CA2001483C - Dispositif de correction de temps de propagation de groupe en hyperfrequence - Google Patents
Dispositif de correction de temps de propagation de groupe en hyperfrequenceInfo
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Abstract
Le correcteur de T.P.G. en hyperfréquence utilise la réflexion de l'onde hyperfréquence sur une impédance complexe correctrice. Il utilise un diviseur de puissance, par exemple du type Wilkinson. L'impédance complexe est branchée sur la porte qui est habituellement la porte d'entrée du diviseur. L'onde est appliquée sur une des deux autres portes, et l'autre porte est utilisée comme porte de sortie de l'onde hyperfréquence corrigée en phase.
Description
La présente invention se rapporte à un dispositif de correc-- tion de temps de propogation de groupe en hyperfréquence.
Les dispositifs de télécommunication en hyperfréquence utili-sant des éléments filtres, amplificateurs, mélangeurs,..., intro-5 duisent une distorsion du temps de propogation de groupe. On appelle"temps de propogation de groupe", ou T.P.G., la valeur du retard dû
à un élément- ayant une fonction de transfert, ce retard étant propor-tionnel à la dérivée de la phase par rapport à la fréquence. Pour un filtre passe-bas par exemple, ce retard a en fonction de la fréquence, 10 une forme de courbe en cloche, et son maximum est situé à la fréquence de coupure du filtre.
Dans le cas des transmissions par faisce~ux hertziens numéri-ques en particulier, il est important, pour éviter les erreurs-bits, de pouvoir corriger ce temps de propagation de groupe. La correction 15 s'effectue généralement en fréquence intermédiaire, ou quelquefois en bande de base lorsque la distorsion est symetrique. Dans le cas où la démodulation est effectuée directement en hyperfréquence, en l'absence de fréquence intermédiaire, il s'avère nécessaire de corriger le temps de propagation de groupe directement en hyperfréquence.
Une telle correction doit être capable, en fonction de la fré-quence, de corriger la phase de l'onde hyperfréquence sans modification de son amplitude, ce qui serait source d'erreurs-~it dans le cas d'une transmission numérique. La solution couramment adoptée consiste d'une manière générale à faire se réfléchir l'onde hyperfréquence sur une im-pédance complexe non adaptée, la courbe de phase de cette impédance complexe en fonction de la fréquence étant la courbe complémentaire de la courbe du temps de propagation de groupe à corriger. La courbe de retard, additionnée à cette courbe de variation du T . P . G ., donne une courbe de retard uniforme en fonction de la 30 fréquence.
- Une première forme de correcteur de T . P . G . de type connu est celle qui utilise un coupleur 3 dB 90 et deux impédances complexes rigoureusement identiques. Il utilise un coupleur 3 dB 90 .
Un signal hyperfréquence d'entrée E est appliqué sur la porte d'entrée du coupleur. Il en sort sur les portes de ce
Les dispositifs de télécommunication en hyperfréquence utili-sant des éléments filtres, amplificateurs, mélangeurs,..., intro-5 duisent une distorsion du temps de propogation de groupe. On appelle"temps de propogation de groupe", ou T.P.G., la valeur du retard dû
à un élément- ayant une fonction de transfert, ce retard étant propor-tionnel à la dérivée de la phase par rapport à la fréquence. Pour un filtre passe-bas par exemple, ce retard a en fonction de la fréquence, 10 une forme de courbe en cloche, et son maximum est situé à la fréquence de coupure du filtre.
Dans le cas des transmissions par faisce~ux hertziens numéri-ques en particulier, il est important, pour éviter les erreurs-bits, de pouvoir corriger ce temps de propagation de groupe. La correction 15 s'effectue généralement en fréquence intermédiaire, ou quelquefois en bande de base lorsque la distorsion est symetrique. Dans le cas où la démodulation est effectuée directement en hyperfréquence, en l'absence de fréquence intermédiaire, il s'avère nécessaire de corriger le temps de propagation de groupe directement en hyperfréquence.
Une telle correction doit être capable, en fonction de la fré-quence, de corriger la phase de l'onde hyperfréquence sans modification de son amplitude, ce qui serait source d'erreurs-~it dans le cas d'une transmission numérique. La solution couramment adoptée consiste d'une manière générale à faire se réfléchir l'onde hyperfréquence sur une im-pédance complexe non adaptée, la courbe de phase de cette impédance complexe en fonction de la fréquence étant la courbe complémentaire de la courbe du temps de propagation de groupe à corriger. La courbe de retard, additionnée à cette courbe de variation du T . P . G ., donne une courbe de retard uniforme en fonction de la 30 fréquence.
- Une première forme de correcteur de T . P . G . de type connu est celle qui utilise un coupleur 3 dB 90 et deux impédances complexes rigoureusement identiques. Il utilise un coupleur 3 dB 90 .
Un signal hyperfréquence d'entrée E est appliqué sur la porte d'entrée du coupleur. Il en sort sur les portes de ce
2 2301~83 coupleur, respectivement déphas~ de 0 degrés et de 90 degrés. Ces deux ondes se réfléchissent respectivement sur d-es impédances complexes de valeur jX, à courbe de phase complémentaire de celle à corriger, pour finalement se recombiner en phase sur une porte de sortie du coupleur (sortie hyperfréquence S), et en opposition de phase sur la porte d'entrée de ce coupleur.
Cette première forme de correcteur connu présente les inconvénients suivants:
lo . les deux impédances complexes doivent être de valeurs complexes jX rigoureusement identiques, sinon les ondes ne se recombinent plus en opposition de phase sur la porte d'entrée, de sorte que le correcteur n'agit pas comme une cellule passe-tout en transmission;
. le coupleur doit être parfait en ce qui concerne la symétrie du couplage et la précision de son déphasage de 90 degrés, sinon le correcteur n'agit pas comme une cellule passe-tout;
. le réglage de ce correcteur est difficile : les deux impédances complexes doivent avoir le même réglage en amplitude et en fréquence, sinon le correcteur n'agit là
encore pas comme une cellule passe-tout.
Une autre forme de correcteur de T.P.G. de type connu utilise un circulateur hyperfréquence à ferrite et une seule impédance complexe de correction.
L'onde hyperfréquence d'entrée E est appliquée sur la porte du circulateur. Elle en sort sur la deuxième porte, se réfléchit sur l'impédance complexe, de valeur jX, pénètre ~ nouveau dans le circulateur par cette deuxième porte, et en sort en S sur une troisième porte de ce circulateur.
Cet autre correcteur connu présente les inconvénients suivants:
. son réglage est difficile pour de faibles amplitudes de
Cette première forme de correcteur connu présente les inconvénients suivants:
lo . les deux impédances complexes doivent être de valeurs complexes jX rigoureusement identiques, sinon les ondes ne se recombinent plus en opposition de phase sur la porte d'entrée, de sorte que le correcteur n'agit pas comme une cellule passe-tout en transmission;
. le coupleur doit être parfait en ce qui concerne la symétrie du couplage et la précision de son déphasage de 90 degrés, sinon le correcteur n'agit pas comme une cellule passe-tout;
. le réglage de ce correcteur est difficile : les deux impédances complexes doivent avoir le même réglage en amplitude et en fréquence, sinon le correcteur n'agit là
encore pas comme une cellule passe-tout.
Une autre forme de correcteur de T.P.G. de type connu utilise un circulateur hyperfréquence à ferrite et une seule impédance complexe de correction.
L'onde hyperfréquence d'entrée E est appliquée sur la porte du circulateur. Elle en sort sur la deuxième porte, se réfléchit sur l'impédance complexe, de valeur jX, pénètre ~ nouveau dans le circulateur par cette deuxième porte, et en sort en S sur une troisième porte de ce circulateur.
Cet autre correcteur connu présente les inconvénients suivants:
. son réglage est difficile pour de faibles amplitudes de
3 2~01~83 T.P.G., car un circulateur à ferrite possède un T.P.G.
propre assez important;
.- un tel circulateur est difficilement intégrable avec des circuits en technologie microruban, surtout si la fréquence de l'onde hyperfréquence est de l'ordre du Gigaherts;
. le coût d'un circulateur à ferrite est assez important, ce qui grève le prix d'un correcteur de T.P.G. de ce type.
L'invention vise à remédier à ces inconvénients.
Elle se rapporte à cet effet à un correcteur de temps de propagation de groupe en hyperfréquence qui utilise une impédance complexe pour, par réflexion de l'onde hyperfréquence sur cette impédance complexe, effectuer une correction de T.P.G. sans affecter la courbe de transmission de l'amplitude. Ce correcteur utilise un diviseur de puissance, par exemple de type Wilkinson, qui possède une entrée de puissance, et deux sorties isolées l'une de l'autre. L'impédance complexe précitée est branchée sur la porte "d'entrée" de ce diviseur, tandis que l'onde hyperfréquence d'entrée est appliquée sur une des deux portes "de sortie" de ce même diviseur et que l'onde de sortie est prise sur son autre porte "de sortie".
L'invention sera bien comprise, et ses avantages et autres caractéristiques ressortiront, au cours de la description suivante d'un exemple non limitatif de réalisation de ce correcteur de temps de propagation de groupe en hyperfréquence, en référence au dessin schématique annexé dans lequel:
- Figure 1 est une représentation schématique d'une première forme de correcteur de T.P.G. de type connu;
- Figure 2 est une schéma qui représente une autre forme de correcteur de T.P.G. de type connu;
- Figure 3 est un schéma électrique de ce correcteur de T.P.G. ; et .~
-3a 2~01483 - Figure 4 montre un exemple d'impédance complexe utilisable.
Une première forme de correcteur de T.P.G. de type connu est celle qui utilise un coupleur 3 dB 9o et deux impédances complexes rigoureusement identiques. ce correcteur connu est représenté schématiquement sur la figure 1 annexée. Il utilise un coupleur 3 dB 90, référencé 5. Le signal hyperfréquence d'entrée E est appliqué sur la porte d'entrée 1 du coupleur 5. Il en sort sur les portes 3 et 4 de ce coupleur, respectivement déphasé
de O degrés et de 90 degrés. Ces deux ondes se réfléchissent respectivement sur les impédances complexes 6 et 7 de valeur jX, à courbe de phase complémentaire de celle à corriger, pour finalement se recombiner en phase sur la porte de sortie 2 du coupleur 5 (sortie hyperfréquence S), et en opposition de phase sur la porte d'entrée 1 de ce coupleur.
Cette première forme de correcteur connu présente les inconvénients suivants :
. les deux impédances complexes 6 et 7 doivent être de valeurs complexes jX rigoureusement identiques, sinon les ondes ne se recombinent plus en opposition de phase sur la porte d'entrée 1, de sorte que le correcteur n'agit pas comme une cellule passe-tout en transmission;
. le coupleur doit être parfait en ce qui concerne la symétrie du couplage et la précision de son déphasage de 90 degrés, sinon le correcteur n'agit pas comme une cellule passe-tout;
. le réglage de ce correcteur est difficile : les deux impédances complexes 6 et 7 doivent avoir le même réglage en amplitude et en fréquence, sinon le correcteur n'agit là encore pas comme une cellule passe-tout.
Une autre forme de correcteur de T.P.G. de type connu utilise un circulateur hyperfréquence à ferrite et une 3b 2 ~ 014 8 3 seule impédance complexe de correction. Le schéma de ce correcteur est lui-aussi rappelé sur la figure 2 annexée.
L'onde hyperfréquence d'entrée E est appliquée sur la porte 10 du circulateur 8. Elle en sort sur la deuxième porte 11, se réfléchit sur l'impédance complexe 9, de valeur jX, pénètre à nouveau dans le circulateur 8 par cette porte 11, et en sort en S sur la troisième porte 12 de ce circulateur.
Cet autre correcteur connu présente les inconvénients suivants :
. son réglage est difficile pour de faibles amplitudes de T.P.G., car un circulateur à ferrite possède un T.P.G.
propre assez important;
. un tel circulateur est difficilement intégrable avec des circuits en technologie microruban, surtout si la fréquence de l'onde hyperfréquence est de l'ordre du Gigahertz;
. le coût d'un circulateur à ferrite est assez important, ce qui grève le prix d'un correcteur de T.P.G. de ce type.
En se référant à la figure 3, la référence 13 désigne un diviseur de puissance du type Wilkinson. Ce diviseur 13 possède, de manière en soi bien connue, une porte "d'entrée" 14 et deux portes "de sortie" 15 et 16. La porte d'entrée 14 est reliée aux deux portes de sortie 15 et 16 respectivement par deux lignes quart d'onde 17 et 18, et les deux portes de sortie 15 et 16 sont reliées entre elles par une résistance d'équilibrage 19. Une onde hyperfréquence qui serait appliquée sur l'entrée 14 du diviseur de Wilkinson 13 en sort symétriquement divisée, et atténuée de 3 dB, en 15 et 16. En revanche, ces sorties 15 et 16 sont isolées l'une de l'autre, c'est à dire qu'une onde appliquée en 15 ne peut théoriquement sortir qu'en 14 et non pas en 16, et vice-versa.
Ici, le diviseur de puissance 13 est utilisé de -3c 2 Q01 483 façon très particulière. Sa porte 14, qui est normalement la porte d'entrée, n'est pas ici utilisée ainsi, mais elle e.st reliée à une impédance complexe 20, dont la valeur jX
est ~just6e pOUI perme ~
/
propre assez important;
.- un tel circulateur est difficilement intégrable avec des circuits en technologie microruban, surtout si la fréquence de l'onde hyperfréquence est de l'ordre du Gigaherts;
. le coût d'un circulateur à ferrite est assez important, ce qui grève le prix d'un correcteur de T.P.G. de ce type.
L'invention vise à remédier à ces inconvénients.
Elle se rapporte à cet effet à un correcteur de temps de propagation de groupe en hyperfréquence qui utilise une impédance complexe pour, par réflexion de l'onde hyperfréquence sur cette impédance complexe, effectuer une correction de T.P.G. sans affecter la courbe de transmission de l'amplitude. Ce correcteur utilise un diviseur de puissance, par exemple de type Wilkinson, qui possède une entrée de puissance, et deux sorties isolées l'une de l'autre. L'impédance complexe précitée est branchée sur la porte "d'entrée" de ce diviseur, tandis que l'onde hyperfréquence d'entrée est appliquée sur une des deux portes "de sortie" de ce même diviseur et que l'onde de sortie est prise sur son autre porte "de sortie".
L'invention sera bien comprise, et ses avantages et autres caractéristiques ressortiront, au cours de la description suivante d'un exemple non limitatif de réalisation de ce correcteur de temps de propagation de groupe en hyperfréquence, en référence au dessin schématique annexé dans lequel:
- Figure 1 est une représentation schématique d'une première forme de correcteur de T.P.G. de type connu;
- Figure 2 est une schéma qui représente une autre forme de correcteur de T.P.G. de type connu;
- Figure 3 est un schéma électrique de ce correcteur de T.P.G. ; et .~
-3a 2~01483 - Figure 4 montre un exemple d'impédance complexe utilisable.
Une première forme de correcteur de T.P.G. de type connu est celle qui utilise un coupleur 3 dB 9o et deux impédances complexes rigoureusement identiques. ce correcteur connu est représenté schématiquement sur la figure 1 annexée. Il utilise un coupleur 3 dB 90, référencé 5. Le signal hyperfréquence d'entrée E est appliqué sur la porte d'entrée 1 du coupleur 5. Il en sort sur les portes 3 et 4 de ce coupleur, respectivement déphasé
de O degrés et de 90 degrés. Ces deux ondes se réfléchissent respectivement sur les impédances complexes 6 et 7 de valeur jX, à courbe de phase complémentaire de celle à corriger, pour finalement se recombiner en phase sur la porte de sortie 2 du coupleur 5 (sortie hyperfréquence S), et en opposition de phase sur la porte d'entrée 1 de ce coupleur.
Cette première forme de correcteur connu présente les inconvénients suivants :
. les deux impédances complexes 6 et 7 doivent être de valeurs complexes jX rigoureusement identiques, sinon les ondes ne se recombinent plus en opposition de phase sur la porte d'entrée 1, de sorte que le correcteur n'agit pas comme une cellule passe-tout en transmission;
. le coupleur doit être parfait en ce qui concerne la symétrie du couplage et la précision de son déphasage de 90 degrés, sinon le correcteur n'agit pas comme une cellule passe-tout;
. le réglage de ce correcteur est difficile : les deux impédances complexes 6 et 7 doivent avoir le même réglage en amplitude et en fréquence, sinon le correcteur n'agit là encore pas comme une cellule passe-tout.
Une autre forme de correcteur de T.P.G. de type connu utilise un circulateur hyperfréquence à ferrite et une 3b 2 ~ 014 8 3 seule impédance complexe de correction. Le schéma de ce correcteur est lui-aussi rappelé sur la figure 2 annexée.
L'onde hyperfréquence d'entrée E est appliquée sur la porte 10 du circulateur 8. Elle en sort sur la deuxième porte 11, se réfléchit sur l'impédance complexe 9, de valeur jX, pénètre à nouveau dans le circulateur 8 par cette porte 11, et en sort en S sur la troisième porte 12 de ce circulateur.
Cet autre correcteur connu présente les inconvénients suivants :
. son réglage est difficile pour de faibles amplitudes de T.P.G., car un circulateur à ferrite possède un T.P.G.
propre assez important;
. un tel circulateur est difficilement intégrable avec des circuits en technologie microruban, surtout si la fréquence de l'onde hyperfréquence est de l'ordre du Gigahertz;
. le coût d'un circulateur à ferrite est assez important, ce qui grève le prix d'un correcteur de T.P.G. de ce type.
En se référant à la figure 3, la référence 13 désigne un diviseur de puissance du type Wilkinson. Ce diviseur 13 possède, de manière en soi bien connue, une porte "d'entrée" 14 et deux portes "de sortie" 15 et 16. La porte d'entrée 14 est reliée aux deux portes de sortie 15 et 16 respectivement par deux lignes quart d'onde 17 et 18, et les deux portes de sortie 15 et 16 sont reliées entre elles par une résistance d'équilibrage 19. Une onde hyperfréquence qui serait appliquée sur l'entrée 14 du diviseur de Wilkinson 13 en sort symétriquement divisée, et atténuée de 3 dB, en 15 et 16. En revanche, ces sorties 15 et 16 sont isolées l'une de l'autre, c'est à dire qu'une onde appliquée en 15 ne peut théoriquement sortir qu'en 14 et non pas en 16, et vice-versa.
Ici, le diviseur de puissance 13 est utilisé de -3c 2 Q01 483 façon très particulière. Sa porte 14, qui est normalement la porte d'entrée, n'est pas ici utilisée ainsi, mais elle e.st reliée à une impédance complexe 20, dont la valeur jX
est ~just6e pOUI perme ~
/
4 2001483 correction de temps de groupe souhaitée. L'onde hyperfréquence E à
corriger est appliquée sur la porte 15, donc sur une des deux portes "de sortie" du diviseur. Elle sort, comme dans le cas précité d'utilisa-tion d'un circulateur à ferrite, par la porte 14, se réfléchit sur l'impé-
corriger est appliquée sur la porte 15, donc sur une des deux portes "de sortie" du diviseur. Elle sort, comme dans le cas précité d'utilisa-tion d'un circulateur à ferrite, par la porte 14, se réfléchit sur l'impé-
5 dance complexe 20 qui la corrigeen phase, est réintroduite dans lediviseur par cette porte 14, et en ressort, symétriquement atténuée de 3 dB, par les portes 15 et 16, l'onde utile corrigée S étant prise sur la porte 16 comme indiqué sur le dessin.
La figure 4 montre un exemple pratique de réalisation de 10 l'impédance complexe 20, appliquée à un correcteur de T.P.G. fonction-nant dans la bande des 2 Gigahertz. Cette impédance complexe est composée d'une ligne de transmission 23 et de deux capacités ajustables 21 et 22 placées à ses deux extrémités, dont une capacité amont 21 servant au réglage de l'amplitude du retard, et une capacité aval 22 15 qui sert au réglage de la fréquence du retard introduit par ce correc-teur.
Le correcteur de T.P.G. qui vient d'être décrit présente les avantages suivants:
. il possède une grande facilité de réglage, d'une part par le fait quTil 20 utilise une seule impédance complexe, et d'autre part par le fait que, le diviseur de puissance étant passif, il apporte très peu de T . P . G .
résiduel, ce qui facilite le réglage pour les retards faibles . il possède une courbe de transmission plate en amplitude: il n'y a pas sur l'entrée de recombinaison de signaux dont les phases dépen-25 dent du réglage;. son intégration est aisée, car un diviseur de puissance est facilement ré~ hle en technologie microruban par exemple, et cette intégration est facilitée par le faible encombrement du diviseur de puissance;
. son prix de revient est faible, car il utilise une seule impédance 30 complexe et, en outre, un seul composant constitué par une résis-tance.
L'inconvénient dû au fait qu'une partie de l'énergie est réflé-chie vers la porte 15 est aisément surmontable grâce aux techniques d'intégration actuelles. En amont de cette entrée 15, on peut par exem-35 ple placer un petit atténuateur 5 dB, précédé d'un petit amplificateur.
200~483 _~ 5 Comme il va de soi, l'invention n'est pas limitée à l'exemplede réalisation qui vient d'être décrit ett par exemple, un diviseur de puissance autre que le diviseur de Wilkinson pourrait aussi bien être utilisé.
La figure 4 montre un exemple pratique de réalisation de 10 l'impédance complexe 20, appliquée à un correcteur de T.P.G. fonction-nant dans la bande des 2 Gigahertz. Cette impédance complexe est composée d'une ligne de transmission 23 et de deux capacités ajustables 21 et 22 placées à ses deux extrémités, dont une capacité amont 21 servant au réglage de l'amplitude du retard, et une capacité aval 22 15 qui sert au réglage de la fréquence du retard introduit par ce correc-teur.
Le correcteur de T.P.G. qui vient d'être décrit présente les avantages suivants:
. il possède une grande facilité de réglage, d'une part par le fait quTil 20 utilise une seule impédance complexe, et d'autre part par le fait que, le diviseur de puissance étant passif, il apporte très peu de T . P . G .
résiduel, ce qui facilite le réglage pour les retards faibles . il possède une courbe de transmission plate en amplitude: il n'y a pas sur l'entrée de recombinaison de signaux dont les phases dépen-25 dent du réglage;. son intégration est aisée, car un diviseur de puissance est facilement ré~ hle en technologie microruban par exemple, et cette intégration est facilitée par le faible encombrement du diviseur de puissance;
. son prix de revient est faible, car il utilise une seule impédance 30 complexe et, en outre, un seul composant constitué par une résis-tance.
L'inconvénient dû au fait qu'une partie de l'énergie est réflé-chie vers la porte 15 est aisément surmontable grâce aux techniques d'intégration actuelles. En amont de cette entrée 15, on peut par exem-35 ple placer un petit atténuateur 5 dB, précédé d'un petit amplificateur.
200~483 _~ 5 Comme il va de soi, l'invention n'est pas limitée à l'exemplede réalisation qui vient d'être décrit ett par exemple, un diviseur de puissance autre que le diviseur de Wilkinson pourrait aussi bien être utilisé.
Claims (3)
1. Dispositif de correction de temps de propagation de groupe en hyperfréquence, ce dispositif utilisant une impédance complexe pour, par réflexion d'une onde hyperfréquence sur cette impédance complexe, effectuer une correction de temps de propagation de groupe sans affecter une courbe de transmission en amplitude, caractérisé en ce qu'il utilise un diviseur de puissance ayant une porte d'entrée et deux portes de sortie isolées l'une de l'autre, et en ce que cette impédance complexe est branchée sur ladite porte d'entrée, tandis qu'une onde hyperfréquence d'entrée est appliquée sur une de ces portes de sortie et qu'une onde hyperfréquence de sortie est prélevée sur l'autre porte de sortie de ce diviseur.
2. Dispositif de correction selon la revendication 1, caractérisé en ce que le diviseur de puissance est un diviseur de type Wilkinson.
3. Dispositif de correction selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'impédance complexe est composée d'une ligne de transmission ayant deux extrémités et de deux capacités ajustables placées respectivement à chacune des extrémités de cette ligne.
Applications Claiming Priority (2)
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| FR8814027A FR2638571B1 (fr) | 1988-10-27 | 1988-10-27 | Dispositif de correction de temps de propagation de groupe en hyperfrequence |
Publications (2)
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|---|---|
| CA2001483A1 CA2001483A1 (fr) | 1990-04-27 |
| CA2001483C true CA2001483C (fr) | 1993-10-05 |
Family
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| CA002001483A Expired - Fee Related CA2001483C (fr) | 1988-10-27 | 1989-10-25 | Dispositif de correction de temps de propagation de groupe en hyperfrequence |
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| US7049907B2 (en) * | 2001-08-24 | 2006-05-23 | Powerwave Technologies, Inc. | System and method for adjusting group delay |
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