Brevet FR2682832A1 — publié le 19930423

i Dispositif pour améliorer la cohabitation en présence de brouilleurs d'émetteurs-récepteurs radioélectriques avec un émetteur-récepteur agile en fréquence La présente invention concerne un dispositif pour amélio- rer la cohabitation en présence de brouilleurs d'émetteurs-récep- teurs radioélectriques avec un émetteur-récepteur agile en fréquence. En effet, avec ce type de configuration, les signaux brouilleurs reçus par les antennes des émetteurs agiles sont modulés en phase par la réémission des niveaux de signaux des brouilleurs reçus sur les différentes antennes des émet- teurs-récepteurs agiles et ceci a pour conséquence un élar- gissement du spectre des signaux brouilleurs qui nuit aux possibilités de cohabitation de ces émetteurs avec d'autres émetteurs-récepteurs à fréquence fixe placés à proximité Il est connu pour remédier à cet inconvénient d'utiliser une commuta- tion à pente douce des filtres d'accord d'antennes Si le filtre est accordé par l'action d'une diode VARICAP cette procédure n'offre pas de difficultés réelles, par contre si le filtre est à poids capacitifs commutables par diodes PIN la pente douce est plus difficile à obtenir à cause de la loi résistive des diodes PIN En effet, pour obtenir une commutation à pente douce dans ce dernier cas, la commande de la diode doit être faite approxi- mativement suivant une loi exponentielle qui exige durant une part importante du temps de montée un courant faible dans la diode PIN Des considérations identiques s'appliquent pour le temps de descente Malgré ces dispositions et dans les deux cas l'efficacité de la commande en pente douce du circuit d'accord en présence d'un brouilleur puissant est malheureusement détruite par l'énergie du brouilleur qui vient perturber la mise en forme Les résultats obtenus sont alors très décevants. D'autres procédés connus mettent en oeuvre un masque atténuateur devant le circuit d'accord agile mais comme la réalisation du masque met en oeuvre également des diodes PIN le défaut est déplacé et la perturbation provoquée par des brouilleurs puissants est toujours pénalisante Il est connu également d'autres systèmes qui utilisent des filtrages par sous-gamme mais leur efficacité est au prix d'une diminution de la gamme de fréquences couvertes. Le but de l'invention est de pallier les inconvénients précités. A cet effet, l'invention a pour objet, un dispositif pour améliorer la cohabitation en présence de brouilleurs d'émet- teurs-récepteurs radioélectriques avec un émetteur-récepteur agile en fréquence ledit dispositif étant couplé entre une antenne d'émission-réception et la sortie de l'émetteur-récep- teur agile caractérisé en ce qu'il comprend un réseau de filtres passebande composés chacun d'un filtre passe-bas en série avec un filtre passe-haut disposé en sortie d'un dispositif d'accou- plement pour accoupler l'émetteur-récepteur agile à son antenne d'émission-réception et en ce que chacun des filtres passe-bas et passehaut comporte au moins une self saturable commandée au rythme des changements de fréquence de l'émetteur-récepteur agile pour absorber l'énergie des brouilleurs arrivant sur l'antenne d'émission- réception aux instants de commutation de fréquence de l'émetteur-récepteur agile. * D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront ci-après à l'aide de la description qui va suivre faite en regard des dessins annexés qui représentent: La figure 1 un premier mode de réalisation d'un dispo- sitif selon l'invention; La figure 2 un mode de réalisation d'un filtre composant le dispositif représenté à la figure 1; La figure 3 un mode de réalisation d'une self saturable mise en oeuvre dans le mode de réalisation du filtre de la fi- gure 2; Les figures 4 a et 4 b des courbes d'atténuations des filtres du mode de réalisation de la figure 1 obtenues pour deux valeurs différentes de leurs selfs saturables; Les figures 5 a et 5 b des diagrammes de temps montrant le fonctionnement du dispositif représenté à la figure 1; Les figures Ga et 6 b des diagrammes de commutation en fréquence d' un émetteur-récepteur agile incorporant ou non un dispositif selon l'invention; La figure 7 un deuxième mode de réalisation d'un dispo- sitif selon l'invention. Pour permettre à des émetteurs agiles en fréquence de cohabiter avec des émetteurs à fréquence fixe placés à proximité les uns des autres le dispositif selon l'invention met en oeuvre un masque de type blanking à ferrite saturable dont la commande est entièrement découplée et indépendante de l'énergie des brouilleurs Pour arriver à ce résultat chaque dispositif selon l'invention qui est référencé en 1 sur la figure 1 à l'intérieur d'une ligne fermée en pointillés, comporte un coupleur large bande 2 relié par une première porte d'entrée à une antenne d'émission-réception 3 d'un émetteur-récepteur agile 4 auquel il est connecté, une deuxième porte isolée reliée à la borne d'antenne de l'émetteur-récepteur 4 et deux portes de sortie A et B reliées respectivement à des réseaux de filtres passe-bande et 6 Le réseau de filtres 5 qui est couplé à la sortie de la porte A possède une impédance caractéristique identique à celle de l'antenne 3 et du coupleur 2 Il est fermé sur sa sortie par une charge R% égale à leurs impédances caractéristiques Le réseau constitué du filtre 6 a une structure identique à celle du réseau formé par le filtre 5 et sa charge est branchée sur la porte B du coupleur 2 L'antenne 3 est supposée du type large bande Selon un premier mode de réalisation le coupleur 2 pré- sente sur les portes A et B deux signaux déphasés l'un par rap- port à l'autre de 900 et atténués de 3 d B par rapport au signal d'entrée Selon un deuxième mode de réalisation le coupleur 2 est de type hybride et déphase les signaux en provenance de l'antenne 3 de 180 l'un par rapport à l'autre Dans ce deuxième mode le réseau formé par le filtre 6 qui est couplé en sortie de la porte B du coupleur 2 doit être identique à celui qui est couplé à la porte A à la différence cependant qu'il doit être de type complémentaire, c'est-à-dire qu'il doit apporter un dépha- sage à 1800 en dehors de sa bande passante par rapport au réseau formé par le filtre 5. Un mode de réalisation d'un des filtres 5 ou 6 est repré- senté à la figure 2 Dans ce mode de réalisation le filtre pos- sède une structure de filtre passe-bande formée d'un filtre passe-bas couplé à un filtre passe-haut Le filtre passe-bas est formé par une cellule en Âf Il comporte une self 8 dont les deux extrémités sont reliées à un circuit de masse M référençant les potentiels respectivement par l'intermédiaire de deux condensa- teurs 9 et 10 Le filtre passe-haut est formé par une cellule en T comportant deux condensateurs 11 et 12 reliés en série en sortie du filtre passe-bas et couplés par leur extrémité commune au circuit de masse M par l'intermédiaire d'une self 13 Pour permettre un accord des filtres 5 et 6 sur toute la bande de fréquence de fonctionnement de l'émetteur 4 les selfs 8 et 13 ont une structure de self saturable de type de celle qui est représentée à la figure 3 Sur la figure 3 le bobinage formant une self saturable est enroulé autour d'un noyau magnétique 14 formé éventuellement par un pot en ferrite polarisé par un champ magnétique fourni par un deuxième circuit magnétique 15 alimenté par une bobine d'induction 16 De la sorte, les valeurs d'inductance des selfs saturables 8 et 13 peuvent être réglées pour obtenir une atténuation des filtres 5 et 6 variant au rythme des changements de fréquence de l'émetteur agile 4 La commande est effectuée par le dispositif de commande 7 de la figure 1 formé sur la figure 2 par les amplificateurs 7 a et 7 b et par le basculeur 7 c L'atténuation est minimale pendant les instants de changement des paliers de fréquence de l'émetteur-récepteur agile 4 et est maximale pendant la durée des paliers, comme le montre les figures 4 a et 4 b qui regroupent chacune sur un même graphique les courbes d'atténuation, fonction de la fréquence de fonctionnement de l'émetteur-récep- teur agile 4, de chaque demi-filtre respectivement passe-bas et passehaut composant les filtres 5 et 6 La figure 4 a correspond à une configuration des filtres 5 et 6 pour laquelle l'atténua- tion est presque nulle durant les instants de changement des paliers de fréquence de l'émetteur-récepteur agile 4 à l'inté- rieur de sa bande de fréquence de fonctionnement limitée entre une fréquence maximum Fmax et une fréquence minimum Fmin La figure 4 b correspond par contre à une configuration o les filtres 5 et 6 présentent une atténuation non négligeable correspondant aux instants o l'émetteur-récepteur 4 émet ou reçoit sur ces paliers de fréquence La courbe de la figure 4 b est obtenue grâce à un chevauchement des courbes d'atténuation de chaque demi-filtre passe-bas et passe-haut composant chacun des filtres 5 et 6 En désignant par L 1 et L 2 les coefficients de self inductance des selfs saturables 8 et 13, par x le rapport entre les fréquences Fmax et Fmin, par L' la valeur de l'inductance 13 et par L la valeur de l'inductance 8 correspondant aux courbes d'atténuation de la figure 4 a, les courbes d'atténuation de la figure 4 b se déduisent de celles de la figure 4 a en réglant la valeur de l'inductance 13 à la valeur L'/x et la valeur de l'inductance 8 à une valeur L 1 = L x. Une illustration de ce mode de fonctionnement est montrée sur le graphe de la figure 5 entre des instants t O à t 5 illustrant des phases de fonctionnement d'un émetteur-récepteur agile sur deux paliers de fréquence différents Dans cet exemple l'émetteur-récepteur agile 4 est supposé en fonctionnement sur une fréquence F 1 entre les instants t O à t 1 Sur ce palier de fréquence la valeur des selfs 8 des filtres 5 et 6 est multi- pliée par le facteur x et la valeur des selfs 13 est divisée par ce même facteur ce qui donne pour les filtres 5 et 6 une courbe d'atténuation conforme à la figure 4 b L'énergie en provenance de l'émetteur-récepteur agile 4 est quant à elle divisée en deux parties égales et entièrement réfléchie sur les portes A et B alimentant les filtres 5 et 6 Ces deux énergies réfléchies se retrouvent intégralement en phase sur la porte d'entrée reliée à l'antenne 3 Durant ce temps l'énergie d'un brouilleur fort présente sur l'antenne est divisée en deux parties égales et est entièrement réfléchies sur les portes A et B Ces deux énergies réfléchies se retrouvent intégralement en phase sur la porte isolée à l'entrée du circuit d'accord de l'émetteur-récepteur agile 4 Comme d'une façon générale la fréquence d'un brouilleur peut toujours être supposée différente de la fréquence F 1 cette énergie est elle aussi de nouveau réfléchie sur les portes A et B pour se retrouver sur la porte d'entrée du coupleur 2 et être par conséquent réémise par l'antenne 3, en venant ainsi perturber les émetteurs-récepteurs à fréquence fixe placés à proximité Entre les instants t 2 et t 3 l'émetteur-récepteur agile est en période morte de changement de fréquence et dans ce cas les filtres 5 et 6 sont placés dans la configuration correspondante de la figure 4 a L'émetteur-récepteur agile 4 commute alors son circuit d'accord d'entrée et l'énergie rési- duelle qui durant cette phase peut être émise notamment dans les circuits d'accord à capacité commutable, se trouve être entière- ment absorbée dans les résistances R O de fermeture des filtres 5 et 6 Cette énergie n'est donc pas réémise par l'antenne 3 entre les instants t 2 et t 3 De la sorte, la cohabitation avec l'émetteur- récepteur durant l'intervalle de temps t 3-t 2 à fréquence fixe n'est pas perturbée Le brouilleur qui est toujours présent sur l'antenne 3 est également entièrement absorbé dans les résistances Ro de fermeture des filtres 5 et 6 et n'est pas non plus réémise par l'antenne 3 L'avantage obtenu au niveau de l'émetteur-récepteur à fréquence fixe placé à proximité est mis en évidence par les graphes des figures 6 a et Gb En l'absence du dispositif selon l'invention il apparaît sur la figure 6 a, qu'entre les instants t 1 et t 2 lorsqu'il y a baisse progressive de la puissance de l'émetteur-récepteur agile 4 que la phase (t 0, t 2) de l'émetteur-récepteur à fréquence fixe placé à proximité est la combinaison vectorielle du signal en provenance directe du brouilleur et de la réflexion totale du signal brouilleur sur l'aérien de l'antenne de l'émet- teur-récepteur agile 4 Entre les instants t et t 2 cette phase (toi t 2) reste constante Si la commutation du circuit d'accord de l'émetteur-récepteur agile est parfaite la phase du signal brouilleur sur l'émetteur-récepteur à fréquence fixe placé à proximité doit évoluer suivant la courbe en pointillés montrée à la figure Ga puisque la combinaison vectorielle dans ce cas est modifiée Mais comme l'énergie du brouilleur contrarie en fait cette commande, la courbe réelle obtenue est celle en traits pleins figurée entre les instants t 2 et t 3 de la figure Ga Entre les instants t 4 et t 5 la phase (t 4, t 5) reste de nouveau constante Grâce au dispositif selon l'invention dès l'instant t 1 et jusqu'à l'instant t 2 la saturation de la self 8 s'opère tandis que la self 13 est désaturée Pendant cette période de temps, la commande des selfs 8 et 13 n'a aucune incidence sur l'émetteur-récepteur agile 4 et coupe juste sa puissance du fait que la commande a lieu simultanément sur les portes A et B Les coefficients de réflexion sur les portes A et B sont alors identiques et le coefficient de réflexion vu par l'émetteurrécepteur agile est alors nul Entre les instants t 2 et t 3 a lieu la commutation par l'émetteur-récepteur agile 4 les valeurs des selfs 8 et 13 qui atteignent respectivement les valeurs L et L' Entre ces instants l'énergie du brouilleur est entièrement absorbée par les charges RI O des filtres 5 et 6 et la variation de phase suit la courbe représentée à la figure 6 B Comme précédemment la phase est constante entre les instants t O et t 1, elle subit une variation en pente douce entre les Instants t 1 et t 2 qui correspond à la suppression de la composante réfléchie du brouilleur sur l'antenne de l'émetteur-récepteur agile 4 Entre les instants t 2 et t 3 la phase reste constante puis entre t 3 et t 4 la désaturation de la self 8 et la saturation de la self 13 ont lieu en pente douce sans être perturbées par le brouilleur pour atteindre une valeur déterminée qui reste constante entre les instants t 4 et t 5 Les sauts de phase ainsi obtenus ont de la sorte une pente moins raide ce qui permet d'assurer une meilleure cohabitation avec les émetteurs-récepteurs à fréquence fixe placés à proximité Une légère amélioration de la pente du saut de phase peut encore être obtenue en commandant la désaturation de la self après l'instant t 2 à un instant t 2 +(t 3-t 2)/2 au lieu de commencer cette désaturation à l'instant t 3 comme le montre la courbe en pointillés sur la figure 6 b. Naturellement l'invention n'est pas limitée à l'exemple décrit et il va de soi que d'autres modes de réalisation restent envisageables, en adaptant par exemple de manières différentes le réseau de filtres 5 et 6 à l'antenne d'émission réception 3, d'une part, et à l'émetteur-récepteur 4, d'autre part Ainsi comme le montre la figure 7 ce couplage peut aussi être réalisé à l'aide de deux coupleurs en quadrature ou hybrides disposés de part et d'autre du réseau de filtres 5 et 6, l'un étant couplé à l'antenne 3 et l'autre à l'émetteur-récepteur 4. Dans ce cas le fonctionnement en saturation ou désatu- ration des selfs doit être inversé par rapport au fonctionnement obtenu avec un dispositif à un seul coupleur tel qu'il est représenté à la figure 1. Egalement, le mode de réalisation des selfs saturables peut-être différent de celui de la figure 3 et peut éventuellement consister à enrouler les selfs saturables sur un même tore ou un même barreau en ferrite. REVENDICATIONS 1 Dispositif pour améliorer la cohabitation en présence de brouilleurs d'émetteurs-récepteurs radioélectriques avec un émetteur-récepteur agile en fréquence ledit dispositif étant couplé entre une antenne d'émissionréception ( 3) et la sortie de l'émetteur-récepteur agile ( 4) caractérisé en ce qu'il com- prend un réseau de filtres passe-bande ( 5, 6) composés chacun d'un filtre passe-bas en série avec un filtre passe- haut disposé en sortie d'un dispositif d'accouplement ( 2) pour accoupler l'émetteur-récepteur agile à son antenne d'émission-réception ( 3) et en ce que chacun des filtres passe-bas et passe-haut comporte au moins une self saturable ( 8, 13) commandée au rythme des changements de fréquence de l'émetteur-récepteur agile pour absorber l'énergie des brouilleurs arrivant sur l'antenne d'émission-réception ( 3) aux instants de commutation de fréquence de l'émetteur-récepteur agile ( 4). 2 Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que le dispositif d'accouplement ( 2) applique sur le réseau de filtres ( 5, 6) deux signaux en quadrature l'un par rapport à l'autre et atténués de 3 d B par rapport au signal fourni par l'antenne d'émission-réception ( 3). 3 Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que le dispositif d'accouplement ( 2) est un coupleur hybride ( 2) appliquant sur le réseau de filtres ( 5, 6) deux signaux déphasés de 1800 l'un par rapport à l'autre. 4 Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3 caractérisé en ce que chaque self saturable ( 8, 13) comprend une bobine enroulée autour d'un noyau magnétique ( 14) et un circuit magnétique ( 15) alimenté par une bobine d'inductance ( 16) pour saturer magnétiquement le noyau magnétique ( 14) par un champ magnétique variable formé par la bobine d'inductance ( 16). Dispositif selon la revendication 4 caractérisé en ce que les selfs saturables sont bobinées autour de pots en ferrite. 6 Dispositif selon la revendication 4 caractérisé en ce que les selfs saturables sont bobinées sur un tore en ferrite. 7 Dispositif selon la revendication 4 caractérisé en ce que les selfs saturables sont bobinées sur un barreau en ferrite. 8 Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que le dispositif d'accouplement ( 2) comporte deux coupleurs ( 2 a' 2 b) en quadrature ou hybrides disposés de part et d'autre du réseau de filtres ( 5, 6), un premier coupleur ( 2 a) étant relié à l'antenne d'émission, le deuxième coupleur ( 2 b) étant relié à l'émetteur-récepteur agile ( 4).