Brevet FR2641146A1 — publié le 19900629

"CIRCUIT ELECTRIQUE ET APPLICATION5". La présente invention a pour objet un circuit électrique séparateur d'une bande de fréquences en deux sous-bandes dites voie passe-haut et voie passe-bas , et recombineur pour restituer en sortie la bande de fréquence d'origine. Un tel circuit1 souvent appelé circuit split-band, est couramment utilisé dans l'industrie électrique. Ce type de circuit sépare une bande de fréquence en deux sous-bandes au moyen d'un circuit passe-haut et d'un circuit passe-bas puis recombine ces deux sous-bandes pour restituer la bande de fréquence d'origine auprès, éventuellement, un traitement électrique séparé sur chacune des sous-bandes. La présente invention a aussi pour objet l'application particulière d'un tel circuit à un amplificateur large bande et à un multidérivateur. Les circuits connus sont habituellement réalisés au moyen de filtres passe-haut et passe-bas d'ordre plus ou moins élevé permettant ou non la transmission de deux sous-bandes adjacentes. Les inconvénients de ces montages sont le nombre important de composants nécessaires à la réalisation des filtres et la sensibilité des circuits a la valeur des composants ce qui peut entraîner l'obligation de réglages systématiques. De plus, une bande de fréquence située entre les deux sous-bandes à séparer est inutilisable. La présente invention a pour but de remédier à ces inconvénients. Selon la présente invention un circuit électrique est particulièrement remarquable en ce que, il comporte - un composant inductif d'impédance Z1 situé sur la voie passe-bas - un composant capacitif d'impédance Zc situé sur la voie passe-haut - des moyens inverseurs de phase à 1800 agencés pour remettre en phase les signaux sur toute la bande de fréquence utilisée, et en ce que Zl.Zc = 4(Z0)2, Z0 étant l'impédance caractéristique présente en entrée et en sortie du circuit. Un tel circuit agit maintenant comme un circuit passe-tout qui effectue un transfert d'énergie adapté, sans perte, et sans discontinuité de fréquence. En effet, l'inverseur ramène exactement en phase les signaux ayant parcouru chacune des deux branches de telle sorte que les signaux peuvent être sommés. La présente invention sera mieux comprise à l'aide de la description d'exemples de réalisations illustrés par des dessins. Ces exemples ne sont pas limitatifs. La figure 1 avec ses variantes a, b, c, d, montre un circuit électrique passe-tout conforme à l'invention. Les figures 2a, 2b montrent des schémas généraux d'utilisation d'un tel circuit. Les figures 3a et 3b montrent l'application à un amplificateur large bande. La figure 4 montre l'application à un multidérivateur. La figure la montre un circuit comportant deux branches Bi et B2 connectées en parallèles entre une entrée E et une sortie S ayant la même impédance de charge Ro. La branche Bi comporte un condensateur C d'impédance Zc; la branche B2 comporte une self L d'impédance Z1 et un inverseur I d'impédance Zi et de rapport égal à '-1'. Lorsque les deux branches sont purement réactives, c'est-à-dire Z,=(j C w)-1 et Z1= j L w, il faut et il suffit que Zc Z1 = L/C = 4Ro2 pour obtenir un transfert, avec deux parcours différents, qui soit adapté, et sans perte. L'impédance de l'inverseur Zi doit être relativement supérieure à R,. Les variantes des figures lb, lc, Id, consistent à placer l'inverseur en différents points du circuit sans pour autant modifier essentiellement son mode de fonctionnement. Avec un tel circuit, la séparation en deux sous bandes est réalisée très économiquement; de plus il n'y a plus de discontinuité en fréquence. Le montage représenté en figure 2a est un exemple dans lequel les deux sous-bandes sont traitées séparément dans la voie passe-haut VPH ou la voie passe-bas VPB par deux modules MH et MB. Dans certains cas, une seule sous-bande est traitée. Si les deux modules sont identiques ou même seulement s'ils présentent des caractéristiques de déphasage identiques, on peut recombiner les signaux des deux branches sans distorsion de transfert. Dans ce cas il est avantageux de disposer un élément capacitif C1 en entrée et un deuxième C2 en sortie; de même pour les éléments inductifs L1 et L2; de préférence C1=C2 et L1=L2 avec la condition Zll.Zc1=Zo2=Zl2.2c2 Z0 étant l'impédance caractéristique présentée à l'entrée et à la sortie du montage. L'inverseur peut être intégré à l'un des modules MH ou MB. Ainsi, si ces deux modules présentent des caractéristiques de phase opposées à 180 , le montage se réduit à la figure 2b. Il en serait de même si la différence des-déphasages était de 1800 par exemple +900 dans MH et -900 dans MB. Un exemple particulier du montage décrit est l'application à un amplificateur large bande constitué de deux amplificateurs (AH et AB) pour chaque sous-bande montés suivant la figure 3a, dans lequel la séparation en 2 bandes procure des avantages sur les produits d'intermodulation. En particulier, si les amplificateurs sont constitués d'étages à transistors inverseurs de phase et si l'une (N+1) des branches contient 1 étage de plus que l'autre branche (N) le montage peut se réduire à celui de la figure 3b. Un autre exemple particulier d'application est le multidérivateur décrit sur la figure 4 CL1, CL2,...CLn sont des coupleurs à lignes fonctionnant dans la sous-bande supérieure, 900 à 1750MHz, par exemple. CP1, CP2,...CPn sont des coupleurs du même type ou d'un autre type, résistifs ou à bobinage sur ferrite fonction nant dans la sous-bande inférieure, 40 à 900MHz, par exemple. Si les coupleurs ont des déphasages identiques au voisinage de la fréquence de recouvrement, on peut réaliser de cette façon un multidérivateur sans discontinuité dans la bande transmise. Il suffit encore que L/C=Zo2 et LC(2.F.F)2=1; F est la fréquence de transition entre les deux sous-bandes. Les filtres de raccordement des sorties sont ainsi réduits à seulement 2 composants, une inductance L et une capacité C. Ici encore l'inverseur de phase peut se situer sur l'une ou l'autre des deux branches, ou etre intégré au niveau de chaque coupleur. REVENDICATIONS 1. Circuit électrique séparateur d'une bande de fréquences en deux sous-bandes dites voie passe-haut et voie passe-bas, et recombineur pour restituer en sortie la bande de fréquence d'origine, caractérisé en ce que, il comporte - un composant inductif d'impédance Z1 situé sur la voie passe-bas - un composant capacitif d'impédance Zc situé sur la voie passe-haut - des moyens inverseurs de phase à 180 agencés pour remettre en phase les signaux sur toute la bande de fréquence utilisée, et en ce que Zl.Zc = 4(po)2, Z0 étant l'impédance caractéristique présente en entrée et en sortie du circuit. 2. Circuit électrique selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens inverseurs sont constitués par un quadripole à deux enroulements couplés mutuellement entre eux, situé à l'entrée de la voie passe-bas, et dont les enroulelents ont une impédance Zi très supérieure à ZO 3. Application d'un circuit électrique selon la revendication 1 ou 2, à un amplificateur large bande comportant un amplificateur pour chaque voie, haute ou basse, lesdits moyens inverseurs étant, ou non, intégrés dans un étage d'un des deux aiplificateurs. 4. Application d'un circuit électrique selon la revendication 1 ou 2, à un multidérivateur comportant deux voies, chacune étant constituée d'une cascade de coupleurs.