Brevet FR2201548A1 — publié le 19740426

La présente invention a pour objet un dispositiif permettant en par ticulier la mise en parallèle de plusieurs amplificateu':s pour le montage redoneL d ces amplificateurs o la combinaison de lcurs puissances de sortie. il est souvent nécessaire, en particulier dans les répéteurs pour télécommunications spatiales, de mettre en parallèle deux ou plusieurs ampli- ficateurs en montage redondant dans un but de sécurité ar fonctionnement grace à la possibilité de d'poser d'une voie normale de transmission et de voies de secours. Il peut d'autre part entre intéressant, pour certaines conditions de transmission, de disposer dune puissance supérieure en sortie sans gJ'il soit nécessaire de modifier par exemple la puissance d'alimentation des amplificateurs. La présente invention a pour objet un dispositif présentant tous ces avantages et ces possibilités de mode de fonctionnement. Selon l'invention, un dispositif hyperfréquence de mise eil parallèle et de couplage à une sortie de deux amplificateurs est caractérisé en ce qu'il comprend une première jonction hybride pour transmettre des parties égales de la puissance hyperfréquence d'entrée auxdits amplificateurs et un circuit de commutation et de combinaison de puissance comprenant une deuxième jonction hybride, deux premiers commutateurs ayant chacun une entrée et une première et une deuxième sortie, un troisième commutateur ayant deux entrées et une sortie, les entrées des deux premiers commutateurs étant connectées respectivement à la sortie des deux amplificateurs, leurs premières sorties étant connectées respectivement à deux entrées de ladite deuxième jonction hybride et leurs deuxièmes sorties respectivement aux deux entrées du troisième commutatssur pour assurer la connexion des sorties des amplificateurs soit aux entrées de la deuxième jonction soit aux entrées du troisième commutateur, et un quatrième commutateur à une sortie constituant la sortie du dispositif et deux entrées connectées respectivement à la sortie du troisième commutateur et à la sortie sonnne de la deuxième jonction hybride, et en ce que ledit dispositif comprend en outre des premiers moyens de commande simultanée des deux premiers et du quatrième commutateur pour assurer soit la mise en parallèle des deux amplificateurs et leur utilisation alternative par l'intermédiaire du troisième commutateur en mettant hors circuit la deuxième jonction hybride, soit l'addition des puissances de sortie des deux amplificateurs en mettant en circuit ladite deuxième jonction hybride, et des deuxièmes moyens de commande du troisième commutateur pour l'utilisation de l'un ou de l'autre amplificateur lorsque la deuxième jonction n'est pas en circuit. L'invention sera mieux comprise et d'autres caractéristiques apparaitront à l'aide dc la description ci-après et des dessins joints où - La figure 1 représente le schéma du dispositif selon l'invention, - La figure 2 montre schématiquement une variante de réalisation du dispositif selon I'invenrion, - La figure 3 représente le schéma d'une extension du dispositif selon l'inven tion au cas de plusieurs amplificateurs. Sur la figure 1 est représenté le schéma du dispositif suivant l'invention dans le cas de deux amplificateurs 2 et 3. On peut supposer par exemple qu'il s'agit de deux amplificateurs identiques à tubes à ondes proagressives Une première jonction hybride 1 recevant la puissance hyperfréquence d'entrée la divise en deux parties égales transmises aux entrées des deux amplificateurs 2 et 3. La sortie des amplificateurs 2 et 3 est connectée respectivement à l'entrée de deux premiers commutateurs 5 et 6 dont les premières sorties sont reliées à deux entrées d'une deuxième jonction hybride 10 et dont les deuxièmes sorties sont reliées aux entrées d'un troisième commutateur 7. La sortie de ce commutateur 7 est connectée à une entrée d'un quatrième commutateur 8 dont l'autre entrée est reliée à la sortie somme de la jonction 10 et dont la sortie constitue la sortie 9 du dispositif. Un premier circuit de commande 11 commande simultanément les commutateurs 5, 6 et 8 et un deuxième circuit de commande 12 commande le commutateur 7. Chacune des sorties non utilisées des deux jonctions 1 et 10 est naturellement terminée sur une charge adaptée. L'ensemble de la deuxième jonction 10 et des commutateurs 5, 6, 7 et 8 constitue un circuit 4 de commutation et de combinaison de puissance dont on va expliquer ci-dessous le fonctionnement. Soit P la puissance de sortie de chacun des amplificateurs 2 et 3 recevant chacun une puissance égale à la moitié de la puissance d'entrée du dispositif par l'intermédiaire de la jonction 1 fonctionnant de manière bien connue en diviseur de puissance par deux, En position de mise en parallèle des amplificateurs par le circuit 4, le circuit de commande 11 commande les commutateurs 5, 6 et 8 de façon qu'ils occupent la position représentée sur la figure 1. I1 est aisé de voir que la deuxième jonction est hors circuit et que, par l'intermédiaire du circuit de commande 12, on peut commander le commutateur 7 pour relier à la sortie 9 soit l'amplificateur 2 soit l'amplificateur 3.On a donc un montage d'amplificateurs redondant dans lequel par exemple on peut considérer l'amplificateur 2 comme amplificateur normal et l'amplificateur 3 comme amplificateur de secours. Sur la sorte 9 on a constamment la puissance P de sortie d'un amplificateur. En position d'addition de puissance des deux amplificateurs, le circuit 11 commande la commutation simultanée des commutateurs 5, 6 et 8. Les sorties des amplificateurs 2 et 3 sont alors couplées aux entrées de la jonction 10 qui, comme cela est connu, fournit sur sa sortie somme la somme des puissances d'entrée soit ici 2P cependant qu'aucune puissance n'est transmise en principe à la sortie à charge adaptée. Cette puissance 2P est transmise à la sortie 9 par le commutateur 8. Il est à noter que le commutateur 7 ne joue alors plus aucun rôle, étant hors circuit. Le circuit de commutation et de combinaison de puissance 4 peut ainsi faire varier la puissance de sortie par bond de P à 2P. Cependant, comme on l'a indiqué plus haut, la deuxième jonction hybride fournit la somme des puissances appliquées et aucune puissance n'est dissipée dans la charge adaptée seulement si les puissances appliquées répondent à certaines conditions, à savoir égalité de ces puissances et égalité de la phase aux deux entrées. La figure 2 montre une modification du dispositif permettant de remédier éventuellement et automatiquement aux différences possibles dans les voies de transmission de la puissance hyperfréquence de la première à la deuxième jonction. Pour cela, on insère dans chaque voie un atténuateur variable (14, 15) et un déphaseur variable (16, 17). Les atténuateurs 14 et 15 d'une part et les déphaseurs 16 et 17 d'autre part sont commandés différentiellement par un circuit d'asservissement classique 13 commandé par un signal obtenu par détection du signal éventuellement dissipé dans la charge adaptée de la jonction hybride 10. La figure 3 représente l'application du principe du dispositif selon l'invention à quatre amplificateurs identiques 18, 19, 20 et 21. La puissance d'entrée est répartie également entre les quatre amplificateurs par les jonctions hybrides 1-1 à 1-3. Des circuits de commutation et de combinaison de puissance 4-1 à 4-3 identiques au circuit 4 de la figure 1 permettent la mise en parallèle de ces amplificateurs ou la fourniture de puissance P, 2P et 4P, si P est ici encore supposé être la puissance de sortie d'un amplificateur. Pour cela, les circuits 4-2 et 4-3 assurent de la manière décrite en référence à la figure 1 soit la mise en parallèle respectivement des amplificateurs 18 et 19 et des amplificateurs 20 et 21 soit l'addition de leurs puissances de sortie. De même, le circuit 4-1 assure soit la mise en parallèle des sorties des circuits 4-2 et 4-3, ce qui permet la mise en parallèle des quatre amplificateurs ou des deux groupes de deux amplificateurs suivant la position des circuits 4-2 et 4-3, soit l'addition des puissances de sortie des circuits 4-2 et 4-3. Des circuits de commande 11 et 12' analogues aux circuits 11 et 12 de la figure 1 assurent la commande des circuits 4-1 à 4-3. On peut noter que le circuit 11' doit commander simultanément à la fois les deux premiers et le quatrième commutateur des circuits 4-2 et 4-3. On obtient ainsi de manière commode et avec des pertes minimum dues aux circuits de commutation, une mise en parallèle de plusieurs amplificateurs et une commande par bonds de la puissance de sortie. Bien entendu, les exemples décrits ne sont nullement limitatifs de l'invention. On peut en particulier généraliser au cas de 2n amplificateurs en utilisant 2n - 1 jonctions d'entrée pour la répartition de la puissance entre les amplificateurs et 2n - 1 circuits de commutation et de combinaison de puissance identiques au circuit 4. REVENDICATIONS 1 - Dispositif hyperfréquence de mise en parallèle et de couplage à une sortie de deux amplificateurs caractérisé en ce qu'il comprend une première jonction hybride pour transmettre des parties égales de la puissance hyperfréquence d'entrée auxdits amplificateurs et un circuit de commutation et de combinaison de puissance comprenant une deuxième jonction hybride, deux premiers commutateurs ayant chacun une entrée et une première et une deuxième sortie, un troisième commutateur ayant deux entrées et une sortie, les entrées des deux premiers commutateurs étant connectés respectivement à la sortie des deux amplificateurs, leurs premières sorties étant connectées respectivement à deux entrées de ladite deuxième jonction hybride et leurs deuxièmes sorties respectivement aux deux entrées du troisième commutateur pour assurer la connexion des sorties des amplificateurs soit aux entrées de la deuxième jonction soit aux entrées du troisième comnutateur, et un quatrième commutateur à une sortie constituant la sortie du dispositif et deux entrées connectées respectivement à la sortie du troisième commutateur et à la sortie somme de la deuxième jonction hybride et en ce que ledit dispositif comprend en outre des premiers moyens de commande simultanée des deux premiers et du quatrième commutateur pour assurer soit la mise en parallèle des deux amplificateurs et leur utilisation alternative par l'intermédiaire du troisième commutateur en mettant hors circuit la deuxième jonction hybride, soit l'addition des puissances de sortie des deux amplificateurs en mettant en circuit ladite deuxième jonction hybride, et des deuxièmes moyens de commande du troisième commutateur pour l'utilisation de l'un ou de l'autre amplificateur lorsque la deuxième jonction n'est pas en circuit. 2 - Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que ladite puissance transmise par ladite première jonction hybride aux deux amplificateurs leur est transmise à chacun par l'intermédiaire d'un atténuateur et d'un déphaseur commandés et en ce qu'il est prévu un circuit d'asservissement recevant la puissance détectée dans la sortie différence à charge adaptée de ladite deuxième jonction hybride et commandant respectivement l'atténuation et la phase à l'entrée de chacun des amplificateurs de façon à égaliser les phases et amplitudes des signaux d'entrée de la deuxième jonction hybride. 3 - Dispositif hyperfréquence de mise en parallèle et de couplage à une sortie de 2n amplificateurs caractérisé en ce qu'il comprend 2n - 1 jonctions hybrides pour distribuer également la puissance hyperfréquence d'entrée auxdits amplificateurs, 2n - 1 circuits de commutation et de combinaison de puissance selon la revendication 1 pour coupler les sorties desdits amplifi cateurs A la sortie dudit dispositif, des premiers moyens de commande pour commander les deux premiers et le quatrième commutateur de chaque circuit de commutation et de combinaison de puissance et des deuxièmes moyens de commande pour commander le troisième commutateur de chaque circuit de commutation et de combinaison de puissance.