Brevet FR2679084A1 — publié le 19930115

RECEPTEUR HF D'INFORMATIONS NUMERIQUES A ANTENNE A NOYAU DE FERRITE L'invention concerne un récepteur HF d'informations numériques à antenne à noyau de ferrite et, plus particulièrement, un récepteur pour abonné d'un système de radiomessagerie. Un système de radiomessagerie offre, à un abonné détenteur d'un récepteur portatif, le service d'être informé du désir d'un correspondant de lui communiquer un message. Dès réception de l'information sur son récepteur, l'abonné peut, par exemple, appeler le correspondant par téléphone. Un système de radiomessagerie comporte, outre une certaine quantité de récepteurs portatifs d'abonné, un serveur et un réseau d'émetteurs de transmission et diffusion. Le serveur reçoit, par exemple par téléphone, et gère les informations des correspondants des abonnés et les retransmet au réseau de diffusion. Comme réseau de diffusion, on peut par exemple utiliser un réseau national d'émetteurs HF-FM et diffuser les données de radiomessagerie sur une sous-porteuse, multiplexée avec la porteuse du réseau considéré, et selon une norme particulière, par exemple la norme Radio Data System RDS telle que définie, par exemple, par le Document Technique 3244 de l'Union Européenne des Radioffuseurs (UER). Pour considérer le système RDS, il fonctionne dans la bande de fréquences 87,5 MHz 108 MHz. Un récepteur d'un tel système de radiomessagerie comporte une tête de réception, avec une antenne, intégrée au récepteur, un oscillateur local, pour fournir une fréquence intermédiaire, un démodulateur, pour extraire les données de messagerie, un microprocesseur et un afficheur. Les systèmes de radiomessagerie connus à ce jour sont limités à la diffusion de données chiffrées ou alphanumériques. En transmission de données numériques, contrairement à la transmission radio grand public classique de données analogiques, la réception devrait être optimale. Les antennes des récepteurs de radiomessagerie actuellement sur le marché, du type cadre, comportent, autour d'un barreau, ou noyau, de ferrite, un film de cuivre, en guise de bobine primaire de détection du champ magnétique et dans laquelle est induite une force électro-motrice, et une boucle de cuivre, en guise de bobine secondaire, couplée au film primaire, dans laquelle est induit un courant porteur des informations émises, des diodes à capacité variable (varicap) étant montées en parallèle sur le film et alimentées en tension par une bande de cuivre, sur le barreau, servant de borne, pour accorder l'antenne sur la fréquence d'émission. Plus précisément, l'oscillateur local et l'antenne, lors de la mise en service, sont accordés en fréquence à partir d'un même générateur de tension. Ce type d'antenne, très sélective à bande passante instantanée très étroite, présente l'inconvénient d'être trè sensible aux conditions extérieures. Une masse métallique modifie la valeur de l'inductance de la bobine primaire et de sa surtension. Une masse corporelle, une main par exemple (on parle d'effet de main), modifie la capacité d'accord de l'antenne, la fréquence d'accord de l'oscillateur local, correspondant à la fréquence d'émission, restant, elle, naturellement inchangé. La présente invention vise à pallier cet inconvénient. A cet effet, l'invention concerne un récepteur haute fréquence (HF) d'informations numériques, à bande passante instantanée très étroite, comprenant une tête de réception HF, comportant une antenne à noyau de ferrite, un oscillateur local pour générer une fréquence intermédiaire et un générateur de tension pour accorder initialement l'antenne et l'oscillateur sur une fréquence d'émission, ainsi qu'un démodulateur de la fréquence intermédiaire, récepteur caractérisé par le fait qu'il comprend en outre des moyens pour maintenir automatiquement la fréquence d'accord de l'antenne. Le premier mérite de la demanderesse est d'avoir posé le problème des perturbations de la fréquence d'accord d'une antenne d'un récepteur HF d'informations numériques à antenne à noyau de ferrite, tel qu'un récepteur de radiomessagerie, qui, jusqu'ici, n'avait encore jamais été soulevé. Dans la forme de réalisation préférée du récepteur de l'invention, l'accord en fréquence de l'antenne étant réalisé par adaptation de capacité, les moyens de maintien automatique de la fréquence d'accord de l'antenne sont agencés pour asservir la capacité d'acord de l'antenne sur le niveau du champ électromagnétique reçu, avantageusement, sur le niveau de la composante à fréquence intermédiaire. De préférence, l'antenne du récepteur de l'invention comportant des diodes d'accord en fréquence, à capacité variable avec leur tension d'alimentation, les moyens de maintien automatique de la fréquence d'accord comprennent des moyens pour commuter les diodes du générateur de tension d'accord initial sur un générateur de tension d'asservissement. De préférence encore, les moyens de commutation comprennent un comparateur et un commutateur, commandé par le comparateur et relié au générateur d'accord initial et au générateur d'asservissement. Avantageusement, le comparateur est relié, par une entrée, à un détecteur de niveau de champ et, par une autre entrée, à une ligne à retard elle-même aussi reliée au détecteur de niveau de champ. Avantageusement encore, le générateur de tension d'asservissement est un générateur de rampe agencé pour balayer toute la plage de tensions correspondant à la plage des fréquences d'émission possibles. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description suivante de la tête de réception HF de la forme de réalisation préférée du récepteur de l'invention, en référence au dessin annexé, sur lequel - la figure 1 représente une vue en perspective de l'antenne du récepteur - la figure 2 représente le schéma électrique équivalent de l'antenne ; - la figure 3 représente le schéma des blocs fonctionnels de la tête de réception du récepteur et - la figure 4 illustre l'asservissement en tension des diodes d'accord en fréquence de l'antenne. Le récepteur, ici de radiomessagerie, qui va maintenant être décrit, ou plus exactement sa tête de réception HF, comporte, de façon connue, une antenne 1 qui alimente, par une ligne (feeder) 2, un étage radiofréquence 3 en série avec, et successivement, un filtre passe-bande 4, un mélangeur 5, un filtre 6, accordé sur une fréquence intermédiaire fixe, et un amplificateur de signal à fréquence intermédiaire 7, relié à un démodulateur 8. Le mélangeur 5 est également relié à la sortie d'un oscillateur 9, fournissant un signal à une fréquence appropriée pour que, après mélange avec le signal à la fréquence d'émission reçu de l'étage RF 3, le mélangeur fournisse le signal à la bonne fréquence intermédiaire. L'antenne 1 est une antenne à noyau de ferrite 10 recouvert en partie d'un film en cuivre 11, ménageant un entrefer, pour la détection du champ électromagnétique et la génération d'une force electromotrice, couplé à une boucle, aussi en cuivre, 12, entourant aussi en partie le noyau, dans laquelle est induit un courant porteur des informations à recevoir et qui est relié au feeder 2. L'accord en fréquence de l'antenne 1 est réalisé par adaptation des capacités de diodes 13 à capacité variable avec la tension d'alimentation (diodes varicap), montées en parallèle sur le film 11 et alimentées en tension à partir d'une bande de cuivre 14 également rapportée sur le noyau 10, dans l'entrefer du film 11. L'accord de l'antenne 1 et de l'oscillateur 9 est réalisé, à la mise en service, au moyen d'un générateur 15 de rampe de tension relié directement à la borne d'alimentation 14 des diodes 13 et au filtre passe-bande 4 et indirectement à l'oscillateur 9 par un filtre LC 16. En l'occurrence, la bande passante du filtre 4 s'étend de 87,5 MHZ à 108 MHZ et le filtre 6 est accordé sur une fréquence intermédiaire de 10,7 MHz. La tête de réception, telle qu'elle vient d'être décrite, est connue. En réalité, le générateur 15 est relié aux diodes 13 de l'antenne 1, non pas directement, mais par l'intermédiaire d'un commutateur analogique 17 dont une première entrée est reliée au générateur 15. Une deuxième entrée du commutateur 17 est reliée à un circuit d'asservissement 18 relié, par ailleurs, à une sortie de l'amplificateur de fréquence intermédiaire 7. Le circuit d'asservissement 18 comporte, en sortie de l'amplificateur 7, un détecteur de niveau de champ 19 dont la sortie est reliée à une première entrée d'un comparateur 20 et à une ligne à retard 21, en l'espèce une mémoire, reliée à une deuxième entrée du comparateur 20. La sortie du comparateur 20 est reliée à un générateur de rampe de tension 22, dont la sortie est reliée à la deuxième entrée du commutateur 17, ainsi qu'à une entrée de commande du commutateur 17. L'antenne 1 est très sélective, avec une bande passante instantanée très étroite. On a représenté sur la figure 4 le diagramme de réception de l'antenne, ctest-à-dire la courbe Do de l'amplitude A du champ reçu en fonction de la fréquence f, lorsque l'antenne est accordée sur la fréquence d'émission fO. On y a également représenté des portions des courbes d'amplitude D1 et D2, lorsque l'antenne est accordée sur des fréquences f1 et f2, respectivement, avec fl f1. Les diagrammes de la figure 4 sont transposables dans le domaine des fréquences intermédiaires. Comme la fréquence intermédiaire de la tête de réception reste inchangée, et correspondant à la fréquence d'émission fO, les niveaux de champ détectés par le détecteur 19, pour les trois fréquences d'accord de l'antenne fO, f1 et f2 correspondent respectivement aux trois amplitudes A0, A1 et A2 des courbes de la figure 4, Ao étant l'ordonnée du sommet de la courbe Do et A1 et A2, les ordonnés des intersections des courbes D1 et D2 avec la droite d'abscisse fO, A1 et A2 étant inférieures à A0. Plus généralement, si on fait glisser progressivement la fréquence d'accord de l'antenne 1 en balayant la bande des fréquences d'émission possibles, c'est-à-dire la bande passante du filtre 4, depuis la fréquence la plus basse, le niveau de champ U(t), détecté par le détecteur 19, augmente progressivement jusqu'à ce qu'il corresponde à l'amplitude Ao avant de diminuer ensuite. En d'autres termes, si à l'instant t- # t, la fréquence d'accord est f-# f et à l'instant t, f,on a fU(t) > U(t - At) #f # fo #U(t) U(t - #t) tf - Af ) fo Ce sont ces considérations qui sont exploitées pour asservir la capacité d'accord de l'antenne sur le niveau de champ reçu et détecté. A l'instant (t - bt), le niveau de champ U(t -n t) reçu et détecté par le détecteur 19 est stocké dans la mémoire 21. Ce niveau U(t - a t) et le niveau de champ U(t) reçu et détecté par le détecteur 19 à l'instant t sont comparés dans le comparateur 20. Si U(t -t) est différent de U(t), signifiant que le niveau de champ a subi une variation négative, le comparateur 20 active le générateur de tension d'asservissement 22 et fait basculer le commutateur 17 pour commuter les diodes d'accord 13 du générateur de tension d'accord initial 15 sur le générateur de tension d'asservissement 22. Le générateur 22 commence alors à balayer la plage de tension correspondant à la bande des fréquences d'émission, et de réception, possibles, ici de 87,5 MHZ à 108 MHz, depuis la tension la plus basse. Le comparateur 20, qui continue de recevoir sur ses entrées U(t- h t) et U(t), fournit en sortie, soit un état logique 0, si U(t- t) U(t -nt > > U(t), qui signifie que l'antenne vient d'être à nouveau correctement accordée à la fréquence d'émission et qui bloque le générateur 22, jusqu'à ce que le niveau de champ détecté par le détecteur 19 subisse à nouveau une variation négative et que le générateur 22 recommence à balayer, depuis la tension la plus basse, sa rampe de tension. Grâce à la boucle d'asservissement, le récepteur de l'invention, avec une antenne à bande passante instantanée, dispose, néanmoins d'une bande de capture large. REVENDICATIONS 1. Récepteur haute fréquence (HF) d'informations numériques, à bande passante instantanée très étroite, comprenant une tête de réception HF, comportant une antenne à noyau de ferrite (1), un oscillateur local (9) pour générer une fréquence intermédiaire et un générateur de tension (15) pour accorder initialement l'antenne (1) et l'oscillateur (9) sur une fréquence d'émission, ainsi qu'un démodulateur de la fréquence intermédiaire (8), récepteur caractérisé par le fait qu'il comprend en outre des moyens (18) pour maintenir automatiquement la fréquence d'accord de l'antenne (1). 2. Récepteur selon la revendication 1, dans lequel, l'accord en fréquence de l'antenne (1) étant réalisé par adaptation de capacité (13), les moyens (18) de maintien automatique de la fréquence d'accord de l'antenne (1) sont agencés pour asservir la capacité d'accord (13) de l'antenne (1) sur le niveau du champ électromagnétique reçu. 3. Récepteur selon la revendication 2, dans lequel la capacité d'accord (13) de l'antenne (1) est asservie sur le niveau de la composante à fréquence intermédiaire du champ reçu. 4. Récepteur selon l'une des revendications 2 et 3, comportant des diodes (13) d'accord en fréquence à capacité variable avec leur tension d'alimentation, dans lequel les moyens (18) de maintien automatique de la fréquence d'accord comprennent des moyens (20, 17) pour commuter les diodes (13) du générateur de tension d'accord initial (15) sur un générateur de tension d'asservissement (22). 5. Récepteur selon la revendication 4, dans lequel les moyens de commutation comprennent un comparateur (20) et un commutateur (17), commandé par le comparateur (20) et relié au générateur d'accord initial (15) et au générateur d'asservissement (22). 6. Récepteur selon la revendication 5, dans lequel le comparateur (20) est relié, par une entrée, à un détecteur de niveau de champ (19) et, par une autre entrée, à une ligne à retard (21) elle-même aussi reliée au détecteur de niveau de champ (19). 7. Récepteur selon l'une des revendications 4 à 6, dans lequel le générateur de tension d'asservissement (22) est un générateur de rampe agencé pour balayer toute la plage de tensions correspondant à la plage des fréquences d'émission possibles.