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PCTIONN1TI;:TS AU-± LIAISONS SUH ONDES 'ULTRA-COtJRTJL
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.. La présente invention, système Heuri CHIREIX, vise plus particulièrement.les' Tiaisons luZtip3.ex sur ondes déc1t:létri- 'ques :0'9- ,"centimétriques. Etant "donné la portée limitée des Q'àae'sult:ca,co'urte,9,6es liaisons se font le plus générale- aient avec relais interposés. Coume d'autre part l'onde modu- .lé, -ul.tra '.èqT,te est convertie .dans les stations terminales et dans-' le.s,sta.t.ions relais en ondes plus longues pouvant ¯ètrs';p3,pa'faeil.c,erit.sélectioniW es 'et amplifiées, il es't .néqâre de .stabilise un .haut degré la fréquence des ondes'eaises e,t la fréquence àqs< ondes servant,- à lek réception , au- prCtUi'er <?!1ngtae,nt de, fréquence. La -présente invention p'pvÓ1.t"-ùn' agencèrent répondant'à ces désiderata.
. ).. . 'JI I .:,,: '¯.' .
,1=; =. ;',0n'adciettra bien"que l'invention ne soit pas l1Ciitee à, ce -genre déyéiéxâte.urs, que ,les çndes ultra courtes sont produie"s,pax dés kLystrons (tubes à modulation de vitesse comportait ,deux csvi tép- trav.ers 'par un faisceau électroni- . ql1-). ,,'C'es:" geé,:;ateurs .,donnent déjà-par eUX:: -mêmes une assez n",s.à\1?i1it..,de.¯!éUT3;X1Ce, stabilité qui n''est toutefois eif flî 1: sènte-pour.l>,é bu't;¯ recherché.
On vise donc, dans une
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. =où¯ une station à dériver deux ultra-
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1iute!S,.:t:réquenc:e- beaucoup plus stables que celles -données p?r ".,u:t'l 'klyst-'6n 'ces dyuX,.fréquences' servant, d'une part, à''émission'.de.s ondes. modulées, d'autre :part, à lé démodulatiôn -''des- ondes' reçues ,de fréquence généralement assez voisine'-.;'' &.-. 4;" 1 .tir l ' . ' - -
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L'invention consiste notamment dans la stabilisation de fréquences décidé-triques et dans les Doyens d'opérer cette stabilisation, étant entendu que sous le terme de fréquence décimétriques on entend et on entendra dans ce qui va suivre ,les fréquences comprises entre une valeur de quelques centimètres et une valeur un peu supérieure au mètre.
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Confornénent à l'invention ,1s fréquence décimétrique stabilisée est obtenue par changement de fréquence, en super- posant à une fréquence décioétrique non stabilisée .,unefté- quence métrique stabilisatrice dont les variations compensent les variations de la fréquence fv.
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il est prévu divers modes de réalisation et à'applid8-, tion de l'invention et dans la description ci-après on en 0 , drn=z4? yi,usieurs à titre d'exemples non limitatifs.
Sur la figure 1, on voit en 1 un klystron autogénérateur fonctionnant par exemple sur 1.500 mégacycles (onde de20 do.).
Ce klystron est représenté par un rectangle divisé par un trait pcintillé, les deux parties du rectangle formant les deux cavités résonnantes du klystron.
La cavité de sortie du klystron es-t couplée par une
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boucle à la cavité d'entrée d'un d8uxièwe klystron 2; mais celui-ci fonctionne en amplificateur convertisseur de fréquen- ce suivant le brevet français déposé le 11 Juin 1942¯pour:
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nperfectionnec1ents aux liaisons sur ondes ultra-courtes utili- sant la modulation de fréquence". A cet effet la grille de densité est excitée par une tension de fréquence variable (de
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valeur poyenne 20 niégacycles par exemple) et d'amplitude fixe. En accordant la cavité d'entrée sur la fréquence du klystron.1 et la cavité de sortie sur cette même fréquence plus ou moins
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20 mégacycles, on recueillera sur la rréquence changée une éner-, gie amplifiée.
La cavité de sortie de ce deuxième klystron est couplée au moyen d'une première boucle aux klystrons 3 et 4, Le klystron 3 sert à fournit l'énergie de la voie de¯,transmission
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et le klystron 4 l'énergie beaucoup plus faible'nécessaire â" , la démodulation des ondes à recevoir. Suivant l'invention la fréquence des ondes dans les conducteurs de jonction de 2 à 3 et de 2 à 4,doit être beaucoup plus stable que la fréquence' engendrée par le klystron 1.
On arrive facilement à ce résul- tat en prélevant à la sortie du klystron.2 une seconde boucle alimentant tout un système en principe quelconque de contrôle autocratique de fréquences come connu ce système peut comprendre par exemple un circuit en pot ou une cavité 5 déterminant la fréquence, un détecteur 6,une lanipe à réactance 7 commandant
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la fréquence de l'cscillateur 8 à 20 8égacycles.
Le circuit en pot placé de préfé 'ence dui-mème dans un thermostat joue le r8- le d'étalon de fréquence .-Si par suite d'une cause quelconque la fréquence dans la cavité de sortie du klystron 2 varie, le pot 5 ne travaille plus au mène point de la courbe de résonance, la tension détectée en 6 varie donc et comme cette dernière est appliquée à la lampe à réactance, la fréquence-de l'oscillateur 8 varie également. Dans la zone de régulation, cette variation agit pour rétablir la fréquence correcte dans la cavité de sor- tie du klystron 2.
Si l'on suppose que la fréquence du klystron 1 ait dérivé par execiple de 100 kilocycles, la fréquence de 8 doit se nidifier également de 100 kilocycles devant 20 mégacy-
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cles pour L'aintenir la fréquence d'entrée des klystrons 3 et 4
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fixe. En réalité, comme dans tout 'système de ce genre, la ' 'variation, de 8 sera un peu plus faible que la valeur désirée et il subsistera une petite variation de fréquence, mais celle-ci sera d'autant plus faible que l'effet régulateur sera plus élevé.
Si l'émission se fait au moyen d'ondes modulées en am- plitude la modulation d'amplitude sera appliquée à la grille de commande du klystron 3. Si l'émission ,se fait au moyen d'on- des. modulées en fréquence on appliquera à cette mène grille une onde de fréquence plus faible modulée en fréquence (voir le brevet français déja cité) et on accordera la cavité de sortie sur l'onde -changée.
On obtiendra la fréquence servant à la démodulation à la réception, en appliquantà la grille du klystron 4 une ten- sion de la.fréquence de l'oscillateur.à fréquence fixe 9. Comme les deux fréquences que l'on se propose de créer sont en''gêné-' ral assez voisines, le générateur 9 sera de fréquence relati- vement assez basse et sa fréquence fixe pourra être obtenue à partir d'un..oscillateur à quartz.
Suivant le processus déjà indiqua, on retirera de la cavité de sortie de 4, cavité accordée sur la 'fréquence désirée, une tension qui pourra servir dans le démodulateur 10 à la démodulation des ondes reçues par l'ar,ien 11, Les ondes démodulées sercnt reçues dans le récepteur 12 dont la bande passante sera établie pour le type de communication envisagé en tenant compte de l'instabilité résiduelle due à l'imperfection de la régulation.
Soit plus spécialement le cas de la modulation de fré- quence. A la grille du klystron 5 on pourra appliquer une onde modulée en fréquence autour de la valeur moyenne de 30 mégacycles ( #= 10 ciètrès). L'émission se. fera alors par exemple sur 1.500 - 20- 30 = 1.450 mégacycles et à cet effet la cavi- té 'de sortie du klystron 3 sera accordée sur cette onde.Bien que l'énergie principale soit ,radiée sur cette onde, de l'é- nergie résiduelle sera radiée sur les fréquences de 1.510,
1540, 1570 mégacycles et aussi 1.420, 1.590 mégacycles,etc..,
l'énergie des bandes latérales diminuant bien entendu avec ' leur 'rang.. Pour éviter la diaphonie due à l'effet direct de l'émission sur la réception il y-aura intérêt à ce que l'onde reçue se situe entre deux bandes voisines. La fréquence de 'l'onde reçue pourra par exemple être de 1.525 ou 1.555 mégacy- clos,
Jans ces conditions.la .sélection du récepteur 12 jouere au maximum. Supposant que le récepteur .ait précisément comme'- prehière moyenne fr quence 30 mégacycles c'est-dire la. fré- quence moyenne appliquée à la grille 3, l'oscillateur 9 pourra être établi pour une fréquence de'75 ou 106 mégacycles.
En effet:
1.480 + 75 = 1.55 = 1.525 + 30
1.480 +105 = 1.585'= 1.555 + 30 , - . 'On'constate alors que l'oscillateur 9 a une fréquence égale à- la .fréquence différence des deux ondes réellement émi- ses' et'reçues, -différence elle-même égale à un multiple de la moßenne fréquence, plus la moitié de cette moyenne fréquence.
Dans ces conditions l'énergie moyenne fréquence convenablement amplifiée par le récepteur, 12' pourra servir directement à . - -
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attaquer,la grille de densité du klystron 3 ainsi qu'il estfiguré par la connexion en pointillé et on aura réalisa une installation complète de relais.
Suivant un autre mode de réalisation représenté figure 2
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un rr sultat beaucoup plus rigoureux peut être atteint en.uti-. lisant le principe suivant : si l'on fait interférer une fréquence instable fv avec une fréquence stafilG.1'Q teJle q# celle que l'on peut obtenir à partir d'un quartz'p1ézoéleetr1qúe et que l'on fasse interférer les battements ainsi obtenus avec la fréquence variable fv,on pourra recueillir suivant le processus connu des changeurs de fréquence la fréquence
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fv - (fv - fQ) = fa c'est-à-dire en définitive la fréquence de l'oscillateur à quartz.
Plus généralement si on fait interférer la fréquence fv
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avec la fréquence (fv - fQ) + fi, fi étant une autre fréquence stable on aura . fv-(fv - f t fi) = fQ "+ 1'1 La figure 2 contre un e7,cniplo de réalisation suivant cette variante.:
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21 est un klystron autog{nr8tGUr donnant la fréquence plus pu moins variable fv; 22 est un ensemble stabilisé par quartz et dont un des harmo- niques estde fréquence fQ; .
23 est un étage mélangeur représenté schématiquement par un triangls et ayant deux bornes d'entrée auxquelles sont appliquées les fréquences à mélangor et une bonne de sorti-o à laquelle est prélevée la fréquence différence. Un tel étage mélangeur peut être constitué. par exemple par une-- diode avec circuit accordé sur la fréquence intermédiaire do sortie; 24 est un émetteur à ondes métriques, de fréquence f1, et peut par exemple être un éuettcur piloté par le même quartz que celui servant à l'obtention de la fréquence fo; il peut être d'un type Quelconque à modulation d'amplitude ou à modulation de fréquence; 25 est un second mélangeur analogue à 25.
On voit que l'on recueillera à la sortio de 25 une fréquen-
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ce (fv - fQ - fi). 26 ost un amplificateur à ondes étriqués élevant la puissanco au niveau nécessaire pour commander la grille de donsité du klystron amplificateur 27.
La cavité d'entrée étant accordée sur fv et celle de sor-
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tie sur fQ + fi l'écdssion se fera sur fo + fl, les variations
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.. d,e.fv 'seront donc cO(ipl,è'teGlen-t 'comipens,ées.
1:lfîn si la réception dans la trafic duplex doit se faire ¯ sur la'fréquence 0 fQ - -f 1 le, c!éme hari:10ni'lue fQ du générateur 22 .interférant dans le mélangeur 28 avec la fréquence à rece- - voir-donnera dans le récepteur 29 la fréquence fl que l'on '-pourra .utiliser à la sortie de'29 ou que l'on pourra, renvo- -par la, liaison. figurée en traits mixtes, se substituant à la liaison en traits interrompus avec le générateur
24.
Dans ce dernier cas on-aura constitué une station relais
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recevant'l'énergie sur la fréquence fez - fi et la renvoyant sur la fréquence fo + f1.
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' Si fQ ). fv on est amené à changer f, en - fi de telle -.sorte que 1'éuission ait lieu sur la .fréquence fQ - f, et la réception correspondante sur fQ+ f1. Les deux ondes sont. séparées de 2 f1.
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Si l'on veut qu'à la'sortie de 26 etc OG11.:16 dans l'exeu- ple représenté figure 1, la fréquence de cor.1LIp.nde du klystron amplificateur 27 soit de l'ordre de 30 cégacycleSj alors que l'on veuille riaintenir un écart de SCO méeacycles entre les ondes éldsab et reçues, on.est 3erié à faire l'êuettsur 24 ainsi que la partie 29 du récepteur sur la fréquence de 100 mégacycles' et fv doit différer en rioyenne de 70 riégacycles vii3-à-vi)s de.fo.
On aura par exemple à 7e station de départ f i.pt7o nàé- gacycles et la fréquence étai se en 27 sera de 1<300 mégacycles .pour un q:qtz-Ç#l:::'r.l;'j.: un harisnique à 1.200 uégacycles.Ce nêne quartz permettra de recevoir 1.10'-; nëgacyeles. A la station relais-le klystron auto-générateur sera sur 1.130 mégacycles alors qu'un quartz de la fréquence qu'à la station de départ pourra être utilisé.
On voit par ailleurs que cette solution n'implique que deux klystrons par station au lieu de quatre suivant la disposition représentée figure 1.