Brevet FR2628584A1 — publié le 19890915

REPARTITEUR DE PUISSANCE POUR SIGNAL H.F.n. La présente invention a pour objet un répartiteur de puissance pour signal H.F., dont les sorties sont mutuel- lement isolées et ont la même impédance que l'entrée. Les répartiteurs sont notamment utilisés pour ré- partir un signal provenant d'antennes de réception de télévi- sion. Pour des fréquences pas trop élevées, un réparti- teur connu est composé d'un transformateur d'impédance monté en série avec un déphaseur à ferrite. Pour des fréquences plus élevées il est connu d'u- tiliser un répartiteur dit "Wilkinson' tel que décrit dans la publication 'IRE Transactions MTT, Jan. 1960, p.116-118'. Il est intéressant de rechercher des répartiteurs large bande. Dans ce but, un répartiteur conforme à la présente invention est particulièrement remarquable en ce que il com- porte, montés en série,: - un transformateur d'impédance - un répartiteur Wilkinson - un déphaseur à ferrite Un tel répartiteur est notamment avantageux de part sa simplicité, et donc son cot, de réalisation. Dans les répartiteurs connus déjà mentionnés, les composants électriques ont des caractéristiques connues telles que impédance, longueur. Dans un répartiteur conforme à la présente inven- tion, il est particulièrement remarquable d'utiliser les ca- ractéristiques suivantes: - le rapport de transformation d'impédance est sensiblement de 1/2 (+ 20%), -2 - - l'impédance de chaque branche du Wilkinson est sensible- ment égale à 4/3 ( 20 %) de l'impédance d'entrée, - la longueur de chaque branche du Wilkinson est sensible- ment égale à À/8 ( 20 %) de la fréquence moyenne de la large bande, l'impédance de la résistance d'équilibrage du déphaseur à ferrite est sensiblement égale à 4 fois (+ 20 %) l'impédance d'entrée. Avec de telles valeurs, on constate que le réparti- teur fournit d'excellentes performances. Dans le cas de la réception de télévision, par exemple avec une gamme d'onde de 40 MHz à 1750 MHz et une im- pédance d'antenne de 75 Q, il est avantageux d'utiliser les valeurs suivantes: - l'impédance de chaque branche du Wilkinson est de 100 9, - la longueur de chaque branche du Wilkinson est de 2 cm, - l'impédance de la résistance d'équilibrage du déphaseur à ferrite est de 300 Q. Avec ces valeurs le facteur d'isolation des sorties dans la gamme d'onde considérée est satisfaisant. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la des- cription d'un exemple de réalisation comprenant les dessins ci-après: La figure 1 représente un répartiteur à ferrite. La figure 2 représente un répartiteur Wilkinson. La figure 3 représente un répartiteur conforme à l'invention. Les figures 1 et 2 représentent des répartiteurs de puissance connus avec une entrée (E1-E2) d'impédance Zo et deux sorties (S11, S21 - S12, S22) d'impédance Zo également; dans tous les cas les sorties doivent être mutuellement iso- lées c'est à dire qu'un signal indésirable entrant par une sortie ne doit pas se retrouver sur l'autre sortie; il est donc clair que le dispositif doit toujours être symétrique. Sur le répartiteur de la figure 1 qui comporte un transformateur d'impédance (T.I.), un déphaseur (DEPH) à 3- ferrite (FE) et une impédance d'équilibrage (REQ), c'est le déphaseur qui assure l'isolement recherché; cette disposition convient bien pour la gamme d'onde 40 MHz - 860 MHz; pour une impédance d'entrée de 75 Q, l'impédance d'équilibrage est de 150 Q. Sur le répartiteur Wilkinson à deux branches de la figure 2, réalisé en microstrip' sur un circuit epoxy double face, le déphasage est assuré par un trajet plus long de deux fois A/4 pour la partie du signal indésirable qui circule dans les deux branches d'impédance Zo 12; cette disposition convient bien pour la gamme d'onde 950 MHz - 1750 MHz; la lon- gueur de chaque branche est alors de 3 cm (soit le quart de la longueur d'onde - A/4 - de la fréquence moyenne soit 950+1750), et les impédances représentées sont respectivement de Zo 12 = 106 Q, et 2Zo = 150 Q. Pour réaliser un répartiteur large bande, l'homme du métier pourrait être tenté de combiner les deux réparti- teurs connus ci-dessus décrits; toutefois la manière de combi- ner les deux circuits pour n'en faire qu'un n'est pas éviden- - 20 te; de plus il restera encore à trouver les valeurs électri- ques correctes, en supposant qu'elles existent ce qui n'est pas certain car rien ne garantit, électriquement parlant, qu'il existe une combinaison débouchant sur une solution tech- niquement valable. La figure 3 représente un répartiteur large bande conforme à l'invention; la combinaison choisie comporte en sé- rie, un transformateur d'impédance (TI), un circuit similaire à un Wilkinson (WIL), un déphaseur à ferrite (DEPH), et une impédance d'équilibrage (ZEQ). Avec une impédance d'entrée de Zo = 75 Q et pour la gamme d'onde 40 MHz - 1750 MHz, des valeurs électriques adé- quates sont les suivantes - rapport du transformateur d'impédance 1/2, impédance de chaque branche ZB = 100 Q (soit 4/3 de Zo) 26235S 4- - impédance ZW = 75 Q (soit = Zo) - longueur de chaque branche L = 2 cm (soit >/8 de la fréquence moyenne 40+1750) - impédance d'équilibrage ZEQ = 300 Q (soit 4 fois Zo) Avec ces valeurs, la courbe d'isolation mutuelle des sorties S1 et S2 est satisfaisante pour la gamme de fré- quence considérée. Ces valeurs sont surprenantes pour l'homme du métier en effet: - l'abaissement, par rapport à la figure 2, de la fré- quence moyenne devrait logiquement conduire à une augmentation de la longueur de chaque branche du Wilkinson, or c'est le contraire que l'on constate avec un facteur 1/2. - les impédances d'entrée et de sortie étant inchangées, on devrait logiquement utiliser les mêmes valeurs que dans les figures 1 et 2, or la valeur de l'impédance d'équilibrage ZEQ a été multipliée par 2. - REVENDICATIONS: 1. Répartiteur de puissance pour signal H.F., dont les sorties sont mutuellement isolées et ont la même impédance que l'entrée, caractérisé en ce que il comporte, montés en série,: - un transformateur d'impédance - un répartiteur Wilkinson - un déphaseur à ferrite pour constituer un répartiteur large bande. 2. Répartiteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que - le rapport de transformation d'impédance est sensiblement de 1/2 ( 20%), - l'impédance de chaque branché du Wilkinson est sensible- ment égale à 4/3 ( 20%) de l'impédance d'entrée, - la longueur de chaque branche du Wilkinson est sensible- ment égale à A/8 ( 20%) de la fréquence moyenne de la large bande, l'impédance de la résistance d'équilibrage du déphaseur à ferrite est sensiblement égale à 4 fois ( 20%) l'impédance d'entrée. 3. Répartiteur selon la revendication 2, destiné à une gamme d'onde de 40 MHz à 1750 MHz, et pour une impédance d'en- trée de 75 Q, caractérisé en ce que - l'impédance de chaque branche du Wilkinson est de 100 Q, - la longueur de chaque branche du Wilkinson est de 2 cm, - l'impédance de la résistance d'équilibrage du déphaseur à ferrite est de 300 Q.