FR2955220A1 - Filtre actif a bande passante modulable - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un filtre actif à bande passante modulable à structure distribuée fonctionnant dans une bande de fréquences BF comportant au moins une sous-bande Sb1, Sb2, ...Sbi, ...Sbn, de ladite bande de fréquences BF, i étant le rang de la sous-bande Sbi, ayant une entrée E de signal d'entrée Ue et une sortie S de signal d'entrée (Ue) transmis, une ligne de propagation d'entrée Lg du signal d'entrée (Ue) comportant l'entrée E, une ligne de propagation de sortie Ld du signal d'entrée Ue transmis comportant la sortie S. La ligne de propagation d'entrée Lg est couplée activement à la ligne de propagation de sortie Ld par une série de cellules actives de filtrage CF1, CF2, ...CFi, ...CFn distribuées le long des lignes de propagation Lg, Ld, i étant le rang de la cellule active de filtrage CFi dans la série de cellules actives distribuées, chaque cellule active de filtrage CF1, CF2, ...CFi, ...CFn comportant, entre son entrée respective ec1, ec2, ...eci, ...ecn et sa sortie respective es1, es2, ...esi, ...esn, une cellule active d'entrée respective Cle2,...Clei,...Clen en cascade avec une cellule active de sortie respective Cls1, Cls2,...Clsi,...Clsn par l'intermédiaire d'un filtre Fp1, Fp2,...Fpi,...Fpn, une cellule de filtrage CFi de rang i ayant la bande passante Sbi de la sous-bande de même rang i. Applications : filtres actifs pour chaîne d'émission/réception hyperfréquences ;

Description

FILTRE ACTIF A BANDE PASSANTE MODULABLE

L'invention concerne les dispositifs hyperfréquences fonctionnant sur de larges bandes de fréquence et pour lesquels il est nécessaire de filtrer un signal traité par le dispositif et, en particulier, un filtre actif à bande passante modulable.

Par exemple, dans des dispositifs hyperfréquences et notamment dans le cas des chaînes de réception hyperfréquence fonctionnant sur une large bande de fréquences BF, qui peut être de l'ordre de plusieurs octaves et même dépasser la décade, il est parfois nécessaire de replier l'ensemble de la bande de fréquence d'entrée dans une bande de fréquence de sortie réduite avant d'effectuer le traitement du signal reçu dans ladite bande passante de fréquence. Pour cela, il faut donc découper la bande de fréquences d'entrée du dispositif en plusieurs sous-bandes de fréquences Sbl, Sb2,...Sbi,...Sbn qui seront chacune repliées dans la même bande de sortie moyennant une ou plusieurs conversions de fréquence. La sélection d'une sous-bande donnée s'effectue au moyen d'un filtre dont la bande passante correspond à la sous-bande sélectionnée. Afin de traiter l'ensemble de la bande de fréquence d'entrée, il est donc nécessaire de disposer d'un certain nombre de filtres qui seront sélectionnés un à un en fonction de la sous-bande à transposer. La sélection du filtre adéquat peut se faire par un dispositif d'aiguillage du signal d'entrée vers le filtre que l'on souhaite utiliser.

La figure 1 montre un dispositif de filtrage d'une chaîne de réception large bande de l'état de l'art. Le dispositif de filtrage de la figure 1 comporte une batterie de n filtres passe-bande FI, F2,...Fi,...Fn chacun ayant la sous-bande passante Sbl, Sb2,...Sbi,...Sbn de la bande de fréquences totale BF traitée par le dispositif de filtrage. Deux commutateurs commandés en même temps, un commutateur d'entrée Ce une voie vers n voies et un commutateur de sortie Cs n voies vers une voie permettent de choisir le filtre Fi de sous-bande Sbi, i étant le rang du filtre et de la sous-bande, du dispositif de filtrage.

L'inconvénient du dispositif de filtrage de la figure 1 est que, pour une chaîne de réception large bande, il est nécessaire de disposer d'un nombre n élevé de filtres passe-bande. De plus, les performances visées en terme de réjections de signaux au-dehors de la sous-bande sélectionnée nécessitent d'utiliser des filtres d'ordre élevé. Ces contraintes conduisent à un encombrement physique qui est peu compatible avec la recherche de miniaturisation des chaînes de transmission, en particulier pour des applications aéroportées. De plus, le nombre élevé de filtres passe-bande conduit à utiliser des dispositifs d'aiguillage des filtres complexes, induisant des pertes en transmission supplémentaires, pénalisantes notamment dans le cas des récepteurs hyperfréquences. Dans le cas d'utilisation d'un dispositif de filtrage large bande de l'état de l'art, tel que représenté à la figure 1, dans une chaîne de réception de signaux hyperfréquences, plusieurs configurations peuvent être envisagées. Les figures 2a, et 3 montrent deux configurations de filtrage comportant le dispositif de filtrage de la figure 1 dans une chaîne de réception hyperfréquences. Une première configuration représentée à la figure 3 consiste à insérer la fonction de filtrage de la figure 1 au plus près de l'antenne de réception, la sortie de l'antenne A étant connectée à une entrée E du dispositif de filtrage, mais les pertes dues au commutateur d'entrée Ce, au filtre sélectionné Fi ainsi qu'au commutateur de sortie Cs conduisent à une dégradation du facteur de bruit de la chaîne de réception.

Une deuxième configuration représentée à la figure 2a consiste à placer la fonction de filtrage de la figure 1 derrière un amplificateur Amp 10 à faible bruit (ou LNA pour Low Noise Amplifier en langue anglaise) ayant un gain G suffisant pour limiter l'impact des pertes de la fonction de filtrage sur le facteur de bruit de la chaîne. Dans cette deuxième configuration, le problème réside dans la linéarité de l'amplificateur Amp, c'est-à-dire dans sa capacité à amplifier des signaux forts d'entrée Ue sans produire des signaux parasites en sortie, tels que des signaux aux fréquences harmoniques 2.fO, 3.fO,...k.fo du signal d'entrée Ue à la fréquence f0, ou des signaux d'intermodulation, k étant un nombre entier supérieur à 1.

Les figures 2b, 2c et 2d représentent le spectre des signaux à différents niveaux de la chaîne de la configuration de la figure 2a. Plus précisément la figure 2b représente le spectre du signal à la fréquence f0 en entrée Ea de l'amplificateur Amp, la figure 2c en sortie Sa de l'amplificateur et la figure 2d en sortie d'un des filtres de sous-bande du dispositif de filtrage passant la fréquence 2.fO, par exemple le filtre F2. Si un signal fort arrive en entrée E de la chaîne de réception, à la fréquence f0 (voir figure 2b), il peut saturer l'amplificateur Amp 10 placé en tête et générer des raies harmoniques aux fréquences 210, 3.fO,...k.fo (voir figure 2c). Si, par exemple, dans le même temps, la fonction filtrage est commandée pour laisser passer la sous-bande comprenant la fréquence 2.fO, il s'avère que la chaîne va alors traiter ce signal parasite à 2.fO comme si il s'agissait de la fréquence du signal entrant utile (voir figure 2d). Dans cette deuxième configuration, où l'on place la fonction filtrage derrière le premier amplificateur Amp de la chaîne (amplificateur faible bruit), on améliore le facteur de bruit de la chaîne et donc sa sensibilité mais, comme cela a été précédemment décrit, cette amélioration se fait alors au détriment de la linéarité. Deux solutions peuvent alors être envisagées par : - une amélioration de la linéarité de l'amplificateur Amp en ayant recours à des technologies plus robustes (par ex. transistor en Nitrure de Gallium û GaN), mais cela se fait au détriment d'une consommation plus importante, sans oublier des contraintes de dissipations thermiques plus fortes. - le remplacement de l'amplificateur Amp par une fonction dite « plot de gain ». Cette fonction plot de gain connue dans les chaînes de réception hyperfréquences consiste à faire passer le signal reçu Ue par une voie amplifiée ou par une voie non amplifiée, voire atténuée, lorsque le signal reçu Ue dépasse un seuil. Lorsqu'un signal reçu Ue, considéré comme fort, arrive sur le récepteur, la voie non amplifiée (ou un mode non amplifié) est utilisée. Le choix de la voie non amplifiée nécessite dans ce cas une première analyse du signal (par exemple avec un détecteur de niveau) avant la commutation vers la voie non amplifiée. En l'absence de détecteur de niveau fort, dans le cas du dispositif de filtrage de la figure 2a, le système, suivant sa configuration, peut être amené à analyser un signal fantôme (le signal 2.f0) sans pour autant reconnaître qu'il est issu d'un signal fort hors bande.

La figure 3 montre la première configuration de filtrage comportant le dispositif de filtrage de la figure 1. Dans cette première configuration, le dispositif de filtrage est placé devant le premier amplificateur Amp 12 de la chaîne de réception (amplificateur à faible bruit). Dans cette configuration de la figure 3, on cherche à gagner en linéarité, mais cela se fait au détriment du facteur de bruit. II est donc impératif de disposer d'une fonction de filtrage qui présente peu de pertes en transmission. Cela impose, dans le cas d'applications large bande qui nécessitent un grand nombre de filtres de sous-bande avec de fortes réjections, de sélectionner des technologies de filtres à faibles pertes. Ces technologies sont généralement peu compatibles d'une forte intégration nécessaire aux applications aéroportées. II n'existe pas de solution idéale dans les dispositifs de l'état de l'art pour traiter ce problème. Le dimensionnement et la conception d'une chaîne de réception hyperfréquences large bande reposent donc sur un compromis entre la sensibilité et la linéarité du récepteur.

Pour éviter les défauts des dispositifs de filtrage de l'état de l'art, l'invention propose un filtre actif à bande passante modulable à structure distribuée fonctionnant dans une bande de fréquences BF comportant au moins une sous-bande Sbl, Sb2,...Sbi,...Sbn, de ladite bande de fréquences BF, i étant le rang de la sous-bande Sbi, ayant une entrée E de signal d'entrée et une sortie S de signal d'entrée transmis, une ligne de propagation d'entrée Lg du signal d'entrée comportant l'entrée E, une ligne de propagation de sortie Ld du signal d'entrée transmis comportant la sortie S, caractérisée en ce que la ligne de propagation d'entrée Lg est couplée activement à la ligne de propagation de sortie Ld par une série de cellules actives de filtrage CF1, CF2,...CFi,...CFn distribuées le long des lignes de propagation Lg, Ld, i étant le rang de la cellule active de filtrage CFi dans la série de cellules actives de filtrage distribuées, chaque cellule active de filtrage CF1, CF2,...CFi,...CFn comportant respectivement, une entrée ec1, ec2, ...eci, ...ecn connectée à la ligne de propagation d'entrée Lg et une sortie est, es2, ...esi, ...esn connectée à la ligne de propagation de sortie Ld et, entre son entrée ec1, ec2, ...eci, ...ecn et sa sortie est , es2, ...esi, ...esn, une cellule active d'entrée Ciel, Cle2, ...Clen respective en cascade avec une cellule active de sortie CIs1, CIs2, ...Clsi,...Clsn respective par l'intermédiaire d'un filtre Fpl, Fp2, ...Fpi, ...Fpn, une cellule de filtrage CFi de rang i ayant la bande passante Sbi de la sous-bande de même rang i.

Avantageusement, la cellule active de filtrage CFi comporte une entrée de commande Cdi pour mettre ladite cellule active de filtrage, soit dans un état passant, transmettant le signal d'entrée Ue dans la sous-bande Sbi de la cellule active de filtrage CFi considérée, soit dans un état bloqué, isolant l'entrée eci de la sortie sci de la cellule active de filtrage CFi considérée.

Dans une réalisation, les cellules actives d'entrée Clei et de sortie Clsi d'une même cellule active de filtrage CFi comportent une entrée de contrôle respective Ccei, Ccsi pour être mises simultanément, soit dans un état amplificateur, soit dans un état bloqué. Dans une autre réalisation, la somme des sous-bandes Sbl, Sb2, ...Sbi, ...Sbn est égale à la bande de fréquences BF de fonctionnement.

Dans une autre réalisation, le filtre actif à bande passante modulable 25 selon l'invention comporte une unité de commande UC configurée pour fournir des signaux de commande aux entrées de commande Cdl, Cd2, ...Cdi, ...Cdn des cellules actives de filtrage CF1, CF2, ...CFi, ...CFn, indépendamment les unes des autres.

30 Dans une autre réalisation, l'unité de commandé UC est configurée pour mettre toutes les cellules actives de filtrage CF1, CF2, ...CFi, ...CFn dans l'état passant, transmettant la totalité de la bande passante BF.

Dans une autre réalisation, l'unité de commandé UC est configurée 35 pour mettre une ou plusieurs des cellules actives de filtrage CF1, CF2,20 ...CFi, ...CFn dans un état bloqué, les autres restant dans un état passant pour obtenir une bande passante souhaitée partie de la bande passante BF.

Dans une autre réalisation, le filtre Fpl, Fp2, ...Fpi, ...Fpn est un 5 filtre passe-bande.

Dans une autre réalisation, le filtre Fpl, Fp2, ...Fpi, ...Fpn est un filtre passif.

10 Dans une autre réalisation, le filtre Fpl, Fp2, ...Fpi, ...Fpn est un filtre actif.

Dans une autre réalisation, les cellules actives d'entrée Cle et de sortie Cls des cellules actives de filtrage CF1, CF2, ...CFi, ...CFn sont 15 réalisées à partir de transistors seuls ou par assemblage de plusieurs transistors, soit en montage de type cascode, soit en montage de type Darlington.

Le filtre actif à bande passante modulable à structure distribuée 20 selon l'invention propose une imbrication poussée des fonctions de filtrage et d'amplification selon l'architecture de filtres actifs présentée. Pour cela, elle s'appuie sur une architecture d'amplificateur distribué, couramment employée pour la réalisation d'amplificateurs large bande, dans laquelle on vient insérer des éléments filtrants. Cette solution est réalisable dans des 25 technologies monolithiques (MMIC) et permet donc d'envisager une forte intégration de ces fonctions.

La figure 4 montre un schéma de principe d'un amplificateur distribué de l'état de l'art. 30 L'amplificateur distribué de la figure 4 est constitué d'une ligne de propagation d'entrée Lg d'un signal d'entrée Ue, appelée ligne de grille, dans le cas de structures utilisant des transistors à effet de champ (FET), couplée activement par n cellules amplificatrices CI1, Cl2, ...Cli, ...Cn à une ligne de propagation de sortie Ld du signal d'entrée Ue amplifié, appelée ligne de 35 drain, dans ledit cas d'utilisation de transistors à effet de champ.

L'amplificateur distribué de la figure 4 peut également être réalisé avec d'autres types de transistors comme des transistors bipolaires. Par commodité, on gardera par la suite les appellations « ligne de grille » pour la ligne d'entrée et « ligne de drain » pour la ligne de sortie.

Le couplage actif entre ces deux lignes de propagation, de grille Lg et de drain Ld, peut être réalisé soit par des transistors seuls soit par des cellules amplificatrices plus complexes, par exemple, en montage cascode ou en montage de type Darlington. Les lignes de grille et de drain peuvent être chargées chacune par une impédance de fermeture (notée respectivement Zg et Zd) contribuant à l'adaptation aux accès d'entrée E et de sortie S de l'amplificateur distribué. Les impédances de ces lignes Zg et Zd sont habituellement les impédances caractéristiques des lignes de propagation sur lesquelles elles sont connectées.

Dans une structure distribuée classique, le signal d'entrée Ue entrant sur la ligne de grille Lg se propage le long de celle-ci et se couple activement à la ligne de drain Ld au travers des cellules amplificatrices CI1, Cl2, ...Cli, ...Cn réparties tout au long de ces deux lignes de grille et de drain. Le signal d'entrée Ue, appliqué à une entrée E de l'amplificateur, après passage par les cellules amplificatrices se recombine en phase sur la ligne de drain Ld pour se propager vers une sortie S de l'amplificateur fournissant un signal de sortie Us.

L'idée proposée pour réaliser le filtre actif à bande passante modulable selon l'invention consiste à remplacer chaque cellule amplificatrice CI1, Cl2, ...Cli, ...Cn constituant l'amplificateur distribué de l'état de l'art de la figure 4 par une fonction de filtrage actif combinant les transistors de la cellule amplificatrice d'origine avec des éléments filtrants (généralement réalisés à partir de composants discrets dans le cas d'application monolithique) de façon à ce que chaque branche de la structure distribuée (celle de la cellule amplificatrice) présente une bande passante spécifique, ou sous-bande, de la bande de fréquences totale BF pouvant être traitée par le dispositif de filtrage. L'activation ou la désactivation de chaque branche de la structure au moyen de circuits de commande dédiés permet alors de sélectionner une ou plusieurs bandes passantes élémentaires.

Plusieurs approches peuvent être employées pour réaliser un tel agencement et notamment pour réaliser les différentes parties filtrantes. La principale difficulté consiste à trouver une structure qui permette de respecter les points suivants : - faire en sorte que chaque cellule active de filtrage de la sous-bande considérée soit suffisamment compacte pour être intégrée dans une architecture d'amplificateur distribué sans perturber le fonctionnement de celle-ci, - faire en sorte que chaque cellule active de filtrage présente une réponse en fréquence non dégradée par rapport à son fonctionnement quand elle est analysée individuellement.

L'invention sera mieux comprise à l'aide d'exemples de réalisations 15 de filtres actifs à bande modulable à structure distribuée selon l'invention en référence aux figures indexées dans lesquelles : - la figure 1, déjà décrite, montre un dispositif de filtrage d'une chaîne de réception large bande de l'état de l'art ; - les figures 2a, et 3, déjà décrites, montrent deux configurations de 20 filtrage comportant le dispositif de filtrage de la figure 1 dans une chaîne de réception hyperfréquences ; - les figures 2b, 2c et 2d, déjà décrites, représentent les spectres des signaux à différents niveaux de la chaîne dans la configuration de la figure 2a 25 - la figure 4, déjà décrite, montre un schéma de principe d'un amplificateur distribué de l'état de l'art ; - la figure 5 montre un schéma de principe d'un filtre actif à bande modulable à structure distribuée selon l'invention ; - la figure 6 montre un exemple de réalisation d'une cellule active de 30 filtrage du filtre actif à bande modulable de la figure 5 ; - la figure 7 montre un autre exemple de réalisation d'une cellule active de filtrage du filtre actif à bande modulable selon l'invention comportant une cellule intermédiaire d'isolation qui peut être une cellule active ou un atténuateur ; - la figure 8 montre le principe de montage des transistors des cellules d'entrée et de sortie de la cellule active de filtrage de la figure 6 ; - la figure 9 montre un exemple de structure des filtres passifs passe-bande des cellules actives de filtrage du filtre actif à bande modulable de la figure 5 et ; - les figures 10 à 16 représentent différentes réponses en transmission du filtre actif à bande passante modulable de la figure 5 dans le cas particulier où celui-ci comporte trois cellules actives de filtrage.

La figure 5 montre un schéma de principe d'un filtre actif à bande passante modulable à structure distribuée selon l'invention comportant une série de cellules actives de filtrage. Dans cet exemple de réalisation, on remplace chaque cellule amplificatrice CI1, Cl2, ...Cli, ...Cn de l'amplificateur distribué de la figure 4, comportant chacune un simple amplificateur passant la totalité de la bande BF du filtre actif, par une cellule active de filtrage CF1, CF2, ...CFi, ...CFn respective fonctionnant dans une des sous-bandes respectives Sbl, Sb2, ...Sbi, ...Sbn de la bande totale BF de fonctionnement du filtre actif. En se référant à la figure 5, le filtre actif à bande passante modulable, selon l'invention, comporte une ligne de grille Lg couplée activement par une série de cellules actives de filtrage CF1, CF2, ...CFi, ...CFn à une ligne de drain Ld. Chaque cellule active de filtrage CF1, CF2, ...CFi, ...CFn comporte respectivement, une entrée hyperfréquences ec1, ec2, ...eci, ...ecn et une sortie hyperfréquences est, es2, ...esi, ...esn connectées respectivement à la ligne de grille Lg et à la ligne de drain Ld, une cellule active d'entrée Ciel, CIe2, ...Clei, ...Gien respective en cascade avec une cellule active de sortie CIs1, CIs2, ...Clsi, ...Clsn respective par l'intermédiaire d'un filtre Fpl, Fp2, ...Fpi, ...Fpn respectif, de sous-bande respective Sbl, Sb2, ...Sbi, ...Sbn à la cellule amplificatrice considérée. Une cellule de filtrage CFi de rang i est réalisée de façon à obtenir une bande passante égale à la sous-bande Sbi de même rang i. Chaque cellule de filtrage CF1, CF2, ...CFi, ...CFn comporte, en outre, une entrée de commande Cdl, Cd2, ...Cdi, ...Cdn pour mettre ladite cellule de filtrage CF1, CF2, ...CFi, ...CFn, soit dans un état passant, transmettant alors le signal d'entrée Ue dans la bande passante Sbi de la cellule active de filtrage CFi considérée, soit dans un état bloqué, isolant l'entrée eci de la sortie sci de la cellule active de filtrage CFi considérée. A cet effet, les cellules actives d'entrée Ciel, CIe2, ...Clei, ...Clen et de sortie CIs1, Cls2, ...Clsi, ...Clsn d'une même cellule active de filtrage CF1, CF2, ...CFi, ...CFn comportent une respective entrée de contrôle Ccel, Cce2, ...Ccei, ...Ccen ; Ccsl, Ccs2, ...Ccsi, ...Ccsn pour être mises simultanément, soit dans un état amplificateur, soit dans un état bloqué.

Une unité de commande UC 30 permet de commander la configuration du filtre actif à bande passante modulable par des signaux de commande appliqués aux entrées de commande Cdl, Cd2,...Cdi,...Cdn de chacune des cellules actives de filtrage CF1, CF2,...CFi,...CFn. L'unité de commande UC commande indépendamment chacune des cellules actives de filtrage, ainsi une ou plusieurs sous-bandes de fréquences peuvent être combinées par la commande dans l'état passant d'une ou plusieurs cellules actives pour obtenir une bande passant souhaitée. Dans le cas particulier où aucune des sous-bande Sbi ne recouvre une autre sous-bande Sbj et que 2 sous-bandes adjacentes Sbi et Sbi+1 se recoupent à -6dB et lorsque toutes les cellules actives de filtrage CF1, CF2, ...CFi, ...CFn sont mises dans l'état passant, le filtre actif transmet la totalité de la bande passante BF du filtre actif.

L'avantage de cette approche pour réaliser le filtre actif modulable selon l'invention réside dans le fait que les cellule actives d'entrée CIe1, Cle2, ...Clen et les cellule actives de sortie CIs1, CIs2, ...Clsi, ...Clsn des cellules actives de filtrage CF1, CF2, ...Cfi, ...CFn permettent, d'une part, de rendre indépendants les filtres Fpl, Fp2, ...Fpi, ...Fpn les uns des autres et, d'autre part, d'éviter que les filtres ne perturbent la ligne d'entrée Lg et la ligne de sortie Ld. En effet, dans le cas d'utilisation de transistors à effet de champ pour réaliser les cellules actives d'entrée Clei et les cellules actives de sortie Clsi, la ligne d'entrée Lg (ligne de grille) voit toujours, en première approximation, au niveau de chaque composant actif, dans ce cas, le transistor à effet de champ, la capacité d'entrée, soit la capacité grille/source Cgs du transistor.

De même, la ligne de sortie (ligne de drain) voit toujours, en première approximation, au niveau de chaque composant actif la capacité de sortie drain/source Cds du transitor de sortie.

La figure 6 montre un exemple de réalisation d'une cellule active de filtrage du filtre actif à bande modulable de la figure 5. Les cellules actives d'entrée Ciel, CIe2, ...Clei, ...Clen et les cellules actives de sortie CIs1, Cls2, ...Clsi, ...Clsn des cellules actives de filtrage CF1, CF2, ...CFi, ...CFn peuvent être réalisées à partir de transistors seuls ou par assemblage de plusieurs transistors, par exemple, en montage de type cascode ou de type Darlington. Les transistors peuvent être, par exemple, des transistors à effet de champ.

Pour rester compatible avec une bonne intégration, cette approche nécessite de synthétiser chaque fonction filtrante à partir d'éléments localisés. En effet, les éléments distribués (résonateurs en ?/4 ou en ?J2, a, étant la longueur d'onde correspondant à la fréquence de résonance du résonateur) représentent un encombrement important et sont donc très peu compatibles avec une intégration en technologie MMIC.

Dans le cas d'utilisation de filtres passifs, la principale difficulté rencontrée réside dans la capacité à synthétiser correctement le filtre passif Fpi, notamment lorsque l'on souhaite un filtre d'ordre élevé, à partir de composants discrets qui présentent bien souvent des pertes importantes (notamment en technologie MMIC) et donc des facteurs de qualité médiocres. Plusieurs approches peuvent être menées pour compenser ou masquer ces mauvais facteurs de qualité des composants passifs parmi lesquels on peut citer à titre d'exemple : - utilisation de circuits actifs de compensation des pertes (circuits 30 actifs présentant des résistances négatives). Ceux-ci sont alors insérés au coeur des résonateurs. - insertion non exclusive de blocs actifs ou de blocs atténuateurs entre les cellules actives d'entrée et de sortie pour masquer les mauvais facteurs de qualité des éléments passifs. 35 La figure 7 montre un autre exemple de réalisation d'une cellule active de filtrage CFi du filtre actif à bande modulable selon l'invention comportant une cellule intermédiaire d'isolation 20 qui peut être une cellule comportant des éléments actifs ou un atténuateur passif.

La cellule active de filtrage CFi de la figure 7 de rang i comporte entre deux cellules actives d'entrée Clei et de sortie Clsi un bloc de filtrage ayant une cellule intermédiaire d'isolation 20 qui peut être une cellule comportant des éléments actifs ou un atténuateur entre un filtre passif d'entrée Fpei et un filtre passif de sortie Fpsi de rang i.

La figure 8 montre le principe de montage des transistors des cellules d'entrée Clei et de sortie Clsi de la cellule active de filtrage CFi de la figure 6. Un premier transistor T1 monté en source commune en série avec un deuxième transistor T2 monte en grille commune, le drain du premier transistor T1 étant connecté à la source du deuxième transistor T2. L'entrée eA de chaque cellule active, d'entrée ou de sortie, s'effectue par la grille du premier transistor T1 et la sortie sA desdites cellules actives par le drain du deuxième transistor T2. L'entrée eA de la cellule active d'entrée Ciel est reliée à l'entrée eci de la cellule amplificatrice de filtrage CFi et la sortie sA de la cellule active de sortie Clsi est reliée à la sortie sci de ladite cellule amplificatrice de filtrage CFi.

La figure 9 montre une structure des filtres passifs passe-bande des cellules actives de filtrage du filtre actif à bande modulable de la figure 5. Chaque filtre Fp1, Fp2, ...Fpi, ...Fpn passif est un filtre à trois pôles réalisés à partir d'éléments localisés. Les trois résonateurs passifs Rés1, Rés2, Rés3 sont constitués chacun à partir d'une inductance et d'une capacité mises en parallèle entre la ligne de propagation du signal d'entrée du filtre et un potentiel de référence soit la masse M, un premier résonateur Rés1 comportant une capacité Cl en parallèle avec une inductance L1, connecté à une entrée Ef du filtre, un deuxième résonateur Rés2 comportant une capacité C2 en parallèle avec une inductance L2 et un troisième résonateur Rés3 comportant une capacité C3 en parallèle avec une inductance L3, connecté à une sortie Sf du filtre. Les trois résonateurs sont couplés entre eux au travers des capacités série notées Csl et Cs2.

A titre d'exemple, les figures 10 à 16 représentent différentes réponses en transmission (paramètre S21 en fonction de la fréquence F) du filtre actif à bande modulable de la figure 5 comportant trois cellules amplificatrices de filtrage CF1, CF2, CF3 (n=3) suivant l'activation d'une ou plusieurs des trois cellules actives de filtrage CF1 (canal 1), CF2 (canal 2), CF3 (canal 3) correspondant chacune à une sous-bande de fréquence Sbl, Sb2, Sb3 (ou canal sur les figures) de la bande totale de fréquence BF de fonctionnement du filtre. II est intéressant de constater qu'il est possible avec cette structure de filtre actif à bande passante modulable selon l'invention d'accorder la bande passante du dispositif actif de filtrage mais également d'en moduler sa largeur ou de couper une partie de la bande passante BF suivant les besoins.

Claims (12)

1. REVENDICATIONS1. Filtre actif à bande passante modulable à structure distribuée fonctionnant dans une bande de fréquences BF comportant au moins une sous-bande Sb1, Sb2, ...Sbi, ...Sbn, de ladite bande de fréquences BF, i étant le rang de la sous-bande Sbi, ayant une entrée E de signal d'entrée (Ue) et une sortie S de signal d'entrée (Ue) transmis, une ligne de propagation d'entrée Lg du signal d'entrée (Ue) comportant l'entrée E, une ligne de propagation de sortie Ld du signal d'entrée Ue transmis comportant la sortie S, caractérisée en ce que la ligne de propagation d'entrée Lg est couplée activement à la ligne de propagation de sortie Ld par une série de cellules actives de filtrage CF1, CF2, ...CFi, ...CFn distribuées le long des lignes de propagation Lg, Ld, i étant le rang de la cellule active de filtrage CFi dans la série de cellules actives de filtrage distribuées, chaque cellule active de filtrage CF1, CF2, ...CFi, ...CFn comportant respectivement, une entrée ec1, ec2, ...eci, ...ecn connectée à la ligne de propagation d'entrée Lg et une sortie est, es2, ...esi, ...esn connectée à la ligne de propagation de sortie Ld et, entre son entrée ec1, ec2, ...eci, ...ecn et sa sortie est , es2, ...esi, ...esn, une cellule active d'entrée Ciel, Cle2, ...Clei, ...Clen respective en cascade avec une cellule active de sortie Clsl, CIs2, ...Clsi, ...Clsn respective par l'intermédiaire d'un filtre Fpl, Fp2, ...Fpi, ...Fpn, une cellule de filtrage CFi de rang i ayant la bande passante Sbi de la sous-bande de même rang i.
2. 2. Filtre actif à bande passante modulable selon la revendication 1, caractérisé en ce que la cellule active de filtrage CFi comporte une entrée de commande Cdi pour mettre ladite cellule active de filtrage, soit dans un état passant, transmettant le signal d'entrée (Ue) dans la sous-bande Sbi de la cellule active de filtrage CFi considérée, soit dans un état bloqué, isolant l'entrée eci de la sortie sci de la cellule active de filtrage CFi considérée.
3. 3. Filtre actif à bande passante modulable selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que les cellules actives d'entrée Clei et de sortie Clsi d'une même cellule active de filtrage CFi comportent une entrée de contrôle respective Ccei, Ccsi pour être mises simultanément, soit dans un état amplificateur, soit dans un état bloqué.
4. 4. Filtre actif à bande passante modulable selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la somme des sous-bandes Sbl, Sb2,...Sbi,...Sbn est égal à la bande de fréquences BF de fonctionnement.
5. 5. Filtre actif à bande passante modulable selon l'une des revendications 2 à 4, caractérisé en ce qu'il comporte une unité de commande UC (30) configurée pour fournir des signaux de commande aux entrées de commande Cdl, Cd2,...Cdi,...Cdn des cellules actives de filtrage CF1, CF2,...CFi,...CFn, indépendamment les unes des autres.
6. 6. Filtre actif à bande passante modulable selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'unité de commandé UC (30) est configurée pour mettre toutes les cellules actives de filtrage CF1, CF2,...CFi,...CFn dans l'état passant, transmettant la totalité de la bande passante BF.
7. 7. Filtre actif à bande passante modulable selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'unité de commandé UC (30) est configurée pour mettre une ou plusieurs des cellules actives de filtrage CF1, CF2,...CFi,...CFn dans un état bloqué, les autres restant dans un état passant pour obtenir une bande passante souhaitée partie de la bande passante BF.
8. 8. Filtre actif à bande passante modulable selon l'une des 30 revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le filtre Fpl, Fp2,...Fpi,...Fpn est un filtre passe-bande.
9. 9. Filtre actif à bande passante modulable selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que les cellules actives d'entrée Clei 35 et de sortie Clsi des cellules actives de filtrage CF1, CF2,...CFi,...CFnpeuvent être réalisées à partir de transistors seuls ou par assemblage de plusieurs transistors, soit en montage de type cascode, soit en montage de type Darlington.
10. 10. Filtre actif à bande passante modulable selon la revendication 9, caractérisé en ce que les transistors sont des transistors à effet de champ (T1, T2).
11. 11. Filtre actif à bande passante modulable selon l'une des 10 revendications 1 à 10, caractérisé en ce que le filtre Fpl, Fp2..., Fpi, Fpn est un filtre passif.
12. 12. Filtre actif à bande passante modulable selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que le filtre Fpl, Fp2..., Fpi, Fpn est 15 un filtre actif. 20 25