Brevet FR2115283A1 — publié le 19720707

L'invention, relative en général à des systèmes de transmission radio, concerne en particulier un récepteur à large bande de signaux micro-ondes modulés en fréquence (fi), faisant appel à la démodulation à phase rigide. Dans la technique antérieure (cor. par exemple l'article de R.C. Booton, Jr. Demodulation of Wideband Frequency Modulation Utilizing Phase-Lock Technique", Proceedings of the National Telemetering Conference, 1962, article 6-4), de tels récepteurs, du type superhétérodyne, utilisent un démodulateur à phase rigide qui opère à une fréquence intermédiaire (FI) plutôt qu'à la fréquence porteuse (FP).Lorsque le démodulateur à phase rigide travaille à une fréquence intermédiaire, la largeur du spectre du signal amplifié est limitée à la largeur de bande FI. Etant donné que l'oscillateur commandé -par la tension (VCO) associé fonctionne à une fréquence FI, son excursion de fréquence doit être limitée approximativement à + 5 ffi de la fréquence FI, si l'on veut maintenir une bonne linéarité du signal amplifié. Le récepteur de la présente invention est constitué par des composants à micro-ondes bien connus, formant un amplificateur HF en mSme temps qu'un démodulateur à phase rigide, en une combinaison nouvelle. Contrairement à la technique antérieure, le récepteur de l'invention contient un démodulateur à phase rigide qui travail- le à la fréquence porteuse FP plutat qutà une fréquence intermédiaire FI. Par cette disposition, on évite la perte de conversion dans le mélangeur, observée antérieurement, car aucune conversion (de fréquence) vers le bas n'est appliquée-préalablement à la démodulation. En outre, l'amplificateur HF contiens deux atténuateurs commandés par courant (CCA) qui sont pilotés par un régulateur automatique de gain (AOC), lequel est commandé, par l'intermédiaire d'un détecteur HF (RFD), par la sortie de l'amplificateur HF et l'entrée du démodulateur à phase rigide (PLD). L'invention pourra de toute façon Etre bien comprise à l'aide du complément de description qui suit ainsi que du dessin ci-annexé, lesquels complément et dessin sont relatifs à un mode de réalisation préféré qui est, bien entendu, donné surtout à titre d'indication. L'unique figure reproduit un schéma par blocs d'un récepteur HF concrétisant la présente invention. Le récepteur représenté sur l'unique figure annexée est celui d'un système de transmission de données à large bande pour avions, fonctionnant dans la bande X avec une largeur de bande de données de 25 mégahertz (MHz) et il est en mesure de recevoir des données sous la forme de TV, IR LORAN, etc. Le dispositif particulier qui est représenté est conçu pour recevoir, sur l'antenne 10, deux fréquences porteuses de 9650 MHz et 9330 MHz qui sont isolées dans un diplexer (DIP) en vue de leur couplage à l'amplificateur/démodulateur qui leur est respectivement asso nié. Le signal reçu, en provenance de l'antenne 10, est appliqué au moyen d'un atténuateur gradué (SAT) 12, à un diplexer (DIP) 14 qui isole les deux fréquences porteuses, de 9650 MHz et 9330 MEk, du signal reçu. Le signal à 9650 MHz, qui est séparé du signal à 9330 MHz par 120 dB environ, est appliqué à un amplificateur paramétrique à faible bruit (PAM) 16, puis à un filtre coupe-bande (BRF) 18 qui filtre le signal de 9650 MHz reçu à une largeur de bande spectrale de 140 MHz. L'amplificateur paramétrique I6#amplifie le signal porteur de -16 dE environ et établit le chiffre de faible bruit (4 dB) pour le récepteur. L'amplificateur paramétrique 16 commande l'attenuateur contrôlé par courant (CCA) 20, l'amplificateur à diode tunnel (TDA) 22, l'atténuateur contrôlé par courant (CCA) 24, l'amplificateur à tube à onde progressive (TWT) 26 et le coupleur directionnel (DIR) 28 de l'amplificateur HF. Les atténuateurs commandés par courant 20,- 24, agissant par l'intermédiaire d'un régulateur automatique de gain (ARC) 32 et d'un détecteur HF (RAD) 30, qui sont pilotés par le coupleur directionnel 28, servent à maintenir une entrée pratiquement constante, de 0,5 milliwatts (mW) approximativement, pour le démodulateur à phase rigide. Puis l'amplificateur à diode tunnel (TDA) 22 amplifie le signal porteur de 26 dB encore et l'applique à l'atténuateur commandé par courant (CCA) 24, à l'amplificateur à tube à onde progressive (TWT) 26 qui amplifie le signal porteur à un niveau de 0,5 mW environ. A la sortie de l'amplificateur à tube à onde progressive 26, le signal porteur amplifié passe à travers le coupleur directionnel 28 où un échantillon, atténué de 10 dB, est détecté et appliqué rétroactivement au régulateur automatique de gain 32, par l'intermédiaire du détecteur HF 30.Comme on l'a mentionne ci-dessus, le régulateur automatique de gain 32 délivre aux atténuateurs commandés par courant 20, 24 un courant proportionnel à la sortie de l'amplificateur à tube à onde progressive 26, pour maintenir un niveau de puissance' pratiquement constant, de 0,5 mW environ, à la sortie du coupleur direction nel 28. Le signal porteur amplifié en provenance du coupleur direc- tionnel 28 est ensuite appliqué, par l'intermediaire d'un sépia rateur (ITR) 34, au démodulateur à phase rigide (PLD) 35, boucle formée par un détecteur de phase (PHI) 36, un filtre -de boucle (LOF) 38, un amplificateur de boucle (LOA) 40, un oscillateur commandé par tension (VCO)'44 et un atténuateur de réglage de niveau (LSA) 46.Dans le détecteur de phase 55, le signal porteur amplifié est comparé en phase avec un signal local qui est engendré par l'oscillateur commandé par tension 44 et ltatténua- teur de réglage de niveau-46, de manière à produire un signal d'erreur. Ce signal d'erreur, en provenance de l?oscillateur commandé par tension 44 et de l'atténuateur de réglage de niveau 46, représente la différence de phase instantanée entre celle du signal porteur amplifié et de l'oscillateur commandé par tension 44. Le signal d'erreur est filtra par le filtre de boucle 38 et amplifié par l'amplificateur de boucle 40 qui délivre deux signaux de sortie.L'un de ces signaux de sortie est couplé rétroactivement à ltoscillateur commandé par tension 44, où il régit la fréquence instantanée de cet oscillateur 44. La varia tion de fréquence qui résulte du signal d'erreur est dans la phase convenable afin d'amener l'oscillateur à commande par tension 44 à suivre la fréquence instantanée du signal porteur amplifié, c'est-à-dire à eAtre en phase rigide avec cette fréquence.L'oscillateur commandé par tension 44 suivant la fréquence du signas porteur amplifié, le signal terreur est une reproduction du signal de modulation, étant donné que le signal d'erreur nécessaire pour que l'oscillateur commandé par tension 44 suive le signal porteur amplifié est identique au signal de modulation qui était prlmitivement nécessaire pour dévier la fréquence du signal porteur amplifié. Le signal porteur démodulé est appliqué, sous la forme de l'autre signal de sortie de l'amplificateur de boucle 40, à un amplificateur tampon 42. Le signal porteur démodulé, en provenance de l'amplificateur tampon 42, est appliqué en parallèle à un filtre passe-bas de 15 MHz (LPF) 47 en vue de la séparation du signal TV, et à un filtre passe-bande de 23,5 I#z (BPF) 50 en vue de la séparation de la sous-porteuse à modulation Loran. La sortie du filtre passe-bas 47 est couplée directement au dispositif de contrôle TV (TVM) 48, tandis que la sortie du filtre passe-bande 50 est démodulée par un discriminateur (DIS) 52 dont la sortie est appliquée à un récepteur Loran (LOR) 54. Couine on l'a souligné précédemment, l'un des aspects carac téristiques de l'invention réside dans l'utilisation de la boucle de démodulation à phase rigide (constituée par le détec teur de phase 36, le filtre de boucle 38, l'amplificateur de boucle 40, ltoscillateur commandé par tension 44 et l'atténua teur de réglage de niveau 46) qui fonctionne à la fréquence porteuse YPdIslgnal porteur amplifié, plutôt qu'à une fréquence intermé diapre FI, selon ce qui est mentionné dans l'article précité de R.C. Booton, Jr. Une telle démodulation à phase rigide (Cf. ltourrage nPhaselock Techniquesn de F.M. Gardner, John Wiley & BR Sons, Zinc., 1966), lorsqu'elle est appliquée à une fréquence intermédiaire, introduit une limitation de largeur de bande inutile et indésirable pour le signal porteur amplifié. Cette limitation est supprimée d'après la présente invention, par le fait que le démodulateur à phase rigide fonctionne à la fréquen ce du signal porteur, à laquelle il travaille de manière analogue aux démodulateurs à phase rigide à basse fréquence.Du fait que la fréquence de travail de l'oséillateur à commande par tension 44 se situe dans la région des micro-ondes, le pourcentage d'écart de fonctionnement de ltosclllateur commandé par tension 44 est très faible et, en conséquence, la linéarité du récepteur est très élevée. De plus, l'utilisation des atténuateurs comman dés par courant 20, 24 sous la commande du régulateur automatique de gain 32 permet que la largeur de bande globale de l'amplifica teur HF soit très grande, si bien que le spectre HF du signal porteur amplifié peut-etre très large. Par ailleurs, l'atténua- teur de réglage de niveau dans la boucle à phase rigide 35 four nit un moyen commode pour régler le gain de boucle. Comme il va de soi et comme il résulte d'ailleurs dé#à de ce qui précède, l'invention ne se limite nullement à celui de ses modes d'application non plus qu'i ceux des modes de réalisa tion de ses diverses parties ayant été plus spécialement indi qués; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes. REVENDICATIONS 1. Récepteur HF, caractérisé par la combinaison des éléments suivants : des moyens récepteurs pour recevoir un signal HF dont la fréquence porteuse est connue; un amplificateur HF accouplé à ces moyens récepteurs, pour amplifier ce signal HF; un démodulateur à phase rigide à micro-ondes, travaillant à ladite fréquence porteuse et accouplé à 11 amplificateur HF, pour démoduler le signal HF; et des moyens utilisateurs accouplés au démodulateur à phase rigide à micro-ondes, pour éditer les signaux d'informa tionrportés par ledit signal HF. 2. Récepteur HF selon 1a revendication 1, caractérisé par le fait que l'amplificateur HF comprend :au moins deux atténuateurs commandés par courant; et un régulateur automatique de gain, accouplé à la sortie de l'amplificateur HF et aux atténuateurs commandés par courant, pour maintenir ledit signal HF à un niveau de puissance constant à la sortie de l'amplificateur HF.