Brevet FR2311455A1 — publié le 19761210

La présente invention a pour objet un dispositif d'émission réception à super-réaction dans lequel l'information est portée par la fréquence de récurrence des trains d'ondes reçus et dans lequel ceux-ci- sont amplifiés dans un oscillateur 9 diode oscillatrice et à cavité résonnante monté en amplificateur à super-réaction et déclenché par un générateur d'impulsions également @tilisé pour le découpage des ondes émises. La Demanderesse a proposé antérieurement un émetteur-récepteur à ondes millimétriques utilisant un tel dispositif d'émissionréception. Dans ce dispositif d'émission-réception connu, l'oseillateur à ondes millimétriques constitue à la fois le dernier étage de ia chaîne d'émission et le premier étage de la chatne de réception Te grand avantage de ce dispositif est sa simplicité. Il présente toutefois les limitations suivantes a) il est difficile de réaliser des diodes de puissance possédant un bon facteur de bruit en réception b) à une extrémité de la liaison, la réception en superréaction te produit au démarrage e l'oscillation de la cavité, par synchronisation de cette oscillation sur l'onde reçue de l'oscillateur situé à l'autre extrémité de la liaison. Or, cet oscillateur Ponctlonn- alors à pleine puissance et on observe généralement une variation de fréouence au cours de la montée en puissance d'une cavité. Dans une liaison duplex, que permet ce dispositif, il n'est pas possible de compenser cette dérive d'où la nécessité de la maintenir dans des limites acceptables. En pratique, ceci conduit à limiter la puissance que peut fournir l'oscillateur. c) enfin, la réduction de la bande passaste de la cavité est limitée, pour une fréquence de relaxation dcnnée, par le fait que l'oscillation dans la cavité ne s'éteint pas brutalement à la fin du créneau d'excitation, ce temps de traînage étant d'autant plus long que la puissance est élevée et que la bande passante de la cavité est faible. Il faut évidemment que cette oscillation évanescente ait atteint le niveau de bruit de la cavité avant de déclencher un nouveau syele, sinon la nouvelle pacillation ne pourrait pas se synchroniser sur l'onde reçue. La présente invention a pour objet de remédier à ces inconvénients. Suivant l'invention, un dispositif d'émission-réception du type sus-indiqué est caractérisé en ce qu'il comporte un amplificateur et un dispositif d'aiguillage dirigeant les trains d'ondes reçus par l'antenne sur la cavité dudit oscillateur, les trains d'ondes générés par ledit oscillateur sur ledit amplificateur, et les trains d'ondes amplifiés par ledit amplificateur sur ladite antenne. L'invention sera mieux comprise et d-'autres caractéristiques apparaitront à l'aide de la description ci-après et des dessins s'y rapportant sur lesquels : - la- figure 1 illustre un mode de réalisation de l'invention et les figures 2 et 3 des variantes du dispositif de la figure 1. L'invention sera décrite, à titre- non limitatif, en la supposant appliquée à un émetteur-récepteur à ondes millimétriques fonctionnant en duplex. Sur la figure 1 est représenté un émetteur-récepteur fonctior- nant en duplex ; un cornet 1 est relié à l'accès 52 d'un circulateur 60 à trois accès, 51 , 52 , 53 , le sens de la circulation étant 51 - 52 - 53 - 51. L'accès 53 est relié à une cavité rdsonnante 2 comportant une diode 3 , dont une borne est reliée à la paroi de la cavité, celle-ci étant elle-même à la masse; la borne 50 de la diode 3 est reliée par l'intermédiaire d'une inductance d'arrêt 125 à la sortie d'une source d'alimentation 24. La diode 3 , une diode GUNN-LSA par exemple, est choisie pour son faible facteur de bruit. Un oscillateur de relaxation 4 suivi d'un amplificateur de puissance 5 fournit à la borne 50 de la diode 3 par l'intermédiaire d'un condensateur 26 des impulsions provoquant l'oscillation de la diode. L'oscillateur à super-réaction 2-3 utilisé pour la réception. est en même temps un détecteur par suite de la courbure de la caractéristique de résistance négative de la diode. L'oscillateur de relasation 4 est un - oscillateur modulable en fréquence, son entrée de modulation étant relié; à un microphone 14 par l'intermédiaire d'un amplificateur 6. La fréquence instantanée fi de l'oscillateur 25 est de la forme F1 + f' , i' variant entre +AF et - tF ; on supposera par exemple Fl = 1MHz, #F = 15 kHz. Le dispositif comporte en outre un amplificateur à réflexion 70 qui est relié à l'accès 51 du circulateur 60. Cet amplificateur peut, par exemple, être du type de la figure 5 de l'article de M.E. Hines "Negative-Resistance Diode Power Amplification" IEEE Transaction on Electron Device, Vol. ED-17 N 1, janvier 1970 pages 1 et suivantes. Le courant du microphone 14 est transformé par l'oscillateur modulable 4 en un signal modulé de fréquence 1 = F1 + f' et de ce fait l'amplificateur 4 fournit des impulsions à la fréquence de récurrence variable f1 , qui sont transmises à l'antenne 1 , par l'intermédiaire de l'oscillateur 3-2,du circulateur 60 (trajet 53-51) t de l'amplificateur à réflexion 70 et du circulateur 60 (trajet 51-52). On va maintenant décrire la chaîne de réception, pour la réception des émissions d-'un émetteur-récepteur dont la channe d'émission ne diffère de celle qui est représentée sur la figure t que par le fait que son oscillateur de relaxation a une fréquence f2 = F2 + f" , F2 étant égal à 700 kHz , et F" compris entre - 15 et + 15 kHz. La chaîne de réception de l'émetteur-récepteur de la figure 1 comporte outre les éléments 1 , 4 , 5 et 60 et l'oscillateur 2-3 communs aux deux chaînes, un filtre passe-bande 7 relié au condensateur 26 , et couvrant la bande de fréquences f1 - f2 , c'est-àdire F1 - F2 - 24F à F1 - F2 + 2aF. Le filtre 7 est suivi d'un amplificateur 8 , dont la sortie est reliée à la première entrée d'un mélangeur de fréquence 12 dont la seconde entrée reçoit le signal de sortie de l'oscillateur de relaxation 4 , le filtre de sortie de ce mélangeur fournissant : ft (1 - i2) = F2 + f". Ce signal est appliqué par 1' intermédiaire d'un amplificatear 9 à un démodulateur de fréquence 10 dont le discriminateur est centré sur la fréquence F2 ; ce discriminateur alimente un écouteur 11. On voit que l'on a ainsi remédié aux inconvénients signalés plus haut : la diode 3 peut être optimisée pour la réception, ce qui élimine la limitation (a). La limitation (b) l'est aussi, du fait que l'amplificateur 70 ne peut débiter pour chaque impulsion de déclenchement qu'après démarrage du processus de réception dans la cavité 2. Quant à la limitation (c) , elle est également levée puisque d'une part, la cavité réception 2 fonctionnant à bas niveau, son temps de traînage est faible ; d'autre part, l'amplificateur peut fonctionner avec un coefficient de surtension suffisamment faible pour avoir un temps de traînage négligeable. Enfin ce dispositif permet une veille silencieuse" sans émission ou sans émission notable en coupant l'alimentation de l'amplificateur, éventuellement en commutant l'accès 51 du circulateur sur une charge par un commutateur mécanique Ou à ferrite. De plus, on est assuré que la fréquence d'émission sera rigoureusement égale à la fréquence de résonance de la cavité 2. La figure 2 est une variante de la figure 1 dans laquelle l'amplificateur 70 est remplacé par un amplificateur classique 71 et le circulateur 60 par un circulateur 90 à quatre accès 91 , 92 93 , 94 , le sens de la circulation étant 91 - 92 - 93 - 94 - 91. Le cornet 1 est relié à l'accès 92 du circulateur, la cavité résonante 2 à l'accès 93 , l'entrée et la sortie de l'amplificateur 71 respectivement reliées à l'accès 94 et à l'accès 91 du circulateur 90. En ondes millimétriques, les circulateurs sont des éléments onéreux. Par ailleurs, ils présentent des pertes non négligeables. Il peut donc être économiquement avantageux de les remplacer par des coupleurs. La figure 4 représente à titre d'exemple une variante de la. figure 1 utilisant un coupleur à 3 dB , 160 , et un amplificateur à réflexion, à deux diodes, 72. Cet amplificateur 72 peut être par exemple du type décrit dans l'article de H.A Willing "Un amplificateur à deux étages avec diodes IMPATT" (Journal des Télécommunications, Vol. 41, VII/1974 pages 439 à 445). Deux accès conjugués 162 et 163 du coupleur sont reliés au cornet 1 et à la cavité 2 , les deux autres 164 et 161 sont reliés aux deux diodes de l'amplificateur 72. A la réception, l'onde reçue par le cornet 1 est divisée par le coupleur en deux ondes égales et en quadrature appliquées sur les diodes de l'amplificateur 71 qui sont alors supposées au repos. Ces diodes présentent des coefficients de réflection égaux et élevés. Toute l'énergie reçue par l'antenne est donc transmise à la cavité réception (les pertes apportées par les diodes étant supposées négligeables). La cavité réception détecte cette onde par effet de super- réaction, et entre en oscillation. Le signal généré par la cavitë réception est également divisé en deux signaux égaux et en quadrature appliqués aux diodes amplificatrices. Les diodes amplifient ces signaux et la somme des signaux amplifiés est transmise à l'antenne. REVENDICATIONS 1. Dispositif d'émission-réception à super-réaction dans lequel l'information est portée par la fréquence de récurrence des trains d'ondes reçus et dans lequel ceux-ci sont amplifiés dans un oscillateur à diode oscillatrice et à cavité résonnante monté en amplificateur à super-réaction et déclenché par un générateur d'impulsions également utilisé pour le découpage des ondes émises, caractérisé en ce qu'il comporte un amplificateur et an dispositif d'aiguillage dirigeant les trains d'ondes reçus par l'antenne sur la cavité dudit oscillateur, les trains d'ondes générés par ledit oscillateur sur ledit amplificateur, et les trains d'ondes amplifiés par ledit amplificateur sur ladite antenne 2.Dispositif d'émission-réception suivant la revendication 1 , caractérisé en ce que ledit amplificateur est un amplificateur à réflexion et ledit dispositif dlaiguillage est un circulateur à trois accès respectivement reliés à l'antenne, à la cavité dudit oscillateur et à l'entrée de l'amplificateur. 3. Dispositif d'émission-réception suivant la revendication I , caractérisé en ce que ledit amplificateur est un amplificateur comportant une entrée et une sortie distinctes, et en ce que ledit dispositif d'aiguillage est un circulateur à quatre accès reliés respectivement à l'antenne, à la cavité dudit oscillateur, à l'entrée de l'amplificateur et à la sortie de l'amplificateur. 4. Dispositif d'émission-réception suivant la revendication 1 , caractérisé en ce que ledit dispositif amplificateur est un amplificateur à réflexion à deux diodes, et en ce que ledit dispositif d'aiguillage est un coupleur à 3 dB dont deux accès conjugués sont respectivement reliés aux deux entrées de l'amplificateur, et les deux autres à l'antenne et à la cavité de 1' oscillateure 5. Poste émetteur-récepteur caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif d'émission-réception suivant lune quelconque des revendications précédentes.