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"Perfectionnements apportés ou relatifs à des systèmes de radio- réception et deradio-transmission".
Cette invention est relative à des systèmes de radio-réception et de radio-transmission. Il est souvent nécessaire d'employer un récepteur à un endroit où la force du champ de transmission donnée, telle que celle d'un transmetteur local, intervient pour brouiller la réception voulue d'une autre transmission. Ce brouillage est particulièrement difficile à vaincre dans les cas où les transmissions sont de même fréquence ou de fréquences voisines, ou bien où le champ de la première transmission ou transmission indésirable (appelé ci-dessous" le champ fort"),est beaucoup plus fort que celui de l'autre transmission,
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la transmission désirée. L'objet principal de cette invention est d'obvier à cette forme d'interférence.
Cette invention comprend un système de radio-réception où un transmetteur auxiliaire ou dispositif émetteur appelé dans la suite de l'exposé: " radiateur", opérant à la même fréquence que celle qui produit le champ fort, est employé pour créer avec ce dernier un champ d'interférence et où le récepteur est, compte tenu de la forme du collecteur employé, localisé par rapport au champ d'interférence de façon à n'être pas brouillé par ces transmissions, ou à l'être d'une façon négligeable. Il peut y avoir un ou plusieurs transmetteurs produisant le champ fort et un ou plusieurs transmetteurs ou radiateurs auxiliaires peuve être employés pour produire le champ d'interférence demandé aux fins d'obtenir les conditions nécessaires au bon fonctionnement de récepteur.
Selon un autre caractère de l'invention, le collecteur du récepteur possède des cara.ctéristiques directionnelles pour faire décroître encore davantage la réponse effective obtenue au champ fort et au transmetteur auxiliaire.
Un autre caractère de l'invention consiste dans le fait que la transmission du transmetteur ou radiateur auxiliaire est polarisée autrement que le champ fort et que le récepteur établit une discrimination entre les transmissions, suivant la différence des polarisations,de façon à permettre d'obtenir une diminution plus prononcée encore de la réponse effective au champ fort et au transmetteur auxiliaire.
Si des transmissions par onde de fréquence indentique sont émises de deux ou plusieurs points différents, on obtient un champ d'interférence où la force des champs combinés varie de point en point en formant des noeuds aux endroits des valeurs minima ou nulles et des ventres aux endroits des valeurs maxima.
Les positions précises de ces noeuds et ventres dépendent des phases et ces trajets relatifs des transmissions. Seuls certains
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noeuds sont caractérisés par une valeur pratiquement nulle de la force du champ résultant et les positions de ces noeuds dépendent des phases et forces relatives des transmissions et des atténuations résultant des trajets des ondes.
Un autre caractère de l'invention consiste dans le fait que le collecteur du récepteur est directionnel pour une transmission désirée, de façon que, selon la position du récepteur par rapport au champ fort, les avantages de la réception directionnelle sont combinés avec ceux obtenus par l'usage du champ d'interférence afin de réduire le brouillage produit par le champ fort.
Le type de collecteur employé dépend de la position du collecteur. Pour l'une des façons de réaliser l'invention, le cet- lecteur du récepteur est placé une position correspondant à un point'du champ d'interférence où la force totale du champ est minipum ou d'une valeur suffisamment basse pour permettre la réception d'une transmission désirée. Dans ce cas, le collecteur peut consister en une antenne ouverte ou verticale située à un noeud du champ d'interférence. Dans un autre cas, le collecteur comprend deux antennes ouvertes ou verticales disposées déparément aux côtés opposés d'un noeud et connectées en parallèle, ou bien aux côtés opposés d'un ventre du champ d'interférence et connectées en opposition, lequel collecteur peut pivoter autour d'un axe situé à mi-chemin des antennes.
La réponse du récepteur au champ résultant demeure faible lorsque un tel collecteur pivote d'un angle apréciable, si les forces du champ sont du même ordre à l'endroit du collecteur et, dès lors, il en résulte cet avantage que le collecteur peut être placé favorablement pour la réception d'une transmission désirée. Il peut y avoir plus de deux antennes, si on le désire,et chaque paire de ces antennes peut être remplacée par un cadre ou antenne similaire, laquelle, pour un ventre du champ d'interférence, peut être un
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cadre simple ou boucle. Une antenne en cadre simple ou boucle peut dont être employée à l'endroit d'un ventre du champ d'in- terférence.
Une autre forme du collecteur consiste en une anten- ne en cadre ou en boucle et an une antenne verticale ou ouverte e connectas ensemble afin de combiner les signaux collectés sans changement substantiel de phase, pour produire une réponse nulle à n'importe quel point du champ stationnaire par ajustement des valeurs relatives des signaux collectés des antennes.
Le récepteur peut être situé dans n'importe quelle position par rapport au transmetteur auxiliaire, compte tenu du champ d'interférence produit par ce transmetteur et le champ fort. Il peut être nécessaire, par exemple, de placer le récepteur entre le transmetteur produisant le champ fort et le transmetteur au- xiliaire et en ligne droite avec eux. Dans un autre arrangement, le récepteur est situé sensiblement en ligne droite avec le trans. metteur auxiliaire et avec le transmetteur qui produit le champ fort et du côté du transmetteur auxiliaire éloigné du transmet- teur produisant le champ fort, le collecteur du récepteur étant uni-directionnel avec réponse minimum dans la direction des deux transmetteurs. Ainsi, ce récepteur donne une réponse maximum aux transmissions désirées arrivant d'autres directions.
Une des applications de l'invention est, d'une façon générale de permettre la réception de transmissions désirées dans le champ fort d'un autre transmetteur émettant sur la même fréquen- ce ou sur une fréquence voisine. Une autre application de l'in- vention peut être faite à un système de transmission où la trans- mission d'un poste émetteur est relayée (en anglais : boost) par un autre poste, éloigné du premier et transmettant les mê- mes ondes. Dans un tel système où la seconde station reçoit et retransmet les signaux de la première station, il est nécessaire de réduire ou d'éliminer la perception par le récepteur des si- gnaux émis par le relais en vue de prévenir l'instabilité.
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C'est pourquoi l'invention comprend encore un système de radio-relayage comprenant la'combinaison d'un transmetteur de relais et un système de radio réception, comme il est dit plus haut, où le transmetteur ou radiateur auxiliaire est employé pour former, avec le transmetteur de relais, un champ d'interférence comme il est dit plus haut, et où le récepteur est employé pour recevoir les signaux d'un transmetteur primaire aux fins de fournir ou de contrôler les signaux émis du transmetteur de relais et où il est situé par rapport au champ d'interférence du transmetteur de relais et du transmetteur auxiliaire de fa- çon à réduire le brouillage de la part de ces transmissions.,Le collecteur du récepteur peut donc être placé à l'endroit d'un noeud ou d'un ventre du champ d'interférence produit par ces transmissions,
ainsi qu'il est décrit plus haut. Le transmetteur auxiliaire peut être prévu uniquement dans le but de créer un point de force minimum pour y situer le récepteur, ou selon une variante,il peut constituer en lui -même un autre poste de relais.
Le système de relais peut être tel que la transmission de chaque relais est non-directionnelle, de façon à produire des zones localisées de champ fort, par exemple, en vue de radio- diffusib. Ou bien, un seul transmetteur de relais et un transmetteur primaire, ou bien plusieurs systèmes de transmetteurs de relais et de récepteurs peuvent être disposés à cette fin, avec ou sans un transmetteur primaire, pour produire par effets d'interférence une transmission directionnelle ou en faisceau.
Les systèmes des antennes des postes de relais peuvent avoir eux-mêmes des caractéristiques directionnelles:
Dans un système de radio-relayage comme ci-dessus, il est désibable d'employer les signaux du transmetteur primaire reçus au transmetteur pour produire ou contrôler les signaux émis par le transmetteur de relais et le transmetteur auxiliaire à la fois.
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Dans une variante, le transmetteur primaire émet les signaux qui dont reçus par le récepteur pour produire ou contrôler les si- gnaux émis par une des transmetteurs de relais et un des trans- metteurs auxilaires et le signaux émis par ce transmetteur sont employés pour produire ou contrôler les signaux émis par les autres transmetteurs de relais ou auxiliaires.
Un autre caractère de l'invention consiste en un système de relais où le collecteur du récepteur est équidistant du transmet- teur de relais et du transmetteur auxiliaire. Dans cette dispo- sition, les distances équivalentes entre le récepteur et les deux transmetteurs sont égales et l'on obtient cet avantage que le système de relais peut être employé pour la transmission de fréquences différentes dans de vastes limites. Dans une variante, le collecteur est placé à une distance différente du transmet- teur de relais et le transmetteur auxiliaire est relié au plus proche des transmetteurs par une ligne de telle longueur que les trajets des signaux dans cette ligne soient égaux au trajet des signaux entre le collecteur et l'autre transmetteur.
De cet- te manière, le récepteur peut être placé relativement près de l'un ou l'autre des transmetteurs et en même temps, les avanta- ges du radio-relayage entre de larges limites de fréquences sont aussi obtenus. En disposant le transmetteur auxiliaire dans la proximité du récepteur, il peut être de puissance proportion- nellement plus faible.
Le transmetteur auxiliaire peut être excité de toute manière voulue et l'un ou l'autre ou bien les deux champs de radiation et d'induction des transmetteurs, peuvent être utilisés pour produire une réponse minimum dans le récepteur. Ainsi, par exem- ple, le récepteur peut être plécé près du transmetteur auxili- aire, de façon à être à l'intérieur du champ d'induction de ce transmetteur.
Des réalisations typiques de l'invention seront décrites
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maintenant 4 titre d'exemple, en se rapportant aux dessins schématiques ci-joints où : @ les figures 1 et 2 représentent des dispositions réceptrices destinées à recevoir, dans un champ fort, des transmissions de même fréquence ou de fréquences voisines, et les figures 3,4 et 5 montrent des applications de l'invention au radio-relayage d'une transmission en un point éloigné.
La fig.l des dessins montre un transmetteur A qui produit un champ fort dans un espace où on désire recevoir d'autres transmissions, particulièrement sur la même fréquence ou sur des fréquences voisines. Selon l'invention, il y a un transmetteur ou un radiateur auxiliaire B destiné à produire la même fréquence de transmission que celle qui est donnée par le transmetteur A.
Les deux transmetteurs qui sont donc de fréquence identique produisent un champ d'interférence dans l'espace, tel que le champ résultant des deux transmissions varie d'un point à un autre pour former des noeuds aux endroits de valeur minipum où nulle, indiqués par des x sur les dessins, et des ventres à d'autres endroits. Les positions de ces noeuds et de ces ventres dépendent de la position relative des transmetteurs et des relations de phase des transmissions.
Un récepteur 0 est situé à l'endroit d'un des noeuds,,non nécessairement en ligne droite avec les transmetteurs A et B.
Ainsi, à l'endroit de ce récepteur, la force du champ du transmetteur A est réduite à une petite valeur par le transmetteur auxiliaire B de façon à permettre une récpetion plus aisée des autres transmissions.
Il est nécessaire de choisir une forme appropriée pour le collecteur du récepteur 0 et dans l'exemple montré fig.l, ce collecteur peut être une antenne verticale ou ouverte.-La phase du champ résultant varie en différentes surfaces autour du collecteur et dans le cas où le collecteur est en ligne droite
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avec les transmetteurs A et B, le champ résultant en un endroit éloigné d'une petite distance du noeud et situé le long de cette ligne dans une direction, est sensiblement en opposition de phase avec le champ éloigné du noeud le long de cette ligne dans l'au- tre direction.
Par conséquent, au lieu d'une antenne verticale ou ouverte simple située à l'endroit du noeud, on peut employer deux de telles antennes disposées séparément sur la droite qui joint les transmetteurs A et B, de part et d'autre du noeud, ces deux antennes étant connectées au récepteur en concordance de phase.
Dans une variante, le récepteur 0 est situé à l'endroit d'un ventre du champ d'interférence produit par les transmetteurs A et B. Dans ce cas, le collecteur du récepteur 0 peut consister en d eux antennes verticales placées de part et d'autre du ventre et connectées en opposition de phase au récepteur; ou bien, il (e) peut consister en un cadre ou une boucle disposé de façon que les côtés opposés du cadre ou de la boucle soient de part et d'autre du ventre du champ résultant. L'énergie collectée par les deux côtés de la boucle est en opposition de phase, dès lors, l'énergie effectivement reçue des transmissions A et B est nulle ou basse.
Cette réponse nulle ou faible au champ combiné des trans- metteurs A et B n'est pas sensiblement affectée par une rotation du cadre ou de la boucle, pourvu que celle-ci (ou celui-ci) se trouve sensiblement en ligne droite avec les transmetteurs et que les forces du champ des transmetteurs soient du même ordre à l'en- droit du récepteur 0.
Cette antenne en boucle ou cadre peut par conséquent être réglée de façon à fournir une réception maximum des signaux voulus, si bien que, excepté dans le cas où les si- gnaux désirés arrivent le long de la ligne qui joint les transmet- teurs A et B, les bénéfices de la réception directionnelle sont obtenus en sus du bénéfice de la réduction de la force du champ du transmetteur A à l'endroit du récepteur 0 et que, par consé- quent, une diminution très considérable est obtenue en 0 du brouil-
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lage de la part du transmetteur A.
Dans un autre arrangement encore, le collecteur consiste en une antenne verticale ou ouverte et/en une antenne en cadre ou en boucle disposée symétriquement par rapport à l'antenne verticale ou ouverte, ces antennes alimentant le récepteur sans changement important dans la phase des signaux collectés sur les deux antennes, pour produire une réponse nulle en un endroit quelconque du champ stationnaire par ajustement des valeurs relatives des signaux collectés par les antennes.
Quand le collecteur est situé à un noeud du champ d'interférence, il est évidemment avantageux que la force du champ résultant des transmetteurs A et B soit nulle à ce noeud. Cette condition, qui exige que les forces du champ des deux transmetteurs soient les mêmes à l'endroit du collecteur, peut être réalisée en réglant la puissance du transmetteur auxiliaire B et/ou la puissance du transmetteur principal A, si celui-ci est aussi accessible au réglage. De même, la relation de phase des transmissions par A et B peut être réglée afin d'ajuster la position du noeud ou du ventre du champ d'interférence à l'endroit du récepteur. De plus, ces réglages d'amplitude et de phase peuvent être employés pour permettre à un noeud ou ventre convenable de se situer à un endroit donné où il est nécessaire de placer le récepteur.
L'excitation du transmetteur auxiliaire B peut être effectuée de toute manière convenable. Ainsi, au lieu d'être excité par le récepteur 0, il peut être excité ou commandé par un conducteur qui le relie avec le transmetteur produisant le champ fort ou bien, il peut être excité ou commandé par un radio-récepteur séparé réservé à cette transmission. Une antenne directionnelle convient pour un tel récepteur séparé et est placée pour assurer une réception minimum de l'antenne du transmetteur auxiliaire. Dans une variante, le transmetteur auxiliaire et le récepteur qui l'excite peuvent être constitués par un récepteur
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à radiation, par exemple, un récepteur à rétroaction.
Dans un autre exemple, le transmetteur auxiliaire a une antenne en boucle et est excité par un récepteur également pourvu d'une antenne en boucle mais disposée à angles droits avec l'antenne du transmetteur aux fins de stabilité. Bien qu'on puisse obtenir de meilleurs résultats en disposant ce récepteur séparé à quelque distance du transmetteur auxiliaire, distance dépendant des forces relatives de ce transmetteur et de celui qui produit le champ fort, il est possible qu'une position proche du transmetteur auxiliaire puisse être choisie pour obtenir des résultats satisfaisants et dès lors, le transmetteur auxiliaire, avec ou sans un radio-amplificateur d'excitation de ce transmetteur, peut être construit ou fonctionner comme un accessoire du récepteur 0 pour lequel le brouillage de la part du champ fort doit être évité.
Le récepteur 0 peut par conséquent être dans le champ d'induction du transmetteur auxiliaire B. Par exemple, le transmetteur B peut consister en une antenne ouverte ou en cadre ou une autre antenne encore qui reçoit l'énergie du transmetteur A et la re-radie afin de créer le champ d'interférence désiré. Afin d'augmenter l'éner- gie radiée, l'antenne peut être connectée à une valve régénératrice et la phase peut être changée en accordant l'antenne.
Dans la disposition montrée fig.2, le récepteur 0 est en ligne droite avec les transmetteurs A et B, mais il est situé du coté du,transmetteur B, éloigné du transmetteur A. Dans ce cas, il convient que le récepteur 0 soit pourvu d'un collecteur uni-directionnel ayant un diagramme polaire comme celui qui est montré en P, de façon que le récepteur donne une réponse minimum aux transmetteurs A et B et une réponse maximum aux transmissions désirées arrivant de la direc tion opposée.
Dans beaucoup de circonstances, il est nécessaire de relayer une transmission donnée en un pont éloigné, soit pout augmenter la facilité de réception locale, soit pour produire, en conjonction avec le transmetteur primaire et/ou d'autres relais, une
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une transmission directionnelle ou en faisceau vers un point éloi- gné à la fois du transmetteur primaire et du ou des relais. La fig.3 représente un transmetteur primaire T et, en un endroit éloigné de T, un relais A, fonctionnant à la même fréquence. Ce re- lais A est excité par l'intermédiaire d'un récepteur 0 recevant la transmission du transmetteur primaire T.
Afin que le récepteur 0 ne soit pas affecté à un point inadmissible par la transmission émise par le relais A, on dispose un transmetteur auxiliaire B alimenté par le récepteur 0, de manière que le transmetteur B pro- duise avec le relais A un champ d'interférence tel qu'il est dé- crit ci-dessus, et le récepteur 0 est situé soit à un noeud, soit à un ventre de ce champ, selon la forme du collecteur employé, de sorte que les signaux reçus des transmetteurs A et B sont minima.
Les transmetteurs A et B sont excités par les signaux reçus par le récepteur 0, de toute façon voulue, par une liaison sans fil ou par un conducteur. Le relais A peut avoir une antenne en boucle ou une autre antenne directionnelle et le récepteur 0 peut être situé dans une direction de radiation minimum venant de A afin de réduire l'amplitude des signaux reçus de ce transmetteur. Ainsi, pour une puissance donnée du transmetteur B, le récepteur 0 peut être placé relativement près du transmetteur A et être encore sou- mis à des forces dues au champ, sensiblement égales, du même or- dre de grandeur de la part des deux transmetteurs.
Il est avantageux que le relais A soit capable de relayer n'importe quel nombre de transmissions venant du transmetteur T ou de tout autre transmetteur, dans des limites de fréquence éten- dues. Pour cette raison, le récepteur 0, dans la disposition montrée fig.3., est placé à mi-chemin entre les transmetteurs A et et B. Dès lors, les trajets des signaux entre 0 et centre 0 et B sont égaux et de cette façon, le noeud ou le ventre du champ d'in- terférence restera au même point de l'espace pour les transmission: de fréquences différentes variant dans une bande étendue.
Il peut être avantageux de localiser le récepteur 0 plus près
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de l'un des deux transmetteurs A ou B et plus loin/ de l'autre, particulièrement, plus près du transmetteur B, qui peut avoir la plus faible puissance. Dans ces circonstances, afin d'assurer le relayage à différentes fréquences d'une bande étendue, le trans- metteur auxiliaire B est connecté par un conducteur c au récepteur C, comme il est montré fig.l. Le récepteur 0 est situé près du transmetteur B et le conducteur c est de telle longueur qu'il présente un trajet équivalent des signaux du récepteur 0 au trans- metteur B et retour au récepteur 0 et du récepteur 0 au transmet- teur A et retour au récepteur O.
En diminuant à l'endroit du récepteur 0 la force effective du champ du transmetteur de relais A, un très grand perfectionne- mebt est apporté à la stabilité du relais. Si le récepteur 0 per- çoit appréciablement les signaux du transmetteur A, une forma- tion des signaux est probable au récepteur et au transmetteur A dans une/mesure telle qu'elle provoque l'instabilité, et cet in- convénient est écarté par l'établissement du transmetteur auxi- liaire B et par le choix déjà décrit d'une position pour le ré- cepteur 0. L'antenne employée pour le récepteur 0 peut être di- rectionnelle et disposée de façon à recevoir la transmission du transmetteur primaire T plus favorablement que les transmissions des transmetteurs A et B.
En outre, l'antenne du récepteur 0 peut avoir des caractéristiques directionnelles telles qu'il établisse une discrimination entre les transmetteurs A et B de Façon à ob- tenir un champ résultant nul ou presque nul au noeud où l'on veut placer le récepteur 0. En outre, les forces relatives des transmissions des transmetteurs A et B peuvent être ajustées de façon à donner un noeud de faible amplitude résultante à l'en- droit voulu pour le récepteur 0.
Dans lesystème de relayage montré fig.5, le récepteur 0 est placé entre le transmetteur primaire T et le transmetteur auxi- liaire B et en ligne-droite avec ces transmetteurs et le relais A. Dans ce cas, le récepteur peut être pourvu d'un collecteur
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uni-directionnel ayant un diagramme polaire tel que celui représenté par p, et disposé de telle façon que le récepteur donne une réponse maximum au transmetteur T et une réponse minimum aux transmetteurs A et B. De cette façon, la réponse du récepteur 0 au transmetteur B est encore diminuée.
Le transmetteur A peut êtreemployé pour assurer le service local dans le voisinage du transmetteur et le transmetteur auxiliaire B peut également avoir une puissance suffisante pour être employé dans le même but. Dans une variante, il peut être de faible puissance et, dans ce cas, la localisation du récepteur 0 dans le voisinage du transmetteur B devient avantageuse.
Dans le cas où le système de relayage doit fonctionner sur une bande étendue de transmission de fréquences, des filtres peuvent être employées dans ce système pour empêcher l'émission par le relais d'une ou de plusieurs transmissions données ou pour restreindre le relayage à des bandes choisies de fréquences. En outre, des récepteurs séparés 0, associés avec des amplificateurs correspondants du relais, peuvent être employés pour différentes séries de fréquences, en conjonction avec les mêmes antennes ou des antennes différentes de la station de relayage.
La séparation des transmissions individuelles recueillies par le récepteur 0 et amplifiées et émises par le relais A peut être effectuée par le moyen de dispositifs de changement de fréquence pour ce qui concerne les signaux reçus, de dispositifs de sélection pour ce qui concerne la fréquence résultante des signaux et de dispositifs qui reconvertissent les signaux à la fréquence originale pour ce qui concerne le ré-émission.
Dans une autre application de cette invention, le transmetteur A, avec ou sans le transmetteuB, est employé pour produire, en conjonction avec le transmetteur primaire T, une transmission directionnelle pour la réception en un point éloigné. Plusieurs relais A avec leurs transmetteurs auxiliaires associée et leurs récepteurs associés peuvent être employés pour produire une trans-
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mission directionnelle, avec ou sans la transmetteur primaire T.