WO2011067178A1 - Attenuateur selectif en frequences pourvu d'une structure en t aisement accordable - Google Patents

Attenuateur selectif en frequences pourvu d'une structure en t aisement accordable Download PDF

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WO2011067178A1
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dipole
frequency
attenuator
resistor
selective
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PCT/EP2010/068288
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Loïc FUCHE
Claude BARTHELEMY
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Thales
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    • H03H2210/01—Tuned parameter of filter characteristics
    • H03H2210/012—Centre frequency; Cut-off frequency

Definitions

  • the present invention relates to a frequency-selective attenuator provided with a readily tunable T-structure. It applies in particular to the radio reception channels to reduce the power of signals present in certain tunable frequency bands.
  • Modern radio receivers are designed to deal with increasingly wide acquisition frequency bands with respect to the channelization of signals.
  • One of the difficulties encountered in the production of reception channels is the acquisition of a low level signal in the presence of signals at high levels, while retaining information on the strong signals.
  • this problem must be addressed especially for the direct digitization of large frequency bands in digital reception channels. Indeed, it is always possible to amplify weak signals, but this solution runs up against the limits of the analog-digital converters (ADCs) which accept only a limited input voltage.
  • ADCs analog-digital converters
  • a direct scan receiver must be able to digitize a band of frequencies between 1 and 30 MHz, each signal being channeled on a 3kHz channel, all in a spectral environment disturbed by strong signals.
  • signals broadcast on broadcast or broadcast tapes are particularly powerful and can be considered as interfering signals with respect to broadcast signals.
  • ADC In order to allow the ADC to fully exploit the range of input voltages when sampling all signals of a wide frequency band, it is desirable to decrease the power of these strong signals.
  • Attenuators are frequency invariant functions which means that the set of spectrum signals undergo attenuation.
  • a A combination of attenuators and amplifiers would only result in an increase in the noise factor, and would therefore have no beneficial effect.
  • Notch-type rejection filters which reject a frequency band while allowing the rest of the spectrum to pass.
  • These filters are particularly bulky and expensive.
  • the use of this type of filter makes it impossible to process signals in the rejected frequency band.
  • the Notch filters have a Stationary Wave Ratio (ROS) much greater than 1 in the rejected frequency band and thus introduce phase discontinuities that prevent certain types of treatments, including goniometric calculations.
  • ROS Stationary Wave Ratio
  • a selective frequency attenuator has also been proposed by Thales in the French patent application published under the number FR2918821. However, this attenuator can not be easily tuned in frequencies.
  • An object of the invention is to attenuate the power of signals present on certain portions of a frequency band without affecting the signals occupying the other parts of the spectrum, by making it possible to process the attenuated signals, the attenuation being easily tunable in frequency.
  • the subject of the invention is a selective attenuator tunable in frequency of the power of an incoming signal, comprising at least one T-attenuator, a first resistor R1 of said T-attenuator connecting a first input to a connection point a second resistor R2 connecting said connection point to a first output, a third resistor R3 connecting said connection point to a second input and a second output connected to each other, characterized in that a first dipole is connected in parallel with the first resistor R1, a second dipole being connected in parallel with the second resistor R2, a third dipole being connected in series with the third resistor R3, said dipoles being centered on at least one same frequency F 0 and configured so that, depending on the frequency of the incoming signal, the first and second dipoles are short circuits when the third dipole blocks the current, the third dipole being short-circuited when the first and second dipoles block the passage of the current, the values of the three resistors being chosen so as to compensate for the
  • the frequency selective attenuator according to the invention is easily tunable in frequencies. Indeed, intrinsic parasitic resistance to the dipoles can be integrated with the resistors R1, R2, R3 of the selective attenuator, which facilitates possible adjustments of the tuning frequency values F 0 .
  • the dipoles each comprise at least one oscillating circuit LC.
  • the first dipole and the second dipole each comprise at least one parallel LC circuit.
  • each dipole comprises means for varying the capacity of the dipole in order to modify the tuning frequency F 0 .
  • the incoming signal is a radiofrequency signal.
  • the invention also relates to a radio frequency reception chain comprising at least one selective attenuator as described above.
  • said channel is adapted to receive and digitize signals in the HF band.
  • said channel is adapted to receive and transmit signals passing through the selective frequency attenuator.
  • the Standing Wave Ratio (ROS) of the selective tunable attenuator according to the invention remains close to 1 in the entire frequency band, which allows to associate several in series with a minor degradation of the noise factor.
  • the invention also relates to a radio frequency reception chain comprising at least one tunable selective attenuator as described above.
  • the tunable frequency tunable attenuator according to the invention may, for example, be inserted into a radio frequency reception chain, for which it is desired to reduce the amplitude of signals transmitted on broadcast bands already known.
  • FIG. 1 an example of a tunable frequency tunable attenuator structure according to the invention
  • FIG. 2 a first embodiment of a frequency-selective attenuator according to the invention that can easily be tuned
  • FIG. 3 a second embodiment of a selective tunable frequency attenuator according to the invention
  • FIGS. 4a and 4b illustrating a third embodiment of a frequency-tunable selective attenuator according to the invention
  • FIG. 5 the architecture of a radiofrequency reception system comprising a selective tunable frequency attenuator according to the invention.
  • FIG. 1 shows an example of a selective attenuator structure that is easily tunable in frequencies according to the invention.
  • the selective frequency attenuator 100 is a quadripole whose second input 100b and the second output 100d are connected to an electrical ground 1 10, a power attenuator 102 being placed between the two other terminals 100a, 100c.
  • the power attenuator 102 has a T structure, a resistor R1, R2, R3 being placed on each of its branches, the three resistors R1, R2, R3 being connected to each other at a connection point 100x.
  • a first dipole 104 is connected in parallel with the first resistor R1, between the first input 100a and the connection point 100x and a second dipole 106 is connected in parallel with the second resistor R2, between the connection point 100x and the first output 100c.
  • a third dipole 108 is connected in series with the third resistor R3, that is to say between this resistor R3 and the second input and output 100b, 100d connected to the electrical ground 1 10.
  • FIG. 2 presents a first embodiment of a selective attenuator that is easily tunable in frequencies according to the invention.
  • the first dipole 104 and the second dipole 106 are parallel LC circuits, while the third dipole 108 is a series LC circuit.
  • These LC circuits 104, 106, 108 are designed to have substantially the same tuning frequency F 0 .
  • the values of the inductances and capacitances of these LC circuits have an impact on the quality factor, that is to say the selectivity of the attenuator.
  • the tuning frequency of the circuit L p C p i of the first dipole 104 is a function of the product L p .C p i and the tuning frequency of the circuit Lp 2 Cp 2 of the second dipole 106 is a function of product Lp 2 -Cp 2.
  • the tuning frequency of the circuit L S C S of the third dipole 108 is a function of the product L S .C S.
  • the pairs of values (L p , C p i), (Lp 2 , Cp 2 ) and (L S .C S ) are in particular determined as a function of the target tuning frequency F 0 and the desired selectivity.
  • the frequency F 0 corresponds to the frequency of the disturbing signals to be attenuated and the selectivity corresponds to the frequency band to be covered around this frequency F 0 .
  • the ROS remains almost equal to 1 regardless of the frequency of the input signal and the phase of the signals is little changed.
  • the dipoles 104, 106, 108 may comprise several inductances and / or several capacitors in order to obtain a greater rejection selectivity.
  • Inductances belonging to the same dipole can be aligned during hardware implantation to create a mutual inductance.
  • the LC circuits can be replaced by other resonant circuits comprising, for example, ceramic bars.
  • the first dipole 104 and the second dipole 106 tend, respectively, to short-circuit the first input 100a of the attenuator 100 with the point.
  • connection 1 100x and short-circuit the connection point 1 00x with the first output 100c thanks to the impedance quasi-zero inductors L p , L p2 at low frequencies.
  • the third dipole 1 08 tends to open the circuit between the connection point 1 00x and the second input and output 1 00b, 1 00d, the capacitance C s blocking the passage of electric current at low frequencies.
  • the selective frequency attenuator 100 tends to behave as a simple transmission line, allowing the signal to pass without significantly modifying it.
  • the first dipole 104 and the second dipole 106 tend to short-circuit the first input 100a of the attenuator 100 with the first output 100c, thanks to the quasi-zero impedance of capacitances C p i, C p2 at high frequencies.
  • the third dipole 108 tends to open the circuit between the connection point 100x and the second input and output 1 00b, 100d, the inductance L s blocking the passage of electric current at high frequencies.
  • the selective frequency attenuator 1 00 tends to behave as a simple transmission line, allowing the signal to pass without significantly modifying it.
  • the capacitors C s and C p i, C p2 also have limited quality factor which is involved in the second order.
  • the loss resistor R s can be compensated, and "integrated" with the third resistor R3 since these two resistors are in series.
  • the value of R3 chosen can be reduced by the value of the series loss resistor R s .
  • the compensation of the loss resistances from the inductances L p , L p2 is also permitted.
  • the first parallel oscillating dipole L 0 i p i C p i is connected in parallel with the first resistor R1 and the second parallel oscillating circuit L p2 C p2 is connected in parallel with the second resistor R2, so that the first resistor parallel parasitic resistance R p i may be integrated with the first resistor R1, the second parallel parasitic resistor R p2 being integrable with the second resistor R2.
  • the value chosen for the first resistor R1 may be such that the corresponding conductance y is reduced by the conductance of the first parallel oscillating circuit dipole L p C p i; in the same way, the value chosen for the second resistor R2 may be such that the corresponding conductance y is reduced by the conductance of the first parallel oscillating circuit dipole L p C p i.
  • FIG. 3 shows a second embodiment of a tunable frequency tunable attenuator according to the invention.
  • variable capacitances C sV , C pV i, C pV2 are added in the LC circuits.
  • the tuning frequency F 0 can be modified without affecting the ROS.
  • a variable capacitance C pV i, C p v2 is connected in parallel with the capacitance C p -i, C p2
  • a variable capacitance C sV is connected in series with Ls.
  • FIG. 4a illustrates a third embodiment in which the frequency of the selective attenuator can be tuned by capacitance weights controlled by signals F1, F2.
  • One or more capacity is added in parallel with the capacitor C s, C p i, C p2 of the LC circuit of the dipole.
  • a controlled switch activates or deactivates the added capacity weight.
  • the activation or deactivation of the capacity weights is carried out so that the behavior of the selective attenuator is maintained (short circuit of the first and second dipoles 104, 106 coherent with the opening of the circuit of the third dipole 108), but with a frequency offset.
  • FIG. 4b illustrates a fourth embodiment in which the capacitance weights ordered is a varicap diode CR1 controlled by a DC voltage source.
  • the capacitance weights ordered is a varicap diode CR1 controlled by a DC voltage source.
  • Several varicap diodes can be associated to vary the capacity of a dipole 104, 106, 108.
  • FIG. 5 is a block diagram of a radiofrequency reception channel comprising a tunable frequency selective attenuator according to the invention.
  • the reception chain 500 includes a programmable attenuator 504 receiving a signal from an antenna 502.
  • the attenuation level applied by the programmable attenuator 504 is set via a control signal 505.
  • the signal from said attenuator 504 is then received. by a first filter 506 making it possible to retain only a part of the frequency spectrum of the signal.
  • the signal still includes frequency components whose power is too high.
  • the signal from the first filter 506 is received by a selective frequency tunable attenuator 508 according to the invention.
  • the frequency-tunable selective attenuator 508 is set to attenuate only the frequency components transmitted with too much power.
  • An amplifier 510 is placed at the output of the frequency tunable selective attenuator 508, then the signal from this amplifier is received by a second programmable attenuator 512 performing an automatic gain control controlled by a control signal 513.
  • programmable attenuator 512 is connected to a second filter 514, which is an anti-aliasing filter making it possible to comply with the Shannon condition before sampling performed by a CAN 516 placed at the output of this second filter 514.
  • the selective attenuator Frequencies 508 can be deactivated in the reception chain by means of a routing module 509 making it possible to transmit the signal directly from the first filter 506 to the amplifier 510.
  • several tunable selective attenuators 508 can be placed in the receiver. cascade.
  • the selective frequency attenuator 508 is, in the example, placed among the first stages of the reception chain 500 because it hardly affects the noise factor of this chain 500.
  • the selective frequency attenuator according to the invention can be realized with discrete components such as coils and capacitors, or with any other technology allowing the combination of quadrupoles. It requires few components, which makes it compact and inexpensive.
  • One of the important advantages of the frequency-selective attenuator according to the invention is that, when used in the acquisition chains, it makes it possible to obtain very good intermodulation performances.
  • Another advantage of the attenuator according to the invention is that it is possible to associate several in series in a reception chain without significantly degrading the noise factor of said chain, the ROS remaining close to 1 for each tunable attenuator , and whatever the tuning frequency that has been chosen for each of the tunable attenuators.
  • the attenuator structure according to the invention can also be applied to other areas such as acoustics.

Landscapes

  • Attenuators (AREA)
  • Input Circuits Of Receivers And Coupling Of Receivers And Audio Equipment (AREA)

Abstract

La présente invention concerne un atténuateur sélectif accordable en fréquences pourvu d'une structure en T aisément accordable comportant au moins un atténuateur (Rl, R2, R3) en T, une première résistance Rl dudit atténuateur en T reliant une première entrée (100a) à un point de raccord, une deuxième résistance R2 reliant ledit point de raccord à une première sortie (100c), une troisième résistance R3 reliant ledit point de raccord à une deuxième entrée (100b) et une deuxième sortie (10Od) reliées entre-elles; un premier dipôle (LpI, CpI, Cpvl) étant monté en parallèle avec la première résistance R1, un deuxième dipôle (Lp2, Cp2, Cpv2) étant monté en parallèle avec la deuxième résistance R2, un troisième dipôle (Ls, Cs, Csv) étant monté en série avec la troisième résistance R3, lesdits dipôles étant centrés sur au moins une même fréquence Fo, et configurés de sorte que, selon la fréquence du signal entrant, les premier et deuxième dipôles sont des courts - circuits lorsque le troisième dipôle bloque le courant, le troisième dipôle étant en court circuit lorsque les premier et deuxième dipôles bloquent le passage du courant, les valeurs des trois résistances (R1, R2, R3) étant choisies de manière à compenser les résistances de perte respectivement du premier dipôle, du deuxième dipôle et du troisième dipôle.

Description

Atténuateur sélectif en fréquences pourvu d'une structure en T
aisément accordable
La présente invention concerne un atténuateur sélectif en fréquences pourvu d'une structure en T aisément accordable. Elle s'applique notamment aux chaînes de réception radioélectriques pour réduire la puissance de signaux présents dans certaines bandes de fréquence accordables.
Les récepteurs radioélectriques modernes sont conçus pour traiter des bandes fréquentielles d'acquisition de plus en plus larges par rapport à la canalisation des signaux. Une des difficultés rencontrées dans la réalisation des chaînes de réception est l'acquisition d'un signal de faible niveau en présence de signaux à forts niveaux, tout en conservant de l'information sur les signaux forts. Avec l'émergence des nouvelles générations de récepteurs numériques, ce problème doit notamment être traité pour la numérisation directe de larges bandes de fréquences dans les chaînes de réception numériques. En effet, il est toujours possible d'amplifier de faibles signaux, mais cette solution se heurte aux limites des convertisseurs analogique- numérique (CAN) qui n'acceptent qu'une tension limitée en entrée. Par exemple, un récepteur à numérisation directe doit pouvoir numériser une bande de fréquences comprises entre 1 et 30 MHz, chaque signal étant canalisé sur un canal de 3kHz, le tout dans un environnement spectral perturbé par des signaux forts. A titre d'exemple, les signaux émis sur les bandes de radiodiffusion ou de télédiffusion, souvent qualifiées par le terme anglo-saxon de bandes de broadcast, sont particulièrement puissants et peuvent être considérés comme des signaux brouilleurs vis à vis des signaux hors broadcast. Afin de permettre au CAN d'exploiter pleinement la plage de tensions acceptées en entrée lors de l'échantillonnage de l'ensemble des signaux d'une large bande de fréquences, il est souhaitable de diminuer la puissance de ces signaux forts.
Actuellement, il est connu d'utiliser des atténuateurs pour diminuer la puissance de signaux. Cependant, les atténuateurs sont des fonctions invariantes en fréquence ce qui signifie que l'ensemble des signaux du spectre subit l'atténuation. Or, généralement, il ne faut pas atténuer les signaux faibles sous peine de ne plus pouvoir les traiter par la suite. Une combinaison d'atténuateurs et d'amplificateurs n'aboutirait qu'à une augmentation du facteur de bruit, et serait donc sans effet bénéfique.
Il est également connu d'éliminer les signaux perturbateurs présents sur une bande de fréquences donnée en utilisant des filtres réjecteurs de type Notch, lesquels rejettent une bande de fréquence tout en laissant passer le reste du spectre. Ces filtres sont particulièrement volumineux et coûteux. De plus, l'utilisation de ce type de filtre rend impossible tout traitement de signaux dans la bande de fréquences rejetée. En effet, les filtres Notch présentent un Rapport d'Ondes Stationnaires (ROS) très supérieur à 1 dans la bande de fréquence rejetée et introduisent donc des discontinuités de phase qui empêchent d'effectuer certains types de traitements, notamment les calculs goniométriques. Par ailleurs, cette mauvaise adaptation d'impédance sur une portion du spectre fréquentiel empêche la mise en cascade de ces filtres, ce qui s'avère gênant lorsque l'on souhaite éliminer plusieurs signaux indésirables de fréquences différentes.
Un atténuateur sélectif en fréquences a également été proposé par Thaïes dans la demande de brevet français publiée sous le numéro FR2918821 . Toutefois, cet atténuateur ne peut pas être accordé facilement en fréquences.
Un but de l'invention est d'atténuer la puissance de signaux présents sur certaines portions d'une bande de fréquence sans affecter les signaux occupant les autres parties du spectre, en permettant le traitement des signaux atténués, l'atténuation pouvant être aisément accordable en fréquence. A cet effet, l'invention a pour objet un atténuateur sélectif accordable en fréquences de la puissance d'un signal entrant, comportant au moins un atténuateur en T, une première résistance R1 dudit atténuateur en T reliant une première entrée à un point de raccord, une deuxième résistance R2 reliant ledit point de raccord à une première sortie, une troisième résistance R3 reliant ledit point de raccord à une deuxième entrée et une deuxième sortie reliées entre-elles, caractérisé en ce qu'un premier dipôle est monté en parallèle avec la première résistance R1 , un deuxième dipôle étant monté en parallèle avec la deuxième résistance R2, un troisième dipôle étant monté en série avec la troisième résistance R3, lesdits dipôles étant centrés sur au moins une même fréquence F0 et configurés de sorte que, selon la fréquence du signal entrant, les premier et deuxième dipôles sont des courts-circuits lorsque le troisième dipôle bloque le courant, le troisième dipôle étant en court-circuit lorsque les premier et deuxième dipôles bloquent le passage du courant, les valeurs des trois résistances étant choisies de manière à compenser les résistances de perte respectivement du premier dipôle, du deuxième dipôle et du troisième dipôle .
Du fait de sa structure, l'atténuateur sélectif en fréquences selon l'invention est aisément accordable en fréquences. En effet, les résistances parasites intrinsèques aux dipôles peuvent être intégrées aux résistances R1 , R2, R3 de l'atténuateur sélectif, ce qui facilite d'éventuels ajustements des valeurs de fréquence d'accord F0.
Selon un mode de réalisation de l'atténuateur sélectif accordable en fréquences selon l'invention, les dipôles comportent chacun au moins un circuit oscillant LC.
Selon un mode de réalisation de l'atténuateur sélectif accordable en fréquences selon l'invention, le premier dipôle et le deuxième dipôle comprennent chacun au moins un circuit LC parallèle.
Selon un mode de réalisation de l'atténuateur sélectif accordable en fréquences selon l'invention, chaque dipôle comporte des moyens pour faire varier la capacité du dipôle afin de modifier la fréquence d'accord F0.
Selon un mode de réalisation de l'atténuateur sélectif accordable en fréquences selon l'invention, le signal entrant est un signal radiofréquences.
L'invention a également pour objet une chaîne de réception radiofréquences comportant au moins un atténuateur sélectif tel que décrit plus haut.
Selon un mode de réalisation de la chaîne de réception radiofréquences, ladite chaîne est adaptée à recevoir et à numériser des signaux dans la bande HF.
Selon un mode de réalisation de la chaîne de réception radiofréquences, ladite chaîne est adaptée à recevoir et à émettre des signaux transitant par l'atténuateur sélectif en fréquences. Le Rapport d'Ondes Stationnaires (ROS) de l'atténuateur sélectif accordable selon l'invention reste proche de 1 dans toute la bande de fréquences, ce qui permet d'en associer plusieurs en série avec une dégradation mineure du facteur de bruit.
L'invention a également pour objet une chaîne de réception radiofréquences comportant au moins un atténuateur sélectif accordable tel que décrit plus haut. L'atténuateur sélectif accordable en fréquences selon l'invention peut, par exemple, être inséré dans une chaîne de réception radiofréquences, pour laquelle on souhaite diminuer l'amplitude de signaux émis sur des bandes de broadcast déjà connues.
D'autres caractéristiques apparaîtront à la lecture de la description détaillée donnée à titre d'exemple et non limitative qui suit faite en regard de dessins annexés qui représentent :
- la figure 1 , un exemple de structure d'atténuateur sélectif accordable en fréquences selon l'invention,
- la figure 2, un premier mode de réalisation d'un atténuateur sélectif en fréquences selon l'invention pouvant être aisément accordée,
- la figure 3, un deuxième mode de réalisation d'un atténuateur sélectif accordable en fréquences selon l'invention,
- les figures 4a et 4b, illustrant un troisième mode de réalisation d'un atténuateur sélectif accordable en fréquences selon l'invention,
- la figure 5, l'architecture d'une chaîne de réception radiofréquence comportant un atténuateur sélectif accordable en fréquences selon l'invention.
Par souci de clarté, les mêmes références dans des figures différentes désignent les mêmes éléments.
La figure 1 présente un exemple de structure d'atténuateur sélectif aisément accordable en fréquences selon l'invention. L'atténuateur sélectif en fréquences 100 est un quadripole dont la deuxième entrée 100b et la deuxième sortie 100d sont reliées à une masse électrique 1 10, un atténuateur de puissance 102 étant placé entre les deux autres bornes 100a, 100c. L'atténuateur de puissance 102 a une structure en T, une résistance R1 , R2, R3 étant placée sur chacune de ses branches, les trois résistances R1 , R2, R3 étant reliées entre-elles à un point de raccord 100x. Un premier dipôle 104 est monté en parallèle avec la première résistance R1 , entre la première entrée 100a et le point de raccord 100x et un second dipôle 106 est monté en parallèle avec la deuxième résistance R2, entre le point de raccord 100x et la première sortie 100c. Un troisième dipôle 108 est monté en série avec la troisième résistance R3, c'est-à-dire entre cette résistance R3 et les deuxièmes entrée et sortie 100b, 100d reliées à la masse électrique 1 10.
La figure 2 présente un premier mode de réalisation d'un atténuateur sélectif aisément accordable en fréquences selon l'invention. Dans l'exemple, le premier dipôle 104 et le deuxième dipôle 106 sont des circuits parallèles LC, tandis que le troisième dipôle 108 est un est circuit LC série. Ces circuits LC 104, 106, 108 sont conçus pour avoir sensiblement la même fréquence d'accord F0. Par ailleurs, les valeurs des inductances et capacités de ces circuits LC ont un impact sur le facteur de qualité, c'est à dire la sélectivité de l'atténuateur. D'une part, la fréquence d'accord du circuit Lp Cpi du premier dipôle 104 est fonction du produit Lp .Cpi et la fréquence d'accord du circuit Lp2Cp2 du deuxième dipôle 106 est fonction du produit Lp2-Cp2. D'autre part, la fréquence d'accord du circuit LSCS du troisième dipôle 108 est fonction du produit LS.CS. Ainsi, les couples de valeurs (Lp ,Cpi), (Lp2,Cp2) et (LS.CS) sont notamment déterminés en fonction de la fréquence d'accord F0 visée et de la sélectivité souhaitée. Dans l'exemple, la fréquence F0 correspond à la fréquence des signaux perturbateurs à atténuer et la sélectivité correspond à la bande de fréquence à couvrir autour de cette fréquence F0. Selon un mode de réalisation de l'atténuateur en fréquences, Lpi = Cp2 et Cpi = Cp2. A titre d'exemple, pour un atténuateur sélectif en fréquences 100 dont la fréquence d'accord F0 est approximativement égale à 7.5 MHz, dont la largeur de la bande atténuée est d'environ 300 kHz, avec une atténuation de 14 dB à F0, les valeurs suivantes pourront être utilisées : R1 =215 ohms, R2=215 ohms, R3=5.632 ohms, Lp1= Lp2=68 nH,
Figure imgf000007_0001
nF , Ls=10 μΗ, Cs=47 pF. En outre, le ROS, reste quasiment égal à 1 quelle que soit la fréquence du signal d'entrée et la phase des signaux est peu modifiée.
Selon un autre mode de réalisation, les dipôles 104, 106, 108 peuvent comporter plusieurs inductances et/ou plusieurs capacités afin d'obtenir une sélectivité de réjection plus importante. Dans ce cas, les inductances appartenant à un même dipôle peuvent être alignées lors de l'implantation matérielle afin de créer une mutuelle inductance.
Dans le domaine des hyperfréquences, les circuits LC peuvent être remplacés par d'autres circuits résonnants comportant, par exemple, des barreaux de céramique.
Lorsque la fréquence du signal entrant est nettement inférieure à la fréquence d'accord F0, le premier dipôle 1 04 et le deuxième dipôle 106 tendent, respectivement, à court-circuiter la première entrée 1 00a de l'atténuateur 1 00 avec le point de raccord 1 00x et à court-circuiter le point de raccord 1 00x avec la première sortie 100c, grâce à l'impédance quasi-nulle des inductances Lp , Lp2 aux basses fréquences. Concomitamment, le troisième dipôle 1 08 tend à ouvrir le circuit entre le point de raccord 1 00x et les secondes entrée et sortie 1 00b, 1 00d, la capacité Cs bloquant le passage du courant électrique aux basses fréquences. Ainsi, lorsque la fréquence du signal entrant est nettement inférieure à F0, l'atténuateur sélectif en fréquences 100 tend à se comporter comme une simple ligne de transmission, laissant passer le signal sans le modifier notablement.
Lorsque la fréquence du signal entrant est nettement supérieure à F0, le premier dipôle 1 04 et le deuxième dipôle 1 06 tendent à court-circuiter la première entrée 1 00a de l'atténuateur 1 00 avec la première sortie 1 00c, grâce à l'impédance quasi-nulle des capacités Cpi , Cp2 aux fréquences hautes. Concomitamment, le troisième dipôle 108 tend à ouvrir le circuit entre le point de raccord 100x et les secondes entrée et sortie 1 00b, 1 00d, l'inductance Ls bloquant le passage du courant électrique aux fréquences hautes. Ainsi, lorsque la fréquence du signal entrant est nettement supérieure à F0, l'atténuateur sélectif en fréquences 1 00 tend à se comporter comme une simple ligne de transmission, laissant passer le signal sans le modifier notablement.
Lorsque la fréquence du signal entrant est proche de la fréquence d'accord F0, le circuit Lpi Cpi du premier dipôle 1 04 et le circuit LP2CP2 du deuxième dipôle 1 06 se comportent sensiblement comme des circuits ouverts. Parallèlement, au niveau du troisième dipôle LSCS série 1 08, un court-circuit est quasiment opéré entre l'atténuateur de puissance 1 02 et la masse électrique. Ainsi lorsque la fréquence du signal entrant est proche de F0, l'influence des deux premiers dipôles 1 04, 106 est largement inhibée et l'atténuateur sélectif en fréquences 1 00 se comporte sensiblement comme un atténuateur classique.
Les inductances respectives Ls et Lp , Lp2 ayant des coefficients de qualité limités, une résistance de perte, respectivement Rs et Rpi , Rp2, doit être considérée dans le modèle de l'atténuateur. Les capacités Cs et Cpi , Cp2 ont également un coefficient de qualité limité qui intervient au second ordre. Dans le cas du circuit résonnant série LSCS, la résistance de perte Rs peut être compensée, et "intégrée" avec la troisième résistance R3 puisque ces deux résistances sont en série. Ainsi, la valeur de R3 choisie peut être réduite de la valeur de la résistance de perte série Rs. Grâce à l'atténuateur selon l'invention, à la différence des atténuateurs connus de l'état de la technique, la compensation des résistances de perte issues des inductances Lp , Lp2 est également permise. En effet, le premier dipôle 1 04 oscillant parallèle Lpi Cpi est monté en parallèle avec la première résistance R1 et le second circuit oscillant parallèle Lp2Cp2 est monté en parallèle avec la deuxième résistance R2, de sorte que la première résistance parasite parallèle Rpi peut être intégrée avec la première résistance R1 , la seconde résistance parasite parallèle Rp2 pouvant être intégrée avec la deuxième résistance R2. La valeur choisie pour la première résistance R1 peut être telle que la conductance y correspondante est réduite de la conductance du premier dipôle circuit oscillant parallèle Lp Cpi ; de la même manière, la valeur choisie pour la deuxième résistance R2 peut être telle que la conductance y correspondante est réduite de la conductance du premier dipôle circuit oscillant parallèle Lp Cpi .
La figure 3 présente un deuxième mode de réalisation d'un atténuateur sélectif accordable en fréquences selon l'invention. Par rapport au premier mode de réalisation, des capacités CsV, CpVi , CpV2 variables sont ajoutées dans les circuits LC. Contrairement aux circuits de l'art antérieur, la fréquence d'accord F0 peut être modifiée sans affecter le ROS. Dans le premier dipôle 1 04 et le deuxième dipôle 1 06, une capacité variable CpVi , Cpv2 sst montée en parallèle avec la capacité Cp-i , Cp2, tandis que dans le troisième dipôle 1 08, une capacité variable CsV est montée en série avec Ls. Les capacités variables sont ajustées de manière cohérente d'un dipôle à l'autre, de sorte que l'atténuation sélective en fréquence demeure mais soit décalée en fréquence. La figure 4a illustre un troisième mode de réalisation dans lequel la fréquence de l'atténuateur sélectif peut être accordée grâce à des poids de capacité commandés par des signaux F1 , F2. Pour chaque dipôle 104, 106, 108. Une ou plusieurs capacités sont ajoutées en parallèle avec la capacité Cs, Cpi , Cp2 du circuit LC du dipôle. Un interrupteur commandé permet d'activer ou de désactiver le poids de capacité ainsi ajouté. L'activation ou la désactivation des poids de capacité est effectuée de sorte que le comportement de l'atténuateur sélectif est conservé (court-circuit des premiers et deuxième dipôles 104, 106 cohérentes avec l'ouverture du circuit du troisième dipôle 108), mais avec un décalage en fréquence.
La figure 4b illustre un quatrième mode de réalisation dans lequel les poids de capacité commandés est une diode varicap CR1 commandée par une source de tension continue. Plusieurs diodes varicap peuvent être associées pour faire varier la capacité d'un dipôle 104, 106, 108.
La figure 5 est un synoptique d'une chaîne de réception radiofréquences comportant un atténuateur sélectif en fréquences accordable selon l'invention. La chaîne de réception 500 comporte un atténuateur programmable 504 recevant un signal issu d'une antenne 502. Le niveau d'atténuation appliquée par l'atténuateur programmable 504 est réglé via un signal de commande 505. Le signal issu dudit atténuateur 504 est ensuite reçu par un premier filtre 506 permettant de conserver seulement une partie du spectre fréquentiel du signal. A ce stade, le signal comprend encore des composantes fréquentielles dont la puissance est trop élevée. Pour diminuer la puissance de ces composantes, le signal issu du premier filtre 506 est reçu par un atténuateur sélectif accordable en fréquences 508 selon l'invention. L'atténuateur sélectif accordable en fréquences 508 est réglé de manière à atténuer seulement les composantes fréquentielles émises avec une trop grande puissance. Un amplificateur 510 est placé en sortie de l'atténuateur sélectif accordable en fréquences 508, puis le signal issu de cet amplificateur est reçu par un deuxième atténuateur programmable 512 effectuant un contrôle automatique de gain régulé par un signal de commande 513. La sortie de l'atténuateur programmable 512 est reliée à un second filtre 514, lequel est un filtre anti-repliement permettant de respecter la condition de Shannon avant l'échantillonnage effectué par un CAN 516 placé en sortie de ce second filtre 514. L'atténuateur sélectif en fréquences 508 peut être désactivé dans la chaîne de réception grâce à un module d'aiguillage 509 permettant de transmettre le signal directement du premier filtre 506 vers l'amplificateur 510. Selon un autre mode de réalisation, plusieurs atténuateurs sélectifs accordables 508 peuvent être placés en cascade. L'atténuateur sélectif en fréquences 508 est, dans l'exemple, placé parmi les premiers étages de la chaîne de réception 500 car il n'affecte quasiment pas le facteur de bruit de cette chaîne 500.
L'atténuateur sélectif en fréquences selon l'invention peut être réalisé avec des composants discrets tels que des bobines et des condensateurs, ou avec toute autre technologie permettant l'association de quadripôles. Il requiert peu de composants, ce qui le rend peu encombrant et peu coûteux.
L'un des avantages importants de l'atténuateur sélectif en fréquences selon l'invention est qu'il permet, lorsqu'il est utilisé dans les chaînes d'acquisition, d'obtenir de très bonnes performances d'intermodulation.
Un autre avantage de l'atténuateur selon l'invention est qu'il est possible d'en associer plusieurs en série dans une chaîne de réception sans dégrader notablement le facteur de bruit de ladite chaîne, le ROS demeurant proche de 1 pour chaque atténuateur accordable, et quelque soit la fréquence d'accord qui a été choisie pour chacun des atténuateurs accordables.
Enfin, la structure d'atténuateur selon l'invention peut également être appliquée à d'autres domaines tels que l'acoustique.

Claims

REVENDICATIONS
1 . Atténuateur sélectif accordable en fréquences (1 00) de la puissance d'un signal entrant, comportant au moins un atténuateur (102) en T, une première résistance R1 dudit atténuateur en T (102) reliant une première entrée (100a) à un point de raccord (100x), une deuxième résistance R2 reliant ledit point de raccord (100x) à une première sortie (100c), une troisième résistance R3 reliant ledit point de raccord à une deuxième entrée (102b) et une deuxième sortie (102d) reliées entre-elles, caractérisé en ce qu'un premier dipôle (104) est monté en parallèle avec la première résistance R1 , un deuxième dipôle (106) étant monté en parallèle avec la deuxième résistance R2, un troisième dipôle (108) étant monté en série avec la troisième résistance R3, lesdits dipôles (104, 106, 108) étant centrés sur au moins une même fréquence F0 et configurés de sorte que, selon la fréquence du signal entrant, les premier et deuxième dipôles (104, 106) sont des courts-circuits lorsque le troisième dipôle (108) bloque le courant, le troisième dipôle (108) étant en court-circuit lorsque les premier et deuxième dipôles (106, 108) bloquent le passage du courant, les valeurs des trois résistances (R1 , R2, R3) étant choisies de manière à compenser les résistances de perte respectivement du premier dipôle (104), du deuxième dipôle (106) et du troisième dipôle (108).
2. Atténuateur sélectif en fréquences selon la revendication 1 , caractérisé en ce que les dipôles (104, 106, 108) comportent chacun au moins un circuit oscillant LC.
3. Atténuateur sélectif en fréquences selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le premier dipôle (104) et le deuxième dipôle (106) comprennent chacun au moins un circuit LC parallèle.
4. Atténuateur sélectif en fréquences selon l'une des revendications précédentes, dans lequel chaque dipôle (104, 106, 108) comporte des moyens pour faire varier la capacité du dipôle afin de modifier la fréquence d'accord F0.
5. Atténuateur sélectif (100) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le signal entrant est un signal radiofréquences.
6. Chaîne de réception radiofréquences (500) comportant au moins un atténuateur sélectif selon l'une des revendications précédentes.
7. Chaîne de réception radiofréquences (500) selon la revendication 6, ladite chaîne étant adaptée à recevoir et à numériser des signaux dans la bande HF.
8. Chaîne de réception radiofréquences (500) réversible de signaux selon la revendication 6 ou 7, caractérisée en ce qu'elle est adaptée à recevoir et à émettre des signaux transitant par l'atténuateur sélectif en fréquences (508).
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