Brevet FR2671247A1 — publié le 19920703

Dispositif de couplage de charge pour émetteur de forte puissance La présente Invention concerne un dispositif de couplage de charge pour émetteur de forte puissance. Elle s'applique notamment à la réalisation d'émetteurs radioélectriques ou acoustiques transistorisés de forte puissance supérieure par exemple à 10 O Kw émettant dans des bandes de fréquences comprises entre 5 K Hz et 2 M Hz. Pour accroître la puissance de sortie de ces émetteurs; il est connu de connecter en parallèle un nombre déterminé d'am- plificateurs soit par couplage direct, soit par couplage par transformateur hybride, soit encore par couplage par pont. Cependant aucun de ces modes de couplage ne permet d'obtenir des réalisations d'émetteurs qui possèdent à la fois un très bon rendement énergétique, une modularité suffisante, des impédances de sortie élevées en dehors de la bande passante utile et qui assurent un découplage des sources de tensions appliquées sur les amplificateurs. Le but de l'invention est de pallier les inconvénients précités. A cet effet, l'invention a pour objet un dispositif de couplage de charge pour émetteur de forte puissance comportant un nombre déterminé N d'amplificateurs couplés ensemble par une entrée de signal commune caractérisé en ce qu'il comprend d'une part, un nombre déterminé N d'inductances identiques égal au nombre N d'amplificateurs reliées respectivement par une extrémité à la sortie d'un amplificateur et par leur deuxième extrémité à un point de liaison commun, et d'autre part, au moins un condensateur relié entre le point de liaison commun et une impédance de charge de l'émetteur. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la description qui suit, faite en re- gard de la figure unique annexée, donnée uniquement à titre d'exemple qui représente un mode de réalisation d'un dispositif de couplage de charge selon l'invention. Le dispositif de couplage qui est représenté sur la figure unique à l'intérieur d'une ligne formée en pointillés 1 comprend un nombre déterminé N d'inductances 21 2 N reliées ensemble par une de leur extrémité à des premières extrémités également commune de N condensateurs, 31 à 3 N placés en parallèle Les deuxièmes extrémités communes des N condensateurs 31 à 3 N sont reliées à un circuit de masse M servant de référence de potentiel à l'ensemble du dispositif de couplage par l'intermédiaire d'une Impédance Zc de charge 4 Les extrémités libres des N Inductances 21 2 N sont reliées respectivement aux sorties de N amplificateurs transistorisés 51 à 5 N couplés par une entrée E de signal commune. En désignant respectivement par V et Ii la tension et le courant fournis par un amplificateur 5,, par L et C les valeurs d'inductance et de capacité d'une inductance Zi et d'un condensateur 3 %, par I'i le courant traversant un condensateur 31 et par I le courant traversant l'impédance de charge 4, la tension Vi fournie par l'amplificateur 5 vérifie la relation Vi = JL W Ii j/c @ Ili Zc I ( 1) En se plaçant dans un cas o toutes les Inductances et capacités ont respectivement des valeurs Identiques, en additionnant l'ensemble des tensions V 1 fournies par chacun des amplificateurs 51 à 5 N et en écrivant que le courant I circulant dans la charge 4 est égale à la somme des courants I à IN, la somme E Vi vérifie la relation E V 1 = (J/cw)(LC( 2- l)I+n Zc I ( 2) Pour une fréquence f de fonctionnement de l'émetteur qui annule la qualité LC W 2-1 o W 21 Âf, le courant I traversant la charge 4 est déterminé par la relation = N Zc ( 3) En se plaçant dans le cas o l'impédance de charge Z est purement résistive et égale à R et en adoptant une valeur égale à 1 pour le quotient L W /R, le courant Ii traversant chaque inductance 2 a pour valeur ii = -JV + N ( 1 +J) i 1 R NR et un argument 0 i vérifiant la relation 0 i =Arctg( z Vi) A l'équilibre lorsque chaque amplificateur délivre la même tension Vi = VO le courant I dans la charge R devient I = n V /R et le courant Ii fourni par chaque amplificateur devient Ii = Vo/R. Par contre, si un déséquilibre se produit, se traduisant par exemple par la fourniture d'une tension nulle à la sortie d'un ou plusieurs amplificateurs Ai, un déphasage se produit alors entre la tension et le courant appliqués sur la -charge 4 égal à Aretg(a/N-a) o a désigne le nombre d'amplificateurs mis en circuit ouvert Il est alors nécessaire de reconfigurer les étages d'émission pour rétablir un ensemble o tous les amplificateurs produisent un signal simultanément Cette reconfiguration peut être réalisée de façon connue au moyen d'interrupteurs, non représentés, pour isoler chaque sortie d'amplificateur d'effectueuse de la charge de l'émetteur. Naturellement le circuit de couplage qui vient d'être décrit peut encore subir d'autres adaptations consistant par exemple à n'utiliser qu'un seul condensateur de capacité NC au lieu de N condensateurs de capacité C si les caractéristiques électriques de l'émetteur le permettent. REVENDICATIONS 1 Dispositif de couplage de charge pour émetteur de forte puissance comportant un nombre déterminé N d'amplificateurs ( 51 N) couplés ensemble par une entrée de signal commune caractérisé en ce qu'il comprend d'une part, un nombre déterminé N d'inductances à peu près identiques égal au nombre N d'amplificateurs reliées respectivement par une extrémité à la sortie d'un amplificateur ( 5 i) et par leur deuxième extrémité à un point de liaison commun, et d'autre part, au moins un condensateur relié entre le point de liaison commun et une impédance de charge de l'émetteur. 2 Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend N condensateurs dont des valeurs de capacitancesont à peu près identiques. 3 Utilisation du dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 et 2 dans un émetteur d'onde radioélectrique. 4 Utilisation du dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 et 2 dans un émetteur d'ondes acoustiques.