Brevet FR2556525A1 — publié le 19850614

La présente invention concerne un appareil de détection de signaux radioélectriques modulés en fréquence. Dans un appareil connu de détection de signaux radioélectriques modulés en fréquence, un signal reçu à haute fréquence, transportant une modulation de fréquence, subit une réduction de fréquence afin qu'il forme un signal à fréquence intermédiaire. Ce dernier est alors démodulé de manière qu'un signal de sortie ayant les caractéristiques de la modulation de fréquence soit obtenu. Dans un appareil classique de détection de signaux radioélectriques modulés en fréquence, le signal à haute fréquence est transformé en un signal à fréquence intermédiaire par un ou plusieurs circuits mélangeurs mais, dans certains appareils connus de détection, le signal à haute fréquence est transformé en un signal à fréquence intermédiaire par un circuit diviseur de fréquence qui a par exemple un rapport de division égal à N, et dans ce cas, la fréquence du signal à fréquence intermédiaire est égale à 1/N fois la fréquence du signal à haute fréquence. La transformation de la fréquence du signal à haute fréquence de cette manière présente des inconvénients car le signal à fréquence intermédiaire ne contient que 1/N des caractéristiques contenues dans la modulation de fré- quence. En conséquence, dans le cas d'un signal reçu à haute fréquence ayant un faible rapport signal/bruit, le nombre de caractéristiques de la modulation de fréquence, transportées par le signal à fréquence intermédiaire, peut ne pas suffire à la formation d'un modèle précis de la modulation de fréquence portée par le signal reçu et qui doit être reconstruite. En conséquence, la valeur maximale de N est limitée par des considérations de Nyquist. L'invention concerne un appareil de détection de signaux radioélectriques modulés en fréquence caractérisé par un dispositif de division de fréquence ayant un rapport de division égal à N, destiné à recevoir un signal à haute fréquence portant une modulation de fréquence, et à diviser la fréquence de ce signal en formant plusieurs signaux à fréquence divisée qui sont tous à une même fréquence mais qui sont déphasés les uns par rapport aux autres afin que le signal à haute fréquence soit représenté par la combinaison des signaux divisés, plusieurs détecteurs de modulation de fréquence montés de manière que chacun reçoive un signal à fréquence divisée différent et trans- mette un signal de sortie correspondant à la modulation de fréquence portée par le signal divisé reçu, et un dispo- sitif d'addition destiné à combiner les signaux de sortie afin qu'ils forment un signal démodulé correspondant à la modulation transportée par le signal reçu à haute fré- quence. La division de fréquence du signal à haute fré- quence a pour conséquence de répartir la modulation de fréquence entre les signaux divisés transmis par le disposi- tif de division. L'appareil selon l'invention présente l'avantage de combiner la modulation de fréquence portée par chacun des signaux divisés' si bien que la totalité ou la presque totalité des caractéristiques de la-modulation portée par le signal à haute fréquence est contenue dans le signal démodulé. L'appareil de détection de signaux radioélectriques modulés en fréquence selon l'invention présente un avantage supplémentaire car, pour un rapport déterminé de division N, l'information qui serait perdue dans un appareil connu de détection mettant en oeuvre des circuits diviseurs de fréquence, est conservée, si bien que des signaux ayant un plus faible rapport signal/bruit peuvent être détectés sans perte du signal à cause de considérations de Nyquist. Le nombre de signaux divisés en fréquence est de préférence égal au rapport de division N du dispositif de division. En conséquence, lorsque le rapport de division N est égal à 2, dans un mode de réalisation de l'invention, le nombre de signaux à fréquence divisée est aussi égal à 2. Le dispositif de division de fréquence est sous forme d'un ou plusieurs circuits diviseurs ayant un rapport de division N = 2, les circuits diviseurs étant réalisés de manière que le rapport global de division du dispositif de division de fréquence soit égal au rapport N. Les détecteurs de signaux radioélectriques modulés en fréquence utilisés peuvent être par exemple des détec- teurs en quadrature, des détecteurs à boucle verrouillée en phase ou des détecteurs par comptage d'impulsions. D'autres caractéristiques et avantages de l'inven- tion ressortiront mieux de la description qui va suivre, faite en référence aux dessins annexés sur lesquels: la figure la est un diagramme synoptique d'un mode de réalisation de l'invention comprenant un circuit diviseur de fréquence ayant un rapport de division N = 2, deux détecteurs de signaux radioélectriques modulés en fréquence et un dispositif additionneur; la figure lb est un diagramme synoptique d'un mode de réalisation de l'invention dans lequel le dispositif de division a un rapport de division N = 4; la figure 2 représente des formes d'onde a à g qui facilitent la description du fonctionnement des modes de réalisation des figures la et lb; et la figure 3 est un diagramme synoptique en partie sous forme schématique de détecteurs de signaux radioélec- triques modulés en fréquence et du dispositif additionneur de la figure la, plus en détail. On se réfère d'abord à la figure la qui représente un appareil 1 de détection de signaux radioélectriques modulés en fréquence dans lequel un signal reçu à haute fréquence FI parvient à un circuit diviseur de fréquence 2 dont le rapport de division est N = 2. Ce signal FI est un signal à haute fréquence qui porte une modulation de fré- quence. Le fonctionnement des appareils de détection des figures la et lb est décrit en référence à une forme d'onde simplifiée représentant le signal FI par la courbe a de la figure 2. La forme d'onde de la courbe a comprend un train d'impulsions ayant une fréquence F. Le circuit divi- seur 2 divise la fréquence du signal FI et forme une paire de signaux divisés en fréquence représentés par les courbes b et c. En conséquence, la modulation de fréquence ajoutée au signal à haute fréquence est répartie également entre les deux signaux divisés b et c. Le circuit diviseur 2 a un rapport de division N = 2 si bien que la fréquence de la paire des signaux divisés b et c est égale à F/2 comme représenté par les courbes d et c de la figure 2, les signaux b et c étant en quadrature l'un par rapport à l'autre. Chacun des signaux b et c parvient à un détecteur 3, 4 en quadrature de signaux radioélectriques modulés en fréquence. Les détecteurs 3 et 4 démodulent les signaux divisés en fréquence b et c afin qu'ils forment des signaux respectifs de sortie correspondant à la modulation de fréquence portée par les signaux reçus b et c. Chacun des signaux de sortie parvient alors à un dispositif addi- tionneur 5 qui combine les signaux de sortie et forme un signal démodulé FO correspondant à la modulation de fré- quence portée par le signal FI. Le dispositif d'addition 5 est décrit plus en détail dans la suite du présent mémoire. La figure lb représente un second mode de réalisa- tion de l'invention dans lequel un circuit diviseur de fréquence 7, ayant un rapport de division N = 4, comprend une cascade de circuits diviseurs de fréquence 2 ayant chacun un rapport de division N = 2. Un signal reçu à haute fréquence FI est transmis au circuit diviseur 7, la forme d'onde de ce signal FI étant représentée par le train d'impulsions de la courbe a de la figure 2. Le circuit 7 divise la fréquence du signal FI et forme des signaux à fréquence divisée d, e, f et g qui sont déphasés les uns par rapport aux autres et qui ont chacun une fréquence égale au quart de celle du signal reçu FI. Du fait de la division du signal FI, la modulation de fréquence est répartie entre les signaux d, e, f et g qui peuvent être combinés afin qu'ils représentent le signal FI et la modula- tion de fréquence qu'il porte.Chacun des signaux divisés d à g parvient à un détecteur différent 8, 9, 10, 11 respec- tivement de signaux radioélectriques en modulation de fré- quence. Les détecteurs 8 à 11 démodulent le signal divisé qu'ils reçoivent et forment un signal de sortie correspon- dant à la modulation portée par chacun des signaux d, e, f et g. Les signaux de sortie des détecteurs 8 à 1l sont transmis à un dispositif additionneur 12 qui combine tous les signaux de sortie et forme un signal démoulé FO0 corres- pondant à la modulation portée par le signal FI et conser- vant toute l'information contenue dans la modulation de fréquence modulée sur le signal reçu FI. Il faut noter d'après la description qui précède qu'un circuit diviseur de fréquence ayant un rapport voulu quelconque de division peut être utilisé dans un appareil de détection selon l'invention. En conséquence, pourvu que chacun des signaux divisés formés par le circuit divi- seur parvienne à un détecteur et que les signaux de sortie des détecteurs soient combinés, toute l'information contenue dans la modulation de fréquence portée par le signal reçu est conservée. On se réfère maintenant à la figure 3 qui repré- sente plus en détail le mode de réalisation de la figure la. Le circuit diviseur de fréquence 2 peut être formé d'un diviseur tel que décrit dans le brevet britannique n 1 217 502. Les détecteurs 3 et 4 de signaux radioélectriques modulés en fréquence ont des constructions analogues. Le détecteur 3 comporte un détecteur 20 de déphasage qui reçoit le signal c à fréquence divisée et compare sa- phase au signal à fréquence divisée c après passage dans un circuit 21 à retard en quadrature (par exemple un condensateur). La self L et le condensateur C provoquent une variation de la phase du signal retardé en quadrature c d'après la fréquence. En conséquence, le détecteur 20 transmet un signal de sortie correspondant à la partie divisée de la modulation de fréquence portée par le signal c. Les signaux de sortie transmis par les détecteurs 3 et 4 parviennent au dispositif additionneur 5 qui comporte deux résistances R dont une première extrémité est reliée à la sortie du détecteur correspondant 3, 4 et dont l'autre extrémité est reliée à une entrée négative d'un amplifica- teur opérationnel 22. Une troisième résistance R relie l'en- trée négative de l'amplificateur 22 à la sortie de celui-ci, le dispositif additionneur 5 assurant la combinaison des signaux reçus et formant un signal démodulé F0 qui correspond à la modulation de fréquence portée par le signal reçu FI. Les modes de réalisation de l'invention peuvent être utilisés à la place des circuits de mélange d'un récepteur à changement de fréquence ou en association avec de tels circuits. En particulier, les modes de réalisa- tion de l'invention peuvent être réalisés sous forme de circuit intégré et peuvent être utilisés parfaitement dans un appareil de détection de signaux radioélectriques modulés en fréquence dans lequel le signal reçu à haute fréquence est très faible si bien que le rapport signal/ bruit est faible, par exemple dans les systèmes de communi- cation par satellite ou dans les dispositifs d'économie d'énergie tels que les appareils de transmission par page. REVENDICATIONS 1. Appareil de détection de signaux radioélectri- ques modulés en fréquence, caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif de division de fréquence (7) ayant un rapport de division N, réalisé afin qu'il reçoive un signal à haute fréquence (FI) portant une modulation de fréquence et qu'il divise la fréquence de ce signal afin qu'il forme plusieurs signaux à fréquence divisée (d, e, f et g) qui sont tous à la même fréquence mais qui sont déphasés mutuel- lement si bien que le signal à haute fréquence est repré- senté par la combinaison des signaux divisés, plusieurs détecteurs de signaux modulés en fréquence (8, 9, 10 et 11) disposés de manière que chaque détecteur reçoive un signal à fréquence divisée différent et transmette un signal de sortie correspondant à la modulation de fréquence portée par le signal divisé reçu, et un dispositif additionneur (12) destiné à combiner les signaux de sortie et à former un signal démodulé (F0) correspondant à la modulation portée par le signal reçu à haute fréquence. 2. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que le nombre de signaux à fréquence divisée est égal au rapport de division N du dispositif de division de fréquence. 3. Appareil selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le dispositif de division de fréquence comporte un ou plusieurs circuits diviseurs (2) ayant chacun un rapport de division N = 2, le rapport global de division du dispositif de division de fréquence étant égal au rapport N. 4. Appareil selon l'une quelconque des revendica- tions 1 à 3, caractérisé en ce que les détecteurs de signaux modulés en fréquence sont des détecteurs en quadrature, à boucle à verrouillage de phase ou par comptage d'impulsions.