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Publication
_________________________________________________________________
Number FR2514971A1
Family ID 3863767
Probable Assignee Westinghouse Norden Systems Inc
Publication Year 1983
Title
_________________________________________________________________
FR Title EMETTEUR-RECEPTEUR A OSCILLATEUR DE GUNN STABILISE RAPIDEMENT
Abstract
_________________________________________________________________
L'INVENTION CONCERNE UN EMETTEUR-RECEPTEUR A OSCILLATEUR DE GUNN
STABILISE RAPIDEMENT.
CET EMETTEUR-RECEPTEUR COMPREND UN PREMIER OSCILLATEUR A MICRO-ONDES
24 DESTINE A ENGENDRER UNE FREQUENCE D'EMISSION SE SITUANT DANS LA
BANDE DES LONGUEURS D'ONDE MILLIMETRIQUES, UNE ANTENNE 36 POUR
L'EMISSION ET LA RECEPTION D'UNE ENERGIE A MICRO-ONDES, UN CIRCULATEUR
32 RACCORDANT L'ANTENNE 36 A L'EMETTEUR ET AU RECEPTEUR, UN SECOND
OSCILLATEUR A MICRO-ONDES 42 DESTINE A DEMODULER LE SIGNAL A
MICRO-ONDES CAPTE ET UNE BOUCLE A REACTION 54 DESTINEE A ENGENDRER UN
SIGNAL D'ERREUR QUI EST REINJECTE DANS L'ENTREE DE L'OSCILLATEUR 24.
L'INVENTION EST UTILISEE POUR SUPPRIMER TOUT GLISSEMENT DE FREQUENCE
DE L'OSCILLATEUR D'EMISSION DANS UN EMETTEUR-RECEPTEUR.
Description
_________________________________________________________________
Emetteur-recepteur a oscillateur de Gunn Stabilise rapidement.
La presente invention concerne des emetteurs- recepteurs et,plus
particulierement,un emetteur-recep- teur monocanal du type a
bouton-poussoir d'interphone dans lequel on utilise une boucle a
reaction en vue de minimiser tout glissement de frequence survenant
lors- que l'emetteur est manipule.
D'une maniere generale,on connait des emetteurs- recepteurs qui sont
des appareils ccmprenant un emetteur et un recepteur disposes
specifiquement dans un boitier de petites dimensions en vue de
faciliter les communi- cations entre deux points Dans les
emetteurs-recepteurs pour micro-ondes, on utilise des frequences
extremement elevees qui sont recemment passees dans les bandes de
longueurs d'onde millimetriques,ces emetteursrecepteurs etant a meme
d'etablir une ligne de communication vi- suelle soit
directionnelle,soit omnidirectionnelle sui- vant le type d'antenne Les
emetteurs-recepteurs fonc- tionnant dans cette bande de longueurs
d'onde sont par- ticulierement utiles lorsqu'une transmission
relativement sure est requise,ainsi que dans les zones encanbrees,par
exemple,lors de communications entre batiments pour lesquelles il est
necessaire de reduire au minimum les interferences avec des sys- temes
de communications adjacents.
Un probleme associe a la fabrication d'emetteurs- recepteurs
fonctionnant dans la bande de longueurs d'on- de millimetriques reside
dans la disponibilite limitee de composants appropries pour cette
gamme de frequences.
En raison de l'utilisation tres limitee des bandes de longueurs d'onde
millimetriques pour les communications,il existe actuelle- ment un
nombre relativement reduit de fabricants de ces composants, et ces
fabricants fournissent seulement un petit nombre de com- posants tres
couteux destines a une utilisation dans les emetteurs-recepteurs pour
ondes millimetriques.
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Cela signifie que le c 8 ut final d'un emetteur-recepteur de ce type
avec les composants actuellement disponibles a tendance a etre tres
eleve, comparativement aux emetteurs-recepteurs largement disponibles
fonctionnant dans les bandes de frequences plus basses. L'utilisation
de boucles a reaction dans les emetteurs-recepteurs a plus basses
frequences est con- nue Par exemple, dans le brevet des Etats-Unis
d'Ame- rique N 2 460 781 accorde le 1 fevrier 1949 au nom de H Cantelo
et ayant pour titre "CIRCUIT FOR STABILIZING FREQUENCY OF
TRANSMITTER-RECEIVER SYSTEMS", on decrit un dispositif stabilisateur
utilise dans un appareil radio a basse frequence Un oscillateur
comnprend une boucle a reaction qui stabilise autcnatiquement
l'oscillateur d'emissicn suivant le glissement de l'emetteur Bien
qu'un circuit de ce ty- pe puisse convenir pour un fonctionnement a
basse frequence, il n'est pas realiste d'envisager sa mise en service
a l'echelle des frequences millimetriques.
En fait, bon nombre des composants utilises dans ce circuit sont
purement et simplement inutilisables dans la bande des frequences
millimetriques.
Les brevets mentionnes ci-apres offrent un interet general pour les
enseignements qu'ils appor- tent en ce qui concerne les
emetteurs-recepteurs fonc- tionnant dans les bandes de longueurs
d'onde millime- tric: brevets des Etats-Unis d'Amerique N 3 916 412
accorde le 28 octobre 1975 au nom de S Amoroso, Jr. et ayant pour
titre "FREQUENCY STABILIZED SINGLE
OSCILLATOR TRANSCEIVERS", N 3 925 729 accorde le 9 de- cembre 1975 au
nom de S Amoroso,Jr et ayant pour ti- tre "SKIRT-TUNED SINGLE
OSCILLATOR TRANSCEIVER", N 3 935 533 accorde le 27 janvier 1976 au nom
de S. Amoroso, Jr et ayant pour titre "SINGLE OSCILLATOR
MICROWAVE TRANSCEIVER" et N 3 931 575 accorde le 6 jan- vier 1976 au
nom de S Amoroso, Jr, ayant pour titre
"FILTER STABILIZED SINGLE OSCILLATOR TRANSCEIVER".
Dans ces brevets, on decrit des emetteurs-recepteurs capables de
fonctionner dans la gamme d'ondes millime- tric, mais il n'y est fait
aucunement mention d'un moyen permettant de corriger rapidement le
glissement de frequence de l'oscillateur de l'emetteur lors d'un
fonctionnement selon le principe du bouton-poussoir d'interphone. Un
objet de la presente invention est de fournir un emetteur-recepteur
d'une complexite minimum comprenant un oscillateur semi-conducteur
(c'est-a- dire du type de Gunn), ainsi qu'une boucle a reaction haute
frequence a reglage automatique de frequence qui est stabilisee
instantanement lors d'un fonctionnement selon le principe du
bouton-poussoir d'interphone.
Selon une caracteristique particuliere de la presente invention, une
boucle a reaction simple, mais neanmoins efficace montee dans un
emetteurrecepteur monocanal pour ondes millimetriques empeche un
glisse- ment de frequence au cours de l'echauffement de l'os-
cillateur de l'emetteur Etant donne que, lors d'un fonctionnement par
bouton-poussoir d'interphone, l'os- cillateur d'emission n'est
normalement pas excite, des que le caomutateur de ccnversaticn est
enfonce, il peut se produi- re un glissement de la frequence de
l'emetteur au cours de la periode d'echauffement Toutefois, la boucle
a reaction bloque la frequence de l'oscillateur d'emis- sion a une
valeur fixe decalee par rapport a la fre- quence de l'oscillateur de
reception deja en service.
Cette boucle a reaction agit tres rapidement, si bien qu'elle elimine
tout glissement de frequence de l'os- cillateur d'emission.
Suivant la presente invention, un emetteur- recepteur dans lequel on
utilise un oscillateur de Gunn, comprend une boucle haute frequence a
reglage automati- que de frequence en vue d'empecher un glissement de
frequence au cours d'un fonctionnement par bouton- poussoir
d'interphone Lorsque l'emetteur est excite, des signaux de fuite
traversent le circulateur et pene- trent dans le melangeur, ce qui a
pour effet d'engen- drer un signal a frequence intermediaire dans le
pre- amplificateur a large bande Un filtre passe-bas mon- te a la
sortie du preamplificateur fait office de dis- criminateur de pente
simple et cette sortie est detec- tee et utilisee pour fermer une
boucle de servocomman- de electronique Des qu'elle est fermee, cette
boucle de servocommande bloque la frequence de l'oscillateur
d'emission a une valeur fixe decalee par rapport a la frequence de
l'oscillateur local On prevoit egalement 1 S une boucle de reglage
automatique de gain qui sert a empecher une surcharge du
preamplificateur par les si- gnaux de fuite provenant de l'emetteur,
ainsi qu'a normaliser le signal d'erreur de reglage automatique de
frequence Cette boucle a reaction agit tres rapide- ment, si bien
qu'elle elimine tout glissement de fre- quence des que le commutateur
a bouton-poussoir d'in- terphone est excite.
Les objets, caracteristiques et avantages pre- cites de la presente
invention, ainsi que d'autres ap- paraitront plus clairement a la
lecture de la descrip- tion ci-apres de formes de realisation
preferees, en se referant a l'unique dessin annexe qui est un schema
fonctionnel illustrant une forme de realisation de
l'emetteur-recepteur a oscillateur de Gunn stabilise ra- pidement
suivant la presente invention.
On se referera a present a ce dessin qui re- presente une forme de
realisation d'un emetteur-recep- teur a oscillateur de Gunn stabilise
rapidement suivant la presente invention Les informations a
transmettre
(paroles, donnees ou images) sont appliquees a un ampli- s ficateur 12
via une ligne 10 Comme on le comprendra, les signaux d'entree peuvent
etre des signaux analogi- ques (par exemple, des paroles et des
images) ou des signaux numeriques suivant l'application particuliere
pour laquelle on envisage d'utiliser l'emetteur-recep- teur Les
informations vocales constituent le type de signaux d'entree que l'on
utilise le plus frequemment lorsque l'emetteurrecepteur est mis en
service comme dispositif de communications simplex ou a une seule voie
La sortie de l'amplificateur 12 est raccordee, par une ligne 14, a une
entree d'un additionneur 16.
L'autre entree de cet additionneur 16 provient d'un systeme d'essai
qui sera decrit ci-apres plus en de- tail La sortie de l'additionneur
16 est raccordee, via une ligne 18, a une entree d'un autre
additionneur Le signal provenant de cet additionneur 20 est applique,
via une ligne 22, a l'entree d'un oscillateur semi-conducteur 24 Dans
la forme de realisation de la presente invention, on utilise, de
preference, un oscillateur de type Gunn comme oscillateur d'emission.
Toutefois, il est entendu que l'on pourrait egalement utiliser
d'autres types d'oscillateurs Par exemple, on pourrait egalement
utiliser un oscillateur a diodes IMPATT ou un oscillateur a gaz du
type a diodes et transistors a effet de champ.
L'oscillateur de Gunn 24 est un oscillateur semi-conducteur accorde
par varactor qui sert de source de frequence porteuse pour l'emetteur
L'oscillateur de Gunn 24 est normalement hors circuit, mais il est
excite par manipulation d'un commutateur 26 qui, via un regulateur de
polarisation 28, transmet un signal de courant continu a l'oscillateur
de Gunn 24 La sortie haute frequence de l'oscillateur de Gunn 24 est
appli- quee, par une ligne de transmission appropriee a micro- ondes
30, a une entree d'un circulateur 32 Ce circu- lateur 32 est un
dispositif a trois acces entre les- quels est prevu un degre de
couplage predetermine.
La masse d'energie appliquee au circulateur 32 par la ligne de
transmission 30 est couplee, comme indique par la fleche, a l'entree
qui est raccordee a la li- gne de transmission 34 Une antenne 36 est
connectee a l'extremite exterieure de la ligne de transmission
34 et elle sert d'ouverture de transmission et de re- ception pour les
signaux a hyperfrequence A ce sta- de, la description de
l'emetteur-recepteur concerne fondamentalement la moitie emetteur et,
ainsi qu'on l'a mentionne precedemment, cet emetteur-recepteur est
normalement excite uniquement lorsque le commuta- teur 26 est
manipule.
En se referant a la partie inferieure du des- sin, on decrira a
present la moitie recepteur de l'emetteur-recepteur a oscillateur de
Gunn stabilise rapidement suivant la presente invention Lorsque
l'emetteur-recepteur est en circuit, et a moins que le commutateur 26
soit manipule, la partie recepteur est normalement en service Un
signal haute frequence capte par l'antenne 36 est couple, via le guide
d'ondes 34, a une entree du circulateur 32 Cette energie est couplee,
dans le sens indique par la fleche, a la troisieme entree du
circulateur 32 et a la ligne de transmission 38 Un signal
d'oscillateur local ou de demodulation provenant d'un deuxieme
oscillateur de
Gunn 42 est applique a un melangeur equilibre 40.
Etant donne que ce deuxieme oscillateurde Gunn 42 est en circuit a
tout moment lorsque l'emetteur-recepteur est lui-meme en circuit, il
est normalement stabilise par une resistance sensible a la temperature
(non represen- tee) qui detecte la temperature du corps de l'oscilla-
teur La sortie du melangeur est appliquee, via une ligne 44, a un
preamplificateur 46 concu pour etre con- necte a la sortie du
melangeur equilibre 40 Un filtre passe-bas 48 monte a la sortie du
preamplificateur 46 limite la bande passante caracteristique du signal
de reception et applique ce dernier a un recepteur a mo- dulation de
frequence 52 via une ligne 50.
Une caracteristique particuliere de la pre- sente invention reside
dans la presence d'une boucle a reaction qui stabilise l'oscillateur
de Gunn 24 au cours de la courte periode succedant a l'enfoncement du
com- mutateur 26, excitant ainsi la partie emetteur de
l'emetteur-recepteur Ainsi qu'on l'a mentionne prece- demment, en
absence d'un element de stabilisation, il se produit un glissement de
frequence relativement im- portant de l'oscillateur de Gunn 24 au
cours de
1 S l'echauffement ou de la breve periode succedant a l'en- foncement
du commutateur 26 Suivant la presente in- vention, on prevoit une
boucle haute frequence a regla- ge automatique de frequence en vue de
stabiliser l'os-. cillateur d'emission de Gunn 24 vis-a-vis de
l'oscilla- teur local de Gunn a plus faible puissance et fonction-
nant en continu 42 Cette boucle a reaction comprend un dispositif
amplificateur/detecteur a reglage automa- tic de frequence 54 qui est
raccorde, par une ligne de transmission 56, a la sortie du filtre
passe-bas 48.
La sortie de ce dispositif amplificateur/detecteur a reglage
automatique de frequence 54 est raccordee en retour, via une entree de
l'additionneur 20, a l'entree de l'oscillateur de Gunn 24
Conjointement avec le filtre passe-bas 48 et le preamplificateur 46,
le dis- positif amplificateur/detecteur a reglage automatique de
frequence 54 fait office de discriminateur de pente simple qui bloque
ou asservit la frequence de sortie de l'oscillateur de Gunn 24 avec un
decalage fixe par rapport a l'oscillateur de Gunn 42 Lorsque le
cormmuta- teur 26 est manipule, l'additionneur 20 recoit une ten- sion
positive importante qui fait passer la frequence de l'oscillateur de
Gunn a un niveau plus eleve, ce qui a a son tour pour effet d'abaisser
la frequence differentielle La difference entre la frequence
d'emission et la frequence de l'oscillateur de Gunn 42 continue a
diminuer jusqu'a ce que le flanc de la ban- de du filtre passe-bas 48
soit atteint A ce flanc de bande, un signal a frequence intermediaire
est engendre et detecte Ce signal detecte est le signal d'erreur -qui
est reinjecte dans l'entree de l'oscillateur de
Gunn 24 et qui bloque la frequence d'emission a la fre- quence de
l'oscillateur local.
Une autre caracteristique de la presente in- vention reside dans un
systeme d'essai simple, mais efficace qui peut etre incorpore a
l'emetteur-recepteur.
Ce systeme d'essai comprend un generateur basse fre- quence 56 qui est
couple a une entree de l'amplifica- teur de sommation 16 Un
ccamutateur valide ce generateur basse frequence 56 et un signal
sonore est applique a l'entree de l'oscillateur de Gunn 24 Une partie
de ce signal passe par le parcours de fuite du circulateur 32 et,
lorsqu'elle atteint le recepteur a modulation de fre- quence 52, elle
peut constituer un indicateur oui/non.
L'indicateur dont est pourvu le recepteur a modulation de frequence 52
pourrait etre un signal sonore emis dans un ecouteurou une lampe
montee sur le corps de l'emetteur-recepteur.
Bien que la presente invention ait ete illus- tree et decrite en se
referant a une forme derealisa- tion preferee, l'homme de metier
comprendra que diver- ses modifications peuvent y etre apportees tant
dans sa forme que dans ses details sans se departir de son es- prit et
de son cadre tels qu'ils sont definis dans les revendications
ci-apres.
Claims
_________________________________________________________________
REVENDICATIONS
1 Emetteur-recepteur monocanal comportant une partie emetteur et une
partie recepteur, caracte- rise en ce qu'il comprend: un premier
oscillateur a micro-ondes prevu dans la partie emetteur et comportant
une entree qui modi- fie proportionnellement la frequence
d'oscillation en vue d'engendrer une frequence d'emission se situant
dans la bande des longueurs d'onde millimetriques; une antenne pour
l'emission et la reception d'une energie a micro-ondes; un circulateur
raccordant l'antenne a la fois a la partie emetteur et a la partie
recepteur; un second oscillateur a micro-ondes prevu dans la partie
recepteur et raccorde a ce circulateur en 1 S vue de demoduler un
signal a micro-ondes capte; et une boucle a reaction comprenant un
discriminateur de pente et un discriminateur de frequence en vue d'en-
gendrer un niveau de tension qui varie proportionnelle- ment au second
oscillateur et obtenir ainsi un signal d'erreur qui est reinjecte dans
l'entree de l'oscilla- teur de la partie emetteur.
2 Emetteur-recepteur monocanal suivant la revendication 1, caracterise
en ce que le premier os- cillateur a micro-ondes est un oscillateur
semi- conducteur de Gunn dont l'entree est raccordee a' un noeud de
sommation, la boucle a reaction appliquant, a ce noeud de sommation,
un niveau de tension qui est proportionnel au glissement de frequence
eventuel de l'oscillateur de Gunn au cours de l'echauffement.
3 Emetteur-recepteur monocanal suivant la revendication 2, caracterise
en ce que la boucle a reaction comprend un filtre passe-bas et un
discrimina- teur de frequence faisant office de discriminateur de
pente simple pour la fermeture de la boucle a reaction.
4 Emetteur-recepteur monocanal suivant la revendication 3, caracterise
en ce que la partie re- cepteur comprend egalement un melangeur
equilibre rac- corde entre le circulateur et le filtre passe-bas, le
second oscillateur a micro-ondes etant raccorde a ce melangeur
equilibre. Emetteur-recepteur monocanal suivant la revendication 1,
caracterise en ce qu'il comprend egale- ment un generateur basse
frequence pouvant etre raccor- de a l'entree du premier oscillateur a
micro-ondes en vue d'y appliquer un signal sonore d'essai qui, lors-
qu'il est capte dans la partie recepteur, indique le fonctionnement
correct de l'emetteur-recepteur.
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