Brevet FR2458955A1 — publié le 19810102

La présente invention concerne un procédé et un dispositif mélan- geur pour la compensation des non-linéarités d'organes de transmis- sion dans un faisceau hertzien, à l'aide d'un étage mélangeur- correcteur auquel sont appliqués le signal à fréquence intermédiaire (ZF), modulé par le signal utile, et le signal de l'oscillateur local; le signal haute fréquence (HF) est ajusté par une première diode mélangeuse au niveau nominal et par une seconde diode mélan- geuse à un niveau inférieur à sa valeur nominale et avec déphasage; les deux signaux HF sont combinés et l'ajustage est choisi de façon que le signal de sortie haute fréquence présente une distorsion, dont l'amplitude est égale à celle de la distorsion du signal de l'organe de transmission, mais dont la phase est opposée à celle de cette dernière. Un tel procédé est décrit dans la demande de brevet de la Répu- blique fédérale d'Allemagne publiée sous le n0 27 43 352.9-35. Cette demande de brevet vise à compenser la non-linéarité d'un organe de transmission par le dimensionnement approprié d'un mélangeur. Elle a pour objets un procédé et un dispositif mélangeur pour la mise en oeuvre dudit procédé, le moyen de variation du niveau et de la phase du signal d'oscillateur étant un circuit série ajustable, accordé à la fréquence d'oscillateur et constitué par une inductance, une capacité et une résistance. La demande précitée présente toutefois les inconvénients sui- vants: un changement des fréquences impose un nouvel accord du circuit série et la phase de la non-linéarité produite est limitée à la plage de -r/4 L'invention a pour objets un procédé et un dispositif mélangeur permettant la compensation des non-linéarités d'amplitude et de phase quelconques d'organes de transmission dans un faisceau hertzien même à large bande. Il est certes indiqué dans la demande précitée qu"'un tel montage est également réalisable à large bande, avec deux étages mélangeurs interconnectés de façon appropriée, la phase étant ajustée sur le second étage mélangeur à l'aide d'un circulateur, d'un atténuateur et d'un stub", mais aucun principe clair n'est décrit pour la solution du problème posé. 24S8955 représente le signal utile de sortie UNA, formé à partir des compo- santes UNI et UN2, et la seconde représente le signal perturbateur non-linéaire UStA résultant, formé à partir des deux signaux pertur- bateurs non-linéaires UStI et USt2 des mélangeurs MI et M2. On voit nettement que le signal perturbateur non-linéaire résultant UStA est en retard d'environ w/4 sur le signal utile résultant UNA, ce retard étant avantageusement utilisable pour la compensation du taux de distorsion harmonique d'un tube à onde progressive, résultant d'une conversion AM-PM et présentant une avance de JT/4. Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art au principe et aux dispositifs qui viennent d'être décrits uniquement à titre d'exemples non limitatifs, sans sortir du cadre de l'invention. 245s955 Revendications 1. Procédé pour la compensation des non-linéarités d'organes de transmission dans un faisceau hertzien, à l'aide d'un étage mélan- geur-correcteur auquel sont appliqués le signal à fréquence inter- médiaire (ZF), modulé par le signal utile, et le signal de l'oscil- lateur local; le signal haute fréquence (HF) est ajusté par une première diode mélangeuse au niveau nominal et par une seconde diode mélangeuse à un niveau inférieur à sa valeur nominale et avec déphasage; les deux signaux HF sont combinés et l'ajustage est choisi de façon que le signal de sortie haute fréquence présente une distorsion, d'amplitude égale à celle de la distorsion du signal de l'organe de transmission, mais de phase opposée à celle de cette dernière, ledit procédé étant caractérisé en ce que deux mélangeurs au moins sont utilisés, dont le premier comprend la première diode 1S et le second la seconde diode; le signal de l'oscillateur local est appliqué au second mélangeur par un régulateur de niveau et de phase; et les signaux de sortie des mélangeurs sont réunis par un sommateur. 2. Dispositif mélangeur pour la mise en oeuvre du procédé selon revendication 1, caractérisé par l'insertion de lignes de compensa- tion (Lz) dans les branches d'entrée et de sortie des mélangeurs. 3. Dispositif mélangeur selon revendication 2, caractérisé par l'insertion d'atténuateurs variables (d) dans les branches d'entrée ZF des mélangeurs. 4. Dispositif mélangeur selon une des revendications 2 et 3, caractérisé par l'utilisation comme régulateur de niveau et de phase d'un circulateur, dont une sortie est bouclée par un atténuateur- déphaseur variable (un stub par exemple). - 2458955 Selon une caractéristique essentielle de l'invention, deux mélangeurs au moins sont utilisés, dont le premier comprend la pre- mière diode et le second la seconde diode; le signal de l'oscilla- teur local est appliqué au second mélangeur par un régulateur de niveau et de phase; et les signaux de sortie des mélangeurs sont réunis par un sommateur. Selon une autre caractéristique de l'invention, des lignes de compensation sont insérées dans des branches d'entrée et de sortie des mélangeurs. Selon une autre caractéristique de l'invention, des atténua- teurs ajustables sont insérés dans les branches d'entrée ZF des mélangeurs. Selon une autre caractéristique de l'invention, le régulateur de niveau et de phase utilisé est un cîrculateur à 3 branches, dont une sortie est bouclée par un atténuateur-déphaseur variable (un stub par exemple). L'invention présente l'avantage de permettre la compensation des nonlinéarités d'organes de transmission, d'amplitude et de phase quelconques, sans exiger un appareillage d'accord supplémentaire lors d'un changement de la fréquence de transmission du faisceau hertzien. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à l'aide de la description détaillée ci-dessous et des dessins annexés sur lesquels la figure 1 représente un exemple de réalisation du dispositif mélangeur selon l'invention; la figure 2 représente quelques valeurs d'amplitude du dispositif mélangeur en fonction de la fréquence; la figure 3a représente le signal utile de sortie, formé par la som- nation des signaux utiles des deux mélangeurs; et la figure 3b représente le signal perturbateur non-linéaire, formé par la sommation des signaux correspondants des deux mélangeurs. Le dispositif selon figure 1 comprend deux mélangeurs élévateurs MI, M2, auxquels l'entrée ZFE de fréquence intermédiaire (ZF), un étage découpleur K2 et des atténuateurs d variables ou fixes appli- quent par exemple un signal à fréquence intermédiaire modulé à bande latérale unique. Le signal de l'oscillateur local est appliqué par l'entrée OE à un étage découpleur Kl, dont une sortie est reliée directement à l'entrée du premier mélangeur Ml et dont la seconde sortie est reliée à une branche du circulateur Z à trois branches. La branche suivante dans le sens de transfert est bouclée par un atté- nuateur D variable ou fixe et un déphaseur Ph également fixe ou variable. La troisième branche du circulateur Z dans le sens de transfert est reliée à l'entrée du second mélangeur M2. Les sorties des deux mélangeurs sont connectées à un sommateur S, dont la sortie HFA délivre le signal HF. Un ajustage approprié des atténuateurs et du déphaseur permet de délivrer une composante perturbatrice d'ampli- tude et de phase quelconques, correspondant à une non-linéarité donnée. L'insertion de lignes additionnelles Lz dans les branches de mélan- geur peut être nécessaire dans certaines conditions pour améliorer la bande passante. Le dispositif mélangeur selon l'invention permet ainsi de pro- duire une non-linéarité, d'amplitude et de phase égales à celles d'un autre organe de transmission, mais en opposition de phase et assurant ainsi une linéarisation. La figure 2 représente quelques valeurs d'amplitude du dispo- sitif mélangeur selon figure 1 en fonction de la fréquence f. Les deux signaux utiles UN, de fréquence fl et f2, sont représentés ainsi que les deux signaux perturbateurs distordus USt, de fréquence 2f2 - fl et 2fl - f2; les traits pleins correspondent à la sortie du mélangeur 1 et les tirets à la sortie du mélangeur 2. On voit nette- ment que le mélangeur 1 présente une non-linéarité de 10 % seulement mais que le mélangeur 2 fonctionnant à la moitié de sa puissance présente une non-linéarité de 20 %, soit une non-linéarité rapportée à sa puissance de 40 %. Les signaux perturbateurs non-linéaires sont par exemple en phase avec les signaux utiles UN. Lorsque le déphaseur Ph selon figure 1 produit une différence de phase d'environ 3/8 w entre les signaux du mélangeur 1 et ceux du mélangeur 2, le somma- teur S effectue une addition selon les figures 3a et 3b. La première