FR2819088A1 - RF power summer/divider having first stage two channel Wilkinson coupler and second stage identical coupler sets forming pairs/non pairs and star configuration connected - Google Patents

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Abstract

The summer/divider mechanism has two stage in cascade (18,19). The first stage is a two channel Wilkinson coupler, and the second channel two identical couplers carrying m/2 channels or (m-1)/2 channels dependent on whether there are pairs or no pairs. The channels are connected in a star configuration (23 to 24, 27 to 28). The free line ends are connected to equilibrium resistances.

Description

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La présente invention se rapporte à un dispositif sommateurdiviseur de puissance RF.  The present invention relates to an RF power splitting device.

Un dispositif sommateur-diviseur est un dispositif comportant un pôle unique d'un côté et un ensemble de n pôles d'un autre côté, ces pôles, étant des entrées ou sorties selon le sens d'utilisation du dispositif. Si le pôle unique est utilisé en tant qu'entrée, on recueille sur chacun des n autres pôles, qui sont alors des sorties, la 1/n-ème partie du signal d'entrée, Inversement, si les n pôles sont utilisés en tant qu'entrées, on recueille sur le pôle unique, qui est la sortie du dispositif, la somme géométrique des n signaux d'entrée.  A summing-dividing device is a device comprising a single pole on one side and a set of n poles on the other side, these poles being inputs or outputs depending on the direction of use of the device. If the single pole is used as an input, one collects on each of the n other poles, which are then outputs, the 1 / n-th part of the input signal, Conversely, if the n poles are used as that inputs, we collect on the single pole, which is the output of the device, the geometric sum of the n input signals.

Les signaux d'entrée en question peuvent être à bande étroite ou à large bande et ils peuvent être de faible ou de forte puissance, les circuits du dispositif étant conçus en conséquence.  The input signals in question can be narrowband or wideband and they can be low or high power, the circuits of the device being designed accordingly.

Le type de dispositif sommateur-diviseur, fonctionnant en radiofréquences (RF), auquel se rapporte l'invention est réalisé selon la technologie des circuits planaires, sur circuit imprimé, par exemple en technologie"microstrip"ou"microstrip suspendu". Les pôles d'entrée et de sortie de ce dispositif, ainsi que ses liaisons internes doivent donc être coplanaires. En outre, ce dispositif doit présenter un isolement maximal en RF (c'est-à-dire à des fréquences généralement comprises entre quelques MHz et plusieurs GHz) entre ses n voies d'entrée ou de sortie, selon le cas.  The type of summing-dividing device, operating in radio frequencies (RF), to which the invention relates, is produced according to planar circuit technology, on printed circuit, for example in "microstrip" or "suspended microstrip" technology. The input and output poles of this device, as well as its internal connections must therefore be coplanar. In addition, this device must have maximum isolation in RF (that is to say at frequencies generally between a few MHz and several GHz) between its n input or output channels, as the case may be.

L'invention se rapporte plus particulièrement à un dispositif dont le nombre de voies est différent de 2n (avec n > l). En effet on sait réaliser de manière satisfaisante (performances optimales, grande largeur de bande et symétrie parfaite des circuits) un dispositif à 2" voies à l'aide de coupleurs de type Wilkinson à deux voies associés en cascade.  The invention relates more particularly to a device whose number of channels is different from 2n (with n> l). In fact, it is known to achieve satisfactorily (optimal performance, large bandwidth and perfect symmetry of the circuits) a 2 "channel device using Wilkinson type couplers with two associated channels in cascade.

De nombreux dispositifs réalisant les fonctions de sommation ou de division de signaux RF existent, mais ils sont limités soit dans leurs performances soit au niveau de leur architecture.  Many devices performing the functions of summing or dividing RF signals exist, but they are limited either in their performance or in their architecture.

Les plus connus sont les dispositifs de type Wilkinson ou dérivés. Suivant le nombre de voies, on rencontre des difficultés, voire  The best known are devices of the Wilkinson type or derivatives. Depending on the number of routes, we encounter difficulties, even

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des impossibilités, pour réaliser la fonction dans un même plan, comme expliqué ci-dessous en référence aux figures 1 à 3.  impossibilities, to perform the function in the same plane, as explained below with reference to Figures 1 to 3.

On a représenté en figure 1 un sommateur (ou diviseur) 1 à deux voies. Ce sommateur a une structure en triangle dont la base est reliée à deux bornes (accès) J1, J2 et dont le sommet est relié à la borne (de sortie) J3, La base de ce triangle comporte une résistance d'équilibrage R, et les deux autres côtés comportent chacun une impédance Z (impédance de ligne). Une telle structure est parfaitement symétrique vis-à-vis des voies J l et J2 et peut être réalisée en technologie planaire car elle ne présente aucun croisement de circuits.  FIG. 1 shows a two-way summator (or divider) 1. This summator has a triangle structure, the base of which is connected to two terminals (access) J1, J2 and the vertex of which is connected to the (output) terminal J3, the base of this triangle comprises a balancing resistor R, and the other two sides each have a Z impedance (line impedance). Such a structure is perfectly symmetrical with respect to the channels J l and J2 and can be produced in planar technology because it has no crossing of circuits.

On a représenté en forme 2 un sommateur (ou diviseur) 2 à trois voies qui comporte trois bornes (d'accès) J1 à J3 et une borne (de sortie) J4. les bornes J1 à J3 sont reliées chacune d'une part par une résistance d'équilibrage R à un point commun 3, et d'autre part par une impédance, respectivement Z1 à Z3, à la borne J4. Une telle structure à trois voies (ou davantage) implique obligatoirement le croisement de deux liaisons (liaison vers J3 avec l'une des liaisons de Z1 ou Z3). Elle ne peut donc pas être réalisée en technologie planaire.  There is shown in form 2 a three-way summator (or divider) 2 which has three (access) terminals J1 to J3 and one (output) terminal J4. the terminals J1 to J3 are each connected on the one hand by a balancing resistor R at a common point 3, and on the other hand by an impedance, respectively Z1 to Z3, at the terminal J4. Such a three-way structure (or more) necessarily involves the crossing of two links (link to J3 with one of the links of Z1 or Z3). It cannot therefore be carried out in planar technology.

On pourrait envisager une technologie à câbles pour résoudre le problème du croisement de liaisons, mais une telle solution n'est guère envisageable au-delà d'une fréquence de fonctionnement d'une centaine de MHz, car alors les connexions deviendraient délicates à réaliser, et la largeur de bande réduite (les câbles de liaison devraient avoir des impédances caractéristiques différentes des valeurs standard afin d'obtenir une bonne adaptation d'impédances et de tels câbles ne sont pas disponibles en standard). One could consider a cable technology to solve the problem of crossing links, but such a solution is hardly possible beyond an operating frequency of a hundred MHz, because then connections would become difficult to achieve, and reduced bandwidth (the connecting cables should have characteristic impedances different from the standard values in order to obtain a good adaptation of impedances and such cables are not available as standard).

Une solution possible pour éviter le problème du croisement des liaisons est représentée en figure 3. Le circuit 4 de la figure 3 comporte, d'un côté, trois bornes J1 à J3, et de l'autre côté une borne J4. La borne J2 est reliée à chacune des bornes J1 et J3 par une résistance d'équilibrage R, et les bornes J1 à J3 sont reliées à la borne J4 à chaque fois par une impédance respectivement Z1 à Z3. Un tel système n'est pas symétrique car il n'y a pas de résistance entre les bornes Jl et J3 (comme il en existe entre J1 etJ2 d'une part, et entre  A possible solution to avoid the problem of crossing links is shown in Figure 3. The circuit 4 of Figure 3 has, on one side, three terminals J1 to J3, and on the other side a terminal J4. The terminal J2 is connected to each of the terminals J1 and J3 by a balancing resistor R, and the terminals J1 to J3 are connected to the terminal J4 each time by an impedance respectively Z1 to Z3. Such a system is not symmetrical because there is no resistance between the terminals Jl and J3 (as there are between J1 and J2 on the one hand, and between

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Figure img00030001

J2 et J3 d'autre part), et l'isolement entre les voies J l et J3 est fortement dégradé par rapport à celui entre les voies J1 et J2, ainsi que par rapport à celui entre J2 et J3.
Figure img00030001

J2 and J3 on the other hand), and the isolation between the channels J l and J3 is greatly degraded compared to that between the channels J1 and J2, as well as compared to that between J2 and J3.

Un autre dispositif connu, dit de Gysel, à structure en anneau, présente le même inconvénient que celui de Wilkinson. Si on arrive à élargir sa bande passante sans trop de difficultés, le problème reste le croisement des lignes. Un autre dispositif connu, dérivé de celui de Gysel, supprime les croisements, mais est très limité en largeur de bande passante.  Another known device, called de Gysel, with a ring structure, has the same drawback as that of Wilkinson. If we manage to widen its bandwidth without too much difficulty, the problem remains the crossing of lines. Another known device, derived from that of Gysel, eliminates crossovers, but is very limited in bandwidth.

Hormis les dispositifs à 2 voies, pouvant être constitués de circuits de Wilkinson cascadés à 2 voies chacun, il n'existe pas de solution satisfaisante pour réaliser des dispositifs à m voies (m 2r avec n 1) présentant une large bande passante et une isolation correcte entre voies (d'au moins 18 à 20 dB) et pouvant être réalisés en technologie planaire.  Except for 2-channel devices, which can be made up of cascaded Wilkinson circuits with 2 channels each, there is no satisfactory solution for producing m-channel devices (m 2r with n 1) having a large passband and insulation. correct between channels (at least 18 to 20 dB) and can be performed in planar technology.

La présente invention a pour objet un dispositif sommateur/diviseur comportant d'un côté m voies (avec en particulier m 2"avec n > 1) et de l'autre une seule voie, ce dispositif présentant à la fois une large bande passante, une isolation correcte entre voies, et pouvant être réalisé en technologie planaire et pouvant fonctionner dans une large gamme de fréquences, par exemple de quelques MHz à plusieurs GHz.  The subject of the present invention is a summing / dividing device comprising on one side m channels (with in particular m 2 "with n> 1) and on the other a single channel, this device having both a large bandwidth, correct isolation between channels, and which can be achieved in planar technology and which can operate in a wide range of frequencies, for example from a few MHz to several GHz.

La présente invention a pour objet un sommateur/diviseur de puissance à m voies (m > 2), caractérisé en ce qu'il comporte deux étages en cascade, le premier étant du type coupleur de Wilkinson à deux voies, et le second comportant deux coupleurs, chacun de ces deux coupleurs comportant m/2 voies si m est pair, ou (m-1)/2 voies si m est impair, ces voies étant à chaque fois à lignes à configuration en étoile, les extrémités libres de ces lignes étant reliées entre elles par ( (m/2)-1) résistances d'équilibrage égales entre elles si m est pair, et par ( (m-3)/2) résistances d'équilibrage égales entre elles, si m est impair, et si, m est pair, ces deux coupleurs sont reliés à leur base par une résistance d'équilibrage, ou, si m est impair, ces deux coupleurs sont reliés à leur base par deux résistances d'équilibrage égales entre elles et en série, dont le point constitue le point central des m voies, ce  The subject of the present invention is a power summator / divider with m channels (m> 2), characterized in that it comprises two stages in cascade, the first being of the Wilkinson coupler type with two channels, and the second comprising two couplers, each of these two couplers comprising m / 2 channels if m is even, or (m-1) / 2 channels if m is odd, these channels being each time with star configuration lines, the free ends of these lines being interconnected by ((m / 2) -1) equal balancing resistors between them if m is even, and by ((m-3) / 2) equal balancing resistors between them, if m is odd, and if, m is even, these two couplers are connected to their base by a balancing resistance, or, if m is odd, these two couplers are connected to their base by two equalizing resistors between them and in series, whose point constitutes the central point of the m paths, this

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point commun étant, par ailleurs, relié à chaque fois par une ligne aux extrémités de la base du premier étage.  common point being, moreover, connected each time by a line at the ends of the base of the first floor.

Selon une autre caractéristique de l'invemlon, le sommateur/diviseur de puissance est caractérisé en ce que le dispositif pour m impair, les deux lignes reliant les extrémités de la base du premier étage au point commun ont une impédance double de celle des lignes de chaque coupleur, et que lesdites deux résistances d'équilibrage ont une valeur égale à celle des résistances d'équilibrage de chaque coupleur, cette valeur étant fonction des impédance à l'entrée et à la sortie de chaque coupleur.

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According to another characteristic of the invemlon, the power summator / divider is characterized in that the device for odd m, the two lines connecting the ends of the base of the first stage to the common point have an impedance double that of the lines of each coupler, and that said two balancing resistors have a value equal to that of the balancing resistors of each coupler, this value being a function of the impedance at the input and at the output of each coupler.
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La présente invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée de plusieurs modes de réalisation, pris à titre d'exemples non limitatifs et illustrés par le dessin annexé, sur lequel : - les figures 1 à 3, déjà décrites ci-dessus, se rapportent à des dispositifs de l'art antérieur, - les figures 4 à 6 sont des schémas de dispositifs conformes à l'invention, pour des nombres différents de voies multiples, et -- les figures 7 et 8 sont des blocs-diagrammes de généralisation du dispositif de l'invention pour un nombre pair et un nombre impair, respectivement, de voies multiples. The present invention will be better understood on reading the detailed description of several embodiments, taken by way of nonlimiting examples and illustrated by the appended drawing, in which: - Figures 1 to 3, already described above, relate to devices of the prior art, - Figures 4 to 6 are diagrams of devices in accordance with the invention, for different numbers of multiple channels, and - Figures 7 and 8 are block diagrams of generalization of the device of the invention for an even number and an odd number, respectively, of multiple channels.

- L'invention est décrite ci-dessous de façon schématique, avec des composants représentés sous forme discrète, mais il est bien entendu que la réalisation concrète des impédances et résistances peut se faire à l'aide de différentes technologies, en particulier en fonction des fréquences de fonctionnement envisagées. Pour les basses fréquences (par exemple inférieures à 100 MHz), les impédances sont constituées par des circuits à constantes localisées (inductances et condensateurs), alors que pour des fréquences plus élevées, on fait appel à des technologies planaires (lignes microruban, lignes à fente, guides coplanaires,...). Dans ce dernier cas, chacun des différents segments de ligne représentant une impédance peut être réalisé soit sous forme d'un tronçon de ligne unique ayant l'impédance recherchée, soit sous forme d'une suite de  - The invention is described below schematically, with components shown in discrete form, but it is understood that the concrete realization of the impedances and resistances can be done using different technologies, in particular depending on the operating frequencies envisaged. For low frequencies (for example less than 100 MHz), the impedances consist of circuits with localized constants (inductors and capacitors), while for higher frequencies, planar technologies are used (microstrip lines, lines with slot, coplanar guides, ...). In the latter case, each of the different line segments representing an impedance can be produced either in the form of a single line section having the desired impedance, or in the form of a series of

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sous-tronçons d'impédances différentes, l'ensemble de ces soustronçons présentant l'impédance recherchée, ceci en vue d'améliorer les performances du dispositif, en particulier pour élargir sa largeur de bande de fonctionnement.  sub-sections of different impedances, all of these sub-sections having the desired impedance, this in order to improve the performance of the device, in particular to widen its operating bandwidth.

Les circuits décrits ci-dessous en référence aux figures 4 à 8 seront considérés comme des sommateurs pour simplifier la

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description, c'est-à-dire qu'ils ont plusieurs entrées et une sortie unique, mais il est bien entendu que ces mêmes circuits peuvent être utilisés en tant que diviseurs (à une seule entrée et plusieurs sorties). Ils sont réalisés sur un circuit imprimé, en technologie planaire (microstnp ou microstrip suspendu, par exemple). Une telle technologie permet d'obtenir une architecture (un tracé du circuit imprimé) à symétrie quasi parfaite entre toutes les liaisons inter-voies (symétrie par rapport à la médiatrice de l'alignement des entrées J1 à Jn). A ce propos, il faut noter que toute dissymétrie au niveau des entrées est difficilement compensable par les circuits se trouvant en aval. De plus, avec le dispositif de l'invention, les pistes de liaison ou de transformation ne se coupent pas, et les entrées, ainsi que les pistes sont dans le même plan (ce qui peut faciliter l'intégration de ce dispositif dans un appareil, tel qu'un amplificateur, généralement également réalisé en technologie planaire). The circuits described below with reference to FIGS. 4 to 8 will be considered as summers to simplify the
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description, i.e. they have several inputs and a single output, but it is understood that these same circuits can be used as dividers (with a single input and several outputs). They are made on a printed circuit, in planar technology (microstnp or suspended microstrip, for example). Such technology makes it possible to obtain an architecture (a layout of the printed circuit) with almost perfect symmetry between all the inter-channel links (symmetry with respect to the perpendicular bisector of the alignment of the inputs J1 to Jn). In this regard, it should be noted that any asymmetry in the inputs is difficult to compensate for by the circuits located downstream. In addition, with the device of the invention, the connecting or transformation tracks do not intersect, and the inputs, as well as the tracks are in the same plane (which can facilitate the integration of this device into a device. , such as an amplifier, generally also produced in planar technology).

Le dispositif sommateur 5 représenté en figure 4 se compose essentiellement de deux étages 6 et 7, l'étage 6 étant relatif à la sortie, et l'étage 7 aux entrées. Ce dispositif comporte trois bornes d'entrée J1 à J3 et une borne de sortie J4. Chacune des entrées J1 à J3 est reliée par un transformateur d'impédance, respectivement Tl à T3 à un point d'entrée correspondant Pl à P3 du deuxième étage 7.  The summing device 5 represented in FIG. 4 essentially consists of two stages 6 and 7, stage 6 being relative to the outlet, and stage 7 to the entrances. This device has three input terminals J1 to J3 and one output terminal J4. Each of the inputs J1 to J3 is connected by an impedance transformer, Tl to T3 respectively to a corresponding input point P1 to P3 of the second stage 7.

La sortie J4 est reliée par un transformateur d'impédance T4 à un point de sortie P4 relatif au premier étage 6. Ces transformateurs d'impédance Tl à T4 en plus de leur rôle évident d'adaptation du dispositif 5 aux circuits situés en amont de ses entrées et en aval de sa sortie, permettent d'élargir la bande passante du dispositif 5.  The output J4 is connected by an impedance transformer T4 to an output point P4 relative to the first stage 6. These impedance transformers Tl to T4 in addition to their obvious role of adapting the device 5 to the circuits located upstream of its inputs and downstream of its output, make it possible to widen the bandwidth of the device 5.

Le premier étage 6 est du type coupleur de Wilkinson. Il comporte deux lignes 8,9 d'impédance égale (Z1) reliant P4 à deux  The first stage 6 is of the Wilkinson coupler type. It has two lines 8.9 of equal impedance (Z1) connecting P4 to two

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points intermédiaires P 5, P6 respectivement. Ces points P 5 et P6 sont reliés entre eux par une résistance d'équilibrage 10.
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intermediate points P 5, P6 respectively. These points P 5 and P6 are linked together by a balancing resistor 10.

Le deuxième étage 7 comporte quatre lignes 11 à 14. Les lignes 11 et 12 relient le point P5 aux points Pl et P2 respectivement, et les lignes 13 et 14 relient le point P6 aux points P2 et P3. Les lignes 11 et 14 ont la même impédance Z2, de même que les lignes 12 et 13 (Z3).  The second stage 7 has four lines 11 to 14. Lines 11 and 12 connect point P5 to points Pl and P2 respectively, and lines 13 and 14 connect point P6 to points P2 and P3. Lines 11 and 14 have the same impedance Z2, as do lines 12 and 13 (Z3).

Une résistance d'équilibrage 15 relie les points Pl et P2, et une résistance d'équilibrage 16 relie les points P 2 et P3. A balancing resistor 15 connects the points P1 and P2, and a balancing resistor 16 connects the points P 2 and P3.

Les résistances 15 et 16 sont égales entre elles. Leur valeur dépend des impédances 11 et 14.  Resistors 15 and 16 are equal to each other. Their value depends on impedances 11 and 14.

Pour que ce dispositif 5 soit non seulement parfaitement symétrique et équilibré, mais aussi pour que dans son utilisation en diviseur le signal apparaissant en P2 soit identique à celui apparaissant en Pl ou P3 (c'est-à-dire pour qu'il en soit de même en J2 par rapport

Figure img00060002

à J1 ou J3), il faut avoir : z 3 = 2. Z2. soit : i3 = i2/2 (il, i2 et i3 étant les courants dans les lignes d'impédance zl, z2, z3). So that this device 5 is not only perfectly symmetrical and balanced, but also so that in its use as a divider the signal appearing in P2 is identical to that appearing in Pl or P3 (that is to say so that it is similarly in J2 compared
Figure img00060002

at D1 or D3), you must have: z 3 = 2. Z2. either: i3 = i2 / 2 (il, i2 and i3 being the currents in the impedance lines zl, z2, z3).

Les déphasages dus aux lignes 11 et 14 doivent être identiques à ceux dus aux lignes 12 et 13. On obtient alors : i2. z2 = 2. i3. z3. The phase shifts due to lines 11 and 14 must be identical to those due to lines 12 and 13. We then obtain: i2. z2 = 2. i3. Z3.

Dans de telles conditions, on obtient bien les identités de signaux en Pl, P2, P3 ou bien en J2 et J3.  Under such conditions, the identities of signals are obtained in P1, P2, P3 or else in J2 and J3.

Les résistances d'équilibrages 15 et 16 assurent également les isolements entre les voies J1 et J2 d'une part, et entre les voies J2 et J3 d'autre part. De façon analogue, la résistance d'équilibrage 10 assure l'isolement entre les points P 1 et P3 (ou J1 et J3) ; Les isolements obtenus sont de l'ordre de 20 dB pour un dispositif à large bande passante (supérieure à 1 octave).  The balancing resistors 15 and 16 also provide insulation between the channels J1 and J2 on the one hand, and between the channels J2 and J3 on the other hand. Similarly, the balancing resistor 10 provides isolation between the points P 1 and P3 (or J1 and J3); The isolations obtained are of the order of 20 dB for a device with wide bandwidth (greater than 1 octave).

Le dispositif 5 décrit ci-dessus ne comporte aucune intersection de lignes, et peut donc être réalisé en technologie planaire.  The device 5 described above does not have any intersection of lines, and can therefore be produced in planar technology.

Si l'on désirait réaliser un dispositif à quatre voies de même nature (toutes des entrées ou toutes des sorties) d'un côté et une seule voie (sortie ou entrée, respectivement) de l'autre côté, on pourrait aussi bien réaliser le dispositif de l'invention en suivant la règle de  If we wanted to make a device with four channels of the same type (all inputs or all outputs) on one side and a single channel (output or input, respectively) on the other side, we might as well realize the device of the invention following the rule of

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généralisation exposée ci-dessous en référence aux figures 7 et 8, que cascader deux étages de coupleurs Wilkinson à deux voies.  generalization exposed below with reference to FIGS. 7 and 8, that cascade two stages of Wilkinson two-way couplers.

On a représenté en figure 5 le dispositif de l'invention pour cinq voies de même nature d'un côté (entrée ou sortie). Comme dans le cas de la figure 4, le dispositif 1 7 de la figure 5 est constitué de deux étages 18,19. Les cinq entrées J1 à J5 sont reliées chacune par un transformateur d'impédance T1 à T5 à un point d'entrée correspondant, P 1 à P 5 respectivement, et la sortie J6 est reliée par un transformateur d'impédance T6 à un point de sortie P6.  FIG. 5 shows the device of the invention for five channels of the same nature on one side (entry or exit). As in the case of Figure 4, the device 1 7 of Figure 5 consists of two stages 18,19. The five inputs J1 to J5 are each connected by an impedance transformer T1 to T5 to a corresponding input point, P 1 to P 5 respectively, and the output J6 is connected by an impedance transformer T6 to a point of exit P6.

Le point P6 est relié par des lignes 20,21 d'égale impédance zl à des points intermédiaires P7, P8, ces points étant reliés entre eux par une résistance d'équilibrage 22. Le point P7 est relié par des lignes 23 à 25 aux points Pl à P3 est relié par des lignes 23 à 25 aux points Pl à P3 respectivement, tandis que le point P 8 est relié par des lignes 26 à 28 aux points P 3 à P5 respectivement. Des résistances d'équilibrage 29 à 32 relient respectivement les points Pl-P2, P2-P3, P3-P4 et P4-P5.  The point P6 is connected by lines 20, 21 of equal impedance zl to intermediate points P7, P8, these points being connected to each other by a balancing resistor 22. The point P7 is connected by lines 23 to 25 to the points Pl to P3 is connected by lines 23 to 25 to points Pl to P3 respectively, while point P 8 is connected by lines 26 to 28 to points P 3 to P5 respectively. Balancing resistors 29 to 32 respectively connect the points Pl-P2, P2-P3, P3-P4 and P4-P5.

Les éléments 20 à 22 constituent le premier étage 18, et les éléments 23 à 32 constituent le deuxième étage 19. Les lignes 23,24, 27 et 28 ont toutes une impédance égale à z2, tandis que les lignes 25 et 26 ont une impédance égale à z3. Soient i2 les courants dans les lignes d'impédance z2 et i3 ceux dans les lignes d'impédance z3. Soient i2 les courants dans les lignes d'impédance z2 et i3 ceux dans les lignes d'impédance z3. Comme dans le cas de la figure 4, on doit avoir :
Z3 = 2. z2 et i3 = i2/2.
Elements 20 to 22 constitute the first stage 18, and elements 23 to 32 constitute the second stage 19. Lines 23, 24, 27 and 28 all have an impedance equal to z2, while lines 25 and 26 have an impedance equal to z3. Let i2 be the currents in the lines of impedance z2 and i3 those in the lines of impedance z3. Let i2 be the currents in the lines of impedance z2 and i3 those in the lines of impedance z3. As in the case of Figure 4, we must have:
Z3 = 2. z2 and i3 = i2 / 2.

Si les déphasages dus aux lignes d'impédance z2 sont égaux à ceux dus aux lignes d'impédance z3, on a : i 2. z2 = 2. i3. z3.  If the phase shifts due to the lines of impedance z2 are equal to those due to the lines of impedance z3, we have: i 2. z2 = 2. i3. Z3.

Les points Pl à P5 sont respectivement reliés deux à deux par des résistances d'isolement 29 à 32. Les résistances 29 et 30 ont une valeur égale à R2, et les résistances 31 et 32 ont une valeur égale à R3.  The points Pl to P5 are respectively connected two by two by insulation resistors 29 to 32. The resistors 29 and 30 have a value equal to R2, and the resistors 31 and 32 have a value equal to R3.

Les valeurs des résistances R2 et R3 sont fonction des impédances en P7 (ou P8) d'une part, et en Pl (ou P2, P3, P4, P5) d'autre part.  The values of the resistances R2 and R3 are a function of the impedances in P7 (or P8) on the one hand, and in Pl (or P2, P3, P4, P5) on the other hand.

Au point P3, on obtient (dans le cas d'un montage diviseur) la somme des deux signaux dans les lignes 25 et 26. Dans ce cas, tous  At point P3, we obtain (in the case of a divider arrangement) the sum of the two signals in lines 25 and 26. In this case, all

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Figure img00080001

les signaux aux points P 1 à P5 sont identiques, de même qu'aux bornes J l à J5.
Figure img00080001

the signals at points P 1 to P5 are identical, as well as at terminals J l to J5.

Le dispositif 33 de la figure 6 comporte, d'un côté, six voies de même nature. Il se compose également de deux étages 34, 35. L'étage 34 est identique aux étages 9 ou 18, et se compose de deux lignes 36,37 et d'une résistance d'équilibrage 38. L'étage 35 ne diffère

Figure img00080002

de l'étage 19 que par le fait qu'il comporte SIX bornes J 1 à J6, six transformateurs T1 à T6, ce qui fait qu'il a six points correspondants Pl à P6, et qu'au lieu d'un point central (qui était P3 en figure 5), il en a deux, P3 et P4, et donc les lignes centrales (qui étaient les lignes 25 et 26 en figure 5) ne sont pas reliées ensemble à un point milieu, mais respectivement à P3 et P4, ces points P3 et P4 étant reliés par une résistance d'équilibrage (47). Les lignes reliant les points intermédiaires P8, P9 aux points Pl à P3 et P4 à P6 respectivement, sont référencées 39 à 44. Les résistances d'équilibrage entre les points Pl à P6 sont respectivement référencées 45 à 49. Du fait qu'il n'y a pas de'point central réel (tel que le point P3 en figure 5), mais un point central virtuel (centre de la résistance 47) et que les points P3 et P4 les plus proches de ce centre virtuel sont isolés entre eux par la résistance 47, les impédances des lignes 39 à44 sont toutes égales à z2. Il en résulte également que les résistances 45,46, 48 et 49 sont égales entre elles (égales à R2). Seule la résistance 47 a une valeur différente. The device 33 of Figure 6 comprises, on one side, six channels of the same kind. It also consists of two stages 34, 35. Stage 34 is identical to stages 9 or 18, and consists of two lines 36,37 and a balancing resistor 38. Stage 35 does not differ
Figure img00080002

of stage 19 only by the fact that it has SIX terminals J 1 to J6, six transformers T1 to T6, which means that it has six corresponding points Pl to P6, and that instead of a central point (which was P3 in figure 5), there are two, P3 and P4, and therefore the central lines (which were lines 25 and 26 in figure 5) are not connected together at a midpoint, but respectively at P3 and P4, these points P3 and P4 being connected by a balancing resistor (47). The lines connecting the intermediate points P8, P9 to the points Pl to P3 and P4 to P6 respectively, are referenced 39 to 44. The balancing resistances between the points Pl to P6 are respectively referenced 45 to 49. Because there is no there is no real central point (such as point P3 in figure 5), but a virtual central point (center of resistance 47) and that the points P3 and P4 closest to this virtual center are isolated from each other by resistor 47, the impedances of lines 39 to 44 are all equal to z2. It also follows that the resistances 45, 46, 48 and 49 are equal to each other (equal to R2). Only resistor 47 has a different value.

Les valeurs de RI, R2 et R3 dépendent respectivement des impédances entre P7 et P8 (ou P7 et P9) pour RI d'une part, et P8 (ou P9) et Pl à P6 d'autre part pour R2 et R3.  The values of RI, R2 and R3 depend respectively on the impedances between P7 and P8 (or P7 and P9) for RI on the one hand, and P8 (or P9) and Pl to P6 on the other hand for R2 and R3.

Dans le dispositif 33, le premier étage 34 est du type Wilkinson à deux voies. Le deuxième étage 35 est constitué de deux coupleurs à trois voies chacun (différents du dispositif 5 de la figure 4) séparés par les résistances 38 et 47, chacun de ces coupleurs comportant trois lignes à configuration en étoile et deux résistances d'équilibrage.  In the device 33, the first stage 34 is of the Wilkinson two-way type. The second stage 35 consists of two couplers with three channels each (different from the device 5 of FIG. 4) separated by the resistors 38 and 47, each of these couplers comprising three lines in star configuration and two balancing resistors.

On peut, à partir de ces exemples à 3,5 et 6 voies, généraliser la structure du dispositif de l'invention pour un nombre m de voies, m étant supérieur à 2 et pouvant être pair ou impair. Dans les  It is possible, from these examples with 3.5 and 6 channels, to generalize the structure of the device of the invention for a number m of channels, m being greater than 2 and possibly being even or odd. In the

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figures 7 et 8 décrites ci-dessous, on n'a pas représenté les transformateurs d'impédance.  Figures 7 and 8 described below, the impedance transformers have not been shown.

En figure 7, on a schématiquement représenté le cas pour m pair. Ce montage général 50 comporte, comme tous les dispositifs de l'invention (pour m > 2) deux étages 51,52. Le premier étage 51 est toujours du type Wilkinson, Le deuxième étage 52 comporte deux coupleurs identiques 53,54 à m/2 voies chacun reliés aux extrémités de la résistance R1 du premier étage. Ces m/2 voies sont à lignes à configuration en étoile (comme en figure 6), et chacun de ces coupleurs comporte à sa base ( (m/2)-1) résistances d'équilibrage égales entre elles, et leurs deux résistances d'équilibrage les plus proches entre elles (similaires aux résistances 46 et 48 de la figure 6) sont reliées entre elles par une résistance 55.  In FIG. 7, the case for m even has been schematically represented. This general assembly 50 comprises, like all the devices of the invention (for m> 2) two stages 51, 52. The first stage 51 is always of the Wilkinson type. The second stage 52 comprises two identical couplers 53.54 with m / 2 channels each connected to the ends of the resistor R1 of the first stage. These m / 2 channels are in star configuration lines (as in Figure 6), and each of these couplers has at its base ((m / 2) -1) equal balancing resistors between them, and their two resistors d balancing closest to each other (similar to resistors 46 and 48 in FIG. 6) are connected together by a resistor 55.

La figure 8 se rapporte au cas où m est impair (m3). Le dispositif 56 qui y est représenté comporte également deux étages 57,58. Le premier étage 57 est identique à l'étage 51 de la figure 7. Le deuxième étage 58 comporte deux coupleurs identiques à (m-1)/2 voies chacun. Chacun de ces deux coupleurs a une configuration de lignes d'impédance z2 en étoile (similaires à la configuration 23,24 ou 27,28 de la figure 5) avec à sa base (m-3) /2 résistances d'équilibrage (telles que les résistances 29 et 32 et de valeur R2. En outre, deux lignes 61,62 (similaires aux lignes 25,26 de la figure 5) d'impédance Z3 relient les extrémités de la résistance RI (similaire à la résistance 22) au point central 63 (similaire au point P3 de la figure 5), et deux résistances d'équilibrage 64,65 (de valeur R3) relient les résistances d'équilibrage centrales (similaires aux résistances 30 et 31 de la figure 5) au point 63.  Figure 8 relates to the case where m is odd (m3). The device 56 which is represented there also comprises two stages 57,58. The first stage 57 is identical to the stage 51 of FIG. 7. The second stage 58 comprises two identical couplers with (m-1) / 2 channels each. Each of these two couplers has a configuration of star impedance lines z2 (similar to the configuration 23.24 or 27.28 in Figure 5) with at its base (m-3) / 2 balancing resistors (such as resistors 29 and 32 and of value R2. In addition, two lines 61,62 (similar to lines 25,26 in FIG. 5) of impedance Z3 connect the ends of resistance RI (similar to resistance 22) to central point 63 (similar to point P3 in Figure 5), and two balancing resistors 64.65 (of value R3) connect the central balancing resistors (similar to resistors 30 and 31 in Figure 5) at point 63 .

Le dispositif décrit ci-dessus en référence aux figures 4 à 8, peut être utilisé aussi bien en sommateur qu'en diviseur. Dans le premier cas, il peut, par exemple, dans un émetteur, réaliser la sommation des signaux de sortie de m amplificateurs disposés en parallèle. Dans le second cas, il peut, à partir d'un unique signal d'entrée, exciter en phase et avec le même niveau m amplificateurs disposés en parallèle. The device described above with reference to FIGS. 4 to 8, can be used both as a summator and as a divider. In the first case, it can, for example, in a transmitter, perform the summation of the output signals of m amplifiers arranged in parallel. In the second case, it can, from a single input signal, excite in phase and with the same level m amplifiers arranged in parallel.

Claims (2)

REVENDICATIONS 1-Sommateur/diviseur de puissance à m voies (m > 2), caractérisé en ce qu'il comporte deux étages en cascade (6,7 ou 18,19 ou 34,35 ou 51,52 ou 57,58), le premier étant du type coupleur de Wilkinson à deux voies, et le second comportant deux coupleurs identiques (53-54,59-60), chacun de ces deux coupleurs comportant m/2 voies si m est pair, ou (m-l)/2 voies si m est impair, ces voies étant à chaque fois à lignes à configuration en étoile (11-24,23-24, 27-28, 39-40-41,42-43-44), les extrémités libres de ces lignes étant reliées entre elles par ( (m/2)-1) résistances d'équilibrage égales entre elles (45-46, 48-49) si m est pair, et par ( (m-3)/2) résistances d'équilibrage égales entre elles (29-32), si m est impair, et si, m est pair, ces deux coupleurs sont reliés à leur base par une résistance d'équilibrage (47,55), ou, si m est impair, ces deux coupleurs sont reliés à leur base par deux résistances d'équilibrage égales entre elles et en série (15-16,30-31, 64- 65), dont le point commun (P2 en figure 4, P3 en figure 5, ou 63) constitue le point central des m voies, ce point commun étant, par ailleurs, relié à chaque fois par une ligne (12-13,25-26, 61-62) aux extrémités de la base du premier étage (P5-P6 en figure 4, P7-P8 en figure 5, ou extrémités de Rl en figure 8).  CLAIMS 1-M-channel summator / power divider (m> 2), characterized in that it has two cascaded stages (6.7 or 18.19 or 34.35 or 51.52 or 57.58), the first being of the Wilkinson coupler type with two channels, and the second comprising two identical couplers (53-54,59-60), each of these two couplers comprising m / 2 channels if m is even, or (ml) / 2 channels if m is odd, these channels being each time with star configuration lines (11-24,23-24, 27-28, 39-40-41,42-43-44), the free ends of these lines being connected to each other by ((m / 2) -1) equal balancing resistors (45-46, 48-49) if m is even, and by ((m-3) / 2) balancing resistors equal to each other (29-32), if m is odd, and if, m is even, these two couplers are connected to their base by a balancing resistor (47,55), or, if m is odd, these two couplers are connected to their base by two equal balancing resistors with each other and in se rie (15-16,30-31, 64-65), whose common point (P2 in figure 4, P3 in figure 5, or 63) constitutes the central point of the m tracks, this common point being, moreover, connected each time by a line (12-13,25-26, 61-62) at the ends of the base of the first stage (P5-P6 in figure 4, P7-P8 in figure 5, or ends of Rl in figure 8) . 2-Dispositif selon la revendication l, caractérisé en ce que, pour m impair, les deux lignes (12-13,25, 26,61-62) reliant les extrémités de la base du premier étage au point commun ont une impédance (Z3) double de celle (Z2) des lignes de chaque coupleur, et que lesdites deux résistances d'équilibrage (15-16,30-31, 64-65) ont une valeur (R3) égale à celle (R2) des résistances d'équilibrage de chaque coupleur, cette valeur étant fonction des impédance à l'entrée et à la sortie de chaque coupleur. 2-Device according to claim l, characterized in that, for odd m, the two lines (12-13,25, 26,61-62) connecting the ends of the base of the first stage to the common point have an impedance (Z3 ) double that (Z2) of the lines of each coupler, and that said two balancing resistors (15-16,30-31, 64-65) have a value (R3) equal to that (R2) of the resistors balancing of each coupler, this value being a function of the impedance at the input and at the output of each coupler.
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