Brevet FR2067369A1 — publié le 19710820

-1- 2067369 L'invention concerne des modulateurs de phase dans lesquels une onde porteuse est modulée par des signaux numériques impulsionnels. Une forme efficace de modulation d'une onde porteuse par 5 des signaux numériques impulsionnels est la modulation à inversion de phase dans laquelle par exemple un espacement est représenté par un déphasage nul de la porteuse et une marque par un déphasage de 180° de la porteuse. Il est connu de combiner orthogonalement deux ondes porteuses ainsi modulées de façon 10 que si la fréquence de chiffres est la même et si elle est synchrone pour chaque canal, deux chiffres d'information soient envoyés à chaque période de chiffre, sans accroissement de la largeur de "bande. Un procédé connu permettant d'engen-. drer une telle onde porteuse doublement modulée consiste à dé-"15 composer l'onde porteuse non modulée en deux parties d'égale puissance, par exemple au moyen d'un coupleur de 3 àB; chaque partie est: individuellement modulée avec inversion de phase par des signaux séparés de bande de base, par exemple au moyen . d ' interrupteurs à diode qui insèrent ou enlèvent un morceau de 20 ligne de transmission ou de guide d'onde mesurant une demi- longueur d'onde de la porteuse; finalement, on combine en quadrature de phase les deux ondes porteuses modulées séparément, par exemple au moyen d'un autre coupleur de 3 dB. Toutefois, le procédé de combinaison ci-dessus a pour 25 effet de gaspiller la moitié de la'puissance disponible de porteuse et l'un des buts de l'invention est de fournir un modulateur de phase perfectionné dans lequel cet inconvénient soit pratiquement surmonté. Selon l'invention, on prévoit un modulateur de phase qui 30 comprend des agencements servent à engendrer des composantes en quadrature d'une onde porteuse, chacune étant-modulée avec inversion de phase par des signaux numériques respectifs d'impulsion, des agencements servant à appliquer ces composantes à des bornes adjacentes respectives d'un coupleur hybride à qua-35 tre bornes et des agencements qui, obéissant aux signaux numériques d'impulsion mentionnés, choisissent la borne appropriée parmi les autres bornes du coupleur pour en tirer une sortie qui équivaut à la résultante des composantes en quadrature de 10 40339 -2- 2067369 l'onde porteuse. Afin que l'invention puisse être complètement comprise et facilement mise en pratique, on la décrira maintenant à propos des dessins annexés, sur lesquels : - 5 - la figure 1 montre sous forme schématique un exemple d'un modulateur de phase selon l'invention - la figure 2 montre une modification que'1'on peut apporter au modulateur de phase de la figure «-l , et - la figure 3 est un tableau servant à expliquer le fonc-10 tionnement du modulateur de phase. " - - ' - Avec, la modulation usuelle à inversion de phase de deux composantes d'onde porteuse, les composantes modulées étant disposées de façon qu'elles soient en quadrature de phase, il y a toujours un vecteur à 0° ou à 180° et un autre k 30° ou à 15 270°, d'égale amplitude. Il s'ensuit que le vecteur unique résultant prend l'une de-quatre phases, à savoir 4-5°', 135° 5 225° ou 315° (c'est-à-dire des phases relatives de 0°, 90°, 180° ou . 27O0); Le problème que l'invention vise à résoudre pratiquement consiste à combiner en quadrature de phase les deux com-20 posantes modulées avec inversion de phase-sans gaspiller la moitié de la puissance disponible de porteuse de façon que la résultante ait une amplitude valant \/ 2 fois l'iin des vecteurs constituants, donc une puissance double de ceux-ci» Une onde porteuse dont deux composantes doivent être mo-25 dulées avec inversion'de phase est appliquée à une borne 1 et ensuite à un coupleur de 3 dB, 2, duquel on tire deux composantes à demi-puissance qui sont transmises à des modulateurs usuels respectifs à inversion de phase 3 et 4-. Les signaux numériques d'impulsion de bande de basé (appelés A et B) sont 30 transmis respectivement aux bornes 5 et 6 et ensuite aux modu-. lateurs respectifs 3 et 4. Chacun des modulateurs 3 et 4- peut comprendre des agencements permettant d'irisé'rer un morceau de ligne de transmission mesurant une demi-longueur d'onde de la porteuse dans le parcouré respectif de signal, grâce à des 35 " interrupteurs constitués par'des diodes rendues conductrices en réponse à un signal numérique représentant une marque.Ainsi, les phases des signaux provenant des modulateurs 3 et 4 sont 0° ou 180°, selon que le signal numérique d'impulsion de bande BAD ORIGINAL 70 40339 -3- 2067369 de "base est un espacement ou une marque. La sortie du modulateur 3 passe par un déphaseur à 90°, 7» puis arrive à une "borne 8 d'un coupleur hybride à quatre fenêtres 9, la sortie du modulateur 4 étant appliquée directement 5 à la borne 10 du coupleur 9. Ainsi, les signaux appliqués aux bornes 8 et 10 ont des phases respectives de -90° ou +90° et de 0° ou 180°. Les branches du coupleur 9 ont des longueurs de phase de /• /4, étant la longueur d'onde de l'onde porteuse et on peut démontrer que si un signal est appliqué à la borne 10 8, des signaux à demi-puissance en quadrature de phase apparaissent aux bornes 11 et 12 et que si un signal en phase est appliqué à la borne 10, des signaux à demi-puissance en quadrature de phase apparaissent à nouveau aux bornes 11 et 12, mais chacun en quadrature de phase avec le signal respectif par 15 suite du signal appliqué à la borne 8. Ainsi, étant donné que dans l'exemple de l'invention le signal appliqué à la borne 8 est toujours en quadrature de phase avec le signal appliqué à la borne 10, ils seront en phase à l'une des bornes 11 et 12 et déphasés à l'autre. Si les deux modulations sont dues à des 20 marques (c'est-à-dire si les signaux d'entrée ont des phases de +90 et de 180°) ou si elles sont toutes, deux dues à des espacements (c'est-à-dire si les signaux d'entrée ont des phases de -90° et 0°), alors il apparaît une sortie de puissance normale à la borne 12 et si l'une des modulations est due à une 25 marque et l'autre à un espacement (c'est-à-dire si les phases sont de +90° et 0° ou de -90° et 180°), il apparaît une sortie de puissance normale à la borne 11, la puissance normale équivalant à des signaux quinreprésentent chaque entrée combinée en quadrature de phase ainsi qu'il est nécessaire. 30 Ainsi, il est prévu que des circuits logiques obéissent aux signaux numériques d'entrée choisissent en conséquence la borne de sortie appropriée du coupleur 9« Quatre prises vont de chacune des bornes 5 et 6 à une pporte respective parmi quatre portes ET, 13, 14-, 15 et 16, des portes telles que 17 35 étant distribuées dans les prises comme on l'a indiqué et -s'ouvrant en réponse à un espacement. Ainsi, il apparaît une sortie sur la ligne 19 venant des portes ET 15 et 16 si les deux impulsions numériques sont des marques ou si tous deux 70 40339 -4- 2067369 sont des espacements (ces conditions étant appelées respectivement A.B et A.B; et sur la ligne 18 venant des portes ET 13 et 14 si l'une est une marque et l'autre un espacement (ces conditions étant appelées respectivement Â.B et A.B). les lignes 20 et 21 partent des bornes respectives 12 et 11 et aboutissent à un point commun 24, des interrupteurs 23 et 22 (pouvant être constitués par des diodes rendues conductrices en réponse à un signal des lignes respectives 18 ou 19) étant prévus pour court-circuiter sélectivement ces lignes et la borne respective 11 ou 12 avec la terre, en un point situé à une distance S-/4 du point commun 24. Un signal sur la ligne 18 est amené à fermer l'interrupteur 23 de sorte que la borne 12 est découplée du point 24, l'interrupteur 22 restant ouvert de sorte qu'une puissance de signal peut aller de la borne 11 au point 24; vice versa, quand un signal apparaît sur la ligne 19» il cause la fermeture de l'interrupteur 22, permettant à la puissance de s'écouler de la borne 12 au point 24. Toute la puissance vanant du point 24 peut être transmise à un amplificateur de puissance ou à tout autre appareil d'utilisation. Pour améliorer le fonctionnement du dispositif sur une large bande de fréquence, il est désirable d'assurer un bon accord avec les bornes 11 et 12 de l'hybride 9 à tous moments. On peut facilement y parvenir comme le montre la figure 2 en prévoyant un isolateur de ferrite 25 entre la borne 11 et l'interrupteur 22 et un isolateur de ferrite 26 entre la borne 12 et l'interrupteur 23. Ces isolateurs peuvent par exemple être construits en bande, des circu-lateurs à trois fenêtres étant utilisés, une fenêtre de chacun étant terminée par un élément de charge adapté, 27 ou 28. La figure 3 est un tableau montrant les amplitudes et directions relatives des vecteurs de courant constituant les signaux aux divers points du modulateur de phase représenté par la figure 1, pour les quatre combinaisons différentes de signaux numériques de bande de base appliqués aux bornes 5 et 6. Si l'on appelle I l'amplitude du courant d'onde porteuse appliqué à la borne 1, dans un appareil de charge d'impédance R (qui doit être aussi l'impédance de l'appareil de charge présenté en 24), les signaux appliqués aux modulateurs 3 et 4 ont une amplitude de 1/2 dans les appareils de consommation d'impédance 70 40339 -5- 2067369 2E et l'amplitude des vecteurs de la figure 2, indiquée par de petites flèches, est aussi 1/2. l'amplitude du vecteur du signal de sortie à la borne 24 est alors I et il présente des déphasages relatifs de 0°, 90°, 180° ou é270° selon que la com-5 binaison de signaux numériques est désignée respectivement par A.B, A.B, S.B ou A.B. On comprend que 1'on pourrait insérer le déphaseur à 90°, 7, avant le modulateur de phase 3, pour obtenir le même résultat. Ou encore, si le coupleur de 3 dB, 2, est du type hybride 10 à quadrature, le déphaseur à 90°, 7? est superflu. 70 40339 -6- 2067369 REVENDICATIONS 1°) Modulateur de phase caractérisé par le fait qu'il comprend des agencements servant à engendrer des composantes en quadrature d'une onde porteuse, chacune étant modulée par in-3 version de phase selon des signaux numériques impulsionnels respectifs, des agencements servant à appliquer ces composantes à des bornes adjacentes respectives d'un coupleur hybride à quatre bornes et des agencements qui, obéissant aux signaux numériques impulsionnels mentionnés, choisissent la borne appro-10 priée parmi les autres bornes du coupleur pour en tirer une sortie qui équivaut à la résultante des composantes en quadrature de l'onde porteuse. 2°) Modulateur de phase selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les agencements servant à engendrer des 15 composantes en quadrature d'une onde porteuse comprennent des agencements servant à dériver deux composantes à demi-puissance de l'onde porteuse,' des agencements servant à moduler avec inversion de phase chaque composante à demi-puissance et des agencements servant à déphaser de 90° l'une des composantes mo-20 dulées à demi-puissance. 3°) Modulateur de phase selon l'une des revéndications 1 et 2, caractérisé par le fait que chacune des autres bornes du coupleur est couplée à une borne de sortie par une ligne de transmission quart d'onde respective et que les agencements 25 mentionnés comprennent des agencements servant à court-circui-ter vers la terre l'une des autres bornes en réponse à la nature des signaux numériques d'impulsion. bad original