Brevet FR2691265A1 — publié le 19931119

Procédé pour la conversion analogique-numérique de signaux hyperfréquence. La présente invention concerne un procédé pour la conversion analogique-numérique de signaux hyperfréquence au moyen d'un modulateur/interféromètre Mach-Zehnder, procédé selon lequel, pour la conversion analogique-numérique de I bit la porteuse optique est divisée en deux branches et est superposée avec décalage de phase. Les procédés connus de conversion analogique-numérique au moyen d'un modulateur/interféromètre Mach-Zehnder sont toutefois unique- ment adaptés pour des signaux électriques avec des fréquences pouvant aller jusqu'à environ I G Hz, c'est-à-dire que les dispositifs optiques connus de conversion analogique-numérique ne permettent une numérisation que dans la bande de base. L'invention a pour objectif d'indiquer un procédé avec lequel des signaux haute fréquence peuvent être numérisés sans devoir être mélangés dans la bande de base et de manière à pouvoir être ainsi utilisés pour des SAR réglés en phase et des antennes de radars. Cet objectif est atteint par le fait que, pour la conversion analogique- numérique du signal de bande de base, les porteuses optiques sont décalées les unes par rapport aux autres d'une hyperfréquence et l'intensité du signal optique, en tant que signal électrique, est comparée dans un comparateur avec une valeur seuil déterminée qui correspond à peu près à la moitié de l'amplitude maximale, les champs électriques produits étant différenciés exactement par le facteur deux dans les guides d'ondes optiques des étages de numérisation. Selon un développement de l'invention le signal modulé en intensité est combiné avec une autre porteuse optique et le signal à numériser est ainsi modifié de la fréquence différentielle des porteuses optiques. Il convient à présent d'expliquer l'invention plus en détails à l'aide des dessins, sur lesquels: la figure 1 représente un diagramme du spectre d'un signal à numériser avec une largeur de bande B la figure 3 représente un schéma d'un convertisseur analogique- numérique optique avec des interféromètres Mach-Zehnder, la figure 4 représente un schéma d'un convertisseur analogique- numérique optique avec des déphaseurs optiques. Il est important, en particulier pour le traitement des signaux d'antennes réglées en phase, de numériser des signaux hyperfréquence (" 1 O G Hz) avec une largeur de bande d'environ 1 G Hz La figure 1 représente le spectre d'un tel signal avec la fréquence limite inférieure o 3 c et une fréquence limite supérieure òc + B Avec des convertisseurs analogiques-numériques traditionnels, ces signaux peuvent être numérisés avec une largeur de bande allant jusqu'à B après avoir été, comme le montre la figure 2, transposés d'une bande de fréquences plus élevée dans une bande de fréquences plus basse si bien que la fréquence limite supérieure du signal modifié est inférieure à la largeur de bande du convertisseur analogique-numérique Il convient à présent d'indiquer la manière de réaliser la numérisation de signaux avec une largeur de bande pouvant aller jusqu'à B et une fréquence limite inférieure òc. La figure 3 représente un exemple d'un modulateur/interféromètre MachZehnder divisé en branches à l'entrée Chaque branche est alimentée avec une fréquence optique différente, si bien que la différence entre les deux fréquences optiques correspond à la fréquence de changement (fréquence centrale) du signal hyperfréquence à numériser. L'exemple de mise en oeuvre représenté à la figure 3 se différencie de l'art antérieur par le fait que le signal modulé en intensité est combiné avec une autre porteuse optique Cette combinaison permet de modifier le signal à numériser de la fréquence différentielle des deux porteuses 1 i O optiques Cela signifie qu'un modulateur/intégrateur Mach-Zehnder isolé est utilisé pour que le signal analogique d'entrée puisse être numérisé avec 1 bit à la fréquence intermédiaire òc Jusqu'à présent, cela n'avait pas été découvert par l'art antérieur. L'intensité du signal optique peut être déterminée à l'aide d'un récepteur optique L'intensité est, en tant que signal électrique, comparée dans un comparateur avec une valeur seuil et cette valeur seuil correspond à peu près à la moitié de l'amplitude maximale Lorsque l'intensité optique est supérieure à la valeur seuil, la valeur logique est alors " 1 " et lorsque l'intensité optique est inférieure à ladite valeur seuil, la valeur logique est "O" Chacun des signaux logiques entre le "Least Significant Bit" LSB et le "Most Significant Bit" MSB est détecté par des capteurs et mémorisé jusqu'à la numérisation de la prochaine valeur. Lorsque le signal électrique d'entrée se trouve simultanément sur chacun des modulateurs/intégrateurs Mach-Zehnder d'une série, au nombre de quatre dans l'exemple de mise en oeuvre représenté, le signal électrique peut être numérisé de manière binaire par ce groupe Les champs électriques produits doivent pour cela être différenciés exactement par le facteur deux dans les guides d'ondes optiques. Le nombre de ces modulateurs est fonction de la résolution numérique souhaitée L'exemple de mise en oeuvre décrit et représenté ici présente des versions à 4 bits pour lesquels quatre modulateurs sont nécessaires. La figure 4 représente un exemple de mise en oeuvre d'un convertisseur analogique-numérique optique avec des déphaseurs optiques pour des signaux optiques différents pour chaque polarisation. La source laser envoie une fréquence optique différente dans chacune des polarisations si bien que la différence entre les deux fréquences optiques correspond à la fréquence de changement (fréquence centrale) du signal hyperfréquence à numériser Dans cet exemple de mise en oeuvre, le signal modulé en fréquence est combiné avec une autre porteuse optique et cette combinaison permet de modifier le signal à numériser de la fréquence différentielle des deux porteuses optiques, c'est-à- dire qu'un modulateur Mach-Zehnder isolé peut être utilisé pour numériser le signal analogique d'entrée avec un bit à la fréquence intermédiaire oec. Cela n'avait jusque là pas non plus été découvert par l'art antérieur. REVENDICATIONS 1 Procédé pour la conversion analogique-numérique de signaux hyperfréquence au moyen d'un modulateur/interféromètre Mach- Zehnder, procédé selon lequel, pour la conversion analogique- numérique de 1 bit la porteuse optique est divisée en deux branches et est superposée avec décalage de phase, caractérisé en ce que, pour la conversion analogique-numérique du signal de bande de base, les porteuses optiques sont décalées les unes par rapport aux autres d'une hyperfréquence et l'intensité du signal optique, en tant que signal électrique, est comparée dans un comparateur avec une valeur seuil déterminée qui correspond à peu près à la moitié de l'amplitude maximale, les champs électriques produits étant différenciés exactement par le facteur deux dans les guides d'ondes optiques des étages de numérisation. 2 Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le signal modulé en intensité est combiné avec une autre porteuse optique et que le signal à numériser est ainsi modifié de la fréquence différentielle des porteuses optiques.