Brevet FR2537360A1 — publié le 19840608

La présente invention concerne les générateurs de fréquence d'ondes ultra- courtes et en particulier les générateurs utilisés comme oscillateurs locaux dans les radars. Les récepteurs radar utilisent des oscillateurs locaux pour fournir un signal qui est mélangé avec un signal reçu pour changer la fréquence de ce dernier en une fréquence intermédiaire Lorsque la fréquence du signal radar transmis est constante, le signal de l'oscillateur local est également constant et les problèmes de conception sont simples Toutefois, beaucoup de radars modernes utilisent des systèmes à fréquence variable dans lesquels on fait varier la fréquence du signal transmis dans une certaine plage, souvent d'une manière apparemment aléatoire. Ceci peut être fait pour éviter des'problèmes d'interférence ou des problèmes causés par des signaux d'écho non-désirés connus sous le nom de parasites Les systèmes à fréquence variable exigent que la fréquence de l'oscillateur local suive la fréquence transmise et qu'elle reste relativement ' stable pendant que les signaux de retour ou les échos sont reçus Dans certains cas, par exemple lorsque l'on utilise les techniques de compression d'impulsions, il est important que la fréquence de l'oscillateur ne dérive pas pendant la réception des échos et ceci a conduit à des difficultés. Il est possible de fournir des synthétiseurs de fréquence à commutation rapide pour fournir des sorties stables mais rapidement commutées, mais ces synthétiseurs sont volumineux et coûteux Des formes plus simples de généra- teurs, tels que des oscillateurs accordés par tension tendant à être insuffisamment stables pour convenir pour l'utilisation dans les radars à compression-d'impulsions. La présente invention vise à fournir un-générateur de fréquence d'ondes ultra-courtes que ne présente pas - les désavantages mentionnés ci-dessus. Selon l'invention, on prévoit un générateur de fréquence d'ondes ultracourtes comprenant un premier et un second oscillateur d'ondes ultracourtes accordés par tension, des moyens de commutation utilisables pour relier la sortie de l'un ou l'autre des oscillateurs à une connexion de sortie, des moyens de commande de commutateur utilisables pour sélectionner la sortie de chaque oscilla- teur à tour de rôle, et des moyens de commande de fréquence utilisables pour régler la fréquence d'oscillation de chaque oscillateur à une valeur choisie pendant que la sor- tie de l'autre oscillateur est sélectionnée par les moyens de commutation. L'invention sera maintenant décrite en référence aux dessins annexés dans lesquels: la figure 1 est un diagramme schématique par blocs d'une forme de générateur, la figure 2 représente les formes d'ondes produites pendant le fonctionnement du générateur de la figure 1 et la figure 3 est un diagramme par blocs d'une autre forme d'une partie du générateur de la figure 1. Dans les diagrammes des figures 1 et 3, les circuits de puissance des ondes ultra-courtes sont indiqués en traits épais et les circuits de signaux ou de données en lignes plus fines. En référence à la figure 1, le générateur comprend deux oscillateurs d'ondes ultra-courtes VCOA et VCOB commandés par la tension qui peuvent, par exemple, être des oscillateurs à transistores accordés par variateur La sortie de puissance à ondes ultra-courtes de l'oscillateur VCOA est reliée par le moyen d'un commutateur SWA tel qu'une diode PIN, à une entrée d'un coupleur directionnel à 3 d B DC De la même manière, la sortie de l'autre oscil- lateur VCOB est reliée par le moyen d'un second commutateur SWB àl'autre entrée du coupleur DC Les deux sorties du coupleur sont reliées à des connecteurs de sortie respectivement O Pl et OP 2. Les composants énumérés jusqu'ici forment la section ondes ultra-courtes du générateur Les composants restants, tels que décrits ci-dessous forment la section de commande du générateur Les deux oscillateurs ont des dispositifs de commande identiques, et on ne décrira donc de manière détaillée que celui de l'oscillateur VCOA. Une entrée numérique parallèle à 6 bits représen- tant la-fréquence d'oscillation choisie est appliquées à un registre RA lorsqu'un signal "de mise à jour" UA est appliqué au registre Le contenu du registre est appliqué à un convertisseur numérique analogique DAA, lequel à son tour applique une tension de commande par l'intermédiaire d'un amplificateur de commande AA à l'entrée de commande de l'oscillateur VCOA Les mêmes dispositions s'appliquent à l'autre oscillateur ICOB Un signal de commande de commuta- tion SWS commande l'act-ion des commutateurs SWA et SWB. Le fonctionnement du générateur sera décrit à présent en référence à la figure 2 On supposera que l'oscillateur VCOA est en fonctionnement à une fréquence fl et que l'oscillateur VCOB est accordé à une fréquence f 2 et prêt à fonctionner Cet instant sera mentionné en tant que t O Comme représenté en a) à la figure 2 le code de fréquence FC appliqué aux deux registres est F 3, qui définit la fréquence suivante de fonctionnement de l'oscillateur VCOA, à savoir f 3 Le commutateur SWA est fermé et le commutateur SWB ouvert de sorte qu'un'signal de sortie de l'oscillateur VCOA à la fréquence f 1, est appliqué par l'intermédiaire du coupleur DC pour fournir deux signaux égaux aux deux sorties O Pl et OP 2 - Au temps to, le signal de mise à jour VA est appliqué brièvement comme représenté en b) pour provoquer l'application du code de fréquence F 3 au registre RA. Au même instant le signal de commutation SWS -représenté en d) ouvre le commutateur S'A et ferme le commutateur SWIB. Le-signal de sortie du générateur change alors de fl à f 2 pour lequel l'oscillateur de fréquence VCOB a déjà été accordé, comme représenté en f) L'oscillateur VCOA change de fréquence de fl à f 3 pendant un intervalle de temps comme représenté en e). Une fois que le registre RA a été chargé avec le code F 3 définissant la fréquence suivante pour VCOA, le code peut être changé en F 4, définissant la fréquence suivante pour VCOB. L'instant t 2 indique l'instant auquel VCOA est raccordé à la fréquence f 3 Cependant, à cause de la dérive après accord associée aux oscillateurs commandés par tension, l'oscillateur n'est pas prêt à être utilisé, et le signal de sortie de VCOB est utilisé jusqu'à l'instant t 2 A cet instant, le signal de sortie de VCOA est devenu stable, et le signal de commutation SWS ouvre le commutateur SWB et ferme le commutateur SWA, de sorte que le signal de sortie de VCOA et VCOB est à présent appliqué aux connecteurs de sortie O Pl et OP 2 Le signal de mise à jour UB est appliqué provoquant l'application du code de fréquence F 4 au registre RB et autorisant l'oscillateur VCOB à commencer à se réaccorder à la fréquence f 4 Le procédé continue avec chaque changement de fréquence. On comprendra qu'un temps considérable est donné à chaque oscillateur pour que la fréquence se stabilise, à savoir le temps (t 2-t 0) dans le cas de VCOB Ceci est beaucoup plus long que le temps disponible lorsqu'un seul oscillateur est utilisé, puisque dans ce cas le temps est seulement celui qui est disponible entre la fin du temps "d'écoute" du radar et l'impulsion transmise suivante. Ce temps plus long rend possible l'utilisation d'oscillateurs commandés-par tension moins stables mais moins coûteux. De nombreuses modifications peuvent être appliquées au dispositif décrit ci-dessus et celles-ci sont représentées à la figure 1 Dans la plupart des cas, les oscillateurs commandés par tension exigent une stabilisation contre les changements de température Un capteur de température TS est porté par l'oscillateur et un circuit de compensation de température applique une tension de compensation à l'amplificateur de commande AA pour compenser le changement. Lorsqu'une sortie à fréquence constante est requise, une source RV de tension de référence peut être utilisée pour appliquer une tension de commande à l'amplifi- cateur de commande AA. Il est possible de prélever une faible proportion de chaque sortie d'onde ultra courte par le moyen d'un coupleur à 20 d B DC 2 par l'intermédiaire d'un circuit de seuil TH pour donner un signal d'erreur FS pour l'un et l'autre des oscillateurs. La figure 3 représente une autre forme de commande pour l'oscillateur Ici encore, des circuits de commande identiques sont utilisés pour chaque oscillateur Aucun registre n'est utilisé dans ce dispositif et le code de fréquence numérique est appliqué directement à un unique convertisseur numérique analogique DA La tension de commande obtenue du convertisseur est appliquée à un circuit séparé de maintien et d'échantillonnage pour chaque oscillateur. Comme représenté à la figure 3, chaque circuit de maintien et d'échantillonnage consiste en un commutateur d'échantil- lonnage SSA (ou SSB), un condensateur d'échantillonnage CA (ou CB) et un amplificateur tampon Le commutateur SSA est fermé par le signal de mise à jour UA, et il entraîne la charge du condensateur CA jusqu'à la tension fournie par le convertisseur DA Lorsque le commutateur SSA est ouvert à la fin du, signal UA, la tension mémorisée dans le condensateur CA est appliquée par l'intermédiaire de l'amplificateur tampon à l'entrée d'accord de l'oscillateur VCOA L'autre-circuit d'échantillonnage et de maintien fonctionne de la même manière sans la commande du signal UB. Dans les réalisations décrites ci-dessus, la commutation d'une fréquence à une autre est très rapide, puisqu'uniquement constituée par le temps de fonctionnement des commutateurs d'ondes ultra courtes SUJA et SWB. Si des commutateurs réfléchissants sont utilisés pour Sl A et SUB, des isolateurs devront être utilisés entre chaque commutateur et l'oscillateur associé pour éviter le renvoi de la puissance en amont dans l'oscillateur. REVENDICATIONS 1 Générateur de fréquence d'ondes ultra-courtes caractérisé par un premier et un second oscillateur d'ondes ultra-courtes accordés par tension, des moyens de commu- tation utilisables pour relier la sortie de l'un ou l'autre des oscillateurs à une connexion de sortie, des moyens de commande de commutateur utilisables-pour sélectionner la sortie de chaque oscillateur à tour de rôle, des moyens de commande de fréquence utilisables pour régler la fré- quence d'oscillation de chaque oscillateur à une valeur choisie pendant que la sortie de l'autre oscillateur est sélectionnée par les moyens de commutation. 2 Générateur selon la revendication 1 caractérisé en ce que les moyens de commande de fréquence comprennent, pour chaque oscillateur, des moyens de circuit sensibles à un signal numérique indicatif de la fréquence d'oscil- lation choisie pour produire une tension de commande de fréquence pour application à l'oscillateur commandé par tension. 3 Générateur selon la revendication 2, caracté- risé en ce que les moyens de circuit comprennent, pour chaque oscillateur, un registre utilisable pour mémoriser le signal numérique et un convertisseur numérique-analo- gique utilisable pour transformer le signal numérique mémorisée en la tension de commande de fréquence. 4 Générateur selon la revendication 2, carac- térisé en ce que les moyens de-circuit comprennent, pour chaque oscillateur, un convertisseur numérique-analogique utilisable pour transformer le signal numérique en une tension de commande de fréquence et des moyens de mémoire utilisables pour mémoriser la tension pendant son appli- cation àl'oscillateur. Générateur selon la revendication 4, carac- térisé en ce que les moyens de mémoire comprennent un condensateur relié à la sortie du convertisseur pour une durée prédéterminée. 6 Générateur selon l'une des revendications 1 à 5 caractérisé par un coupleur directionnel ayant- chacune de ses deux entrées reliées à l'un distinct des deux oscillateurs et ayant ses deux sorties reliées à deux connexions de sortie pour fournir deux signaux de sortie de même fréquence et même amplitude. 7 Générateur selon l'une des revendications 1 à 6 caractérisé par des moyens de stabilisation de température reliés à chaque oscillateur et utilisables pour associer une tension de compensation à la tension de commande de fréquence appliquée à l'oscillateur.