Brevet FR2900518A1 — publié le 20071102

Dispositif et procédé pour générer un signal impulsionnel de sortie, en particulier à ultra large bande, à partir d'un signal impulsionnel d'origine La présente invention concerne le domaine des dispositifs et des procédés permettant de générer un signal impulsionnel de sortie, en particulier à ultra large bande, à partir d'un signal impulsionnel d'origine contenant des données numériques, en vue en particulier d'émettre le signal impulsionnel de sortie à ultra large bande sous la forme d'un signal radiofréquence. Le but de la présente invention est d'améliorer un tel signal impulsionnel de sortie, en particulier à ultra large bande, de telle sorte que, notamment dans le domaine des communications radiofréquences à ultra larges bandes, les spectres de signaux radiofréquence soient émis selon des conditions particulières. La présente invention a tout d'abord pour objet un dispositif pour générer un signal impulsionnel de sortie, en particulier à ultra large bande, à partir d'un signal impulsionnel d'origine contenant des données numériques. Selon l'invention, ce dispositif comprend : une multiplicité de voies parallèles comprenant respectivement un oscillateur générant des signaux périodiques continus et un interrupteur ; un circuit de commande soumis au signal impulsionnel d'origine et délivrant des impulsions de fermeture auxdits interrupteurs, dont la durée et la position dans le temps par rapport au signal impulsionnel d'origine sont spécifiques à chaque interrupteur ; et un circuit de sommation recevant les signaux issus desdites voies parallèles et délivrant le signal impulsionnel de sortie. Selon l'invention, la durée et la position dans le temps de chaque impulsion de fermeture sont de préférence réglables. Selon l'invention, chaque voie peut avantageusement comprendre un circuit d'amplification entre son oscillateur et ledit circuit de sommation. Selon l'invention, la valeur d'amplification de chaque amplificateur est de préférence réglable. Selon l'invention, les fréquences d'oscillation nominales desdits oscillateurs sont de préférence disjointes. Selon l'invention, les fréquences d'oscillation nominales desdits oscillateurs sont de préférence réglables. Selon l'invention, la sortie du circuit de sommation peut avantageusement être reliée à un circuit d'émission radiofréquence. Selon l'invention, le dispositif comprend des moyens pour faire varier de façon aléatoire les fréquences desdits oscillateurs autour de leurs fréquences nominales. Selon l'invention, lesdits oscillateurs peuvent avantageusement être soumis audit signal impulsionnel d'origine pour ne fonctionner que pendant la durée des impulsions de ce signal d'origine. La présente invention a également pour objet un procédé pour générer un signal impulsionnel de sortie, en particulier à ultra large bande, à partir d'un signal impulsionnel d'origine contenant des données numériques. Selon l'invention, ce procédé consiste : à faire fonctionner des oscillateurs générant des signaux périodiques continus ; à délivrer les signaux périodiques continus délivrés par lesdits oscillateurs à un circuit de sommation via des interrupteurs ; et à délivrer le signal impulsionnel d'origine à un circuit de commande délivrant des impulsions de fermeture auxdits interrupteurs, dont la durée et la position dans le temps par rapport au signal impulsionnel d'origine sont spécifiques à chaque interrupteur, de telle sorte que le signal impulsionnel de sortie, en particulier à ultra large bande, présente un spectre inclus dans un masque spectral dont la forme est déterminée par lesdites durées et lesdites positions dans le temps desdites impulsions de fermeture. Selon l'invention, la durée et la position dans le temps de chaque impulsion de fermeture sont de préférence réglables. Selon l'invention, le procédé peut avantageusement consister à amplifier les signaux issus des oscillateurs selon respectivement des valeurs spécifiques prédéterminés, de telle sorte que le masque spectral présente des amplitudes prédéterminées associées auxdites impulsions de fermeture. Selon l'invention, la valeur d'amplification de chaque amplificateur est de préférence réglable. D'autres aspects et avantages de la présente invention apparaîtront plus clairement à l'aide de la description d'un dispositif pour générer un signal impulsionnel de sortie, en particulier à ultra large bande, à partir d'un signal impulsionnel d'origine contenant des données numériques, donnée à titre d'exemple non limitatif et illustré par le dessin annexé sur lequel : - La figure 1 représente un dispositif électronique selon l'invention - La figure 2 illustre un signal impulsionnel d'entrée à transmettre; - La figure 3 illustre des signaux d'un circuit de commande ; - Les figures 4A, 4B et 4C illustrent des signaux de sorties de voies parallèles ; - La figure 4D illustre un signal de sortie d'un circuit de sommation - Les figures 5A, 5B et 5C illustrent les spectres desdits signaux de sorties de voies parallèles, dans le cas où les signaux impulsionnels modulés ont la même amplitude ; - La figure 5D illustre le spectre dudit signal de sortie d'un circuit de sommation ; - Les figures 6A, 6B et 6C illustrent d'autres signaux de sorties de voies parallèles, dans le cas où les signaux impulsionnels modulés ont des amplitudes différentes ; - La figure 6D illustre un autre signal de sortie d'un circuit de sommation - Les figures 7A, 7B et 7C illustrent les spectres desdits autres signaux de sorties de voies parallèles ; et - La figure 7D illustre le spectre dudit autre signal de sortie d'un circuit de sommation. En se reportant à la figure 1, on peut voir qu'on a représenté un dispositif électronique 1 qui comprend un circuit d'entrée 2 et un circuit de sommation 3, entre lesquels sont prévues trois voies parallèles V1, V2 et V3. Ces voies parallèles comprennent respectivement, successivement des oscillateurs 01, 02 et 03, des amplificateurs Al, A2 et A3 et des interrupteurs W1, W2 et W3. Le circuit d'entrée 2 est adapté pour générer un signal impulsionnel d'origine contenant des données numériques, délivré aux oscillateurs 01, 02 et 03 afin de mettre en fonctionnement ces oscillateurs pendant la durée des impulsions de ce signal impulsionnel. Les oscillateurs 01, 02 et 03 sont adaptés pour osciller sur des fréquences d'oscillation fl, f2 et f3, de préférence disjointes, ces fréquences pouvant être réglables. Les amplificateurs Al, A2 et A3 sont soumis à des circuits de réglage R1, R2 et R3 déterminant leur valeur respective d'amplification. Les interrupteurs W1, W2 et W3 sont soumis à un circuit de commande 4 soumis au signal impulsionnel d'origine délivré par le circuit d'entrée 2. Ce circuit de commande 4 est apte à délivrer des impulsions de fermeture aux interrupteurs W1, W2 et W3. La durée et la position dans le temps de ces impulsions de fermeture par rapport au signal impulsionnel d'origine sont spécifiques à chaque interrupteur, ces impulsions étant incluses dans la durée de ce signal impulsionnel d'origine. La sortie du circuit de sommation 3 est par exemple reliée à une antenne d'émission 5 de signaux radiofréquence, via un amplificateur 6. Le dispositif électronique 1 fonctionne et peut être utilisé de la manière suivante. Les fréquences d'oscillation des oscillateurs 01, 02 et 03 peuvent être choisies égales à des valeurs nominales égales à quatre gigahertz, cinq gigahertz et six gigahertz. Avantageusement, les oscillateurs 01, 02 et 03 peuvent être soumis à des circuits G1, G2 et G3 de génération de tensions aléatoires qui font varier de façon aléatoires les fréquences d'oscillation de ces oscillateurs autour desdites fréquences nominales. Ces variations aléatoires de la fréquence d'oscillation autour de la fréquence nominale permettent de lisser le spectre du signal impulsionnel de sortie à ultra large bande. Sur la figure 2, on a représenté un signal impulsionnel d'origine So composé d'une succession d'impulsions T représentatives de données numériques, la durée de chaque impulsion étant par exemple égale à dix nanosecondes. Comme le montre la figure 3, à chaque impulsion T correspondent des impulsions de fermeture Tl, T2 et T3 délivrées par le circuit de commande 4 aux interrupteurs W1, W2 et W3 afin de provoquer leur fermeture pendant des impulsions. Les impulsions Ti, T2 et T3 sont incluses dans la durée de l'impulsion T et sont successives ou non et de durées égales ou non. Dans l'exemple représenté, les impulsions Tl, T2 et T3 ont la même durée et sont concomitantes. Exemple 1. Les figures 4A, 4B et 4C représentent les signaux S1, S2 et S3 délivrés au circuit de sommation 3, au cours des impulsions de fermeture Tl, T2 et T3 des interrupteurs W1, W2 et W3, les signaux S1, S2 et S3 présentant des amplitudes maximales sensiblement égales. La figure 4D représente le signal de sortie Ss du circuit de sommation 3, après sommation des signaux S1, S2 et S3. Les figures 5A, 5B et 5C représentent les spectres des signaux S1, S2 et S3, centrés sur les fréquences fl, f2 et f3 choisies et présentant par exemple des magnitudes maximales d'environ -5dB, tandis que la figure 5D représente le spectre du signal de sortie Ss du circuit de sommation 3. Le spectre du signal de sortie Ss présente une partie supérieure incluant les parties supérieures des spectres des signaux S1, S2 et S3 qui arrivent sensiblement au même niveau. Il est donc permis de déterminer un masque spectral M1 en forme de créneau rectangulaire comprenant un rectangle, incluant la partie supérieure du spectre du signal de sortie Ss et allant par exemple de 3 à 7 gigahertz environ en fréquence et de 15 - 18 à -5dB en magnitude. Exemple 2. Les figures 6A, 6B et 6C représentent les signaux S1, S2 et S3 délivrés au circuit de sommation 3, au cours des impulsions de fermeture Ti, T2 et T3 des interrupteurs W1, W2 et W3, les signaux Si et S3 présentant des amplitudes maximales sensiblement égales et le signal S2 présentant une amplitude maximale sensiblement deux fois plus petite que celles des signaux Si et S3. La figure 6D représente le signal de sortie Ss du circuit de sommation 3, après sommation des signaux S1, S2 et S3. Les figures 7A, 7B et 7C représentent les spectres des signaux S1, S2 et S3, centrés sur les fréquences fl, f2 et f3 choisies, et présentant par exemple des magnitudes maximales respectives d'environ -5dB, -13dB et -5dB, tandis que la figure 7D représente le spectre du signal de sortie Ss du circuit de sommation 3. Le spectre du signal de sortie Ss présente une partie supérieure incluant les parties supérieures des spectres des signaux Si et S3 qui arrivent sensiblement au même niveau, le spectre du signal S2 étant noyé dans ces derniers. Il est donc permis de déterminer un masque spectral M2 en forme de créneau rectangulaire allant par exemple de trois à sept gigahertz environ en fréquence et enveloppant au plus près la partie supérieure du spectre du signal de sortie Ss. Par exemple, ce créneau rectangulaire comprend un premier rectangle incluant la partie supérieure du spectre du signal S1 et allant de 3 à 4,7 gigahertz en fréquence et de -18 à -5 dB en magnitude, un deuxième rectangle incluant la partie supérieure du spectre du signal S3 et allant de 5,3 à 7 gigahertz en fréquence et de -18 à -5 dB en magnitude et un rectangle intermédiaire allant de 4,7 à 5,3 gigahertz en fréquence et de -13dB en magnitude. Ainsi on diminue l'émission dans la partie du spectre de 4,7 à 5,3 gigahertz ce qui permet de ne pas perturber d'autre communications qui utilisent cette partie du spectre. Il résulte de ce qui précède que les masques spectraux M1 et M2 sont déterminés par les fréquences d'oscillation des oscillateurs 01, 02 et 03, les valeurs d'amplification des amplificateurs Al, A2 et A3 et les impulsions de fermeture Ti, T2 et T3 des interrupteurs W1, W2 et W3 commandés par le circuit de commande 4. De manière inverse, on souhaite généralement que le spectre du signal de sortie Ss du circuit de sommation 3 soit inclus dans un masque spectral imposé de forme prédéterminée, par exemple du type à créneau rectangulaire présentant différents gradins. Pour cela, il convient de procéder à un réglage adapté des oscillateurs 01, 02 et 03 de façon qu'ils oscillent sur des fréquences adaptées, à un réglage adapté des amplificateurs Al, A2 et A3 de façon qu'ils présentent des valeurs d'amplification adaptés et à un réglage adapté du circuit de commande 4 de façon qu'il délivre des impulsions de fermeture Tl, T2 et T3 des interrupteurs W1, W2 et W3 présentant une durée et une position dans le temps adaptées, ces impulsions de fermeture pouvant d'ailleurs se chevaucher. Ces réglages adaptés doivent être effectués pour que le spectre du signal de sortie Ss remplisse au mieux le masque spectral imposé de forme prédéterminée. Ainsi, il est possible d'obtenir un signal radiofréquence, émis par l'antenne 5, présentant la puissance maximum imposée par un masque spectral prédéfini. Ceci permet de minimiser les erreurs de transmission. On obtient ainsi, une communication optimale. Dans une variante, ne modifiant le fonctionnement ci-dessus, la sortie du circuit d'entrée 2 peut ne pas être reliée aux oscillateurs 01, 02 et 03, ces derniers oscillant en permanence. Dans ce cas, les impulsions de fermeture Tl, T2 et T3 délivrées aux interrupteurs W1, W2 et W3 par le circuit de commande 4 peuvent ne pas être incluses dans la durée des impulsions T du signal impulsionnel d'entrée So. La présente invention ne se limite pas aux exemples ci-dessus décrits. En effet, on peut prévoir un nombre quelconque de voies parallèles, associées à un nombre quelconque de fréquences et des REVENDICATIONS 1. Dispositif pour générer un signal impulsionnel de sortie, en particulier à ultra large bande, à partir d'un signal impulsionnel d'origine contenant des données numériques, caractérisé par le fait qu'il comprend : une multiplicité de voies parallèles (V1, V2, V3) comprenant respectivement un oscillateur (01, 02, 03) générant des signaux périodiques continus et un interrupteur (W 1, W2, W3) ; un circuit de commande (4) soumis au signal impulsionnel d'origine et délivrant des impulsions de fermeture (Ti, T2, T3) auxdits interrupteurs, dont la durée et la position dans le temps par rapport au signal impulsionnel d'origine (T) sont spécifiques à chaque interrupteur ; et un circuit de sommation (3) recevant les signaux issus desdites voies parallèles et délivrant le signal impulsionnel de sortie. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la durée et la position dans le temps de chaque impulsion de fermeture sont réglables. 3. Dispositif selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que chaque voie comprend un circuit d'amplification entre son oscillateur et ledit circuit de sommation. 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé par le fait que la valeur d'amplification de chaque amplificateur est réglable. 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que les fréquences d'oscillation desdits oscillateurs sont disjointes. 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que les fréquences d'oscillation desdits oscillateurs sont réglables. 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que la sortie du circuit de sommation est reliée à un circuit d'émission radiofréquence. 8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'il comprend des moyens pourfaire varier de façon aléatoire les fréquences desdits oscillateurs autour de leurs fréquences nominales. 9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que lesdits oscillateurs sont soumis audit signal impulsionnel d'origine pour ne fonctionner que pendant la durée des impulsions de ce signal d'origine. 10. Procédé pour générer un signal impulsionnel de sortie, en particulier à ultra large bande, à partir d'un signal impulsionnel d'origine contenant des données numériques, caractérisé par le fait qu'il consiste : à faire fonctionner des oscillateurs générant des signaux périodiques continus ; à délivrer les signaux périodiques continus délivrés par lesdits oscillateurs à un circuit de sommation via des interrupteurs ; et à délivrer le signal impulsionnel d'origine à un circuit de commande délivrant des impulsions de fermeture auxdits interrupteurs, dont la durée et la position dans le temps par rapport au signal impulsionnel d'origine sont spécifiques à chaque interrupteur, de telle sorte que le signal impulsionnel de sortie, en particulier à ultra large bande, présente un spectre inclus dans un masque spectral dont la forme est déterminée par lesdites durées et lesdites positions dans le temps desdites impulsions de fermeture. 11. Procédé selon la revendication 10, caractérisé par le fait que la durée et la position dans le temps de chaque impulsion de fermeture sont réglables. 12. Procédé selon l'une des revendications 10 et 11, caractérisé par le fait qu'il consiste à amplifier les signaux issus des oscillateurs selon respectivement des valeurs spécifiques prédéterminés, de telle sorte que le masque spectral présente des amplitudes prédéterminées associées auxdites impulsions de fermeture. 13. Procédé selon la revendication 10, caractérisé par le fait que la valeur d'amplification de chaque amplificateur est réglable.