Brevet FR2556887A1 — publié le 19850621

Dispositif d'isolement à circulateurs. La présente invention se rapporte à un dispositif d'isolement à circulateurs et, en particulier, à un dispositif d'isolement pour coupler deux émetteurs à une même antenne. Il est connu d'utiliser des circulateurs pour assurer l'isolement d'un émetteur de radiocommunication et masquer ainsi une désadaptation entre l'émetteur et son antenne. II est également connu d'utiliser des circulateurs pour augmenter l'isolement entre deux émetteurs de radiocommunication couplés à une antenne commune, afin d'aiguiller sur des charges de dissipation l'énergie des signaux d'intermodulation. Or, dans ce dernier cas d'utilisation, il faut tenir compte du fait que les circulateurs produisent eux-mêmes des raies d'intermodulation, si bien que la protection offerte par les circulateurs est tout-à-fait illusoire; il est à noter que les hommes de métier ne sont généralement pas conscients de ce phénomène d'intermodulation au niveau des circulateurs. La présente invention a pour but de proposer un dispositif capable d'augmenter fortement la protection contre le phénomène d'intermodula- tion lors du couplage de deux émetteurs, ou plus, sur une même antenne. Ceci est obtenu par un montage associant, pour chaque émetteur, deux coupleurs à 3 dB et deux circulateurs à trois bras, de telle manière que, par rapport à un dispositif d'isolement classique, I'isolement soit augmenté de la valeur de l'isolement d'un des coupleurs à 3 dB. Selon l'invention un dispositif d'isolement à circulateurs, pour coupler n émetteurs (n entier au moins égal à 2) à une même antenne, comportant un coupleur d'antenne du type coupleur directif à 3 dB, dont un accès de la seconde paire d'accès conjugués est couplé à l'antenne, est caractérisé en ce que, au moins pour le couplage entre l'antenne et un émetteur donné parmi les n émetteurs, il comporte un circuit d'isolement qui comporte : un premier coupleur à 3 dB ayant un accès de sa première paire d'accès conjugués, relié à l'émetteur donné; un second coupleur à 3 dB ayant un accès de sa seconde paire d'accès conjugués qui constitue une borne reliée à un accès de la première paire d'accès conjugués du coupleur d'antenne; et deux circulateurs à trois bras dont les premiers bras sont reliés respectivement aux accès de la seconde paire d'accès conjugués du premier coupleur et dont les deuxièmes bras sont reliés respectivement aux accès de la première paire d'accès conjugués du second coupleur. La présente invention sera mieux comprise et d'autres caractéristiques apparaîtront à l'aide de la description ci-après et des figures s'y rapportant qui représentent: - la figure 1, un dispositif d'isolement selon l'art connu, - la figure 2, un dispositif d'isolement selon l'invention, proposé en remplacement du dispositif selon la figure 1, - la figure 3, un dispositif d'isolement selon l'invention pour coupler trois émetteurs à une même antenne, - la figure 4, un circuit qui permet de transformer le dispositif d'isolement selon la figure 3, en un dispositif, selon l'invention, pour coupler quatre émetteurs à une même antenne. Sur les différentes figures les éléments correspondants sont désignés par les mêmes repères. Le dispositif d'isolement selon la figure 1 est un dispositif connu; il sert à coupler deux émetteurs El, E2 à une même antenne, An. Dans le cas de l'exemple décrit les deux émetteurs sont des émetteurs de 50 watts ayant une fréquence de fonctionnement comprise entre 118 et 144 MHz. La figure 1 représente un premier circulateur, 1, dont le premier bras est relié à la sortie de l'émetteur El, dont le deuxième bras est relié à un accès, C, d'un coupleur d'antenne du type coupleur à 3 dB, à 900, 3, et dont le troisième bras est relié à la masse par une charge adaptée R1. Un second circulateur, 2, a un premier bras relié à la sortie de l'émetteur E2, un deuxième bras relié à un accès, D, du coupleur 3 et un troisième bras relié à la masse par une charge adaptée R2. Le coupleur 3 a un accès B relié à la masse par une charge adaptée R3 et un accès A relié à l'antenne An. Au sujet du coupleur à 3 dB, à 90 , 3, de la figure 1 et au sujet des autres coupleurs à 3 dB, dont il va être question dans la suite de la description et dans les revendications et qui seront tous des coupleurs à 90 , il est fait appel à la notion de paire d'acces conjugués; il est entendu qu'il faut entendre par paire d'accès conjugués du coupleur, deux des quatre accès du coupleur tels que, lorsque des charges adaptées y sont branchées, il n'y a pratiquement pas de couplage entre les deux autres accès du coupleur ; les deux autres accès du coupleur constituent d'ailleurs également une paire d'accès conjugués.Quant à l'isolement, aussi appelé découplage, que réalise un tel coupleur, il est donné généralement, en décibels, par l'inverse du rapport entre l'énergie appliquée sur un accès et l'énergie résiduelle recueillie sur l'accès conjugué de l'accès sur lequel a été appliquée l'énergie. Les montages décrits à l'aide des figures 1 à 4 ont été réalisés avec des -coupleurs dont l'isolement était de l'ordre de 20 dB. Dans le cas de la figure 1, où le coupleur 3 est un coupleur croisé, les deux accès d'une même paire d'accès conjugués sont disposés sur une même face du coupleur, et les deux accès de l'autre paire sont disposés sur la face opposée du coupleur: paire A,B et paire C,D. Sur les autres figures les coupleurs utilisés seront également des coupleurs croisés, étant entendu que des coupleurs non croisés, c'est-à-dire ayant ks deux accès d'une même paire situés sur deux faces opposées, peuvent être utilisés à la place des coupleurs croisés. Dans le montage de la figure 1 chacun des deux émetteurs El, E2 est protégé par un circulateur 1, 2 et le découplage entre les accès conjugués C et D est de 20 dB. En supposant que les émetteurs El et E2 n'engendrent aucune intermodulation, l'intermodulation qui apparaît sur l'accès A est produite par les circulateurs 1, 2. Des mesures effectuées sur l'accès A montrent que l'intermodulation présente des raies dont le niveau d'énergie se situe au mieux à 60 dB sous celui de la plus faible des fréquences porteuses des émetteurs El et E2; ainsi, dans le cas où les fréquences porteuses des émetteurs El et E2 ont un niveau d'énergie égal, les raies d'intermodulation aux accès conjugués C et D, se situent à 60 + 20 = 80 dB au-dessous des niveaux des fréquences porteuses des émetteurs El et E2. Avec le montage selon la figure 2 les inconvénients dus à l'intermodulation générée par circulateurs sont très fortement réduits en comparaison de ces mêmes inconvénients dans le cas du montage selon la figure 1. Le montage selon la figure 2 correspond au montage selon la figure 1 à la différence près que chacun des circulateurs 1 et 2 avec sa charge adaptée, R1, R2, est remplacé par un circuit d'isolement comportant deux circulateurs et deux coupleurs à 3 dB. Le circuit d'isolement entre l'émetteur E2 et l'accès D du coupleur à 3 dB, 3, étant identique au circuit d'isolement entre l'émetteur El et l'accès C du coupleur 3, seul ce dernier circuit d'isolement sera décrit et commenté. I1 est par ailleurs à noter que, sur la figure 2, les références du circuit d'isolement non décrit, correspondent à celles du circuit d'isolement décrit, augmentées de dix unités; c'est ainsi que D 20 correspond à D 10 et que R 22 correspond à R 12. Le circuit d'isolement entre l'émetteur El et l'accès C, tel qu'il est représenté sur la figure 2, comporte un premier coupleur à 3 dB,10, dont les deux accès, C10, D10, de la première paire d'accès conjugués sont respectivement reliés à la sortie de l'émetteur El et à la masse par une charge adaptée R10 et dont les deux accès, B10, A10, de la seconde paire d'accès conjugués sont respectivement reliés aux premiers bras de deux circulateurs, 11 et 12. Les circulateurs Il et 12 sont reliés par leur deuxième bras respectivement aux deux accès, C13, D13, de la première paire d'accès conjugués d'un second coupleur à 3 dB, 13. Les circulateurs 11 et 12 ont leur troisième bras reliés à la masse par une charge adaptée, Roll, R12. Et le second coupleur à 3 dB, 13, a les accès, B13, A13, de sa seconde paire d'accès conjugués, qui sont respectivement reliés à la masse par une résistance R13 et à l'accès C du coupleur à 3 dB, 3. Dans le montage selon la figure 2, comme dans le montage selon la figure 1, I'énergie fournie par l'émetteur El traverse le circuit d'isolement et est restituée sur l'accès C du coupleur d'antenne 3. Par contre, dans le montage de la figure 2, les raies d'intermodulation mesurées sur l'accès C du coupleur 3 ont diminué de la valeur de l'isolement du coupleur 13, soit 20 dB, par rapport à ces mêmes raies mesurées sur l'accès C, dans le montage selon la figure 1. Les mesures montrent également que les raies d'intermodulation sont rejetées sur la charge adaptée R13; c'est-àdire que l'énergie provenant de l'accès C, et réfléchie par les circulateurs 11 et 12, se retrouve sur l'accès B13 et, donc, que la génération des raies d'intermodulation s'accompagne d'une réflexion dans les circulateurs. Le montage selon la figure 2 est certes plus coûteux et plus volumineux que celui de la figure 1 mais il est fort utile dans tous les cas où un montage classique, selon la figure 1, ne permet pas d'obtenir une intermodulation aussi faible que souhaité dans le signal émis par l'antenne An. La figure 3 montre comment peut être réalisé un dispositif d'isolement pour coupler trois émetteurs El, E2, E3 à une même antenne. Sur cette figure, pour rendre le dessin plus clair, les références des charges adaptées n'ont pas été indiquées. Le dispositif d'isolement de la figure 2 se retrouve intégralement sur la figure 3 mais l'accès du coupleur d'antenne 3 qui était relié directement à l'antenne An est maintenant relié au premier accès de la première paire d'accès conjugués d'un autre coupleur d'antenne, formé d'un coupleur à 3 dB, 30, dont les accès de la seconde paire d'accès conjugués sont respectivement reliés à une charge adaptée et à l'antenne An. L'émetteur E3 est relié au second accès de la première paire d'accès conjugués du coupleur 30 par un circuit d'isolement identique au circuit qui relie l'émetteur El au coupleur 3 ; les références qui ont été données aux éléments constitutifs de ce circuit d'isolement correspondent aux références des éléments constitutifs du circuit d'isolement relatif à l'émetteur El, suivies de l'indice a. Du fait que le montage selon la figure 3 est destiné à ne coupler que trois émetteurs sur l'antenne An, le second accès de la seconde paire d'accès conjugués du coupleur 13a est relié directement au second accès de la première paire d'accès conjugués du coupleur 30, sans passer par un coupleur à 3 dB. Dans la mesure où un quatrième émetteur, E4, est à coupler sur l'antenne An, il est possible d'utiliser le montage selon la figure 3 en le modifiant par l'introduction d'un coupleur à 3 dB, 3a, dans la liaison entre les coupleurs 13a et 30 de la figure 3 et en associant à ce coupleur 3a un circuit d'isolement comme il est indiqué sur la figure 4. Ce circuit d'isolement est identique au circuit qui relie l'émetteur E2 des figures 2 et 3 au deuxième accès de la première paire d'accès conjugués du coupleur 3 et les références données aux éléments restent les mêmes mais sont suivies de l'indice a. L'invention n'est pas limitée à l'exemple décrit, c'est ainsi, en particulier, qu'il peut être envisagé, lorsque plusieurs émetteurs doivent être couplés à une -même antenne, d'utiliser, entre une partie de ces émetteurs et l'antenne, des circuits d'isolement selon l'invention, c'est-àdire du type de ceux qui ont été décrits à l'aide des figures 2 à 4 et, entre l'autre partie de ces émetteurs et l'antenne, des circuits d'isolement classiques formés par un simple circulateur, comme c'est le cas pour les deux circuits d'isolement selon la figure 1. REVENDICATIONS 1. Dispositif d'isolement à circulateurs, pour coupler n émetteurs (n entier au moins égal à 2) à une même antenne, comportant un coupleur d'antenne du type coupleur directif à 3 dB, dont un accès de la seconde paire d'accès conjugués est couplé à l'antenne, caractérisé en ce que, au moins pour le couplage entre l'antenne (An) et un émetteur donné (El) parmi les n émetteurs (E1-E4), il comporte un circuit d'isolement qui comporte : un premier coupleur à 3 dB (10) ayant un accès (C10) de sa première paire d'acces conjugués (C10-D10), relié à l'émetteur donné; un second coupleurs à 3 dB (13) ayant un accès (A13) de sa seconde paire d'accès conjugués (A13-B13), qui constitue une borne reliée à un accès (C) de la première paire d'accès conjugués du coupleur d'antenne (3); et deux circulateurs à trois bras (11, 12) dont les premiers bras sont reliés respectivement aux accès de la seconde paire d'accès conjugués (B10-A10) du premier coupleur et dont les deuxièmes bras sont reliés respectivement aux accès de la première paire d'accès conjugués (C13-D13) du second coupleurs. 2. Dispositif d'isolement selon la revendication 1, pour coupler deux émetteurs (El, E2) à une même antenne, caractérisé en ce que, entre l'antenne et les deux émetteurs sont respectivement branchés deux circuits d'isolement du type de celui qui est décrit dans la revendication 1, et en ce que les accès de la première paire d'accès conjugués du coupleur d'antenne sont respectivement reliés aux bornes des deux circuits d'isole- ment.