Dispositif d'isolement à circulateurs. Isolation device with circulators.
La présente invention se rapporte à un dispositif d'isolement à circulateurs et, en particulier, à un dispositif d'isolement pour coupler deux émetteurs à une même antenne. The present invention relates to an isolation device with circulators and, in particular, to an isolation device for coupling two transmitters to the same antenna.
Il est connu d'utiliser des circulateurs pour assurer l'isolement d'un émetteur de radiocommunication et masquer ainsi une désadaptation entre l'émetteur et son antenne. II est également connu d'utiliser des circulateurs pour augmenter l'isolement entre deux émetteurs de radiocommunication couplés à une antenne commune, afin d'aiguiller sur des charges de dissipation l'énergie des signaux d'intermodulation. Or, dans ce dernier cas d'utilisation, il faut tenir compte du fait que les circulateurs produisent eux-mêmes des raies d'intermodulation, si bien que la protection offerte par les circulateurs est tout-à-fait illusoire; il est à noter que les hommes de métier ne sont généralement pas conscients de ce phénomène d'intermodulation au niveau des circulateurs. It is known practice to use circulators to insulate a radiocommunication transmitter and thus mask a mismatch between the transmitter and its antenna. It is also known to use circulators to increase the isolation between two radiocommunication transmitters coupled to a common antenna, in order to direct the energy of the intermodulation signals to dissipation charges. However, in the latter case of use, account must be taken of the fact that the circulators themselves produce intermodulation lines, so that the protection offered by the circulators is completely illusory; it should be noted that those skilled in the art are generally not aware of this intermodulation phenomenon in circulators.
La présente invention a pour but de proposer un dispositif capable d'augmenter fortement la protection contre le phénomène d'intermodula- tion lors du couplage de deux émetteurs, ou plus, sur une même antenne. The object of the present invention is to propose a device capable of greatly increasing the protection against the intermodulation phenomenon during the coupling of two or more transmitters on the same antenna.
Ceci est obtenu par un montage associant, pour chaque émetteur, deux coupleurs à 3 dB et deux circulateurs à trois bras, de telle manière que, par rapport à un dispositif d'isolement classique, I'isolement soit augmenté de la valeur de l'isolement d'un des coupleurs à 3 dB. This is obtained by an assembly associating, for each transmitter, two couplers at 3 dB and two circulators with three arms, in such a way that, compared to a conventional isolation device, the isolation is increased by the value of the isolation of one of the 3 dB couplers.
Selon l'invention un dispositif d'isolement à circulateurs, pour coupler n émetteurs (n entier au moins égal à 2) à une même antenne, comportant un coupleur d'antenne du type coupleur directif à 3 dB, dont un accès de la seconde paire d'accès conjugués est couplé à l'antenne, est caractérisé en ce que, au moins pour le couplage entre l'antenne et un émetteur donné parmi les n émetteurs, il comporte un circuit d'isolement qui comporte : un premier coupleur à 3 dB ayant un accès de sa première paire d'accès conjugués, relié à l'émetteur donné; un second coupleur à 3 dB ayant un accès de sa seconde paire d'accès conjugués qui constitue une borne reliée à un accès de la première paire d'accès conjugués du coupleur d'antenne; et deux circulateurs à trois bras dont les premiers bras sont reliés respectivement aux accès de la seconde paire d'accès conjugués du premier coupleur et dont les deuxièmes bras sont reliés respectivement aux accès de la première paire d'accès conjugués du second coupleur. According to the invention an isolation device with circulators, for coupling n transmitters (n integer at least equal to 2) to the same antenna, comprising an antenna coupler of the directional coupler type at 3 dB, including a second access pair of conjugate accesses is coupled to the antenna, is characterized in that, at least for the coupling between the antenna and a given transmitter among the n transmitters, it comprises an isolation circuit which comprises: a first coupler with 3 dB having an access from its first pair of conjugate accesses, connected to the given transmitter; a second 3 dB coupler having an access from its second pair of conjugate accesses which constitutes a terminal connected to an access from the first pair of conjugate accesses of the antenna coupler; and two three-arm circulators whose first arms are respectively connected to the ports of the second pair of conjugate ports of the first coupler and whose second arms are respectively connected to the ports of the first pair of conjugate ports of the second coupler.
La présente invention sera mieux comprise et d'autres caractéristiques apparaîtront à l'aide de la description ci-après et des figures s'y rapportant qui représentent:
- la figure 1, un dispositif d'isolement selon l'art connu,
- la figure 2, un dispositif d'isolement selon l'invention, proposé en remplacement du dispositif selon la figure 1,
- la figure 3, un dispositif d'isolement selon l'invention pour coupler trois émetteurs à une même antenne,
- la figure 4, un circuit qui permet de transformer le dispositif d'isolement selon la figure 3, en un dispositif, selon l'invention, pour coupler quatre émetteurs à une même antenne.The present invention will be better understood and other characteristics will appear with the aid of the description below and of the figures relating thereto which represent:
FIG. 1, an isolation device according to the known art,
FIG. 2, an isolation device according to the invention, proposed to replace the device according to FIG. 1,
FIG. 3, an isolation device according to the invention for coupling three transmitters to the same antenna,
- Figure 4, a circuit which transforms the isolation device according to Figure 3, into a device according to the invention, for coupling four transmitters to the same antenna.
Sur les différentes figures les éléments correspondants sont désignés par les mêmes repères. In the various figures, the corresponding elements are designated by the same references.
Le dispositif d'isolement selon la figure 1 est un dispositif connu; il sert à coupler deux émetteurs El, E2 à une même antenne, An. Dans le cas de l'exemple décrit les deux émetteurs sont des émetteurs de 50 watts ayant une fréquence de fonctionnement comprise entre 118 et 144 MHz. The isolation device according to FIG. 1 is a known device; it is used to couple two transmitters El, E2 to the same antenna, An. In the case of the example described, the two transmitters are 50 watt transmitters having an operating frequency between 118 and 144 MHz.
La figure 1 représente un premier circulateur, 1, dont le premier bras est relié à la sortie de l'émetteur El, dont le deuxième bras est relié à un accès, C, d'un coupleur d'antenne du type coupleur à 3 dB, à 900, 3, et dont le troisième bras est relié à la masse par une charge adaptée R1. FIG. 1 represents a first circulator, 1, the first arm of which is connected to the output of the transmitter El, the second arm of which is connected to an access, C, of an antenna coupler of the 3 dB coupler type , at 900, 3, and whose third arm is connected to earth by a suitable load R1.
Un second circulateur, 2, a un premier bras relié à la sortie de l'émetteur
E2, un deuxième bras relié à un accès, D, du coupleur 3 et un troisième bras relié à la masse par une charge adaptée R2. Le coupleur 3 a un accès
B relié à la masse par une charge adaptée R3 et un accès A relié à l'antenne An.A second circulator, 2, has a first arm connected to the output of the transmitter
E2, a second arm connected to an access, D, of the coupler 3 and a third arm connected to ground by a suitable load R2. The coupler 3 has an access
B connected to ground by a suitable load R3 and an access A connected to the antenna An.
Au sujet du coupleur à 3 dB, à 90 , 3, de la figure 1 et au sujet des autres coupleurs à 3 dB, dont il va être question dans la suite de la description et dans les revendications et qui seront tous des coupleurs à 90 , il est fait appel à la notion de paire d'acces conjugués; il est entendu qu'il faut entendre par paire d'accès conjugués du coupleur, deux des quatre accès du coupleur tels que, lorsque des charges adaptées y sont branchées, il n'y a pratiquement pas de couplage entre les deux autres accès du coupleur ; les deux autres accès du coupleur constituent d'ailleurs également une paire d'accès conjugués.Quant à l'isolement, aussi appelé découplage, que réalise un tel coupleur, il est donné généralement, en décibels, par l'inverse du rapport entre l'énergie appliquée sur un accès et l'énergie résiduelle recueillie sur l'accès conjugué de l'accès sur lequel a été appliquée l'énergie. Les montages décrits à l'aide des figures 1 à 4 ont été réalisés avec des -coupleurs dont l'isolement était de l'ordre de 20 dB. About the 3 dB coupler, at 90, 3, of Figure 1 and about the other 3 dB couplers, which will be discussed in the following description and in the claims and which will all be 90 couplers , the concept of a pair of conjugate accesses is used; it is understood that by pair of conjugate coupler accesses, two of the four coupler ports must be understood such that, when suitable loads are connected to it, there is practically no coupling between the two other coupler ports ; the other two ports of the coupler also constitute a pair of conjugate ports. As for the isolation, also called decoupling, which such a coupler achieves, it is generally given, in decibels, by the inverse of the ratio between l energy applied to an access and the residual energy collected on the combined access of the access to which the energy was applied. The assemblies described with the aid of FIGS. 1 to 4 were made with -couplers whose insulation was of the order of 20 dB.
Dans le cas de la figure 1, où le coupleur 3 est un coupleur croisé, les deux accès d'une même paire d'accès conjugués sont disposés sur une même face du coupleur, et les deux accès de l'autre paire sont disposés sur la face opposée du coupleur: paire A,B et paire C,D. Sur les autres figures les coupleurs utilisés seront également des coupleurs croisés, étant entendu que des coupleurs non croisés, c'est-à-dire ayant ks deux accès d'une même paire situés sur deux faces opposées, peuvent être utilisés à la place des coupleurs croisés. In the case of FIG. 1, where the coupler 3 is a crossed coupler, the two ports of the same pair of conjugate ports are arranged on the same face of the coupler, and the two ports of the other pair are arranged on the opposite side of the coupler: pair A, B and pair C, D. In the other figures, the couplers used will also be crossed couplers, it being understood that non-crossed couplers, that is to say having ks two ports of the same pair located on two opposite faces, can be used instead of cross couplers.
Dans le montage de la figure 1 chacun des deux émetteurs El, E2 est protégé par un circulateur 1, 2 et le découplage entre les accès conjugués C et D est de 20 dB. En supposant que les émetteurs El et E2 n'engendrent aucune intermodulation, l'intermodulation qui apparaît sur l'accès A est produite par les circulateurs 1, 2. Des mesures effectuées sur l'accès A montrent que l'intermodulation présente des raies dont le niveau d'énergie se situe au mieux à 60 dB sous celui de la plus faible des fréquences porteuses des émetteurs El et E2; ainsi, dans le cas où les fréquences porteuses des émetteurs El et E2 ont un niveau d'énergie égal, les raies d'intermodulation aux accès conjugués C et D, se situent à 60 + 20 = 80 dB au-dessous des niveaux des fréquences porteuses des émetteurs El et E2. In the assembly of FIG. 1, each of the two transmitters El, E2 is protected by a circulator 1, 2 and the decoupling between the conjugate ports C and D is 20 dB. Assuming that the transmitters El and E2 do not generate any intermodulation, the intermodulation which appears on access A is produced by circulators 1, 2. Measurements carried out on access A show that the intermodulation has lines of which the energy level is at best 60 dB below that of the lowest of the carrier frequencies of the transmitters El and E2; thus, in the case where the carrier frequencies of the transmitters El and E2 have an equal energy level, the intermodulation lines at the conjugate accesses C and D, are located at 60 + 20 = 80 dB below the frequency levels carriers of the transmitters El and E2.
Avec le montage selon la figure 2 les inconvénients dus à l'intermodulation générée par circulateurs sont très fortement réduits en comparaison de ces mêmes inconvénients dans le cas du montage selon la figure 1. With the assembly according to FIG. 2, the drawbacks due to the intermodulation generated by circulators are very greatly reduced in comparison with these same drawbacks in the case of the assembly according to FIG. 1.
Le montage selon la figure 2 correspond au montage selon la figure 1 à la différence près que chacun des circulateurs 1 et 2 avec sa charge adaptée, R1, R2, est remplacé par un circuit d'isolement comportant deux circulateurs et deux coupleurs à 3 dB. Le circuit d'isolement entre l'émetteur E2 et l'accès D du coupleur à 3 dB, 3, étant identique au circuit d'isolement entre l'émetteur El et l'accès C du coupleur 3, seul ce dernier circuit d'isolement sera décrit et commenté. I1 est par ailleurs à noter que, sur la figure 2, les références du circuit d'isolement non décrit, correspondent à celles du circuit d'isolement décrit, augmentées de dix unités; c'est ainsi que D 20 correspond à D 10 et que R 22 correspond à
R 12.The assembly according to FIG. 2 corresponds to the assembly according to FIG. 1 with the difference that each of the circulators 1 and 2 with its adapted load, R1, R2, is replaced by an isolation circuit comprising two circulators and two couplers at 3 dB. . The isolation circuit between the emitter E2 and the access D of the coupler at 3 dB, 3, being identical to the isolation circuit between the emitter El and the access C of the coupler 3, only the latter circuit of isolation will be described and commented on. I1 should also be noted that, in FIG. 2, the references of the isolation circuit not described, correspond to those of the isolation circuit described, increased by ten units; this is how D 20 corresponds to D 10 and how R 22 corresponds to
R 12.
Le circuit d'isolement entre l'émetteur El et l'accès C, tel qu'il est représenté sur la figure 2, comporte un premier coupleur à 3 dB,10, dont les deux accès, C10, D10, de la première paire d'accès conjugués sont respectivement reliés à la sortie de l'émetteur El et à la masse par une charge adaptée R10 et dont les deux accès, B10, A10, de la seconde paire d'accès conjugués sont respectivement reliés aux premiers bras de deux circulateurs, 11 et 12. Les circulateurs Il et 12 sont reliés par leur deuxième bras respectivement aux deux accès, C13, D13, de la première paire d'accès conjugués d'un second coupleur à 3 dB, 13. Les circulateurs 11 et 12 ont leur troisième bras reliés à la masse par une charge adaptée, Roll, R12. Et le second coupleur à 3 dB, 13, a les accès, B13, A13, de sa seconde paire d'accès conjugués, qui sont respectivement reliés à la masse par une résistance R13 et à l'accès C du coupleur à 3 dB, 3. The isolation circuit between the transmitter El and the access C, as shown in FIG. 2, comprises a first 3 dB coupler, 10, of which the two accesses, C10, D10, of the first pair of conjugate accesses are respectively connected to the output of the transmitter El and to ground by a suitable load R10 and of which the two accesses, B10, A10, of the second pair of conjugate accesses are respectively connected to the first arms of two circulators, 11 and 12. Circulators Il and 12 are connected by their second arm respectively to the two ports, C13, D13, of the first pair of accesses combined with a second 3 dB coupler, 13. Circulators 11 and 12 have their third arm connected to earth by a suitable load, Roll, R12. And the second 3 dB coupler, 13, has the ports, B13, A13, of its second pair of conjugate ports, which are respectively connected to ground by a resistor R13 and to the port C of the 3 dB coupler, 3.
Dans le montage selon la figure 2, comme dans le montage selon la figure 1, I'énergie fournie par l'émetteur El traverse le circuit d'isolement et est restituée sur l'accès C du coupleur d'antenne 3. Par contre, dans le montage de la figure 2, les raies d'intermodulation mesurées sur l'accès C du coupleur 3 ont diminué de la valeur de l'isolement du coupleur 13, soit 20 dB, par rapport à ces mêmes raies mesurées sur l'accès C, dans le montage selon la figure 1. Les mesures montrent également que les raies d'intermodulation sont rejetées sur la charge adaptée R13; c'est-àdire que l'énergie provenant de l'accès C, et réfléchie par les circulateurs 11 et 12, se retrouve sur l'accès B13 et, donc, que la génération des raies d'intermodulation s'accompagne d'une réflexion dans les circulateurs. In the assembly according to FIG. 2, as in the assembly according to FIG. 1, the energy supplied by the transmitter El crosses the isolation circuit and is restored on the access C of the antenna coupler 3. On the other hand, in the assembly of FIG. 2, the intermodulation lines measured on the access C of the coupler 3 decreased by the value of the insulation of the coupler 13, ie 20 dB, compared to these same lines measured on the access C, in the assembly according to FIG. 1. The measurements also show that the intermodulation lines are rejected on the adapted load R13; that is to say that the energy coming from the access C, and reflected by the circulators 11 and 12, is found on the access B13 and, therefore, that the generation of the intermodulation lines is accompanied by a reflection in circulators.
Le montage selon la figure 2 est certes plus coûteux et plus volumineux que celui de la figure 1 mais il est fort utile dans tous les cas où un montage classique, selon la figure 1, ne permet pas d'obtenir une intermodulation aussi faible que souhaité dans le signal émis par l'antenne
An.The assembly according to FIG. 2 is certainly more expensive and more voluminous than that of FIG. 1 but it is very useful in all cases where a conventional assembly, according to FIG. 1, does not make it possible to obtain an intermodulation as low as desired. in the signal from the antenna
Year.
La figure 3 montre comment peut être réalisé un dispositif d'isolement pour coupler trois émetteurs El, E2, E3 à une même antenne. FIG. 3 shows how an isolation device can be produced to couple three transmitters El, E2, E3 to the same antenna.
Sur cette figure, pour rendre le dessin plus clair, les références des charges adaptées n'ont pas été indiquées.In this figure, to make the drawing clearer, the references of the adapted loads have not been indicated.
Le dispositif d'isolement de la figure 2 se retrouve intégralement sur la figure 3 mais l'accès du coupleur d'antenne 3 qui était relié directement à l'antenne An est maintenant relié au premier accès de la première paire d'accès conjugués d'un autre coupleur d'antenne, formé d'un coupleur à 3 dB, 30, dont les accès de la seconde paire d'accès conjugués sont respectivement reliés à une charge adaptée et à l'antenne
An.The isolation device of FIG. 2 is found entirely in FIG. 3, but the access of the antenna coupler 3 which was connected directly to the antenna An is now connected to the first access of the first pair of conjugate accesses d '' another antenna coupler, formed by a 3 dB coupler, 30, whose ports of the second pair of conjugate ports are respectively connected to a suitable load and to the antenna
Year.
L'émetteur E3 est relié au second accès de la première paire d'accès conjugués du coupleur 30 par un circuit d'isolement identique au circuit qui relie l'émetteur El au coupleur 3 ; les références qui ont été données aux éléments constitutifs de ce circuit d'isolement correspondent aux références des éléments constitutifs du circuit d'isolement relatif à l'émetteur El, suivies de l'indice a. The transmitter E3 is connected to the second port of the first pair of conjugate ports of the coupler 30 by an isolation circuit identical to the circuit which connects the transmitter El to the coupler 3; the references which have been given to the constituent elements of this isolation circuit correspond to the references of the constituent elements of the isolation circuit relating to the transmitter El, followed by the index a.
Du fait que le montage selon la figure 3 est destiné à ne coupler que trois émetteurs sur l'antenne An, le second accès de la seconde paire d'accès conjugués du coupleur 13a est relié directement au second accès de la première paire d'accès conjugués du coupleur 30, sans passer par un coupleur à 3 dB. Because the assembly according to FIG. 3 is intended to couple only three transmitters on the antenna An, the second access of the second pair of conjugate accesses of the coupler 13a is directly connected to the second access of the first pair of access conjugates of coupler 30, without passing through a 3 dB coupler.
Dans la mesure où un quatrième émetteur, E4, est à coupler sur l'antenne An, il est possible d'utiliser le montage selon la figure 3 en le modifiant par l'introduction d'un coupleur à 3 dB, 3a, dans la liaison entre les coupleurs 13a et 30 de la figure 3 et en associant à ce coupleur 3a un circuit d'isolement comme il est indiqué sur la figure 4. Ce circuit d'isolement est identique au circuit qui relie l'émetteur E2 des figures 2 et 3 au deuxième accès de la première paire d'accès conjugués du coupleur 3 et les références données aux éléments restent les mêmes mais sont suivies de l'indice a. Insofar as a fourth transmitter, E4, is to be coupled to the antenna An, it is possible to use the assembly according to FIG. 3 by modifying it by the introduction of a 3 dB coupler, 3a, in the connection between the couplers 13a and 30 of FIG. 3 and by associating with this coupler 3a an isolation circuit as indicated in FIG. 4. This isolation circuit is identical to the circuit which connects the emitter E2 of FIGS. 2 and 3 at the second port of the first pair of conjugate ports of the coupler 3 and the references given to the elements remain the same but are followed by the index a.
L'invention n'est pas limitée à l'exemple décrit, c'est ainsi, en particulier, qu'il peut être envisagé, lorsque plusieurs émetteurs doivent être couplés à une -même antenne, d'utiliser, entre une partie de ces émetteurs et l'antenne, des circuits d'isolement selon l'invention, c'est-àdire du type de ceux qui ont été décrits à l'aide des figures 2 à 4 et, entre l'autre partie de ces émetteurs et l'antenne, des circuits d'isolement classiques formés par un simple circulateur, comme c'est le cas pour les deux circuits d'isolement selon la figure 1. The invention is not limited to the example described, it is thus, in particular, that it can be envisaged, when several transmitters must be coupled to the same antenna, to use, between a part of these transmitters and the antenna, isolation circuits according to the invention, that is to say of the type which have been described with the aid of FIGS. 2 to 4 and, between the other part of these transmitters and the 'antenna, conventional isolation circuits formed by a simple circulator, as is the case for the two isolation circuits according to Figure 1.
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR8320193AFR2556887A1 (en) | 1983-12-16 | 1983-12-16 | Isolating device with circulators. |
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR8320193AFR2556887A1 (en) | 1983-12-16 | 1983-12-16 | Isolating device with circulators. |
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FR2556887A1true FR2556887A1 (en) | 1985-06-21 |
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FR8320193AWithdrawnFR2556887A1 (en) | 1983-12-16 | 1983-12-16 | Isolating device with circulators. |
| Country | Link |
|---|---|
| FR (1) | FR2556887A1 (en) |
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