfréqences comportant deux modulateurs biphases selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il comporte un diviseur de puissance recevant ladite onde entretenue pure sur son entrée et possédant deux bras de sortie dans lesquels sont disposés deux dits circulateurs recevant chacun la moitié de l'énergie de ladite onde entretenue pure, un déphaseur dans l'un desdits bras afin de créer un déphasage de ladite onde entretenue pure traversant l'un desdits modulateurs biphases par rapport à l'autre et un combineur de puissance dont les deux bras d'entrée sont reliés atxdtts hras de sortie et dont la sortie transmet l'onde modulée quatre phases en direction d'un milieu de propagation. lin exemple de mise en oeuvre de la présente invention donné à titre purement illustratif et nullement limitatif va etre décrit en référence à la figure unique qui représente un schéma synoptique d' n moduleur quatre phases. Dans celui-cl un générateur hyperfréquences 1 tel qu'une diode à avalanche délivre des Ondes entretenues pures nar l'jntermediaire de guides d'ondes 2 à in diviseur de puissance pouvant être un Té magique replié 3. L'énergie du générateur 1 également répartie entre les deux ras du Té parcourant des guides d'ondes 4 et 5 dvant d'attaouer des circulateurs à ferrite 6 et 7 couvant etre à trois portes dont le réale est d'empecher le retour en arrière de l'énergie incidente. Deux séries d'impulsions codées ayant une fréquence de récurrence d'une centaine de Mégabits sont appliqués à deux amplificateurs bande de base 8 et 9 dont la bande de fréquences s'étendant depuis le continu est suffisamment large pour ne pas déformer les impulsions codées. Ces deux amplificateurs 8 et 9 fournissent suffisamment de puissance pour commuter deux diodes à capacité variable 1C et 11 entre deux états extrêmes, l'état de conduction et l'état de non ccnduc tison. ies deux diodes 10 et 11 sont scolarisées en inverse pour une tension continue non représentée. Elles sont disposées à l'intérieur de guides d'ondes de telle sorte qu'elles réfléchissent les ondes entretenues pures en provenance du géné rater 1. Selon que les impulsions codées sont présentes ou non, les diodes sont polarisées positivement ou négativement et apparaissent alors comme des circuits ouverts ou fermes. La phase relative de l'onde est 00 en absence de l'impulsion codée et 1BO en présence de l'impulsion codée. Dans ce dernier cas le signal en onde entretenue pure passe par les portes 12 et 13 des circulateurs à ferrite 6 et 7 pour se refermer par les diodes 10 et Il qui sont en régime de conduction. Dans le cas inverse, quand les diodes 15 et Il ne conduisent pas, le signal en onde entretenue pure emprunte le sens giratoire indiqué par les flaches et sort par les portes 14 et 15 des circulateurs 6 et 7. La différence de phase introduite par la traversée du circulateur est de 450 par exemple. Aussi, en absence de l'impulsion codée le signai est simplement déphasé de 450. En présence de l'impulsIon codée le signal est déphasé de 450 + 1800 soit 2250. A la sortie de la porte 14 est disposé un déphaseur 16 déphasant l'onde électromagnétique de 900 dans l'un des bras seulement du modulateur.Dans le bras comportant le déphaseur 16, s'il y a présence d'une impulsion codée en provenance de l'amplificateur bande de base 8 le signal en onde entretenue pure est déphasé de 900 + 450 + 1800 soit 3150. S'il y a absence d'impulsion codée le signal# en onde entretenue pure dans le bras comportant le déphaseur 16 est déphasé de 900 + 450 soit 1350. Les trains d'impulsion codée de l'amplificateur 8 modulant en phase la por teuse de telle sorte que la phase passe de 1350 à 3150 selon qu'il y a absence ou présence -d'impulsions. Dans le bras ne comportant pas le déphaseur 16, les trains d'impulsions codées de l'amplificateur 9 modulent la porteuse en phase de telle sorte qu'elle passe de 450 à 2250. Les deux ondes modulées en phase en provenance des deux modulateurs biphase sont injectées dans un combineur de puissance 17 tel qu'un Té magique replié avant d'strie envoyées vers un milieu de propagation par l'intermédiaire d'une antenne par exemple. Bien que le dispositif qui vient d'être décrit paraisse le plus avantageux on comprendra que diverses modifications peuvent lui être apportées sans sortir du cadre de l'invention certains des éléments du dispositif pouvant être remplacés par d'autres susceptibles d'y assurer la même fonction technique. Le dispositif objet de l'invention peut être utilisé dans tous les cas où le modulateur par impulsions codées doit être peu sensible au milieu de propagation ou aux erreurs de l'onde porteuse. Il peut être utilisé pour les liaisons entre calculateurs, les télécommunications par satellites en ondes centimétriques ou millimétriques et les liaisons par guides d'ondes. REVENDICATIONS 1/ Modulateur biphase aux hyperfréquences comportant une diode à capacité variable disposée dans un guide d'ondes permettant de faire varier la phase d'une onde électromagnétique entretenue pure en fonction d'une polarité appliquée à ladite diode caractérisé par le fait qu'il comporte en outre un circulateur recevant sur une porte d'entrée l'onde entretenue pure, comportant dans son circuit de charge ladite diode à capacité variable et émettant sur une porte de sortie l'onde modulée deux phases et qu'il comporte en outre un amplificateur bande de base transmettant des impulsions codées à ladite diode à des fins de dite pplarisation. 2/ Modulateur quatre phases aux hyparfréqances comportant deux modulateurs biphases selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il comporte un diviseur de puissance recevant ladite onde entretenue pure sur son entrée et possédant deux bras de sortie dans lesquels sont disposés deux dits ciroulateurs recevant chacun la moitié de l'énergie,de ladite onde entretenue pure, un. déphaseur dans l'un desdits bras afin de créer un déphasage de ladite onde entretenue pure traversant l'un desdits modulateurs biphases par rapport à l'autre et un combineur de puissance dont les deux bras d'entrée sont reliés auxdits bras de sortie et dont la sortie transmet l'onde modulée quatre phases en direction d'un milieu de propagation. 3/ Modulateur quatre phases selon la revendication 2, caractérisé par le fait que ledit déphaseur çomporte un angle de déphasage compris entre 0 et 180 . 4/ Modulateur quatre phases selon la revendication 2, caractérisé par le fait que ledit déphaseur comporte un angle de déphasage égal à 90 . 5/ Modulateur quatre phases selon la revendication 2, caractérisé par le fait que ledit diviseur de tension est un Té magique repli6. 6/ Modulateur quatre phases selon la revendication 2, caractérisé par le fait que ledit combineur de tension est un Té magique replié.