FR2891424A1 - Signal processing device for signal transmission system, has divider`s input port and combiner`s output port situated on both sides of axis passing via center of active zone and parallel to direction of paths of signal propagating in zone - Google Patents
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Abstract
Description
2891424 12891424 1
L'invention concerne un dispositif de traitement de signal. The invention relates to a signal processing device.
Elle concerne en particulier un dispositif de traitement d'un signal comportant un diviseur ayant un accès en entrée et en sortie, un combineur ayant un accès en entrée et en sortie, et une zone active disposée entre l'accès en sortie du diviseur et l'accès en entrée du combineur. It relates in particular to a signal processing device comprising a divider having an input and an output port, a combiner having an input and an output port, and an active area disposed between the output port of the divider and the port. input access of the combiner.
De tels dispositifs sont par exemple utilisés en tant qu'amplificateur de puissance. Such devices are for example used as a power amplifier.
La zone active joue dans ce cas le rôle d'amplification. In this case, the active zone plays the role of amplification.
A cet effet, elle comprend typiquement une pluralité d'amplificateurs élémentaires auxquels on fournit un signal au moyen du diviseur. For this purpose, it typically comprises a plurality of elementary amplifiers to which a signal is supplied by means of the divider.
Le signal ayant subi différentes amplifications élémentaires est traité par le combineur, lequel réalise essentiellement une addition de chacun des signaux amplifiés. The signal having undergone different elementary amplifications is processed by the combiner, which essentially performs an addition of each of the amplified signals.
On obtient ainsi un amplificateur de forte puissance paramétré par le nombre d'amplificateurs élémentaires composant la zone active. This results in a high power amplifier parameterized by the number of elementary amplifiers making up the active area.
Un paramètre important de tels dispositifs est le rendement de combinaison. An important parameter of such devices is the combination efficiency.
Le rendement de combinaison est défini par le rapport entre la puissance de sortie totale du dispositif et la somme totale des puissances de sortie de chacun des circuits élémentaires qui composent la zone active. The combining efficiency is defined by the ratio between the total output power of the device and the total sum of the output powers of each of the elementary circuits that make up the active area.
Dans l'exemple précédent, il s'agît donc du rapport entre la puissance totale fournie par l'amplificateur et la somme des puissances élémentaires fournies par les amplificateurs élémentaires de la zone active. In the preceding example, it is therefore the ratio between the total power supplied by the amplifier and the sum of the elementary powers provided by the elementary amplifiers of the active zone.
On sait que ce rendement dépend d'un nombre de facteurs importants. This yield is known to depend on a number of important factors.
Un facteur est par exemple une perte qui peut exister dans des circuits d'accès à la zone active. A factor is, for example, a loss that may exist in access circuits to the active zone.
Ces circuits d'accès, typiquement des circuits et/ou dispositifs électromagnétiques et/ou électroniques, servent d'interface entre le combineur ou le diviseur et les circuits élémentaires. These access circuits, typically circuits and / or electromagnetic and / or electronic devices, serve as an interface between the combiner or the divider and the elementary circuits.
On sait que pour réduire le plus possible ces pertes, il est possible de jouer sur les structures et les technologies de ces circuits d'accès. We know that to minimize these losses, it is possible to play on the structures and technologies of these access circuits.
Le rendement de combinaison dépend également de la manière dont est réparti l'éclairement dans le dispositif. The combination efficiency also depends on how the illumination in the device is distributed.
On entend par éclairement un signal. By illumination is meant a signal.
De manière optimale, il faut que cet éclairement soit équi-réparti en amplitude dans la zone active, de manière à ce que chaque circuit élémentaire se voit présenté un signal ayant une même distorsion. Optimally, this illumination must be equi-distributed in amplitude in the active area, so that each elementary circuit is shown a signal having the same distortion.
Dans ce but, on peut jouer de façon connue sur des paramètres géométriques du dispositif. For this purpose, it is possible to play in known manner on geometrical parameters of the device.
A titre d'exemple, on peut jouer sur des distances entre les composants qui composent ce dispositif. For example, one can play on distances between the components that make up this device.
Une optimisation connue de la répartition de l'éclairement consiste à faire en sorte que les trajets globaux soient le plus équi-phase possible. A known optimization of the distribution of illumination consists in making the global paths as equi-phase as possible.
On entend par là que la différence de marche, ou par analogie le déphasage, entre les différents trajets du signal parcourant le diviseur d'un côté et le combineur de l'autre soit aussi petite que possible au niveau de chacun d'entre eux indépendamment. By this is meant that the difference in operation, or by analogy the phase shift, between the different signal paths traversing the divider on one side and the combiner on the other is as small as possible at each of them independently. .
A titre d'explication, la figure 1 montre la partie d'un dispositif classique correspondant au diviseur et à la zone active de celui-ci. By way of explanation, FIG. 1 shows the part of a conventional device corresponding to the divider and to the active zone thereof.
Un signal 10 pénètre dans le dispositif par l'accès d'entrée 20 et se trouve distribué en différents trajets par le diviseur 30, comme par exemple les trajets 11 et 12. A signal 10 enters the device through the input port 20 and is distributed in different paths by the divider 30, such as for example the paths 11 and 12.
Le signal 10 traverse donc, selon lesdits trajets, l'accès de sortie du 5 diviseur 30, puis se propage dans la zone active 40. The signal 10 thus crosses, according to said paths, the output port of the divider 30, then propagates in the active area 40.
Comme on peut le voir sur cette figure, les trajets 11 et 12 ont une longueur différente entre leur point de départ 50, qui correspond à un centre de phase 50, et l'accès de sortie du diviseur. As can be seen in this figure, the paths 11 and 12 have a different length between their starting point 50, which corresponds to a phase center 50, and the output port of the divider.
C'est cette différence qui constitue la différence de marche entre ces 10 deux signaux et qui doit être classiquement minimisée. It is this difference which constitutes the difference in market between these two signals and which must be classically minimized.
Ainsi, on considèrera dans la suite du texte qu'une différence de marche correspond à une différence de longueur entre un trajet du signal 10 et celui qui possède la plus courte distance du centre de phase 50 à l'accès de sortie du diviseur 30. Thus, it will be considered in the rest of the text that a path difference corresponds to a difference in length between a path of the signal 10 and that which has the shortest distance from the phase center 50 to the output port of the divider 30.
Par analogie, dans le combineur il s'agira d'une différence de longueur entre le trajet du signal 10 et celui qui possède la plus courte distance du centre de phase 50 du combineur au niveau de l'accès de sortie à son accès d'entrée. By analogy, in the combiner it will be a difference in length between the path of the signal 10 and the one that has the shortest distance from the phase center 50 of the combiner at the output access to its access port. Entrance.
Dans l'exemple représenté à la figure 1, le trajet qui possède la plus 20 courte distance est le trajet 11. In the example shown in FIG. 1, the path that has the shortest distance is path 11.
Par conséquent, une différence de marche dans le diviseur définira une différence de longueur entre un trajet quelconque et le trajet 11. Therefore, a difference in the divider will define a difference in length between any path and the path 11.
On notera par ailleurs qu'une différence de marche AL et un déphasage AP correspondant sont liés par la relation: AL*v=AP, où v est la vitesse de propagation d'une onde dans la structure. It will also be noted that a difference in path AL and a corresponding phase shift AP are linked by the relation: AL * v = AP, where v is the speed of propagation of a wave in the structure.
C'est la raison pour laquelle dans la description suivante, on pourra aussi bien raisonner avec une différence de marche de trajet qu'avec un déphasage de signal. This is the reason why in the following description, it will be possible to reason with a path difference as well as with a signal phase shift.
On comprend maintenant que la géométrique du diviseur et du combineur peut avoir une influence importante sur la différence de marche. We now understand that the geometry of the divider and combiner can have a significant influence on the difference in operation.
On voit en particulier que la différence de marche maximale, c'est-à-dire la différence de marche entre le trajet le plus court 11 et le plus long dans le diviseur ou le combineur, croît avec la largeur de la zone active 40 (largeur dans la direction X sur la figure 1). In particular, it can be seen that the maximum operating difference, that is to say the difference between the shortest and the longest path 11 in the divider or combiner, increases with the width of the active area 40 ( width in the X direction in Figure 1).
Comme la largeur de la zone active 40 peut dépendre du nombre de circuits élémentaires 70 qui la compose, un grand nombre de ces circuits induit une différence de marche maximale plus grande, ce qui est un inconvénient. As the width of the active zone 40 may depend on the number of elementary circuits 70 that compose it, a large number of these circuits induces a greater maximum difference in the path, which is a disadvantage.
Une technique connue qui permet de réduire les problèmes de différence de marche précités, consiste à augmenter la longueur du diviseur et/ou du combineur. A known technique which makes it possible to reduce the above-mentioned difference in step problems consists in increasing the length of the divider and / or the combiner.
A cet égard, la figure 2 montre la même partie du dispositif de la figure 1, mais le diviseur possède cette fois-ci une longueur L' plus importante. In this regard, Figure 2 shows the same part of the device of Figure 1, but the divisor has this time a length L 'most important.
On peut voir par comparaison, que la différence de marche 100 est beaucoup plus petite que la différence de marche 60, illustrant ainsi qu'une augmentation de la longueur du diviseur permet une amélioration de ce paramètre. By comparison, it can be seen that the difference in path 100 is much smaller than the path difference 60, thus illustrating that an increase in the length of the divider allows an improvement of this parameter.
Toutefois, un inconvénient d'une telle méthode est que l'augmentation de la longueur induit en même temps une augmentation des pertes d'insertions dans le composant en question, ce qui dégrade notamment le rendement en puissance du dispositif. However, a disadvantage of such a method is that increasing the length induces at the same time an increase in insertions losses in the component in question, which in particular degrades the power output of the device.
Un autre inconvénient est que les réglages en équi-amplitude et en équiphase n'étant pas indépendants, un compromis est nécessaire. Et, ce compromis ne maximise pas la puissance. Another disadvantage is that the equi-amplitude and equiphase settings are not independent, a compromise is necessary. And, this compromise does not maximize power.
Un autre inconvénient encore est que cette méthode est relativement incompatible avec un certain nombre d'autres exigences qu'un cahier des charges peut imposer. Another disadvantage is that this method is relatively inconsistent with a number of other requirements that a specification may impose.
Il peut s'agir en particulier d'une contrainte en terme de compacité, de coût, etc. On connaît aussi une autre technique qui consiste à associer un circuit spécifique à chacun desdits circuits d'accès à la zone active. This may in particular be a constraint in terms of compactness, cost, etc. Another technique is known which involves associating a specific circuit with each of said access circuits to the active zone.
A cet égard, on pourra se référer au document US 4 291 278, lequel propose notamment de minimiser les déphasages entre les trajets d'un signal en insérant des lignes de transmission plus ou moins longues au niveau de chaque circuit d'accès pour compenser une à une les différences de marche. In this regard, reference may be made to US Pat. No. 4,291,278, which proposes, in particular, to minimize the phase differences between the paths of a signal by inserting transmission lines of varying length at each access circuit to compensate for an to one the differences of market.
Bien qu'intéressante, cette alternative ne résout pas de manière suffisante les problèmes susmentionnés. Although interesting, this alternative does not sufficiently solve the aforementioned problems.
En outre, le dispositif de ce document pose d'autres problèmes supplémentaires, comme une complexité accrue posant notamment des problèmes de réalisation et de production, les circuits étant tous différents les uns des autres. In addition, the device of this document poses other additional problems, such as increased complexity posing particular problems of production and production, the circuits being all different from each other.
On notera encore que la méthode décrite dans ce document est appliquée à un dispositif dont les amplificateurs élémentaires doivent posséder des gains différents et délivrent des puissances différentes, ce qui contribue de nouveau à accroître la complexité précitée. Note also that the method described in this document is applied to a device whose elementary amplifiers must have different gains and deliver different powers, which again contributes to increasing the aforementioned complexity.
L'invention a donc pour but de pallier au moins les inconvénients susmentionnés. The invention therefore aims to overcome at least the aforementioned disadvantages.
A cet effet, l'invention propose un dispositif de traitement d'un signal comportant un diviseur ayant un accès d'entrée et de sortie, un combineur ayant un accès d'entrée et de sortie, et une zone active disposée entre l'accès de sortie du diviseur et l'accès d'entrée du combineur, caractérisé en ce que le diviseur et le combineur sont agencés pour qu'en coopération ils minimisent les écarts de phase liés aux différents trajets du signal entre les accès d'entrée et de sortie du dispositif. For this purpose, the invention proposes a signal processing device comprising a divider having an input and output port, a combiner having an input and output port, and an active area disposed between the port of the divider and the input port of the combiner, characterized in that the divider and the combiner are arranged so that in cooperation they minimize the phase differences associated with the different signal paths between the input and output ports. output of the device.
L'invention propose également un procédé de traitement d'un signal parcourant un diviseur, une zone active et un combineur, caractérisé en ce que l'on adapte à la fois la phase des trajets dans le diviseur, et la phase des trajets correspondants dans le combineur pour que la somme de la phase de chaque trajet dans le diviseur et de chaque trajet correspondant dans le combineur soit sensiblement égale. The invention also proposes a method for processing a signal traversing a divider, an active zone and a combiner, characterized in that both the phase of the paths in the divider and the phase of the corresponding paths are adapted in the combiner so that the sum of the phase of each path in the divider and of each corresponding path in the combiner is substantially equal.
Ainsi, dans l'invention on ne recourt ni à des lignes de transmission ni à des circuits spécifiques en plus des composants utilisés initialement pour le dispositif. Thus, in the invention, neither transmission lines nor specific circuits are used in addition to the components initially used for the device.
Au contraire, ce sont avantageusement le diviseur et le combineur euxmêmes qui associés permettent de minimiser les différences de marche des trajets du signal et donc les différences de phase. On the contrary, it is advantageously the divider and the combiner themselves which combine to minimize the differences in the path of the signal paths and therefore the phase differences.
Plus précisément encore, cet avantage est obtenu grâce à leur coopération. More precisely, this advantage is obtained thanks to their cooperation.
Ce dispositif est simple et compact. This device is simple and compact.
Par ailleurs, la méthode de l'invention est simple à mettre en oeuvre, notamment par le fait que les réglages pour obtenir une équi-amplitude et une équi-phase sont rendus presque indépendants. Moreover, the method of the invention is simple to implement, in particular by the fact that the settings to obtain equi-amplitude and equi-phase are made almost independent.
Un autre avantage, est que la méthode de l'invention dépend peu des technologies utilisées. Another advantage is that the method of the invention depends little on the technologies used.
En particulier, elle est applicable à des dispositifs utilisant diverses technologies, par exemple des technologies classiques 3D (trois dimensions), spatiale, quasi-optique, etc. Un autre avantage encore est que les performances de la méthode et des dispositifs ainsi réalisés sont peu sensibles au nombre de circuits élémentaires composant la zone active. In particular, it is applicable to devices using various technologies, for example conventional 3D (three-dimensional), spatial, quasi-optical, etc. technologies. Another advantage is that the performance of the method and the devices thus produced are insensitive to the number of elementary circuits constituting the active zone.
En d'autres termes, la dépendance de la différence de marche évoquée plus haut en fonction de la largeur de la zone active est rendue sensiblement nulle, tout au moins la plus petite possible. In other words, the dependence of the operating difference mentioned above as a function of the width of the active zone is rendered substantially zero, at least the smallest possible.
L'invention permet donc de réaliser des dispositifs performants comprenant un nombre accru de circuits élémentaires. The invention thus makes it possible to produce high-performance devices comprising an increased number of elementary circuits.
D'autres aspects, buts et avantages de l'invention apparaîtront mieux à la lecture de la description suivante de l'invention, faite en référence aux dessins annexés sur lesquels: - la figure 1 illustre une différence de marche dans un diviseur d'un dispositif classique vu en coupe longitudinale, - la figure 2 illustre une différence de marche qui a diminué lorsqu'on utilise un diviseur ayant une longueur supérieure à celle du diviseur de la figure 1, - la figure 3 est un dispositif conforme à l'invention vu en coupe longitudinale, la zone active comportant des circuits élémentaires disposés sur des plateaux superposés le long d'une largeur de ladite zone, - la figure 4 est un autre dispositif conforme à l'invention vu en coupe longitudinale, la zone active comportant des circuits élémentaires disposés sur des plateaux disposés les uns à coté des autres selon une longueur de ladite zone, - la figure 5 montre graphiquement à titre d'exemple non limitatif des différences de marche observables au niveau de l'accès de sortie d'un diviseur d'un dispositif de l'art antérieur, et ce pour différents rapports entre la longueur du diviseur et la largeur de la zone active, - la figure 6 montre graphiquement à titre d'exemple non limitatif des différences de marche observables au niveau de l'accès de sortie d'un combineur d'un dispositif de l'art antérieur, et ce pour différents rapports entre la longueur du combineur et la largeur de la zone active, - la figure 7 montre graphiquement à titre d'exemple non limitatif une comparaison des différences de marche observables au niveau de l'accès de sortie d'un diviseur d'un dispositif de l'invention et de l'art antérieur, et ce pour différents rapports entre la longueur du diviseur et la largeur de la zone active, - la figure 8 montre graphiquement à titre d'exemple non limitatif une comparaison des différences de marche observables au niveau de l'accès de sortie d'un combineur d'un dispositif de l'invention et de l'art antérieur, et ce pour différents rapports entre la longueur du combineur et la largeur de la zone active, - la figure 9 est un tableau montrant des résultats obtenus dans un exemple de modélisation. Other aspects, objects and advantages of the invention will appear better on reading the following description of the invention, with reference to the appended drawings, in which: FIG. 1 illustrates a difference in a divider of a conventional device seen in longitudinal section, - Figure 2 illustrates a difference in step which has decreased when using a divider having a length greater than that of the divider of Figure 1, - Figure 3 is a device according to the invention. seen in longitudinal section, the active zone comprising elementary circuits arranged on superposed trays along a width of said zone; - FIG. 4 is another device according to the invention seen in longitudinal section, the active zone comprising elementary circuits arranged on trays disposed next to one another along a length of said zone; FIG. 5 graphically shows by way of nonlimiting example of the differences operating frequencies observable at the level of the output port of a divider of a device of the prior art, and for different ratios between the length of the divider and the width of the active zone; FIG. 6 graphically shows as a non-limitative example of the differences in the operation observable at the output port of a combiner of a device of the prior art, and for different ratios between the length of the combiner and the width of the zone active, - Figure 7 shows graphically by way of non-limiting example a comparison of the differences in operation observable at the output port of a divider of a device of the invention and the prior art, and for different ratios between the length of the divider and the width of the active zone, FIG. 8 graphically shows, by way of nonlimiting example, a comparison of the differences in operation observable at the level of the output port of a combiner. a device for According to the invention and the prior art, and for different ratios between the length of the combiner and the width of the active area, FIG. 9 is a table showing the results obtained in a modeling example.
Tel que représenté en coupe sur la figure 3, un dispositif de traitement d'un signal selon l'invention comporte un diviseur 110, une zone active 120 et un combineur 130. As shown in section in FIG. 3, a device for processing a signal according to the invention comprises a divider 110, an active zone 120 and a combiner 130.
Le diviseur 110 et le combineur 130 possèdent un accès d'entrée 111 et 131 et de sortie 112 et 132, respectivement. Divider 110 and combiner 130 have input ports 111 and 131 and outputs 112 and 132, respectively.
Ces accès 111 et 132 correspondent à des centres de phase. These ports 111 and 132 correspond to phase centers.
Comme on peut le voir de tels accès définissent une zone frontière où l'on peut considérer que, selon le cas, le signal pénètre ou quitte le composant considéré. As can be seen, such accesses define a boundary zone where it can be considered that, depending on the case, the signal enters or leaves the component considered.
La zone active 120 se trouve entre l'accès de sortie 112 du diviseur et l'accès d'entrée 131 du combineur. The active area 120 is between the output port 112 of the divider and the input port 131 of the combiner.
Elle possède elle-même un accès d'entrée et un accès de sortie, mais ceuxci sont confondus avec les accès de sortie du diviseur et d'entrée du combineur, respectivement. It has itself an input port and an output port, but these are confused with the splitter output and the combiner input ports, respectively.
La zone active 120 s'étend sur une largeur notée W définie par deux extrémités haute 121 et basse 122. The active zone 120 extends over a width denoted W defined by two upper ends 121 and lower 122.
Ces deux extrémités se trouvent respectivement à une ordonnée +W/2 et W/2 dans un repère orthonormé (YOX), où Y est un axe du repère parallèle à une direction de propagation principale d'un signal dans la zone active 120, 0 est le centre de la zone active et X un axe orthogonal à Y, c'est- à- dire un axe s'étendant selon la largeur du dispositif. These two ends are respectively at an ordinate + W / 2 and W / 2 in an orthonormal coordinate system (YOX), where Y is an axis of the coordinate system parallel to a main propagation direction of a signal in the active area 120, 0 is the center of the active area and X is an axis orthogonal to Y, that is, an axis extending along the width of the device.
La zone active comporte des circuits élémentaires actifs disposés sur une pluralité de supports 140. The active zone comprises active elementary circuits arranged on a plurality of supports 140.
Tel qu'illustré à la figure 3, ces supports 140 sont installés les uns audessus des autres suivant l'axe X, donc suivant la largeur W de la zone active. As illustrated in FIG. 3, these supports 140 are installed one above the other along the axis X, thus along the width W of the active zone.
La figure 4 montre une variante où les supports 140 sont installés les un à côté des autres suivant l'axe Y, donc selon la longueur du dispositif. Figure 4 shows a variant where the supports 140 are installed next to each other along the Y axis, thus according to the length of the device.
Un signal qui pénètre dans le diviseur 110 par son accès d'entrée 111 se propage selon une pluralité de trajets jusqu'à l'accès d'entrée de la zone active. A signal that enters the divider 110 through its input port 111 propagates along a plurality of paths to the input port of the active area.
La figure 3 montre à titre d'exemple non limitatif un trajet 200 du signal parcourant notamment le diviseur 110. FIG. 3 shows, by way of nonlimiting example, a path 200 of the signal traversing in particular the divider 110.
Ce signal se propage ensuite dans l'un des circuits élémentaires de la zone active 120. This signal then propagates in one of the elementary circuits of the active zone 120.
Dans l'exemple de la figure 3, le trajet 200 de ce signal est identifié par son ordonnée x dans le repère (YOX). In the example of FIG. 3, the path 200 of this signal is identified by its ordinate x in the reference (YOX).
Lorsque le signal atteint l'accès de sortie de la zone active 120, il pénètre dans le combineur suivant le trajet correspondant 200. When the signal reaches the output port of the active area 120, it enters the combiner following the corresponding path 200.
Comme représenté sur la figure 3 encore, on note A(x) la longueur d'un trajet dans le diviseur 110 d'ordonnée x et B(x) la longueur du trajet correspondant dans le combineur. As shown in FIG. 3 again, A (x) is the length of a path in divider 110 of ordinate x and B (x) the length of the corresponding path in the combiner.
Selon un aspect de l'invention, il n'est pas nécessaire de s'arranger pour que les différences de marche des différents trajets du signal soient minimisées dès que le signal pénètre dans la zone active, donc au niveau de l'accès de sortie du diviseur. According to one aspect of the invention, it is not necessary to arrange for the differences in operation of the different signal paths to be minimized as soon as the signal enters the active zone, therefore at the level of the output port of the divisor.
On entend par différences de marche minimisées, négligeables ou sensiblement nulles, des différences de marche inférieures à une valeur prédéterminée. Minimized, negligible or substantially zero path differences are understood to mean operating differences below a predetermined value.
Dans le même esprit, il n'est pas non plus nécessaire de s'arranger pour qu'elles le soient aussi lorsque le signal parcourt le combineur. In the same spirit, it is also not necessary to arrange for them to be so when the signal travels through the combiner.
Au contraire, de façon surprenante, les différences de marche au niveau du diviseur par exemple peuvent prendre des valeurs non nulles. On the contrary, surprisingly, the differences in the divider level, for example, can take non-zero values.
Selon un aspect de l'invention, on doit plutôt minimiser globalement, et non localement, les différences de marche entre l'accès d'entrée et de sortie du dispositif. According to one aspect of the invention, the differences in the operation between the input and output access of the device must be minimized globally, and not locally.
A cet effet, dans un mode de réalisation de l'invention, le diviseur et le combineur peuvent être agencés de sorte que la somme de chaque trajet entre les accès d'entrée et de sortie du diviseur et de chaque trajet correspondant entre les accès d'entrée et de sortie du combineur soit sensiblement égale, c'est à dire le plus semblable possible. For this purpose, in one embodiment of the invention, the divider and the combiner may be arranged so that the sum of each path between the input and output ports of the divider and each corresponding path between the accesses input and output of the combiner is substantially equal, ie the most similar possible.
A titre d'exemple non limitatif, on agence le diviseur 110 et le combineur 130 pour que la différence de marche du trajet 200 dans le diviseur, ajoutée à celle du trajet correspondant 200 dans le combineur, soit égale, autant que possible, à la différence de marche d'un autre trajet 201 d'ordonnée x1 ajoutée à celle de son trajet correspondant 201. By way of nonlimiting example, the divider 110 and the combiner 130 are arranged so that the difference in path of the path 200 in the divider, added to that of the corresponding path 200 in the combiner, is equal, as far as possible, to the the difference in path of another path 201 of ordinate x1 added to that of its corresponding path 201.
Par conséquent, le résultat de ces additions est sensiblement égale à une même constante prédéterminée, si bien que les variations des différences de marche deviennent sensiblement nulles, ou négligeables. Consequently, the result of these additions is substantially equal to the same predetermined constant, so that the variations in the path differences become substantially zero, or negligible.
Un exemple non limitatif d'agencement conforme à l'invention est proposé aux figures 3 et 4 déjà discutées. A non-limiting example of an arrangement according to the invention is proposed in FIGS. 3 and 4 already discussed.
Comme on peut le voir, les accès d'entrée du diviseur 110 et de sortie du combineur 130 se situent de part et d'autre de l'axe Y. Plus précisément l'accès d'entrée 111 du diviseur 110 se situe dans le repère (YOX) à une coordonnée ( L0/2 L1; H1) tandis que l'accès de sortie du combineur 130 se situe à une coordonnée (L0/2 + L2; H2), étant entendu que: - H1 est la plus courte distance entre l'accès d'entrée 111 du diviseur 110 et l'axe Y, - H2 est la plus courte distance entre l'accès de sortie 132 du combineur 130 et l'axe Y, - L1, L2 les longueurs du plus court trajet du signal parcourant le diviseur et le combineur, respectivement, et - LO la longueur de la zone active. As can be seen, the input ports of the divider 110 and the output of the combiner 130 are located on either side of the Y axis. More precisely, the input port 111 of the divider 110 is located in the reference (YOX) at a coordinate (L0 / 2 L1; H1) while the output port of the combiner 130 is at a coordinate (L0 / 2 + L2; H2), with the proviso that: - H1 is the shortest distance between the input port 111 of the divider 110 and the Y axis, - H2 is the shortest distance between the output port 132 of the combiner 130 and the Y axis, - L1, L2 the shortest lengths signal path traversing the divider and the combiner, respectively, and - LO the length of the active area.
Les coordonnées des accès 111 et 132 situés de part et d'autre de l'axe Y sont donc déterminées de sorte que la somme des longueurs A(x) et B(x) des trajets dans le diviseur et le combineur soient les plus constantes possibles. The coordinates of the ports 111 and 132 located on either side of the Y axis are therefore determined so that the sum of the lengths A (x) and B (x) of the paths in the divider and the combiner are the most constant. possible.
En utilisant des relations trigonométriques et en considérant la forme du diviseur 110 et du combineur 130, on peut exprimer les longueurs A(x) et B(x) des différents trajets d'ordonnée x sous la forme mathématique suivante: A(x) _ V(H1 x)2 + L12, et B(x) = -\/(H2 + x)2 + L22 (2) On notera d'après ce qui précède que l'invention vise uniquement les cas où H1 et H2 sont différents de 0, tandis que les dispositifs de l'art antérieur visent au contraire uniquement le cas où H1 et H2 sont égales à 0. Using trigonometric relations and considering the shape of the divider 110 and the combiner 130, the lengths A (x) and B (x) of the different x-ordinate paths can be expressed in the following mathematical form: A (x) _ V (H1 x) 2 + L12, and B (x) = - \ / (H2 + x) 2 + L22 (2) It should be noted from the foregoing that the invention only targets the cases where H1 and H2 are different from 0, whereas the devices of the prior art are aimed on the contrary only the case where H1 and H2 are equal to 0.
On notera en outre que les cas où H1 = H2 et/ou L1 = L2 correspondent à des variantes de l'invention pour lesquelles l'accès d'entrée du diviseur et l'accès de sortie du combineur sont en fait symétriques par rapport au centre O du repère (YOX). It will be further noted that the cases where H1 = H2 and / or L1 = L2 correspond to variants of the invention for which the input port of the divider and the output port of the combiner are in fact symmetrical with respect to the center O of the reference (YOX).
Et dans ce cas, on a: B(x) = A( x) . (1) La figure 5 montre graphiquement, les différences de marche des différents trajets d'ordonnée x, calculées au niveau de l'accès de sortie du diviseur d'un dispositif de l'art antérieur du type représenté figures 1 et 2, ces différences étant normalisées par rapport à la largeur W de la zone active. And in this case, we have: B (x) = A (x). (1) FIG. 5 graphically shows the differences in the operation of the different x-ordinate paths calculated at the output port of the divider of a device of the prior art of the type represented in FIGS. 1 and 2, these differences being normalized with respect to the width W of the active zone.
Par ailleurs la figure 6 montre graphiquement, les différences de marche globales des différents trajets d'ordonnée x, calculées au niveau de l'accès de sortie du combineur du dispositif de l'art antérieur, ces différences étant normalisées par rapport à la largeur W de la zone active. Moreover, FIG. 6 graphically shows the global differences in the run of the various x-ordinate paths, calculated at the output port of the combiner of the device of the prior art, these differences being normalized with respect to the width W of the active zone.
Comme on l'aura compris, on a donc un cas particulier: H1=H2=0, et en outre: L1=L2=L Enfin, les réseaux de courbes sur ces figures correspondent à différents rapports L/W prédéfinis. As will be understood, there is therefore a special case: H1 = H2 = 0, and furthermore: L1 = L2 = L Finally, the networks of curves in these figures correspond to different predefined L / W ratios.
On remarquera d'après l'évolution de ces courbes que la différence de marche normalisée A(x)-A(0)/W d'un trajet augmente avec la valeur absolue de l'ordonnée x de ce trajet. It will be noticed from the evolution of these curves that the normalized path difference A (x) -A (0) / W of a path increases with the absolute value of the ordinate x of this path.
En outre, plus le rapport L/W augmente et plus les différences de marche sont faibles. In addition, the higher the L / W ratio, the lower the differences in operation.
Ceci illustre ce qui était évoqué précédemment, à savoir que l'augmentation de la longueur du diviseur et/ou du combineur permet de réduire dans une certaine mesure les différences de marche au niveau du diviseur et/ou du combineur. This illustrates what was mentioned above, namely that increasing the length of the divider and / or the combiner makes it possible to reduce to a certain extent the differences in the path of the divider and / or the combiner.
On rappelle néanmoins que cette méthode comporte des inconvénients comme celui d'augmenter les pertes dans ces deux composants. However, it is recalled that this method has drawbacks such as that of increasing the losses in these two components.
Une conception d'un tel dispositif de l'art antérieur nécessite donc un compromis délicat. A design of such a device of the prior art therefore requires a delicate compromise.
La figure 7 montre graphiquement les différences de marche des différents trajets d'ordonnée x, calculées au niveau de l'accès de sortie du diviseur d'un dispositif de l'invention, ces différences étant normalisées par rapport à la largeur W de la zone active. FIG. 7 graphically shows the gait differences of the various x-ordinate paths, calculated at the output port of the divider of a device of the invention, these differences being normalized with respect to the width W of the zone active.
Et la figure 8 montre graphiquement les différences de marche globales des différents trajets d'ordonnée x, calculées au niveau de l'accès de sortie du combineur du dispositif de l'invention, ces différences étant normalisées par rapport à la largeur W de la zone active. And FIG. 8 graphically shows the overall operating differences of the various x-ordinate paths calculated at the output port of the combiner of the device of the invention, these differences being normalized with respect to the width W of the zone. active.
Enfin les réseaux de courbes sur ces deux figures correspondent à différents rapports H/W prédéfinis (H pour hauteur et W pour largeur). Finally, the networks of curves on these two figures correspond to different predefined H / W ratios (H for height and W for width).
On notera donc qu'ici le rapport L/W reste inchangé (L pour longueur) (par exemple L/W = 0,4 pour ces cas de figures). It should be noted that here the ratio L / W remains unchanged (L for length) (for example L / W = 0.4 for these cases).
On notera en outre que les deux courbes TA1 et TA2 correspondent à un dispositif de l'art antérieur, la valeur de H1 et H2 étant égale à 0. It will be further noted that the two curves TA1 and TA2 correspond to a device of the prior art, the value of H1 and H2 being equal to 0.
Comme on peut le voir, une comparaison des courbes de la figure 7 montre que les différences de marche au niveau de l'accès de sortie du diviseur du dispositif de l'invention sont souvent supérieures à celles représentées par la courbe TA1 de l'art antérieur. As can be seen, a comparison of the curves of FIG. 7 shows that the differences in the level of the output of the divider of the device of the invention are often greater than those represented by the TA1 curve of the art. prior.
Mais, c'est au niveau du dispositif (figure 8) que l'on peut constater à l'inverse que les résultats obtenus avec l'invention sont les meilleurs. However, it is at the level of the device (FIG. 8) that it can be seen on the contrary that the results obtained with the invention are the best.
En effet, les courbes relatives au dispositif de l'invention sont toutes en dessous de la courbe TA relative au dispositif de l'art antérieur. Indeed, the curves relating to the device of the invention are all below the curve TA relative to the device of the prior art.
La différence de marche globale entrée l'accès d'entrée et de sortie du dispositif est donc diminuée par rapport à celle du dispositif de l'art antérieur. The overall operating difference entering the input and output access of the device is therefore reduced compared with that of the device of the prior art.
Et on voit bien que c'est la coopération du diviseur et du combineur de l'invention qui permet d'obtenir une telle amélioration. And it is clear that it is the cooperation of the divider and the combiner of the invention that makes it possible to obtain such an improvement.
D'après la figure 8 encore, on peut également constater que la dérivée des courbes relatives au dispositif de l'invention est inférieure à celle de TA2. According to FIG. 8 again, it can also be seen that the derivative of the curves relating to the device of the invention is smaller than that of TA2.
Par conséquent, les variations des différences de marche globale dans les différents dispositifs de l'invention sont elles aussi plus faibles que celles dans le dispositif de l'art antérieur. Consequently, the variations in the overall operating differences in the different devices of the invention are also smaller than those in the device of the prior art.
On peut également remarquer d'après les figures 7 et 8 que lorsque le rapport H/W augmente, le contrôle de la différence de marche au niveau de l'accès de sortie du diviseur et de l'accès de sortie du combineur est amélioré. It can also be seen from Figures 7 and 8 that as the H / W ratio increases, control of the difference in operation at the divider output port and the combiner output port is improved.
En effet, la courbe correspondant à H/W=1 est quasi-linéaire, comme la courbe en pointillés qui correspond, pour le même rapport H/W, à la différence de marche B(X)- B(0)/W au niveau de l'accès de sortie 132 du combineur. Indeed, the curve corresponding to H / W = 1 is quasi-linear, like the dashed curve which corresponds, for the same H / W ratio, to the operating difference B (X) - B (0) / W at level of the output port 132 of the combiner.
Compte tenu que A(X) = B(-X) et que B est une fonction impaire, la somme de ces deux courbes est une courbe sensiblement plate dont les points sont situés aux environs de la constante zéro, ce qui correspond bien au but recherché. Given that A (X) = B (-X) and B is an odd function, the sum of these two curves is a substantially flat curve whose points are located around the constant zero, which corresponds to the goal research.
De nouveau, la figure 8 illustre clairement cette amélioration. Again, Figure 8 clearly illustrates this improvement.
En effet, la courbe correspondant à H/W=1 est sensiblement plate et très nettement inférieure à la courbe TA2 dans la gamme des abscisses considérée. Indeed, the curve corresponding to H / W = 1 is substantially flat and much lower than the curve TA2 in the range of abscissa considered.
En se référant maintenant au tableau de la figure 9, on y a reporté à titre d'exemple non limitatif des résultats obtenus à partir d'un dispositif de l'art antérieur et de l'invention, ce dernier n'ayant pas été optimisé dans cet exemple. Referring now to the table of FIG. 9, the results obtained from a device of the prior art and of the invention have been reported by way of nonlimiting example, the latter having not been optimized. in this example.
Plus précisément, il s'agit de résultats obtenus par une modélisation électromagnétique sur un point de fréquence d'un dispositif de l'art antérieur et de l'invention, ledit dispositif étant associé à quatre circuits élémentaires mis en parallèle dans la zone active. More precisely, these are results obtained by electromagnetic modeling on a frequency point of a device of the prior art and of the invention, said device being associated with four elementary circuits connected in parallel in the active zone.
Des paramètres Sij en module et en phase du diviseur ainsi que le rendement de combinaison des deux dispositifs analysés ont été calculés. Sij parameters in the module and in the phase of the divider as well as the combined efficiency of the two analyzed devices were calculated.
Les variations des valeurs des arguments des paramètres Sij montrent en particulier que, concernant l'invention, les déphasages entre les trajets au niveau de l'accès d'entrée des circuits élémentaires peuvent être importants, tout du moins supérieurs à ceux observés dans le dispositif de l'art antérieur. The variations of the values of the arguments of the parameters Sij show in particular that, with respect to the invention, the phase-shifts between the paths at the level of the input access of the elementary circuits can be significant, at least higher than those observed in the device. of the prior art.
On constate néanmoins après comparaison notamment du rendement de combinaison que lesdites variations sont très bien contrôlées dans l'invention, ce qui permet finalement une amélioration des performances. Nevertheless, after comparison, in particular, the combination efficiency is observed that the said variations are very well controlled in the invention, which ultimately makes it possible to improve performance.
En effet le dispositif de l'invention présente un rendement de 94,5% contre 92% pour celui de l'art antérieur. Indeed the device of the invention has a yield of 94.5% against 92% for that of the prior art.
Bien entendu, la présente invention n'est nullement limitée à la forme de réalisation décrite ci-dessus et représentée sur les dessins. Of course, the present invention is not limited to the embodiment described above and shown in the drawings.
En particulier, les éléments qui composent le dispositif de l'invention et qui sont représentés sur les figures peuvent posséder des formes différentes. Par exemple, le diviseur peut posséder une forme généralement courbe ou rectiligne. In particular, the elements that make up the device of the invention and which are shown in the figures may have different shapes. For example, the divider may have a generally curved or rectilinear shape.
Une forme généralement rectiligne peut consister en un segment de droite entre l'entrée et la sortie du diviseur ou plusieurs segments de droite inclinés les uns par rapport aux autres. A generally rectilinear shape may consist of a line segment between the inlet and the outlet of the divider or several line segments inclined relative to one another.
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Citations (4)
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