Brevet FR2490430A1 — publié le 19820319

L'invention se rapporte à un dispositif de correc- tion des distorsions linéaires d'amplitude des signaux radioélectriques en particulier les affaiblissements sélectifs en fréquence, et aux récepteurs radioélec- triques comportant un tel dispositif. Les liaisons radioélectriques sont soumises à des distorsions linéaires et en particulier à des affaiblis- sements de propagation, variables dans le temps, pouvant 9tre sélectifs en fréquence, qu'il est nécessaire de corriger par un circuit adaptatif pour que la courbe amplitude-fréquence du signal démodulé soit convenable, les distorsions d'amplitude du signal étant ainsi mini- misées. Ce défaut est nettement perçu dans les trans- missions radioélectriques de signaux numériques. Il existe plusieurs types de dispositifs de cor- rection applicables aux transmissions de signaux numé- riques. Pour un premier type de dispositifs, la correction est effectuée en corrigeant le signal démodulé lui-meme, soit par un circuit autoadaptatif tenant compte, pour l'appréciation de la valeur d'un bit, de l'amplitude du signal transmis par rapport à une amplitude de seuil fonction des états antérieurs et réactualisée à chaque instant, soit par un traitement du signal numérique dé- modulé par un filtre transverse ou récursif adaptatif, Les circuits correspondants sont complexes et entraînent donc une majoration de coCt notable pour les récepteurs radioélectriques comportant de tels dispositifs de correction. Pour un second type de dispositifs, la correction est obtenue par un traitement du signal à fréquence in- termédiaire, avant démodulation0 Pour ce type de correc- tion, il est admis que le spectre du signal est symé- trique par rapport à la fréquence centrale avant la transmission (ce qui est vrai en particulier pour les signaux numériques du fait de 'l'embrouillage") et la détection d'amplitude dans deux bandes étroites de part et d'autre de la fréquence centrale permet, en approxi- mant le défaut par une loi linéairede le corriger par un circuit correcteur variable dont la caractéristique amplitude-fréquence, linéaire, a une pente variable inverse de celle qui caractérise le défaut détecté. Un tel traitementavec un circuit correcteur de caractéristique amplitude fréquence linéaire introduit, en m9me temps que les variations d'amplitudes souhai- téesr des variations de phase qui sont liées aux pre- mières. Or, si le canal de transmission introduit, en plus des distorsions d'amplitude, des distorsions de phase, ces deux types de distorsion ne sont pas liés par une relation déterministe. Si, en meme temps que la loi de correction d'amplitude, un loi de variation de phase qui lui est liée, affecte également le si- gnal, il est possible que le résultat de cette correc- tion; soit en m me temps qu'une correction de la carac- téristique amplitude-fréquence, une dégradation de la caractéristique phase-fréquence. L'objet de l'invention est un dispositif de correction du deuxième type, c'est-à-dire réalisant une correction en fréquence intermédiaire pour des si- gnaux radioélectriques dont le spectre est normalement symétrique par rapport à la fréquence centrale, lors de l'émission, qui ne présente pas l'inconvénient men- tionné ci-dessus, c'est-à-dire qui nemdifie pas la phase du signal. Suivant l'invention, un dispositif de correction des distorsions d'amplitude de signaux radioélectriques comportant une entrée à fréquence intermédiaire cou- plée à l'entrée d'au moins un circuit correcteur, ce circuit comportant en outre une sortie couplée à-la sortie à fréquence intermédiaire du dispositif par un amplificateur et une entrée de commande de correction, est principalement caractérisé en ce que le circuit correcteur a une structure de filtre transverse à trois étages et comporte à cet effet trois voies dont les entrées sont reliées à l'entrée du circuit introduisant respectivement un retard T et une atténuation a varia- ble pour la première, un retard T et une atténuation fixe a pour la seconde, et une atténuation a variable- pour la troisième, T étant un paramètre fonction de la fréquence intermédiaire f, les signaux issus de ces trois voies étant additionnés pour délivrer le si- gnal corrigé à la sortie du circuit. L'invention sera mieux comprise et d'autres ca- ractéristiques apparaîtront à l'aide de la description qui suit en référence aux figures annexées. La figure 1 représente un schéma synoptique d'un mode de réalisation du circuit correcteur variable, utilisé dans le dispositif de correction selon l'in- vention. La figure 2 représente la fonction de transfert de ce circuit correcteur pour plusieurs valeurs du pa- ramètre variable. La figure 3 représente le schéma synoptique d'un mode de réalisation préféré du circuit correcteur va- raible utilisé dans le dispositif de correction selon l'invention. La figure 4 est un schéma détaillé d'un circuit correcteur. La figure 5 est un schéma synoptique du disposi- tif de correction suivant l'invention. La figure 6 représente des courbes illustrant le défaut à corriger. Comme indiqué ci-dessus, le circuit correcteur doit avoir, dans la bande de fréquences,une caracté- ristique amplitude-fréquence sensiblement linéaire, avec une pente variable et ne doit pas modifier la phase du signal en fonction de la fréquence dans cette bande de fréquences. Pour cela, le circuit correcteur est du type filtre transverse à trois étages. Le schéma synopti- que d'un tel filtre est représenté sur la figure 1. Il comporte une entrée de signal EU deux circuits à re- tard pur, en série 10 et 11 et trois atténuateurs 12, 13 et 14 dont les entrées sont respectivement reliées à l'entrée E, au point commun I aux deux circuits à retard 10 et 11, et à la sortie du second circuit à retard 11. Les sorties de ces trois atténuateurs sont reliées aux entrées d'un sommateur 15 dont la sortie est la sorties du circuit correcteur. - Les deux circuits à retard introduisent des re- tards fixes égaux à T sur les signaux qu'ils reçoivent. Les coefficients d'atténuation des atténuateurs 12 et 14 sont égaux à a et variables simultanément dans le meme sens par l'intermédiaire d'un signal de commande appliqué à leurs entrées de commande; le - coefficient d'atténuation de l'atténuateur 13 est fixe et égal à ao; un signal à la fréquence f, d'amplitude A à l'entrée de ce circuit, se transforme en un signal à la meme fréquence non déphasé et seulement retardé de T 2 d'amplitude (2acosufT + ao)A. i La réponse d'un tel circuit en fonction de la fréquence,A(f), est représentée sur la figure 2. Elle est sinusoidale,autour d'une amplitude moyenne ao A, les zéros de cette variation sinusoïdale étant aux fré- quences f telles que: f = 2k-I-, k entier positif ou 2Tt nul, et il n'y a pas de variation de phase du signal en fonction de la fréquence. Si la bande B du signal transmis est inférieure à et si la durée T est choisie en fonction de la 2k+l fréquence centrale fo de la bande telle que T - 2f ' o par exemple avec k = 0, f = - a alors la réponse o 2T e' du circuit correcteur est assimilable à une réponse linéaire de pente 2a2T. Si a est variable par réglage entre - a1 et + a1 & la pente de la réponse amplitude fréquence du circuit correcteur varie en - 2a1zT et + 2a1%T, l'amplitude à la fréquence centrale fo étant constante et égale à a oA. Les amplitudes aux fréquences- B B fo - 2 et f + 2 sont respectivement égales à (a + 2a sin X B)A et (a - 2a sin B-T)A, et leur o 2 o0 2 2a. BT rapport est égal à 1 + ao sin a 2a BT 1- a sin 2 A titre d'exemple, pour B = 61 (si fo = 14OMHz et B = 47 MHz) et pour a = 2ao0, la pente globale entre les fréquences extremes de la bande de fréquences est de l'ordre de lOdB. Un tel circuit correcteur peut donc compenser une distorsion d'amplitude du premier ordre (linéaire) de la fonction de transfert amplitudefréquence sans altérer la phase. En pratique la structure classique du filtre transverse à trois étages représentée sur la figure 1 n'est pas parfaitement adaptée car il est difficile de garantir, par deux atténuateurs distincts, des coeffi- cients d'atténuation exactement égaux lors des varia- tions effectuées pour la correction. La figure 3 représente le schéma synoptique et la figure 4 un schéma détaillé d'un-mode de réalisation préféré du circuit correcteur utilisé dans le disposi- tif de correction selon l'invention. Sur ces figures les m9mes éléments que sur la figure 1 ont été désignés par les m9mes repères. Dans ce circuit, le signal non retardé présent sur l'entrée E et le signal retardé de T sont additionnés avant atténuation variable, un seul atténuateur variable d'atténuation a comprise entre -a et + a1 étant alors nécessaire. Le circuit comporte à partir de l'entrée de signal E, les deux circuits à retard pur 10 et 11 en série. Comme dans le premier mo- de de réalisation, le point commun I aux deux circuits à retard est relié à l'entrée de l'atténuateur fixe 13 de coefficient d'atténuation a - Mais l'entrée E et o la sortie du circuit à retard 11 sont reliées à un additionneur supplémentaire I6. dont la sortie est re- liée à l'entrée d'un atténuateur variable unique 17 qui a alors la emme fonction que les atténuateurs 12 et 14 du premier circuit. Les sorties des atténuateurs 13 et 17 sont alors reliées à l'additionneur de sortie, 15 dont la sortie S est la sortie du circuit correcteur. Dans les deux modes de réalisation du circuit correcteur décrits en référence aux figures 1 et 3, une variante consiste à utiliser au lieu des deux cir- T cuits à retard de retard 2 en série, deux circuits à retard dont les entrées sont reliées à l'entrée 3e l'un de retard 2 dont la sortie est reliée à l'atténua- teur fixe 13, l'autre de retard T dont la sortie est reliée à l'atténuateur variable 14 dans le cas de la figure 1, soit à l'additionneur 16 dans le cas de la figure 2. La figure 4 représente un peu plus en détails le mode de réalisation préféré du circuit correcteur avec un seul atténuateur variable, dans la deuxième variante, comportant un circuit à retard T et un circuit à retard T - 2 ' L'entrée est reliée à un accès d'un coupleur 3dB, , utilisé en séparateur. Les deux accès de artiede ce coupleur sont respectivement reliés à l'entrée d'une ligne coaxiale souple 21 de longueur 1 et à un accès d'un second coupleur, 3dB, 22, également utilisé en séparateur. Les accès de sortie de ce second coupleur sont respectivement reliés à l'entrée d'une seconde ligne coaxiale souple, 23, de longueur 12 et à l'en- trée d'un atténuateur de compensation à résistances, 24, dont l'atténuation est ajustée pour 9tre égale à l'atténuation (faible) introduite par la ligne coaxiale 23 (de l'ordre de 0,2dB à 0,5dB). Les sorties de la ligne 23 et de l'atténuateur 24 sont reliées aux deux entrées d'un coupleur 3dB, 25, monté en additionneur dont la sortie somme est re- liée à l'entrée d'un modulateur en anneau à diodes PIN, 26, utilisé en atténuateur variable, le signal de com- mande variable C agissant sur le courant de polarisation des diodes du modulateur. La sortie de ce modulateur est reliée à un accès d'un autre coupleur 3dB, 27, monté en additionneur, l'autre accès de ce coupleur 27 étant couplé à la sor- tie de la ligne coaxiale 21 par l'intermédiaire d'un atténuateur à résistances, 28, destiné à introduire dans la voie retardée de T, l'atténuation fixe a. et une atténuation supplémentaire destinée à égaler celle introduite par les coupleurs et la ligne coaxiale dans la voie comportant l'atténuateur variable. L'utilisation dans ce circuit, d'un modulateur en anneau comme atténuateur variable est intéressante car il est possible de réaliser ainsi une commande di- recte, par un signal d'erreur positif ou négatif, du coefficient d'atténuation pour faire varier la pente du correcteur entre des valeurs positives et des va- leurs négatives. L'utilisation dans ce modulateur de diodes PIN permet d'éviter la génération d'harmoniques. Un tel circuit correcteur peut donc 8tre inséré simplement dans les étages à fréquence intermédiaire d'une station de réception, comme le montre le schéma de la figure 5 qui représente le mode de réalisation le plus simple du dispositif de correction suivant l'in- vention. Dans le dispositif de correction représenté sur cette figure -le circuit correcteur 1, réalisé suivant l'un des modes de réalisation décrits ci-dessus, a son entrée E couplée à l'entrée de signal à fréquence in- termédiaire EFI par l'intermédiaire d'un amplificateur de réception FI à gain variable 2, comportant une en- trée de commande de gain CG. La sortie S du circuit correcteur est reliée à l'entrée d'un amplificateur 3 compensant par son am- plification, l'atténuation introduite à la fréquence centrale f0 par le circuit correcteur 1. Cette atténuation fixe a. est fonction de la pen- te maximale de correction désirée dans la bande du signal, de la bande du signal, des pertes introduites par les coupleurs et de l'affaiblissement minimal de l'atténuateur variable qui s'ajoute à l'atténuation fixe. Le réglage du coefficient d'amplification par l'amplificateur 3 est effectué définitivement. La sor- tie de cet amplificateur est la sortie de l'étage à fréquence intermédiaire SFI. Cette sortie SPI est couplée à l'entrée de com- mande automatique de gain, CG de l'amplificateur 2 d par un filtre de bande, 4, du signal en FI, relié à un détecteur, 5e dont la sortie est reliée à la pre- mière entrée d'un comparateur, 6v la seconde entrée de ce comparateur recevant un signal de référence R fixant le niveau moyen du signal à la sortie SFI par commande du gain de l'amplificateur 2. Par ailleurs, pour la commande du circuit cor- recteur 1, le dispositif comporte deux filtres passe bande très sélectifs, ayant une bande de quelques MHz, 7 et 8, dont les fréquences centrales sont symétriques par rapport à la fréquence centrale f0 de la bande à fréquence intermédiaire du signal reçu. Deux détecteurs 71 et 81, qui détectent les niveaux du signal dans ces deux bandes étroites symétriques par rapport à f r ont o leurs sorties reliées aux entrées d'un comparateur 9. - La sortie de ce comparateurqui fournit un signal de commande fonction de la différence de ces niveaux dé- tectés,est reliée à l'entrée de commande C du circuit correcteur 1. La structure décrite est une commande en contre réaction par un signal d'erreur indiquant la pente résiduelle positive ou négative, à ajouter pour que la correction soit complète. Il est également pos- sible d'effectuer la commande a priori en branchant les filtres 7 et 8 non plus à la sortie SF; mais à la sor- tie de l'amplificateur 2 de commande automatique de gain. Au lieu d'utiliser un seul circuit correcteur pour couvrir toute la gamme de correction (par exem- ple, si la pente maximale à corriger est 12dB entre - B/2 et + B/2, un circuit correcteur dont la pente pourrait varier de - 12dB à + 12dB dans cette bande>, il est possible d'associer plusieurs circuits correc- teurs semblables à celui décrit, ces circuits pouvant avoir des paramètres T égaux ou différents. Par exemple, il est possible d'associer deux circuits correcteurs, l'un mis en service lorsque la pente à donner au correcteur est positive (entre O et + 12dB),l'autre mis en service lorsque la pente a donner au correcteur est négative entre(- 12dB et 0). Il est aussi possible d'associer plusieurs cor- recteurs en série, introduisant chacun une correction de pente plus faible que celle qui serait nécessitée par un seul correcteur effectuant toute la correction par exemple un premier circuit de pente variable entre O et 6dB et un second circuit ayant également une pente comprise entre O et 6dB, les deux circuits ayant le meme paramètre T et étant toujours réglés de la même manière pour introduire chacun la moitié de la correction nécessaire. D'autres associations peuvent 8tre utilisées, sans sortir du cadre de l'invention pour augmenter la dynamique ou la linéarité des lois de variation ampli- tude fréquence réalisables, par exemple en associant plusieurs circuits correcteurs ayant des paramètres T différents. La figure 6 représente une évolution possible dans le temps de la fonction de transfert T(f) de la liaison radioélectrique: pour un signal de bande B autour de f0, à l'instant t = t1 la pente à corriger est positive, à l'instant t = t2 il'y a un évanouisse- ment profond et a l'instant t t3 la pente à corriger est devenue positive. Ce type de fonction correspond à un modèle de propagation à deux trajets. La largeur des lobes, Af = t a de cette fonction de transfert est in- versement proportionnelle au retard T existant entre ces deux trajets. Le correcteur utilisé pour corriger ce défaut introduit aux instants t et t respective- ment des corrections par pentes négative et positive en fonction de la fréquence. Par contre la situation représentée pour t = t2 n'est pas corrigible car non assimilable a un phénomène quasi linéaire. Un tel système correcteur permet cependant de réduire dans un rapport t à 5 la durée pendant laquelle le récepteur n'est pas en mesure d'évaluer le signal transmis. On sait que pour réduire encore cette durée de trous due aux distorsions, il est possible d'utiliser un récepteur fonctionnant en diversité (d'espace ou de fréquence). En effet, si le meme signal est reçu non plus par une seule antenne mais par deux antennes dans un système fonctionnant en diversité d'espace, la ca- ractéristique de transfert T'(f) pour la seconde antenne sera très probablement différente de celle de la pre- mière à un instant t0, en conséquence, dans un récep- teur associant un système de diversité au circuit cor- recteur selon l'invention, la durée des trous est très réduite car les plages de correction étant grandes, la probabilité pour que les signaux reçus par les deux antennes aient simultanément un affaiblissement maximal devient très faible. L'invention n'est pas limitée aux modes de réali- sation précisément décrits et représentés. En particu- lier, dans des dispositifs de correction comportant, en association, plusieurs circuits de correction tels que décrits ci-dessus, il est possible d'utiliser d'autres types d'atténuateurs variables que des modulateurs en anneaux à diodes PIN, surtout si chaque circuit correcteur est destiné à n'introduire que des variations de pentes positives(ou négatives). Par ailleurs, il a été dit ci-dessus qu'en choi- sissant le paramètre T en fonction de la fréquence in- 2k+1 termédiaire égal à 2f0, la caractéristique de trans- fert du circuit correcteur est quasi linéaire et permet donc de corriger les distorsions linéaires. Il est également possible en choisissant convenablement le pa- ramètre T en fonction de la fréquence intermédiaire de choisir une autre portion de la sinusoïde représen- tée sur la figure 2 de façon à corriger des distorsions d'amplitude faisant appara tre une incurvation, dans un sens déterminé, de la fonction de transfert T(f) de la liaison. Enfin, si le besoin d'un tel dispositif de cor- rection est plus nettement perçu pour les transmissions radioélectriques de signaux numériques, le même dispo- sitif peut 8tre utilisé pour corriger des distorsions d'amplitude pour des transmissioreanalogiques. Les filtres qui détectent la pente globale introduite dans la bande du signal par le canal de transmission ont - des bandes qui coïncident alors avec la première paire de bandes latérales symétriques du signal modulé par la fréquence de l'onde pilote la plus élevée du signal. en bande de base de manière à avoir un signal de valeur constante quelle que soit la charge de la liaison. REVENDICATIONS 1. Dispositif de correction des distorsions d'amplitude de signaux radioélectriques comportant une entrée (E FI) à fréquence intermédiaire couplée à l'en- trée (E) d'au moins un circuit correcteur (1), ce cir- cuit comportant en outre une sortie correction (C), caractérisé en ce que le circuit cor- recteur a une structure de filtre transverse à trois étages et comporte à cet effet trois voies,dont les entrées sont reliées à l'entrée (E) du circuit intro- duisant respectivement un retard T et une atténuation a variable pour la première, un retard 2 et une atté- nuation fixe a0 pour la seconde, et une atténuation a variable pour la troisième, T étant un paramètre fonc- tion de la fréquence intermédiaire, f, les signaux issus de ces trois voies étant additionnés pour déli- vrer le signal corrigé à la sortie (S) du-circuit. 2. Dispositif selon la revendication 1, carac- térisé en ce que la première et la troisième voie com- portent un atténuateur variable commun (17), l'entrée de la troisième voie et l'entrée retardée de T de la première voie étant reliées à un sommateur l'autre entrée reçoit le signal retardé de 2 et atté- nué par un atténuateur fixe (13) de la seconde voie. 3. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que, pour réaliser l'at- ténuation variable de coefficient a, le circuit comporte au moins un atténuateur variable constitué d'un modu- lateur en anneau à diodes PINe l'entrée de commande de correction (C) du circuit correcteur agissant sur le courant de polarisation des diodes du modulateur. 4. Dispositif selon l'une quelconque des reven- dications précédentes, caractérisé en ce que pour la correction de distorsions linéaires, le paramètre T fi- xant les retards introduits dans les voies du circuit correcteur est égal à 2k+1 o k est un entier positif ou nul. o. 5. Dispositif selon l'une quelconque des revern- dications précédentes, caractérisé en ce que les pre- - mière et deuxième voies comportent, pour introduire les retards,, des longueurs déterminées de ligne coaxiale et, aux entrées ou sorties des voies pour réaliser les séparations et les additions de signaux, des coupleurs à 3dB. 6. Dispositif selon l'une quelconque des reven- dications précédentes, caractérisé en ce que plusieurs circuits correcteurs sont associés pour ajuster la caractéristique globale de la correction à.la caracté- ristique de transfert de la liaison dans la bande de fréquence transmise. 7. Dispositif selon l'une quelconque des reven- dications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte en outre, pour générer le signal de commande de cor- rection, deux filtres (7, 8)-à bandes étroites symétri- ques par rapport à la fréquence centrale f. de la bande du signal à fréquence intermédiaire traitant un signal à fréquence intermédiaire suivis chacun d'un détecteur (respectivement 71, 81)., les sorties des détecteurs étant reliées aux entrées d'un comparateur (9) dont la sortie, fournissant un signal caractéristique de la distorsion; est couplée à l'entrée de commande de correction.(C). 8. Dispositif selon la revendication 7, carac- térisé en ce quer la correction est dbtenue par une boucle de réaction, les filtres (7 et 8) étant couplés - t'5 à la sortie à fréquence intermédiaire (SFi) du dispo- sitif. 9. Dispositif selon la revendication 7, caracté- risé en ce que la correction est directe, les filtres (7 et 8) étant couplés à l'entrée du circuit correcteur. 10. Récepteur de signaux radioélectriques, ca- ractérisé en ce qu'il comporte un dispositif de correc- tion des distorsions selon l'une quelconque des reven- dications précédentes, et une boucle de commande auto- matique de gain prélevant le signal à la sortie à fré- quence intermédiaire du dispositif et agissant sur l'amplificateur (3) à fréquence intermédiaire pour maintenir constant le niveau moyen à la sortie SFI