Brevet FR2570883A1 — publié le 19860328

La présente invention concerne un dispositif d'am- plification de puissance qui amplifie plusieurs signaux en utilisant plusieurs amplificateurs et qui est d'une grande utilité lorsqu'il est employé, par exemple, dans un émetteur d'un satellite de télécommunication utilisant plusieurs fais- ceaux d'ondes électromagnétiques. Un système de télécommunication par satellite per- met d'établir des circuits ou des voies de télécommunication dans des zones de service étendues, en fonction des besoins, et il permet donc l'utilisation efficace d'un petit nombre de circuits par un grand nombre de stations terriennes. Les systèmes de télécommunication par satellite classiques uti- lisent un seul faisceau pour l'émission et la réception, mais un système de télécommunication par satellite multi- faisceau, employant plusieurs faisceaux, est actuellement proposé pour la nouvelle génération de systèmes de télécom- munication par satellite. Ce système couvre plusieurs zones de service 111, 112, 113,... sur la terre, au moyen de faisceaux d'antenne 101, 102, 103,..., provenant respecti- vement d'un satellite de télécommunication 100, comme le montre la figure 1. Avec ce système multi-faisceau, il est possible d'augmenter le gain de l'antenne du satellite et d'utiliser la même fréquence, et on peut donc prévoir une augmentation de la capacité de transmission ou une plus grande miniaturisation d'une station terrienne. Dans un tel système multi-faisceau, un dispositif d'amplification de puissance destiné à émettre de l'énergie vers des antennes d'émission 91, 92' 93, o., pour les faisceaux 101, 102, 103,..., présente la configuration qui est représentée sur la figure 1. Des bornes d'entrée 11 à 1 sont respectivement connectées à des côtés d'entrée n d'amplificateurs de puissance (qu'on appellera ci-après simplement des amplificateurs) 21 à 2n, ayant chacun une puissance d'émission maximale P. Les côtés de sortie des amplificateurs 21 à 2n sont respectivement connectés à des bornes de sortie 31 à 3n Des signaux d'entrée appliqués aux bornes d'entrée 11 à 1n sont appliqués individuellement aux amplificateurs 21 à 2n, et ils sont dirigés vers les bornes de sortie 3 à 3. 1n Dans ce dispositif d'amplification, la puissance de sortie d'émission sur chaque borne de sortie est limitée par la puissance de sortie P de chacun des amplificateurs 2 à 2n. Autrement dit, le chemin établi entre chaque borne d'entrée et la borne de sortie correspondante est établi de façon complètement indépendante des autres chemins. Il résul- te de ceci, à titre d'exemple, que même si l'amplificateur 2 présente une marge de capacité d'amplification de puissance pour le signal qui lui est appliqué à partir de la borne d'entrée 1 et qu'il amplifie en vue de son émission vers la borne de sortie 31, il n'est pas possible d'utiliser cette marge pour des signaux qui sont appliqués aux autres bornes de sortie. Dans le système de télécommunication par satellite multi-faisceau, le nombre de porteurs que chaque faisceau transmet varie en fonction du trafic de télécommunication dans chacune des zones de service 111, 112, 113,..., et il est donc nécessaire que chacun des amplificateurs 21, 22, pour les faisceaux 101, 102,..., ait une capacité d'amplification de puissance suffisamment grande pour ampli- fier suffisamment le signal d'entrée lorsque le plus grand nombre de porteurs est affecté à ce signal. Pour satisfaire cette exigence, il est nécessaire de prévoir pour chaque faisceau un amplificateur coteux, capable de fournir une puissance élevée, mais lorsque le nombre de porteurs affec- tés au signal d'entrée est faible, une telle capacité de l'amplificateur n'est pas effectivement utilisée. En outre, même dans le cas o l'amplificateur présente une marge sur sa puissance de sortie alors qu'un autre amplificateur a besoin d'une puissance supérieure à celle qu'il peut fournir, on ne peut pas affecter la puissance excédentaire au faisceau ayant une puissance insuffisante. Compte tenu de ce qui précède, W. A. Sandrin a pro- posé un système dans lequel un signal d'entrée prévu pour chaque faisceau est réparti de façon égale entre plusieurs amplificateurs, après quoi les signaux amplifiés sont combi- nés en signaux correspondant aux faisceaux respectifs, en vue de l'émission sous la forme des faisceaux d'antenne corres- pondants ("The Butler matrix transponder", COMSAT Tech. Re- view, Vol. 4, n .2, pages 319-345, automne 1974). Dans ce système, un circuit de matrice de Butler est placé entre un ensemble de bornes d'entrée correspondant aux faisceaux res- pectifs, et les côtés d'entrée d'un ensemble d'amplifica- teurs, et un autre circuit de matrice de Butler est placé entre les sorties des amplificateurs et les points d'alimen- tation pour-les faisceaux respectifs. Chacun des circuits de matrice de Butler à l'entrée et à la sortie est constitué par des coupleurs hybrides à 90 et par des déphaseurs fixes. Le déphasage que doit produire chaque déphaseur fixe varie en fonction du nombre d'amplificateurs utilisés, mais lors- qu'on utilise quatre amplificateurs, le déphasage est un mul- tiple entier de 45 . Un tel déphaseur est formé par une ligne de transmission et le déphasage dépend de la longueur de la ligne de transmission. On ne peut donc obtenir un déphasage désiré qu'à une seule fréquence, ce qui fait qu'on ne peut pas obtenir une caractéristique à large bande. En outre, une augmentation du nombre d'amplificateurs utilisés provoque une augmentation du nombre de déphaseurs, et le système ci- dessus est difficile à mettre en oeuvre lorsque le nombre d'amplificateurs utilisés atteint 16 ou plus. On a en outre proposé un amplificateur dit équili- bré dans le but d'utiliser efficacement des amplificateurs dans des systèmes à deux signaux. Comme le montre la figure 2, les bornes d'entrée 11 et 12 sont respectivement connec- tées à deux bornes d'entrée d'un coupleur hybride à 90 121, dont les deux bornes de sortie sont connectées par les am- plificateurs 21 et 22 à deux bornes d'entrée d'un autre cou- pleur hybride à 90 , 122, et les deux bornes de sortie de ce dernier sont elles-mêmes connectées aux bornes de sortie 3 et 3 Si on désigne par a le gain de chacun des amplifi- cateurs 21 et 22, un signal d'entrée P1 appliqué à la borne d'entrée 11 est divisé par le coupleur hybride 121 en deux signaux égaux, qui sont respectivement amplifies par les am- plificateurs 21 et 22, et les signaux de sortie amplifiés sont combinés par le coupleur hybride 122 en un signal com- posite qui est appliqué à la borne de sortie 32 avec le ni- veau a.P1, mais on n'obtient aucun signal de sortie sur la borne de sortie 31 De façon similaire, un signal P2 appli- qué à la borne d'entrée 12 est amplifié pour donner un si- gnal a.P2 qui est émis par la borne de sortie 31 mais qui n'est pas appliqué à la borne de sortie 32 2' Dans cet amplificateur équilibré, lorsqu'appa- raissent des différences de gain et.de déphasage entre les amplificateurs 21 et 22, une composante du signal P1 appa- rait sur la borne de sortie 31 ce qui dégrade l'isolation (diaphonie). En outre, même une faible différence de gain ou de déphasage entre les amplificateurs 21 et 22 dégrade considérablement l'isolation, et une défaillance de l'un de ces amplificateurs produit une diminution marquée de la puissance de sortie et une dégradation de l'isolation, ce qui rend inutilisable l'amplificateur équilibré. L'invention a donc pour but de procurer un dispo- sitif d'amplification de puissance dans lequel des signaux appliqués à un ensemble de bornes d'entrée, qui doivent être appliqués individuellement à un ensemble de bornes de sortie, se partagent la somme des puissances de sortie dis- ponibles d'un ensemble d'amplificateurs, ce qui assure une utilisation efficace de la puissance de sortie globale que peut fournir le dispositif. Un autre but de l'invention est de procurer un dispositif d'amplification de puissance dans lequel des si- gnaux appliqués à des bornes d'entrée, qui doivent être ap- pliqués individuellement à un ensemble de bornes de sortie, se partagent la somme des puissances de sortie disponibles d'un ensemble d'amplificateurs, et qui fonctionne sur une bande étendue. Un autre but encore de l'invention est de procurer un dispositif d'amplification de puissance dans lequel des signaux appliqués à un ensemble de bornes d'entrée, qui doi- vent être appliqués individuellement à un ensemble de bornes de sortie, se partagent la somme des puissances de sortie disponibles d'un ensemble d'amplificateurs. Conformément à un aspect de l'invention, N (avec N=2n, n étant un nombre entier supérieur ou égal à 2) ampli- ficateurs sont respectivement connectés du côté de leur en- trée à N bornes de sortie d'un premier coupleur hybride à accès multiples ayant N bornes d'entrée, et du côté de leur sortie à N bornes d'entrée d'un second coupleur hybride à accès multiples ayant N bornes de sortie. Le premier cou- pleur hybride à accès multiples est formé sans ambiguïté par seulement n étages de coupleurs hybrides connectés en cascade, chaque étage étant constituée par 2n-1 coupleurs hybrides, et un signal appliqué à chaque borne d'entrée du coupleur hybride à accès multiples est divisé en N signaux d'égale puissance destinés à être émis vers la totalité (N) des bornes de sortie. Le second coupleur hybride à ac- cès multiples a également une structure identique à celle du premier coupleur hybride à accès multiples. Le premier coupleur hybride à accès multiples répartit également entre N amplificateurs un signal d'entrée qui est appliqué à une borne d'entrée, et les signaux de sortie amplifiés de ces amplificateurs sont combinés par le second coupleur hybride à accès multiples en un seul signal qui est appliqué à une borne de sortie. De façon similaire, un signal appliqué à une autre borne d'entrée est réparti entre les N amplifica- teurs et amplifié par ces derniers, après quoi il est combiné par le second coupleur hybride à accès multiples pour être émis vers une autre borne de sortie. Parmi les N bornes d'entrée du premier coupleur hybride à accès multiples, on peut n'utiliser que M bornes d'entrée (avec M inférieur à N) en tant que bornes d'entrée du dispositif d'amplification de puissance, et on utilise les M bornes de sortie correspondantes parmi les N bornes de sor- tie du second coupleur hybride à accès multiples, en tant que bornes de sortie du dispositif d'amplification de puissance. Des charges fictives sont respectivement connectées aux bor- nes d'entrée et de sortie inutilisées. De plus, on peut sup- primer les coupleurs hybrides qui ne participent pas à la transmission des signaux. On peut ainsi constituer un dispo- sitif d'amplification de puissance qui comporte les M bornes d'entrée et les M bornes de sortie. Selon un autre aspect de l'invention, on connecte un déphaseur en série avec chacun des N amplificateurs, et on commande sélectivement son déphasage pour lui donner la valeur 0 ou Tr, de façon à pouvoir changer la relation de correspondance entre les bornes d'entrée et les bornes de sortie du dispositif d'amplification de puissance. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre de modes de réalisation, et en se référant aux dessins annexes sur lesquels: La figure 1 est un schéma montrant un système de télécommunication par satellite multi-faisceau; La figure 2 est un schéma synoptique représentant un amplificateur équilibré classique; La figure 3 est un schéma synoptique représentant un premier mode de réalisation(N entrées, N sorties et N amplificateurs) du dispositif d'amplification de puissance de l'invention; La figure 4A est un schéma représentant un coupleur hybride; La figure 4B est un schéma symbolique du coupleur hybride représenté sur la figure 4A; La figure 5A est un schéma montrant un coupleur hybride à accès multiples, avec quatre entrées et quatre sorties, qui est formé au moyen de quatre coupleurs hybrides; La figure 5B est un schéma symbolique du coupleur hybride à accès multiples représenté sur la figure 5A; La figure 6A est un schéma montrant l'état de cou- plage entrée-sortie d'un coupleur hybride du type coupleur (coupleur hybride à 90 ), ainsi que sa représentation symbo- lique; La figure 6B est un schéma montrant l'état de cou- plage entrée-sortie d'un coupleur hybride à T magique (cou- pleur hybride à 180 ), ainsi que sa représentation symboli- que; La figure 7 est un schéma représentant la configu- ration générale d'un coupleur hybride à accès multiples; La figure 8 est un schéma.synoptique représentant le dispositif de l'invention avec quatre entrées, quatre sorties et quatre amplificateurs; La figure 9 est un schéma synoptique représentant le dispositif de l'invention avec huit entrées, huit sorties et huit amplificateurs; La figure 10 est un graphique montrant comment la puissance de sortie combinée et l'isolation varient en fonc- tion d'écarts de gain et de déphasage; La figure 11 est un schéma synoptique représentant un second mode de réalisation (M entrées, M sorties et N am- plificateurs) du dispositif d'amplification de puissance de l'invention; La figure 12 est un schéma montrant un exemple d'un coupleur hybride à accès multiples utilisé sur la figu- re 11; La figure 13 est un schéma synoptique représentant le dispositif de l'invention avec 10 entrées, 10 sorties et 16 amplificateurs; La figure 14 est un schéma synoptique représentant un troisième mode de réalisation de l'invention, qui est conçu de façon à permettre la commande de bornes de sortie à l'aide de déphaseurs; et La figure 15 est un schéma synoptique représentant un système de transpondeur de télécommunication par satellite multi-faisceau employant le dispositif de l'invention. Premier mode de réalisation (N entrées, N sorties, N amplificateurs) La figure 3 représente un mode de réalisation de l'invention dans lequel les éléments qui correspondent à ceux de la figure 1 sont désignés par les mêmes références. Dans ce mode de réalisation, un coupleur hybride à accès mul- tiples 11 est connecté entre les bornes d'entrée 1 à 1N et 1 N les amplificateurs 2 et 2N (avec N=2, n étant un nombre 1 2N nétnunnmr entier supérieur ou égal à 2), et un autre coupleur hybride à accès multiples 12 est connecté entre les amplificateurs 21 à 2N et les bornes de sortie 3 et 3N. Chacun des cou- pleurs hybrides à accès multiples 11 et 12 est constitué uni- quement par des coupleurs hybrides, et il a pour fonction de toujours diviser la puissance d'entrée provenant d'une borne d'entrée arbitraire en N signaux égaux qui sont présentés en sortie sur N bornes de sortie. Avec la configuration qui est représentée, un si- gnal provenant d'une borne d'entrée, par exemple la borne 11, est divisé par le coupleur hybride à accès multiples 11 en N signaux de puissance égale, qui sont respectivement am- plifiés par les amplificateurs 21 à 2N, et le coupleur hy- bride à accès multiples 12 combine les signaux de sortie am- plifiés en un seul signal de sortie qui est appliqué à une borne de sortie 31 Un signal provenant d'une autre borne d'entrée est également divisé de façon similaire par le coupleur hybride à accès multiples 11il en N signaux d'égale puissance, et les N signaux divisés sont amplifiés par les amplificateurs 21 à 2N' puis ils sont combinés par le coupleur hybride à accès multiples 12 en un seul signal qui est appliqué à une borne de sortie correspondant à la borne d'entrée à laquelle le signal d'entrée a été appliqué. Par conséquent, l'une quelconque des bornes de sortie 31 à 3N est capable de fournir une puissance de sor- tie variable, à condition que la somme globale des puissan- ces de sortie qu'il est possible d'obtenir à partir de tou- tes les bornes de sortie 31 à 3N ne soit pas supérieure à la somme des puissances de sortie disponibles de tous les am- plificateurs 21 à 2N. Dans l'optique de la voie d'amplifica- tion séparée de l'art antérieur représentée sur la figure 1, on peut considérer cette possibilité comme si les puissances disponibles excédentaires d'amplificateurs situés dans les voies ayant un trafic faible pouvaient être affectées aux amplificateurs se trouvant dans les voies ayant le plus fort trafic. - Pour faciliter une meilleure compréhension du fonctionnement considéré ci-dessus, on va maintenant commen- cer par décrire de façon générale les propriétés des cou- pleurs hybrides. (a) Coupleur hybride à 4 entrées, 4 sorties La figure 4A représente un seul coupleur hybride. Pour la commodité de la représentation, on représentera ci- après l'insertion d'un coupleur hybride par une ligne verti- cale continue, comme le montre la figure 4B. A titre d'exem- ple, un coupleur hybride à accès multiples constitué par quatre coupleurs hybrides et ayant quatre bornes d'entrée et quatre bornes de sortie (figure 5A) est représenté sous la forme indiquée par la figure 5B. Dans la description qui suit, on identifiera les bornes par des nombres consécutifs qui leur sont affectés, et on représentera par [a, b] un coupleur hybride ayant des bornes d'entrée a et b et des bornes de sortie a et b. On classe les coupleurs hybrides en coupleurs hy- brides du type coupleur, c'est-à-dire un coupleur hybride à (HYB.90 ), et en coupleurs hybrides à T magique, c'est- à-dire un coupleur hybride à 180 (HYB.180 ). Comme le mon- tre la figure 6A, avec le coupleur hybride du type coupleur, un signal d'entrée provenant de la borne d'entrée "a" est divisé en deux signaux égaux mutuellement déphasés de +90 (ou de -90 ), qui sont respectivement appliqués aux bornes de sortie "a" et "b". Un signal d'entrée provenant de la borne d'entrée "b" est divisé en deux signaux égaux mutuel- lement déphasés de -90 (ou de +90 ), qui sont respective- ment appliqués aux bornes de sortie "a" et "b". Comme le montre la figure 6B, avec le coupleur hybride à T magique, un signal d'entrée provenant de la borne d'entrée "a" est divisé en deux signaux égaux qui sont mutuellement en phase (ou qui ont un déphasage de 180 ), qui sont respectivement appliqués aux bornes de sortie "a" et "b". Un signal d'en- trée provenant de la borne d'entrée,"b" est divisé en deux signaux égaux qui sont mutuellement déphasés de 180 (ou qui sont mutuellement en phase) , et qui sont respectivement appliqués aux bornes de sortie "a" et "b". (b) Coupleur hybride à accès multiples à N bornes La figure 7 représente, au moyen du symbole de la figure 4B, les coupleurs hybrides à accès multiples à N bornes 11 et 12 représentés sur la figure 3 (avec N=2n, n étant un nombre entier supérieur ou égal à 2). Les coupleurs hybrides utilisés dans ce cas peuvent être uniquement des coupleurs hybrides à 90 ou à 180 . Sur la figure 7, chaque coupleur hybride à accès multiples comprend n étages de coupleurs hybrides, et chaque étage comprend 2n-1 coupleurs hybrides. Les coupleurs hy- brides d'un premier étage couplent des lignes de signal ad- jacentes, les coupleurs hybrides d'un second étage couplent une ligne de signal sur deux, les coupleurs hybrides d'un troisième étage couplent une ligne de signal sur quatre, et les coupleurs hybrides d'un étage de rang i couplent une li- gne de signal sur 2i -1. Le nombre aN des coupleurs hybrides qui sont nécessaires dans ce cas est donné par: aN = n2n... (1) On va maintenant décrire de façon plus détaillée ce coupleur hybride à accès multiples. Un coupleur hybride à accès mul- tiples comportant N bornes d'entrée et N bornes de sortie (avec N = 2n, n étant un nombre entier supérieur ou égal à 2), est constitué par n étages de coupleurs hybrides connec- tés en cascade, chaque étage comportant N/2 (= 2n-l1) cou- pleurs hybrides. Dans ces conditions, les bornes de sortie des coupleurs hybrides du premier étage sont numérotées [2k, 2k+13 (avec k = O, 1,... et 2n-1_l), c'est-à-dire [O, 13, C2, 3], [4, 5],..; les bornes de sortie des-cou- pleurs hybrides du second étage sont numérotées D4ki+k2, 4kl+k2+2] (avec k1 = O, 1,..., 2n-2 1 et k2 =, 1), c'est- à-dire CO, 2], C1, 31, j4, 6],...; et les bornes de sortie des coupleurs hybrides de l'étage dé rang i sont numérotées i i i-i n-i 2ikl+k2, 2ikl+ k2+2i1] (avec k1 = O, 1,..., 2 -1 et k2 1, 1, 2, 2i 1), c'est-à-dire, [O, 2i-11, 1, 1+ 21 1, [2i 2i+2i 1,...Les bornes d'entrée des coupleurs hybrides des étages respectifs sont numérotées d'une manière similaire. On interconnecte des étages adjacents en connec- tant les bornes de sortie de l'étage précédent et les bornes d'entrée de l'étage suivant qui portent les numéros corres- pondants. Les bornes d'entrée des N/2 coupleurs hybrides du premier étage et les bornes de sortie des N/2 coupleurs hy- brides de l'étage final sont utilisées en tant que bornes d'entrée et bornes de sortie du coupleur hybride à plusieurs étages. La relation entre une tension d'entrée Eih sur une borne d'entrée h et une tension de sortie Eok sur une borne de sortie k dans le coupleur hybride à accès multiples avec N (= 2) bornes, représenté sur la figure 7, s'exprime de la manière suivante: Eok = T E... *(2) kh ih en utilisant une matrice de transfertJT.) (i = 0, n-1 n-1 kh '' kl -ploie2",.Dnsleesk 2n-ll, k = 0,... 2 1) Dans le cas o on emploie des coupleurs hrbrides Ä 90 , lorsque n = 1, la relation ci- dessus prend la forme suivante, du fait de sa ractéristique: T(1) = pour h k (h = 0, 1, k = O, 1))... (3) kh Soit avec: ( 0 o1 i11 (4) Eol E lorsque n = 2: - for h = k o10 T(2) J o (h=, k=1,2)... (5) kh=- -o 2 (h=1, 2,k=O,3) (h=O, k=3), (h=l, k=2) - for (h=2, k=-1), (h=3', k=-O) (h=O, 1, 2, 3, k=0,1,2,3) E01 T T1 E1 (6) Eo3 Ei3 T1yQ =(i) *-- (7) Si maintenant on représenteh et k par des termes binaires r. et si qui ne prennent que des valeurs "0" ou "1", de la i J manière suivante: h = ro+ r 2+2 + 22 --(8) k = So+ s12+ s2 + - on peut récrire les équations (3) et (5) sous la forme suivante: kh = exp L i ro so (9) i T, exp j-r T(2) -- exp t j 2(roe so+r1es1) ( '0) kh (rexpr2 dans laquelle le symbole G désigne une fonction OU-EXCLU- SIF et: 0 O pour r = s r 6 s = (il) 1 pour r à Cependant, pour le cas N = 2n représenté sur la figure 7,' les équations (9) et (10) deviennent: i nI T(nh = exp [ i'2 [=ri + si 3 Tkh exPCj Äi r= s (h-, 1,, 2n-1h k-=-O,1 '-2n-l E E0Tn-j jTn-1 Eo0_ il.. j Tn-1 T "Eon-1in-1 De façon similaire, lorsqu'on utilise des coupleurs hybrides à 180 , on peut exprimer la relation précitée sous la forme n-1 Tkh = exP j IZ ri i - 1=0 (h=0,1,. 2n-1 k=0, 1,,2n-1) dans laquelle -indique un produit logique et une inversion. (c) Dispositif d'amplification à N entrées et N sorties Dans le mode de réalisation représenté sur la fi- gure 3, les relations entrée-sortie obtenues par les équa- tions ci-dessus, sont celles indiquées ci-après. Si on dési- gne par E (avec m = O,..., N - 1) la tension d'entrée sur m une borne m du coupleur hybride à accès multiples 11, par T(n) T(hm le coefficient de transfert entre des bornes d'entrée m hm et des bornes de sortie des coupleurs hybrides à accès multi- ples 11 et 12, et par a l'amplification en tension de chacun des amplificateurs 21 à 2Np la tension de sortie sur la borne k du coupleur hybride à accès multiples 12, pour la tension d'entrée Em, est donnée par: Emk =am E N-1 Tk(n)h Tm... Emk - --- am 'hm0 Par conséquent, la puissance de sortie Pmk sur la borne k à ce moment est donnée par la relation: N-i (xTh 2 Pmk =a 2Pm I Tkh hm h=o dans laquelle Pm désigne la puissance de sortie sur la borne m. En supposant qu'on utilise les coupleurs hybrides à 90 , la substitution de l'équation (12) dans l'équation (16) don- ne a2Pm I exp (r ( s -i-r() t *12 mk N2 h=O 2 -. i M Pour ti qui ne prend qua des valeurs "0" ou "1", on a: m = t + t2 + t2 +....(18) o 1 2 En tenant compre de la propriété du nombre binaire, dans l'équation (17), on obtient: a2p a 2P pour s = t Pmk = m i... (19) O pour si, ti = i Autrement dit, un signal d'entrée provenant d'une entrée m (= t0 + t1 2 + t222 +...) parmi les bornes d'entrée 11 à IN est réparti entre les N amplificateurs 21 à 2N et est amplifié par ces derniers, et il est appliqué ensuite sur une borne de sortie k (= t0 + ti2 +...) parmi les bornes de sortie 31 à 3N' Dans l'exemple représenté sur la figure 3, lorsque N = 2, la configuration est identique à celle de l'amplificateur équilibré classique qui est représenté sur la figure 2. La relation entre les signaux d'entrée et de sortie dans ce cas découle des équations (4) et (7) et est la suivante: P (-O aTT(E: a)1 DC; (( x z:O) Plk El O/ 1 No) Lorsque N = 4, la configuration devient celle qui est re- présentée sur la figure 8, et la relation entre l'entrée et la sortie dans ce cas est la suivante: Po 'O T1 iT)(Tl iT, 0 OO10 0) ElE2) = -a 010 E1...Q s-a (). ()() O 1 0 0 E2 1 0 0 0 Es3 De façon similaire, dans le cas o N = 8, la configuration est celle représentée sur la figure 9, et la relation entrée- sortie est la suivante: 0...............0 P1 El /P \ El\|0 1 0 = aT3T3 0 De façon générale, si on désigne par a1 à aN les gains en amplitude complexes des amplificateurs 21 à 2N, et si on représente une matrice An par: /al 0...............0 0a0. An = 2 0.............. O. i aN la relation entre les vecteurs d'entrée et de sortie IE et IP est donnée par l'équation suivante IP = T.A T E... (24) n n n Les équations (20) à (24) montrent également que chacun des signaux qui provient des bornes d'entrée 11 à 1N est réparti de façon égale vers les amplificateurs et est amplifié par ces derniers, et les signaux de sortie amplifiés sont combi- nés en un seul signal destiné à être émis vers la borne de sortie correspondante parmi les bornes 31 à 3N. Dans le cou- pleur hybride à 90 , un signal d'entrée appliqué à l'une de ses bornes d'entrée est divisé en deux signaux égaux, mais ces signaux sont mutuellement déphasés de 90 . A titre d'exemple, un signal d'entrée appliqué à la borne d'entrée 11 est divisé en N signaux égaux et ces signaux sont ampli- fiés par les amplificateurs 21 à 2N, et les N signaux de sortie amplifiés sont additionnés ensemble pour la borne de sortie 31 mais pour les autres bornes de sortie 32 à 3N, ils sont mutuellement déphasés et s'annulent, et ils ne sont donc pas appliqués aux bornes de sortie 32 à 3N. Il est donc nécessaire que les gains et les déphasages des amplifica- teurs 21 à 2N soient mutuellement égaux. (d) Influences d'écarts de gain et de déphasage des amplificateurs Si les N amplificateurs 21 à 2N ont le même gain et le même déphasage, les caractéristiques de combinaison de puissance sur chacune des bornes de sortie 31 à 3N et les caractéristiques d'isolation sur la borne de sortie par rapport aux autres bornes de sortie, sont déterminées par les caractéristiques des coupleurs hybrides à accès multi- ples 11 et 12. Le coupleur hybride à 90 présente d'excel- lentes caractéristiques de couplage, de déphasage et d'isolation sur une large bande. Le problème le plus impor- tant pour la réalisation du dispositif d'amplification de puissance de l'invention réside dans l'égalité du gain et du déphasage parmi les amplificateurs 21 à 2N. On va main- tenant décrire les influences de gains et de déphasages inégaux des amplificateurs 2 à 2N. *3 NS Si on désigne par ai et e. le gain et la valeur i 1 de déphasage de chaque amplificateur 2i, par a0 et e0 les valeurs moyennes du gain et du déphasage, et par i et i les écarts du gain et du déphasage par rapport à leurs valeurs moyennes, le gain a. et le déphasage 8. s'expriment i 1 de la manière suivante: ai = aà(1 + 9i), avec i = à N... (25) i aa. ( 5 i = + i i avec i = 1 à N...(26) avec: E N 1=1 N| 10.Z ai= i=- En outre, on définit à et comme étant la va- riation moyenne du gain (écart-type du gain) et la variation moyenne de la phase (écart-type du déphasage) de la manière suivante: N 2 /) 1/2 N 2 \1/2 a "= i(_ z ai N %i=1y Si on désigne par P0 la somme des puissances de sortie des N amplificateurs 21 à 2N, et par Pout la puis- sance de sortie combinée d'un signal désiré pour une certai- ne borne de sortie (une borne de sortie combinée), le rende- ment de combinaison Pout/P0 est donné, d'après l'équation (24), par: Pout/Po = 1- C (N-1)/N3 (42+ 2).. De façon similaire, si on désigne par P.io les iSO puissances de sortie des autres bornes de sortie (bornes isolées), l'isolation Piso/P des bornes isolées est donnée iso O par: Pis. /P0 = (l/N)(j2+ 82)... ) La figure 10 montre comment varient la puissance de sortie combinée (en dB) et l'isolation (en dB), en fonc- tion des écarts de gain et de déphasage, dans les cas o n = 3 et n = 4, c'est-à-dire lorsqu'on utilise respective- ment 8 et 16 amplificateurs. Du fait que les écarts de pha- se et de gain d'un amplificateur ayant un gain d'environ dB peuvent facilement être réduits respectivement à moins de 100 et à moins de 1 dB, on considère qu'on peut facilement obtenir des caractéristiques telles que l'isolation sit au moins d'environ 20 dB et que la diminution de la puis- sance de sortie combinée soit inférieure à 0,3 dB. (e) Influences de défaillances des amplificateurs Une défaillance d'un ou de plusieurs des amplifi- cateurs 21 à 2N dégradera l'équilibre des amplitudes des signaux de sortie respectifs des amplificateurs, entrainant une dégradation à la fois de la puissance de sortie combinée et de l'isolation. On va maintenant décrire l'influence d'une défaillance de l'un des N amplificateurs 21 à 2N Si on désigne par P0 la puissance de sortie combinée dans le cas o tous les amplificateurs fonctionnent correctement, par Pout la puissance de sortie combinée dans le cas o l'un d'entre eux est défaillant, et par P.io la puissance de sor- 1S0 tie sur chaque borne isolée dans ce dernier cas, la diminu- tion de la puissance de sortie combinée est donnée par l'équation (24) et lorsque la puissance de sortie de l'am- plificateur défaillant est égale à zéro, la puissance de sortie combinée est la suivante: POut/Po C(N 1)/N)2 '" 0 Pour toutes les autres bornes de sortie, l'isolation est donnée par l'équation suivante: Piso/Po = (1/N)... (32) A titre d'exemple, lorsque N = 8, la défaillance d'un amplificateur réduit l'isolation à 18,1 dB et réduit la puissance de sortie combinée de 1,2 dB. Dans le cas o N = 16, l'isolation est réduite à 24 dB et la puissance de sortie combinée est réduite de 0,6 dB. Il est donc préfé- rable d'utiliser huit amplificateurs ou plus. -Second mode de réalisation (M entrées, M sorties, N amplificateurs, M. N) La figure 11 représente un second mode de réali- sation de l'invention, dont la structure est identique à celle du mode de réalisation de la figure 3, à l'exception du fait qu'il emploie M (inférieur à N) bornes d'entrée 11 à 1M et M bornes de sortie 31 à 3M. Il résulte de ce changement du nombre de bornes que le coupleur hybride à accès multiples 11 comporte M bornes d'entrée et N bornes de sortie, tandis que le coupleur hybride à accès multiples 12 comporte N bornes d'entrée et M bornes de sortie. La figure 12 représente, en utilisant le symbole de la figure 4, un exemple de la configuration d'un tel coupleur hybride à accès multiples, en relation avec le cas dans lequel N = 8 et M = 4. Du fait que les signaux d'entrée provenant des bornes d'entrée 0, 1, 2 et 3 du côté gauche sur la fi- gure 12 ne passent pas par les coupleurs hybrides entourés par la ligne en pointillés 15, on peut supprimer ces cou- pleurs hybrides. Ce mode de réalisation peut également em- ployer les principes de fonctionnement décrits précédemment en relation avec la figure 3, et il procure une configura- tion de circuit légère et de structure simple, résultant de la suppression des coupleurs hybrides inutiles. La figure 13 représente le mode de réalisation de la figure 11 dans le cas o N = 16 et M = 10. Dans le cou- pleur hybride à accès multiples 11, on a n = 4, du fait que le nombre d'amplificateurs devant être connectés à ce cou- pleur est N = 16 = 24, ce qui fait que le nombre d'étages de coupleurs hybrides est de quatre. Du fait que le nombre de bornes d'entrée est M = 10, le premier étage comprend une première colonne de cinq coupleurs hybrides, comme le montre la figure 13, et le nombre de coupleurs hybrides formant le quatrième étage est 241 = 8. Les coupleurs hy- brides 140 indiqués par des cadres en pointillés ne sont pas utilisés. Les coupleurs hybrides 140 qui ne sont pas utilisés en tant que voies de signal entre les premier et quatrième étages sont supprimés, et une charge fictive 131 est connectée à chacune des bornes d'entrée et de sortie inutilisées des coupleurs hybrides, dans les coupleurs hybrides à accès multiples 11 et 12. Le coupleur hybride à accès multiples 12 a une structure identique à celle du coupleur hybride à accès multiples 11, et il est symétrique de ce dernier. Les bor- nes de sortie du coupleur hybride à-accès multiples 11 sont numérotées de 1 à 16, du haut vers le bas sur la figure 13, et les amplificateurs 21 à 216 sont respectivement connec- tés aux bornes de sortie 1 à 16 correspondantes. D'autre part, les bornes d'entrée du coupleur hybride à accès mul- tiples 12 sont numérotées de 1 à 16 du bas vers le haut et elles sont respectivement connectées aux sorties des ampli- ficateurs 16, 15,..., 1. Ainsi, on obtient le coupleur hy- bride à accès multiples 12 en faisant tourner de 180 le coupleur hybride à accès multiples 11, autour des amplifi- cateurs 21 à 216. Les bornes de sortie 1 à 16 du coupleur hybride à accès multiples 11 après rotation, sont ainsi utilisées en tant que bornes d'entrée connectées aux sor- ties des amplificateurs 16, 15,..., 1. On utilise pour les bornes de sortie 31 à 310 les bornes d'entrées 12 à 110 du coupleur hybride à accès multiples 11 après rotation. Troisième mode de réalisation (commande des bor- nes de sortie par des déphaseurs) La figure 14 représente un troisième mode de réa- lisation de l'invention dont la structure est identique à celle du mode de réalisation de la figure 3, à l'exception du fait que des déphaseurs 51 à 5N sont connectés en série avec les entrées respectives des amplificateurs 21 à 2Nà Sur la figure 14, si on désigne par e0 à eNl les déphasa- ges des déphaseurs 51 à 5N, la puissance Pmk sur une borne de rang k du côté de la sortie du coupleur hybride à accès multiples 12, pour une puissance d'entrée P sur une borne m de rang m du côté de l'entrée du coupleur hybride à accès multiples 11, est donnée par l'équation suivante, comme dans le cas de l'équation (17): a2Pm N-1 2 n-1 PMk=nk IX OXPC0Lr (r t.)+Jh I N2 h=o 2 Lorsque tous les déphasages 0 à 8N_1 sont égaux, l'équa- tion (33) correspond à l'équation (16), et ce mode de réa- lisation fonctionne donc de la même façon que le mode de réalisation de la figure 3. En changeant les déphasages e0 à 8N-l' il est possible de changer les relations de connexion entre les bornes d'entrée et les bornes de sor- tie sur lesquelles on obtient des signaux appliqués aux bornes d'entrée. En supposant que N = 4 dans l'équation (33), lorsque 80 = 81 = 82 = 83 = 0, les signaux d'entrée provenant des bornes d'entrée 11, 12, 13 et 14 sont res- pectivement obtenus sur les bornes de sortie 34, 33, 32 et 31, et lorsque 80 = 82 = 0 et 81 = 83 = qT, les signaux d'entrée provenant des bornes d'entrée 11, 12, 13 et 14 sont respectivement obtenus sur les bornes de sortie 33, 34' 31 et 32 En utilisant sélectivement de cette manière les valeurs 0 et Vr pour les déphasages 80 à 8N1' il est possible de modifier la correspondance entre les bornes d'entrée et les bornes de sortie. Egaement dans la configu- ration qui utilise des coupleurs hybrides à acces multiples ayant des nombres différents de bornes d'entrée et de sortie, comme il est représenté sur la figure 11, l'utilisation de déphaseurs permet de modifier la relation de correspondance entre les bornes d'entrée et de sortie. Effets de l'invention Pour démontrer l'effet de l'invention, on décrira en relation avec la figure 15 une application du dispositif de l'invention à un système de transpondeur pour un système de télécommunication par satellite multi-faisceau. La figure représente le système de transpondeur de -satellite, dans lequel des antennes de réception 61 à 6N couvrant des zones différentes sont respectivement connectées à des récepteurs 7,à 7 dont les sorties sont elles-mêmes connectées à une matrice de commutation 13, destinée à dirigerles signaux reçus vers des destinations désirées. Le côté de sortie de la matrice de commutation 13 est connecté au coupleur hybri- de à accès multiples 11 dans le dispositif d'amplification de puissance de l'invention. Les bornes de sortie du cou- pleur hybride à accès multiples 12 sont respectivement con- nectées à des antennes d'émission 91 à 9N. Des signaux reçus par les antennes de reception 61 à 6N sont respectivement appliqués aux récepteurs 71 à 7NF après quoi la matrice de commutation 13 les commute conformément à leur destination. Le dispositif d'amplifi- cation de puissance 14 amplifie les signaux de sortie de la matrice de commutation 13, puis les antennes d'émission 91 à 9N émettent ces signaux vers des destinations respec- tives. Avec un tel système, le niveau de trafic d'émission vers chaque zone varie au cours du temps et les signaux provenant de nombreux récepteurs peuvent quelquefois être appliqués à une seule antenne d'émission, auquel cas une puissance de sortie élevée est exigée. Cependant, conformé- ment à l'invention, les signaux provenant de nombreux ré- cepteurs sont répartis entre les amplificateurs 2 à 2 et i *N ils sont amplifiés par ces derniers, et à ce moment les puissances de sortie des autres antennes d'émission dimi- nuent. Ainsi, les signaux reçus ne sont pas concentrés sur un seul amplificateur, mais sont amplifiés de façon égale par tous les amplificateurs. Il suffit donc que N signaux de sortie égaux correspondant à une division de la somme des puissances de sortie à diriger vers les antennes d'émis- sion, soient appliqués aux amplificateurs respectifs, ce qui permet de réduire la puissance de sortie maximale de chaque amplificateur à une valeur inférieure à la puissance de sor- tie maximale qui est appliquée à une antenne d'émission. De plus, on peut changer librement les signaux de sortie qui sont dirigés vers les antennes d'émission 91 à 9N, en chan- geant les signaux d'entrée appliqués au coupleur hybride à accès multiples 11. En outre, conformément à l'invention, du fait que chacun des coupleurs hybrides à accès multiples 11 et 12 est constitué uniquement par des coupleurs hybrides et ne comporte pas de déphaseurs fixes, leur réalisation exige moins de matériel que dans le cas de l'utilisation du cir- cuit de matrice de Butler. Comme il est connu dans la tech- nique, on peut faire fonctionner le coupleur hybride à 90 sur une large bande et, par conséquent, le circuit hybride à accès multiples formé par de tels coupleurs hybrides à 900, n'utilisant pas de déphaseurs fixes, fonctionne sur une très large bande. En d'autres termes, lorsque les fré- quences porteuses allouées à des faisceaux dans le système de télécommunication par satellite multi-faisceau s'éten- dent sur une bande étendue, on peut appliquer l'invention à un dispositif d'amplification situé du côté émetteur du système de transpondeur de satellite. En outre, conformément à l'invention, du fait qu'on utilise au moins quatre amplificateurs, on peut obte- nir une isolation suffisante, même si leurs gains et leurs déphasages présentent une certaine dispersion,ce qui permet de réaliser les amplificateurs de manière aisée et économi- que, et l'isolation n'est pas fortement affectée par les variations de leurs caractéristiques de gain et de déphasage sous l'effet du vieillissement. De plus, même si l'un des amplificateurs est défaillant, le niveau de la puissance de sortie combinée ne diminue pas considérablement et l'isola- tion n'est pas fortement dégradée. Compte tenu de ce qui précède, il est souhaitable que le nombre d'amplificateurs soit de 8 ou plus, et de préférence de 16 ou plus. Conformément à l'invention, même si le nombre de bornes d'entrée et de bornes de sortie est relativement faible, par exemple quatre ou cinq, on peut atténuer l'in- fluence d'une défaillance d'un amplificateur en augmentant le nombre d'amplificateurs pour lui donner une valeur su- périeure aux nombres de bornes d'entrée et de sortie. En utilisant des éléments d'amplification à semiconducteurs constitués par des transistors, on peut obtenir des puis- sances de sortie élevées sur les bornes de sortie même si la puissance de sortie de chaque amplificateur est faible. De façon similaire, on peut obtenir les effets mentionnés ci-dessus avec le mode de réalisation corres- pondant au dispositif d'amplification à N amplificateurs, M entrées et M sorties. A titre d'exemple, dans le cas de la figure 13 représentant la configuration d'un dispositif d'amplification à 16 amplificateurs, 10 entrées et 10 sor- ties, lorsque l'un des 16 amplificateurs 21 à 216 est dé- faillant, la puissance de sortie combinée diminue de 12%, c'est-à-dire que le nombre maximal admissible de porteurs diminue de 12%, mais il ne se produit pas une défaillance complète dans un faisceau-particulier quelconque. D'autre part, l'isolation est réduite à 24 dB, mais différents faisceaux peuvent utiliser le même intervalle de fréquence. Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées au dispositif et au procédé décrits et représentés, sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Dispositif d'amplification de puissance dans lequel un signal appliqué à l'une quelconque des bornes d'un ensemble de bornes d'entrée est réparti de façon égale vers un ensemble de bornes de sortie par un premier coupleur hybride à accès multiples, des amplificateurs sont respecti- vement connectés à l'ensemble de bornes de sortie, les sor- ties des amplificateurs sont couplées par un second coupleur hybride à accès multiples, pour l'émission vers un ensemble de bornes de sortie, le signal appliqué à l'une quelconque des bornes d'entrée est réparti entre les amplificateurs et amplifié par ces derniers, le second coupleur hybride à ac- cès multiples combine les signaux de sortie amplifiés en un signal composite, en vue de l'émission de ce signal vers celle des bornes de sortie qui correspond à la borne d'en- trée à laquelle le signal a été appliqué, caractérisé en ce que: les premier et second coupleurs hybrides à accès mul- tiples (11 et 12) ont la même structure, chacun d'eux est formé par n étages de coupleurs hybrides seuls et comporte M (un nombre entier supérieur ou égal à 2) première bornes et N secondes bornes (avec N > M, N = 2n n étant un nombre entier supérieur ou égal à 2); le premier étage comprend [M/2] coupleurs hybrides (en désignant par Cx] la valeur de x arrondie à l'entier immédiatement supérieur), leurs bornes d'entrée et de sortie sont respectivement connectées aux M premières bornes; l'étage de rang n comprend N/2 = 2n-1 coupleurs hybrides, dont les bornes d'entrée et de sortie sont connectées aux N secondes bornes; et un signal qui est appliqué à l'une quelconque des M bornes d'entrée est réparti de façon égale entre les N secondes bornes; et le premier coupleur hybride à accès multiples (11) utilise les M premières bornes pour ses bornes d'entrée (11 à 1N) et les N secondes bornes pour ses bornes de sortie.; le second coupleur hybride à accès multiples (12) utilise les N se- condes bornes pour ses bornes d'entrée et les M premières bornes pour ses bornes de sortie (31 à 3N); et les N bornes d'entrée du second coupleur hybride à accès multiples sont connectées aux N amplificateurs dans un ordre inverse de l'ordre de connexion des N bornes de sortie du premier cou- pleur hybride à accès multiples aux N amplificateurs. 2. Dispositif d'amplification de puissance selon la revendication 1, caractérisé en ce que chacun des premier et second coupleurs hybrides à accès multiples (11, 12) est constitué uniquement par des coupleurs hybrides à 90 . 3. Dispositif d'amplification de puissance selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que N est supérieur ou égal à 8. 4. Dispositif d'amplification de puissance selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que des déphaseurs sont connectés en série avec les N amplificateurs respectifs (21 à 2N),- et le déphasage de chacun des déphaseurs (51 à 5N) est fixé sélectivement à 0 ou à ft, grâce à quoi on peut changer la relation entrée/ sortie entre les M bornes d'entrée et les M bornes de sortie. 5. Dispositif d'amplification de puissance carac- térisé en ce qu'il comprend: M bornes d'entrée (M désigne un nombre entier supérieur ou égal à 2); un premier coupleur hybride à accès multiples (11) ayant M bornes d'entrée et N bornes de sortie (avec N M, N = 2n, n étant un nombre en- tier supérieur ou égal à 2), et formé par n étages ne compor- tant que des coupleurs hybrides, le premier étage comprenant úM/2] coupleurs hybrides (en désignant par úxJ la valeur de x arrondie à l'entier immédiatement supérieur), et ses bornes d'entrée étant connectées aux M bornes d'entrée respectives, l'étage de rang N comprenant N/2 = 2n1 coupleurs hybrides et ses bornes de sortie étant connectées respectivement aux N bornes de sortie, et les étages de coupleurs hybrides al- lant du premier à l'étage de rang n répartissant de façon égale entre les N bornes de sortie un signal d'entrée appli- qué à l'une quelconque des M bornes d'entrée; N amplifica- teurs dont les entrées sont respectivement connectées aux N bornes de sortie du premier coupleur hybride à accès mul- tiples (11); un second coupleur hybride à accès multiples (12) ayant N bornes d'entrée connectées aux sorties des N amplificateurs, et M bornes de sortie, le second coupleur hybride à accès multiples (12) ayant une structure identi- que à celle du premier coupleur hybride à accès multiples (11), et les N bornes d'entrée du second coupleur hybride à accès multiples qui correspondent aux N bornes de sortie du premier coupleur hybride à accès multiples (11) étant connectées aux N amplificateurs dans un ordre inverse de l'ordre des N bornes de sortie du premier coupleur hybride à accès multiples (11); et M bornes de sortie. 6. Dispositif d'amplification de puissance selon la revendication 5, caractérisé en ce que des d&phaseurs (51 à 5N) sont connectés respectivement en série avec les N amplificateurs (21 à 2N), et en ce que le déphasage de chacun des N déphaseurs (51 à 5N) est fixé sélectivement à 0 ou à -T, grâce à quoi on peut changer la relation en- trée/sortie entre les M bornes d'entrée et les M bornes de sortie. 7. Dispositif d'amplification de puissance selon la revendication 8, caractérisé en ce que N est supérieur ou égal à 8. 8. Dispositif d'amplification de puissance selon la revendication 5, caractérisé en ce que chacun des pre- mier et second coupleurs hybrides à accès multiples (11, 2) est constitué uniquement par des coupleurs hybrides à 900.