Installation pour la transmission duplex de messages entre stations, au moyen d'ondes électriques de hautes fréquences. La transmission duplex, ou transmission simultanée en sens inverse, de messages entre stations, au moyen d'ondes électriques de hautes fréquences, a d'abord présenté cer taines difficultés par suite de la très grande influence qu'exerce à chaque station le trans metteur sur le récepteur. Dans le cas d'ins tallations pour radiocommunications, on se sert souvent d'un commutateur permettant de brancher, suivant le cas, le circuit de l'antenne sur l'arrangement transmetteur ou sur l'arrangement récepteur, afin de pouvoir transmettre et recevoir alternativement des messages.
On a aussi proposé d'utiliser un transmetteur connecté au circuit de l'antenne de telle manière qu'il se trouve conjugué par rapport au récepteur connecté à la même antenne, et alors la quantité de l'énergie fournie par le transmetteur et traversant Par rangement récepteur, est réduite à sa valeur minimum.
L'invention se rapporte à une installation pour la transmission duplex de messages entre stations, au moyen d'ondes électriques hautes fréquences, dans laquelle cette transmission se fait dans une direction par des ondes porteuses d'une certaine fréquence et en direction opposée par des ondes por teuses d'au moins une fréquence différente de celle des ondes porteuses transmises dans la première direction.
Suivant l'invention, les ondes reçues à la station sont combinées avec une partie de l'énergie provenant de l'onde porteuse transmise par cette station, afin de produire au moins une onde auxiliaire de haute fréquence présentant une fréquence différente de chacune des fréquences des ondes porteuses reçues et transmises, et dont on peut dériver par détection à la fois les signaux d'arrivée et les signaux de départ.
Les dessins ci-joints donnent, à titre d'exemple, plusieurs formes de réalisation de l'objet de l'invention. Les figures 1 à 4 in clusivement, représentent schématiquement différentes installations radiotéléphoniques du plex par ondes porteuses à hautes fréquences ne permettant qu'une seule conversation à la fois. La fis. 31, donne une modification pou vant être apportée à la partie de l'installa tion de la fis. 3 qui sert 4 accorder l'antenn p, La fig. 5 représente schématiquement une installation radiotéléphonique, dans laquelle plusieurs messages peuvent être reçus en même temps.
La fig. 5a donne une modifi cation pouvant être apportée à la partie de l'installation de la fig. 5 qui sert à recevoir séparément les divers messages envoyés par les autres stations. Les fig. 6 et 7 montrent deux autres formes de réalisation permettant, dans le cas de la fig. 6, de recevoir deux messages en même temps, tandis que dans le cas de la fig. 7 on ne peut recevoir qu'un seul message à la fois. Dans le cas de la fig. 8, l'installation est appliquée à une sta tion radio téléphonique munie d'antennes sé parées pour la réception et pour la trans mission.
La fig. 9 montre une forme de réa lisation de l'invention dans laquelle un cou rant additionnel, présentant une fréquence auxiliaire, est créé à la station et utilisé dans le but d'assurer une syntonisation plus efficace. Enfin la fig. 10 se rapporte à une station radiotéléphonique dans laquelle une série de messages, provenant d'une ou plusieurs sta tions distantes, peuvent être reçus, tandis qu'un autre message est transmis.
Dans les installations décrites on n'a donc pas cherché à empêcher complètement l'énergie de l'onde de départ de fréquence porteuse, d'agir sur le récepteur local, car au contraire une certaine quantité de cette énergie est utilisée dans l'arrangement récep teur. Elle y provoque une amplification des signaux reçus. En général, l'action produite par les signaux partants sur les appareils récepteurs de la station considérée est du même ordre de grandeur que celle produite par les signaux reçus, comme c'est le cas dans une station téléphonique d'abonné ordi naire.
Ces résultats sont obtenus en combinant l'énergie reçue et une certaine quantité de l'énergie présentant la fréquence porteuse du courant de départ. On obtient ainsi d'abord une onde auxiliaire locale de fréquence inau dible qui est modulée, c'est-à-dire dont l'am plitude varie conformément aux signaux de départ et d'arrivée. En la détectant on peut en dériver ces signaux d'ar#rivée et ces signaux de départ. La fréquence de l'onde auxiliaire utilisée peut être égale à la somme ou à la différence des fréquences porteuses principales, mais on a trouvé que des avantages prati ques résultent de l'emploi de la différence de ces fréquences plutôt que de leur somme, et par suite le premier cas est utilisé de préfé rence dans les installations décrites.
Toute fois on doit noter que la somme des fréquen ces peut être utilisée comme fréquence de l'onde porteuse -auxiliaire quoique la sélection par syntonisation ne soit pas aussi bonne. L'amplitude de cette onde porteuse auxiliaire est dans certaines limites, sensiblement pro portionnelle au produit des amplitudes des ondes porteuses transmises et reçues: Donc en supposant le même pourcentage de modu lation à chaque station, le signal entendu dans le récepteur local a approximativement la même intensité indépendamment du fait que c'est la station locale ou la station dis tante qui transmet. L'énergie locale est donc utilisée comme agent amplificateur et sélec teur pendant les périodes dans lesquelles on ne transmet pas de signaux.
Suivant l'arrangement montré fig. 1, des ondes de signalisation si, provenant du circuit microphonique 1, sont transmises au circuit d'arrivée d'un modulateur 3 par exemple du genre therrnionique. Une onde porteuse à haute fréquence fi, provenant de la source 2, est aussi transmise à ce circuit d'arrivée., la fréquence de cette onde pouvant par exemple être de 500.000 cycles par seconde.
Une onde de fréquence fi, modulée conformément à l'onde de signalisation si, est donc pro duite dans le circuit de départ 4 du modu lateur, et transmise par l'intermédiaire du transformateur 5 à l'amplificateur 6, qui est de préférence du type thermionique. La source d'énergie de cet appareil, comme celle d'au tres tubes à trois électrodes marqués au des sin, a été omise pour simplifier le dessin.
Le circuit de départ de cet amplificateur 6 com prend un circuit<B>A</B> accordé pour la fréquence moyenne des ondes à haute Iréquence modu- lées par l'onde- de signalisation si, ces ondes étant désignées ci-après par l'expression fi si. Un circuit B, accordé à la fréquence fi, qui est donc la fréquence moyenne des ondes de départ modulées f i _ si, empêche ces ondes de départ d'être shuntées vers les appareils compris dans le circuit 8. Ce cir cuit sert à accorder l'antenne 7 pour la ré ception des ondes porteuses modulées émises par une station distante.
Ces ondes porteuses modulées ont été obtenues à cette station distante, en modulant une onde à haute fré quence f 2 par les ondes de signalisation émises s2, et ces ondes porteuses modulées sont désignées ici par l'expression<B>f</B> 2 + s2. Un dispositif convenable à réactance 9, tel que par exemple une bobine 10 shuntée par un condensateur 11, est prévu dans ce cir cuit 8, et joue le rôle de réactance de synto nisation.
Un circuit C intercalé dans le circuit de départ de l'amplificateur 6, est accordé à une fréquence égale à la différence des fréquen= ces fi et f2. Par exemple si la fréquence fi est de 500,000 cycles par seconde, et si la fréquence f2 est de 530,000 cycles par se conde, le circuit C est en résonance pour une fréquence de 30,000 cycles par seconde. Par suite de l'action détectrice du tube amplifi cateur 6, dont le circuit anode-cathode est en série avec le circuit C il se produit dans ce dernier circuit des oscillations ayant une composante de la fréquence de 30,000 cycles par seconde, modulée en concordance avec les ondes de signalisation si ou s2, ou avec les deux à la fois quand elles sont trans mises simultanément.
Cela est indiqué par l'expression
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marquée prés du circuit C Un circuit D, accordé à la même fréquence que le circuit C, est accouplé in- ductivement à celui-ci, de préférence au moyen d'un accouplement faible. Le circuit D est en série avec le circuit d'arrivée d'un détecteur thermionique 12, ou tout autre détecteur convenable, dont le circuit de dé part comprend un récepteur téléphonique 13 shunté par un condensateur 14. La majeure partie de l'Énergie de- l'onde modulée à haute fréquence qui doit être transmise; n'affecte pas le circuit D qui est accordé pour la fréquence auxiliaire, et passe à travers le condensateur du circuit C.
An con traire lors de la réception, la partie de l'énergie à haute fréquence- produite par la source 2, et qui est transmise à travers le circuit C agit sur l'appareil 6 en même temps que l'onde à haute fréquence modulée reçue. Il se produit donc une détection d'oix résulte l'onde auxi liaire qui est alors transmise au circuit D par le circuit C. Puisque l'amplitude de cette onde auxiliaire à une valeur dépendant des amplitudes des fréquences porteuses des deux stations, le signal entendu dans le récepteur local est formé des signaux provenant de la station locale et de la station distante, et cela dans le même ordre d'intensité.
L'indi cation si s2 marquée prés du récepteur 13 indique que les deux signaux sont entendus au moyen de cet appareil.
Les lettres f et s avec l'indice voulu sont employées dans les figures suivantes pour désigner les fréquences analogues à celles désignées dans la fig. 1.
L'arrangement montré sur la fig. 2 com prend une antenne 7 connectée à un tube thermionique 15 d'une manière bien connue. Les oscillations sont ainsi produites dans l'antenne à une fréquence approximativement égale. à la fréquence fondamentale déterminée par l'arrangement en série comprenant la capacité du fil ou réseau aérien de l'antenne, l'inductance de la bobine 16, et la capacité du condensateur 17. L'énergie est fournie au tube 15 par la source 18 à travers la bobine de réactance pour fréquences phoniques 19, le circuit 20, et la bobine de réactance pour hautes fréquences 21.
Le circuit anode-cathode du tube 22 est shunté sur la source 18 et la bobine 19, tandis que le circuit d'arrivée 23 est accouplé induetivement au circuit mi- crophonique 24 comprenant une source@conve- nable quelconque d'ondes de fréquence vocale si. La production d'ondes vocales dans le circuit 24 amène des variations correspon- Jantes dans l'impédance du tube 22, qui à son tour provoque des variations correspon dantes dans le courant fourni au tube 15, la réactance de la bobine 19 maintenant prati- quernent constante la somme de ce courant et de celui qui traverse le tube 22.
Il en résulte que les ondes à hautes fréquence, produites dans l'antenne par le tube oscillant 15, varient en amplitude conformément aux ondes de signalisation produites dans le cir cuit 24. Quand des ondes porteuses à haute fréquence sont reçues par l'antenne 7, l'ac tion détective duïtube -15 sur les ondes à haute. fréquence reçues, combinées avec celles qu'il produit, a pour effet une variation de différence de potentiel entre l'anode et la cathode du tube 15, d'une .fréquence égale à la différence existant entre les fréquences porteuses utilisées pour la réception et la transmission. Le circuit accordé 20 est en résonance pour cette différence de fréquences.
Un circuit 25, renfermant un condensateur variable et une inductance aussi variable, peut être connecté en parallèle sur le circuit contenant la source 18 et la bobine 19, et peut être avantageusefent accordé de ma nière à être en résonance pour la haute fré quence auxiliaire. Cela évite une perte d'éner gie de cette fréquence due à la perte de tension à travers le tube 22. Le circuit D, aceor#dé à la fréquence auxiliaire et accouplé au circuit 20, se trouve dans le circuit d'ar rivée du détecteur 12 dont le circuit de dé part renferme le récepteur 13.
Le branche ment 8 dérivé sur l'antenne a pour but de donner à celle-ci une période propre égale à la période d'oscillation des ondes reçues de la station distante et .qui sont représentées par f2 s2. Un circuit anti-résonant B placé en série dans le branchement 8 et ac cordé à la fréquence porteuse fi des ondes transmises, empêche celles-ci d'être dérivées à travers le branchement 8.
Un dispositif de syntonisation .10 est aussi prévu dans l'embranchement 8 en vire d'obtenir la réac tance voulue pour accorder l'antenne en concordance avec les ondes reçues. La fré quence des ondes transmises est déterminée et peut être variée par l'ajustement de la bobine 16 et du condensateur 17. Après avoir établi la fréquence porteuse voulue des ondes de départ, le dispositif de syntonisa tion 10 peut être réglé dans des limites considérables sans que l'on produise des va riations importantes dans les ondes fournies par le tube 15 à l'antenne. Quand des signaux doivent être transmis, ils sont rayonnés par l'antenne 7 en des ondes porteuses modulées fi si.
Pour la réception, l'onde modulée de fréquence fi si est combinée avec l'onde de signalisation reçue f2 s2 pour transmettre à travers les circuits 20 et D l'onde
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Cela produit dans le récepteur 13 soit l'un ou l'autre, ou soit les deux signaux si et s2 sui vant qu'à cet instant l'un de ceux-ci ou les deux sont transmis. Quand la transmission est arrêtée, c'est l'onde fondamentale de départ non modulée qui est combinée avec l'onde reçue.
Dans l'arrangement montré fig. 3, le cir cuit T est disposé de manière à produire des ondes modulées, et transmettre celles-ci par induction à l'antenne 7 qui les rayonne comme des signaux de départ. Si la fréquence porteuse des signaux envoyés est de 500,000 cycles par seconde, le circuit B est accordé à cette fréquence afin qu'une faible partie seulement de l'énergie transmise soit dérivée sur le branchement 8.
L'onde porteuse mo dulée reçue f2 s2 est transmise sur le circuit .r1, et un dispositif de syntonisation convenable 9, tel qu'une bobine 10 et un condensateur 11, est prévu pour accorder l'antenne à la fréquence reçue. Le circuit A est accordé à la fréquence porteuse reçue f2, mais une quantité suffisante d'énergie de la fréquence de départ fi est transmise sur ce circuit pour que des ondes combinées, détectées par l'appareil 26, produisent dans le circuit C un courant de la fréquence auxiliaire égale à la différence des deux fréquences princi pales,
<I>f</I> i et<B>f2.</B> Ce circuit C et le circuit D qui lui est accouplé sont en résonance pour cette fréquence auxiliaire. Le détecteur 12 et le récepteur 13 sont analogues à ceux décrits dans les figures précédentes. Le fonc tionnement de cet arrangement peut être fa cilement compris en se rapportant aux des criptions faites pour les cas des fig. 1 et 2. La modification montrée fig. 31, peut être substituée à la partie syntonisatrice de l'ar rangement de la fig.3 comprise entre les lignes pointillées X et X'.
Ce dispositif de syntonisation comprend des éléments dispo sés et fonctionnant semblablement à la bo bine 10 et au condensateur 11 de la fig. 1, et le circuit A qui lui est accouplé a la même syntonisation que dans la fig. 3.
Dans l'arrangement montré fig. 4 les éléments 7, 16, 17, 15, 20, 18, 19, 21, 22, 23, 24, 12, 13, 14 et D sont semblables aux éléments correspondants de la fig. 2 et fonc tionnent d'une manière analogue. L'antenne est accordée seulement pour les signaux de départ, et par conséquent les signaux d'ar rivée sont reçus d'une manière plutôt ineffi cace. Toutefois un branchement, comprenant des éléments semblables à ceux constituant le circuit 8 de la fig. 2, peut être prévu si on désire remédier à cet inconvénient. Dans la fig. 2, on doit noter que le voltage de fréquences phoniques ou de signalisation fourni au tube 15 par le tube 22 est trans mis à travers le circuit 20.
Ce fait peut être préjudiciable, car des courants sont ainsi induits dans le circuit D qui se superposent à ceux qui doivent être détectés par le tube 1 3. Afin d'éviter cet inconvénient, le circuit 20 de la fig. 4 est équilibré par rapport aux fréquences phoniques. Le conducteur partant de la plaque du tube 22 aboutit en un point intermédiaire 27 de la bobine 28, et un dis positif à réactance 29 servant d'équilibreur est prévu. Le circuit 25 tel qu'il est montré dans la fig. 2 a été omis dans la fig. 4, mais il peut être prévu si on le désire. Le chemin 30 dérivé sur l'oscillateur 15 comprend une inductance en série avec un ensemble formé d'une résistance et d'un condensateur en pa rallèle.
Les courants de haute fréquence auxiliaire parcourant le circuit D, au lieu d'être transmis directement sur le détecteup 12, sont d'abord amplifiés par un dispositif convenable 31 et ensuite passés à travers un -filtre 32 avant d'arriver au détecteur '12.
Ce filtre transmet seulement les courants modulés de fréquences porteuses auxiliaires
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Cet arrangement d'amplifi cateurs et de filtres, bien qu'il soit montré en connexion avec la fig. 4, est également applicable aux autres arrangements montrés précédemment. Le fonctionnement de l'arran gement de la fig. 4 est. facilement compris en se rapportant à la description du fonc tionnement de l'arrangement de la fig. 2.
La fig. 5 montre une autre forme de réa lisation, permettant de recevoir deux ou plu sieurs messages, soit simultanément, soit suc cessivement. Le circuit transmetteur T com prend une source 2 d'ondes porteuses de fréquence fi, et une source d'ondes de signa lisation si qui peut consister en un circuit microphonique 1. Ces ondes sont transmises successivement sur le modulateur 3 et sur l'amplificateur 6, le circuit de départ de ce dernier appareil étant accouplé à une antenne 7 au moyen du circuit 33. Le circuit de l'antenne 7 comprend les dispositifs ordinaires de radiation, à savoir un circuit 34 servant pour la syntonisation pour les ondes reçues, et un réseau équilibreur N, formé d'éléments de réactance 35.
Le circuit 33 est connecté en un point intermédaire de- la bobine 36 du circuit 34 de telle sorte qu'une quantité mi nimum d'énergie de la fréquence porteuse de départ est transmise sur le circuit A. La réactance du réseau N est ajustée pour que seulement une petite quantité de l'énergie de la fréquence porteuse de départ soit transmise au circuit A qui est accordé à la moyenne des fréquences des courants reçus de manière que la fraction la plus grande possible de l'énergie reçue passe par ce circuit. Le détecteur 26 comprend dans son circuit d'arrivée le circuit A, et dans son circuit de départ un certain nombre de cir cuits C et C' accouplés respectivement à des ensembles de circuit D et D'.
Chaque paire de circuits C-Ï) et C'-D', est accordée ainsi qu'il sera décrit ci-aprés. Chaque cir cuit D est relié à un détecteur convenable 12 dont le circuit de départ comprend un récepteur 13.
Si l'on suppose que par cette installation on veut transmettre des signaux au moyen d'une onde porteuse présentant une fréquence fi égale à 500,000 cycles par seconde, et que. l'on veut recevoir d'une ou da plusieurs autres stations distantes des signaux au moyen d'ondes porteuses présentant des fré quences de 510,000 et 520,000 cycles par seconde, la première fréquence porteuse auxi liaire est alors de 10,000 cycles par seconde et les circuits C et D sont accordés pour cette fréquence; tandis que la deuxième fré quence porteuse auxiliaire est de 20,000 cycles par seconde et les circuits C' et D' sont accordés pour cette fréquence.
I1 est évident que des ensembles de circuits addi tionnels peuvent être prévus et accordés pour recevoir d'autres signaux. La fig. 51, donne une autre forme pour les circuits sélecteurs qui consiste en des séries de filtres pouvant remplacer les ensembles de cir-cuits C-D et C'-D' compris entre les lignes<I>X</I> et<I>X'.</I> Le filtre série Bfi est ajusté pour choisir les courants modulés d'une certaine fréquence porteuse auxiliaire à l'exclusion de tout autre courant, et le filtre série Bf2 est de même ajusté pour transmettre les courants d'une autre fréquence porteuse auxiliaire.
Il est évident qu'un plus grand nombre de fil tres séries peuvent être utilisés, pour recevoir un plus grand nombre de signaux. Dans l'arrangement représenté fig. 6, le dispositif transmetteur T est semblable au dispositif transmetteur de la fig. 2, sauf en ce qu'il présente un chemin dérivé 30 sur le circuit de grille de l'oscillateur 15. Cepen dant le dispositif récepteur est connecté avec le dispositif transmetteur d'une manière dif férente. Pour permettre la réception des signaux, un dispositif de syntonisation 10 relié à l'antenne est connecté à un circuit convenable A accordé à la fréquence moyenne des courants reçus.
Le circuit A est compris dans le circuit d'arrivée du détecteur 26, dont le circuit de départ est connecté à des circuits et appareils semblables à ceux reliés au cir cuit de départ du détecteur 26 de la fig. 5. Le tube oscillant 15 produit dans le circuit de l'antenne 7 des oncles porteuses de fré quence fi modulées en concordance avec les variations de signalisation produites dans le circuit microphonique 24.
Afin d'éviter que les ondes de départ ne soient shuntées à travers le branchement 8, le circuit B est accordé à la fréquence fi. Les ondes d'arri vée représentées par f2 _r eS2 et fa<I>-L-</I> s8 sont reçues par l'antenne et transmises aux récep teurs 13 correspondant art signal envisagé ainsi que cela a été exposé dans le cas de la fig. 5.
L'arrangement montré fig. 7 est pratique ment identique à celui de la fig. 6, la seule différence résidant en ce que le chemin dé rivé 30 sur le circuit d'oscillation à haute fréquence est autre, et en ce que cet arrange ment ne permet de recevoir qu'un seul signal à la fois, car titi seul ensemble de circuits accordés C-D est prévu.
La fig. 8 montre une forme de réalisation appliquée à une station pourvue d'une an tenne transmettrice et d'une antenne récep trice. Le dispositif transmetteur est repré senté conventionnellement par le circuit mi- crophonique 1, le modulateur 3 et la source d'ondes à haute fréquence 2. Cela permet de transmettre des ondes modulées à haute fré quence sur l'antenne 7'. Le dispositif récep teur comprend une antenne 7 accordée pour les ondes provenant d'une station de com- munication distante T'.
Un circuit A accordé à la même fréquence que l'antenne, lui est accouplé et contribue à séparer les ondes transmises à la station locale des ondes re çues de la station distante. Le détecteur 26, les circuits Cet D, le détecteur 12, et<B>]</B> e récep teur 13, fonctionnent de la même manière que les éléments correspondants de la fig. 3. Les ondes transmises par l'antenne T' sons reçues par l'antenne 7 ainsi que les ondes prove- nant <B>de</B> l'antenne locale 7'. Un arrangement de ce genre est préférable à ceux n'utilisant qu'une seule ântenne quand la quantité d'énergie à haute fréquence, produite à la station même, est relativement grande.
Les antennes 7 et 7' doivent être placées à une distance convenable l'une de l'autre. Ainsi par exemple, si l'antenne T' est à 1600 kilomètres de l'antenne 7, l'antenne 7' sera placée de préférence à environ 80 kilomètres de l'antenne 7. Le circuit 37 connecte le dispositif microphonique avec l'antenne 7', le microphone et le récepteur 13 étant placés à la même station d'opérateur.
Dans l'arrangement de la fig. 9 on a prévu une source locale auxiliaire 36 pour faciliter la sélection des ondes que l'on veut recevoir. Si par exemple la fréquence fi est de 1,000,000 de cycles par seconde, et si la fréquence /'2 est de 1,200,000 cycles par seconde, la fréquence auxiliaire à laquelle les circuits<I>C et D</I> sont accordés est de 200,000 cycles par seconde.
Si les- circuits <I>C et D</I> ne sont pas suffisamment sensibles pour distinguer d'une manière satisfaisante entre des fréquences de 190,000, 200,000 et 2l0,000 cycles par seconde, et éviter que des interférences ne se produisent entre les stations fonctionnant avec des fréquences de 10,000 cycles en plus ou en moins de la fréquence porteuse principale, le générateur local 36 ayant par exemple une fréquence <B>(le</B> 220,000 cycles par seconde est prévu pour fournir de l'énergie au circuit D.
Dès lors dans le circuit de départ du détecteur 37 il y agira une composante de la fréquence de 20,000 cycles par seconde qui pourra être séparée sélectivement des fréquences de 10,000 ou 30,000 cycles par seconde que les o11dcs interférentes produiraient. Les circuits H<I>et</I> J doivent donc être en résonance pour des fréquences de 20,000 cycles par seconde. Dans le circuit de départ du détecteur 12 on obtient le signal qu'on veut recevoir.
Puisque l'onde porteuse auxiliaire produite et trans mise à travers les circuits- H et J est une onde modulée résultant de la combinaison de trois autres ondes de fréquence fi, f2 et f3 elle est représentée par fi - f2, --
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Dans l'arrangement fig. 10 d'une station transmettrice T, des ondes modulées à hautes fréquences fi -_i= si sont transmises à une antenne 7. Le circuit B est ajusté pour per mettre seulement à une petite quantité de ce courant de passer à travers le branche ment 8.
Une série d'ondes- modulées prove nant d'autres stations, représentées par f 2 s2, f s sa, etc. peuvent être reçues par l'antenne 7. L'énergie de ces ondes est transmise à travers le circuit A et le détec teur 26 à des circuits sélecteurs C-D; C'- D'; etc. Si les ondes porteuses reçues dif férent par des valeurs appropriées, et si les circuits sélecteurs sont convenablement ac cordés, les signaux respectifs sont reçus dans chacun des récepteurs 13.
Si l'onde porteuse locale a une fréquence f i égale à 500;000 cycles par seconde, et si les ondes porteuses reçues ont des fréquences de 520,000 et de 530,000 cycles par seconde, les circuits C <I>D</I> et C'-D' doivent être ajustés respective ment pour. les ondes porteuses auxiliaires de 20,000 et de 30,000 cycles par seconde. A la station distante qui transmet au moyen d'onde porteuse principale de la fréquence de 520,000 cycles par seconde, les ondes porteuses auxiliaires sont respectivement de 10,000 et de 20,000 cycles par seconde. A la station transmettant par l'onde porteuse principale de 530,000 cycles par seconde; les fréquences porteuses auxiliaires sont respec tivement de 10,000 et de 30,000 cycles par seconde.
Des interférences provenant d'autres stations sont écartées par suite de la syn tonisation de l'antenne et-des circuits accordés pour les ondes porteuses de fréquences auxi- haires. Une combinaison des arrangements des fig. 9 et 10 peut être faite en appliquant une source 36 d'ondes auxiliaires au circuit d'arrivée de chaque détecteur 12. On voit que dans les installations décri tes, l'onde de fréquence porteuse produite au poste même pour l'envoi des signaux, inter- vient dans la sélection et dans l'amplification des signaux reçus. L'opérateur transmettant et écoutant des signaux s'aperçoit sans autre d'un défaut de fonctionnement du dispositif transmetteur.
L'absence de signaux, qui a lieu lorsque la dérivation de l'onde porteuse transmettrice fait défaut, le prévient que les appareils ne fonctionnent pas convenable ment.
Il est évident qu'il n'est pas nécessaire d'utiliser des détecteurs du genre thermio- nique, ainsi qu'il est montré au dessin, et que tout autre détecteur convenable peut être employé. Bien que représentée pour des ser vices sans fil, les installations décrites peu vent être appliquées à des services avec fils, comme d'ailleurs elles peuvent trouver leur utilité dans des services télégraphiques au lieu de services téléphoniques.
Installation for the duplex transmission of messages between stations, by means of high frequency electric waves. The duplex transmission, or simultaneous transmission in the reverse direction, of messages between stations, by means of high frequency electric waves, first presented certain difficulties owing to the very great influence exerted on each station by the transmitter. on the receiver. In the case of installations for radiocommunications, a switch is often used allowing the antenna circuit to be connected, as the case may be, to the transmitting arrangement or to the receiving arrangement, in order to be able to transmit and receive. alternately messages.
It has also been proposed to use a transmitter connected to the antenna circuit in such a way that it is conjugated with respect to the receiver connected to the same antenna, and then the quantity of energy supplied by the transmitter and passing through Par receiver storage, is reduced to its minimum value.
The invention relates to an installation for the duplex transmission of messages between stations, by means of high-frequency electric waves, in which this transmission takes place in one direction by carrier waves of a certain frequency and in the opposite direction by carrier waves of at least one frequency different from that of the carrier waves transmitted in the first direction.
According to the invention, the waves received at the station are combined with part of the energy coming from the carrier wave transmitted by this station, in order to produce at least one auxiliary high frequency wave having a frequency different from each of the frequencies. received and transmitted carrier waves, and from which it is possible to derive by detection both the incoming signals and the outgoing signals.
The accompanying drawings give, by way of example, several embodiments of the object of the invention. Figures 1 to 4 in clusively, show schematically different radiotelephone installations of the plex by high frequency carrier waves allowing only one conversation at a time. The fis. 31, gives a modification that can be made to the installation part of the fis. 3 which serves 4 to tune the antenna p, FIG. 5 schematically shows a radiotelephone installation, in which several messages can be received at the same time.
Fig. 5a gives a modification which can be made to the part of the installation of FIG. 5 which is used to separately receive the various messages sent by the other stations. Figs. 6 and 7 show two other embodiments allowing, in the case of FIG. 6, to receive two messages at the same time, while in the case of FIG. 7 you can only receive one message at a time. In the case of fig. 8, the installation is applied to a radio telephone station provided with separate antennas for reception and for transmission.
Fig. 9 shows an embodiment of the invention in which an additional current, having an auxiliary frequency, is created at the station and used for the purpose of ensuring more efficient tuning. Finally, fig. 10 relates to a radiotelephone station in which a series of messages from one or more remote stations can be received while another message is transmitted.
In the installations described, no attempt has therefore been made to completely prevent the energy of the starting carrier frequency wave from acting on the local receiver, because on the contrary a certain quantity of this energy is used in the arrangement. receiver. It causes an amplification of the signals received. In general, the action produced by the outgoing signals on the receiving apparatus of the station in question is of the same order of magnitude as that produced by the received signals, as is the case in an ordinary subscriber telephone station.
These results are obtained by combining the received energy and a certain quantity of the energy having the carrier frequency of the starting current. In this way, a local auxiliary wave of inaudible frequency is obtained first which is modulated, that is to say whose amplitude varies in accordance with the departure and arrival signals. By detecting it, these arrival signals and these departure signals can be derived from it. The frequency of the auxiliary wave used may be equal to the sum or the difference of the main carrier frequencies, but it has been found that practical advantages result from the use of the difference of these frequencies rather than their sum, and therefore the first case is preferably used in the installations described.
However, it should be noted that the sum of the frequencies can be used as the frequency of the auxiliary carrier wave although the selection by tuning is not so good. The amplitude of this auxiliary carrier wave is within certain limits, appreciably proportional to the product of the amplitudes of the transmitted and received carrier waves: Therefore, assuming the same percentage of modulation at each station, the signal heard in the local receiver has approximately the same same intensity regardless of whether the local station or the remote station is transmitting. Local energy is therefore used as an amplifying and selector agent during periods when no signals are transmitted.
According to the arrangement shown in fig. 1, signal waves if, coming from the microphone circuit 1, are transmitted to the arrival circuit of a modulator 3, for example of the thermionic type. A high-frequency carrier wave fi, originating from source 2, is also transmitted to this arrival circuit, the frequency of this wave possibly being for example 500,000 cycles per second.
A wave of frequency fi, modulated in accordance with the signal wave si, is therefore produced in the starting circuit 4 of the modulator, and transmitted through the intermediary of the transformer 5 to the amplifier 6, which is preferably of the modulator. thermionic type. The power source of this apparatus, like that of other three-electrode tubes marked with sinuous lines, has been omitted to simplify the drawing.
The starting circuit of this amplifier 6 com takes a <B> A </B> circuit tuned for the average frequency of the high-frequency waves modulated by the signaling wave si, these waves being hereinafter designated by the expression fi si. A circuit B, tuned to the frequency fi, which is therefore the average frequency of the modulated starting waves fi _ si, prevents these starting waves from being shunted to the devices included in circuit 8. This circuit is used to tune the antenna 7 for the reception of modulated carrier waves emitted by a remote station.
These modulated carrier waves were obtained at this remote station, by modulating a high frequency wave f 2 by transmitted signal waves s2, and these modulated carrier waves are designated here by the expression <B> f </B> 2 + s2. A suitable reactance device 9, such as for example a coil 10 shunted by a capacitor 11, is provided in this circuit 8, and acts as a synchronization reactance.
A circuit C interposed in the starting circuit of amplifier 6 is tuned to a frequency equal to the difference between the frequencies fi and f2. For example if the frequency fi is 500,000 cycles per second, and if the frequency f2 is 530,000 cycles per second, the circuit C is in resonance for a frequency of 30,000 cycles per second. As a result of the detecting action of the amplifying tube 6, the anode-cathode circuit of which is in series with the circuit C, oscillations occur in the latter circuit having a frequency component of 30,000 cycles per second, modulated in accordance with with the signal waves si or s2, or with both at the same time when they are transmitted simultaneously.
This is indicated by the expression
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marked near circuit C A circuit D, tuned to the same frequency as circuit C, is inductively coupled to it, preferably by means of a weak coupling. Circuit D is in series with the arrival circuit of a thermionic detector 12, or any other suitable detector, the departure circuit of which comprises a telephone receiver 13 shunted by a capacitor 14. The major part of the energy of - the modulated high frequency wave to be transmitted; does not affect circuit D which is tuned for the auxiliary frequency, and passes through the capacitor of circuit C.
Conversely during reception, the part of the high frequency energy produced by the source 2, and which is transmitted through the circuit C acts on the device 6 at the same time as the modulated high frequency wave received. There is therefore a detection of oix resulting in the auxiliary wave which is then transmitted to circuit D by circuit C. Since the amplitude of this auxiliary wave at a value depending on the amplitudes of the carrier frequencies of the two stations, the signal heard in the local receiver is formed of the signals coming from the local station and the remote station, and this in the same order of intensity.
The indication if s2 marked near receiver 13 indicates that the two signals are heard by means of this device.
The letters f and s with the desired index are used in the following figures to denote frequencies similar to those designated in fig. 1.
The arrangement shown in fig. 2 com takes an antenna 7 connected to a thermionic tube 15 in a well known manner. Oscillations are thus produced in the antenna at an approximately equal frequency. at the fundamental frequency determined by the series arrangement comprising the capacitance of the wire or aerial network of the antenna, the inductance of the coil 16, and the capacitance of the capacitor 17. The energy is supplied to the tube 15 by the source 18 through the phonic frequency reactance coil 19, the circuit 20, and the high frequency reactance coil 21.
The anode-cathode circuit of the tube 22 is bypassed on the source 18 and the coil 19, while the input circuit 23 is induetively coupled to the microphone circuit 24 comprising any suitable source of waves of voice frequency. if. The production of voice waves in circuit 24 causes corresponding variations in the impedance of tube 22, which in turn causes corresponding variations in the current supplied to tube 15, with the reactance of coil 19 now practicable. the sum of this current and that which passes through the tube 22 is constant.
As a result, the high frequency waves produced in the antenna by the oscillating tube 15 vary in amplitude according to the signal waves produced in the circuit 24. When high frequency carrier waves are received by the antenna 7 , the detective action of the -15 duïtube on high waves. frequency received, combined with those it produces, has the effect of varying the potential difference between the anode and the cathode of the tube 15, of a frequency equal to the difference existing between the carrier frequencies used for reception and the transmission. The tuned circuit 20 is in resonance for this difference in frequencies.
A circuit 25, containing a variable capacitor and an equally variable inductance, can be connected in parallel to the circuit containing the source 18 and the coil 19, and can be advantageously tuned so as to be in resonance for the high auxiliary frequency. This prevents a loss of energy of this frequency due to the loss of voltage across tube 22. Circuit D, aceor # de at the auxiliary frequency and coupled to circuit 20, is in the incoming circuit of the detector 12, the starting circuit of which contains receiver 13.
The purpose of the branch 8 branch on the antenna is to give the latter a proper period equal to the oscillation period of the waves received from the remote station and which are represented by f2 s2. An anti-resonant circuit B placed in series in connection 8 and tuned to the carrier frequency fi of the transmitted waves, prevents the latter from being diverted through connection 8.
A tuning device .10 is also provided in branch 8 in order to obtain the desired reaction to tune the antenna in accordance with the waves received. The frequency of the transmitted waves is determined and can be varied by adjusting the coil 16 and the capacitor 17. After establishing the desired carrier frequency of the starting waves, the tuning device 10 can be set within considerable limits. without producing significant variations in the waves supplied by the tube 15 to the antenna. When signals have to be transmitted, they are radiated by the antenna 7 in modulated carrier waves fi si.
For reception, the modulated wave of frequency fi si is combined with the signaling wave received f2 s2 to transmit through circuits 20 and D the wave
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This produces in the receiver 13 either one or the other, or either the two signals si and s2 following that at this instant one or both of these are transmitted. When transmission is stopped, the unmodulated starting fundamental wave is combined with the received wave.
In the arrangement shown in fig. 3, the circuit T is arranged so as to produce modulated waves, and to transmit them by induction to the antenna 7 which radiates them as starting signals. If the carrier frequency of the signals sent is 500,000 cycles per second, circuit B is tuned to this frequency so that only a small part of the transmitted energy is bypassed on branch 8.
The received modulated carrier wave f2 s2 is transmitted over the circuit .r1, and a suitable tuning device 9, such as a coil 10 and a capacitor 11, is provided to tune the antenna to the received frequency. The circuit A is tuned to the received carrier frequency f2, but a sufficient quantity of energy from the starting frequency fi is transmitted on this circuit so that the combined waves, detected by the apparatus 26, produce in the circuit C a current the auxiliary frequency equal to the difference of the two main frequencies,
<I> f </I> i and <B> f2. </B> This circuit C and the circuit D which is coupled to it are in resonance for this auxiliary frequency. The detector 12 and the receiver 13 are similar to those described in the preceding figures. The operation of this arrangement can be easily understood by referring to the descriptions made for the cases of figs. 1 and 2. The modification shown in fig. 31, can be substituted for the tuning part of the arrangement of Fig.3 between the dotted lines X and X '.
This tuning device comprises elements arranged and functioning similarly to the coil 10 and to the capacitor 11 of FIG. 1, and the circuit A which is coupled to it has the same tuning as in fig. 3.
In the arrangement shown in fig. 4 the elements 7, 16, 17, 15, 20, 18, 19, 21, 22, 23, 24, 12, 13, 14 and D are similar to the corresponding elements of FIG. 2 and operate in a similar fashion. The antenna is tuned only for the outgoing signals, and therefore the incoming signals are received rather inefficiently. However a branch, comprising elements similar to those constituting the circuit 8 of FIG. 2, can be provided if it is desired to remedy this drawback. In fig. 2, it should be noted that the tone or signal frequency voltage supplied to tube 15 through tube 22 is transmitted through circuit 20.
This fact can be detrimental, because currents are thus induced in the circuit D which are superimposed on those which must be detected by the tube 1 3. In order to avoid this drawback, the circuit 20 of FIG. 4 is balanced with respect to the phonic frequencies. The conductor from the plate of the tube 22 terminates at an intermediate point 27 of the coil 28, and a reactance device 29 serving as a balancer is provided. Circuit 25 as shown in FIG. 2 has been omitted in fig. 4, but it can be provided if desired. Path 30 branched to oscillator 15 comprises an inductor in series with an assembly formed of a resistor and a parallel capacitor.
The auxiliary high frequency currents flowing through circuit D, instead of being transmitted directly to detector 12, are first amplified by a suitable device 31 and then passed through a filter 32 before arriving at detector 12. .
This filter transmits only the modulated currents of auxiliary carrier frequencies
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This arrangement of amplifiers and filters, although shown in connection with fig. 4, is also applicable to the other arrangements shown above. The operation of the arrangement of FIG. 4 is. easily understood by referring to the description of the operation of the arrangement of FIG. 2.
Fig. 5 shows another embodiment, making it possible to receive two or more messages, either simultaneously or successively. The transmitter circuit T com takes a source 2 of carrier waves of frequency fi, and a source of signaling waves si which may consist of a microphone circuit 1. These waves are transmitted successively to the modulator 3 and to the amplifier. 6, the starting circuit of the latter device being coupled to an antenna 7 by means of the circuit 33. The circuit of the antenna 7 comprises the ordinary radiation devices, namely a circuit 34 serving for tuning for the waves received, and a balancing network N, formed of reactance elements 35.
Circuit 33 is connected at an intermediate point of coil 36 of circuit 34 so that a minimum amount of energy from the starting carrier frequency is transmitted to circuit A. The reactance of network N is adjusted to that only a small amount of the energy of the starting carrier frequency is passed to circuit A which is tuned to the average of the frequencies of the currents received so that the largest possible fraction of the received energy passes through this circuit. The detector 26 comprises in its arrival circuit the circuit A, and in its departure circuit a certain number of circuits C and C 'coupled respectively to sets of circuits D and D'.
Each pair of circuits C-Ï) and C'-D 'is tuned as will be described below. Each circuit D is connected to a suitable detector 12, the starting circuit of which comprises a receiver 13.
If we assume that by this installation we want to transmit signals by means of a carrier wave having a frequency fi equal to 500,000 cycles per second, and that. one wants to receive signals from one or more other remote stations by means of carrier waves having frequencies of 510,000 and 520,000 cycles per second, the first auxiliary carrier frequency is then 10,000 cycles per second and the circuits C and D are tuned for this frequency; while the second auxiliary carrier frequency is 20,000 cycles per second and circuits C 'and D' are tuned for this frequency.
It is obvious that additional circuit assemblies can be provided and tuned to receive other signals. Fig. 51, gives another form for the selector circuits which consists of series of filters which can replace the sets of circuits CD and C'-D 'included between the lines <I> X </I> and <I> X' . </I> The series filter Bfi is adjusted to choose the modulated currents of a certain auxiliary carrier frequency to the exclusion of any other current, and the series filter Bf2 is similarly adjusted to transmit the currents of another frequency auxiliary carrier.
It is obvious that a greater number of very series wires can be used, to receive a greater number of signals. In the arrangement shown in fig. 6, the transmitter device T is similar to the transmitter device of FIG. 2, except that it has a branch path 30 on the gate circuit of oscillator 15. However, the receiving device is connected with the transmitting device in a different way. To allow reception of the signals, a tuning device 10 connected to the antenna is connected to a suitable circuit A tuned to the average frequency of the currents received.
Circuit A is included in the arrival circuit of detector 26, the departure circuit of which is connected to circuits and devices similar to those connected to the departure circuit of detector 26 of FIG. 5. The oscillating tube 15 produces in the circuit of the antenna 7 of the carrier uncles of frequency fi modulated in accordance with the signaling variations produced in the microphone circuit 24.
In order to prevent the starting waves from being shunted through connection 8, circuit B is tuned to frequency fi. The arrival waves represented by f2 _r eS2 and fa <I> -L- </I> s8 are received by the antenna and transmitted to the receivers 13 corresponding art signal envisaged as has been explained in the case of fig. 5.
The arrangement shown in fig. 7 is practically identical to that of FIG. 6, the only difference residing in that the branched path 30 on the high frequency oscillation circuit is different, and in that this arrangement allows only one signal to be received at a time, since it is only one set. of tuned circuits CD is expected.
Fig. 8 shows an embodiment applied to a station provided with a transmitting antenna and a receiving antenna. The transmitter device is conventionally represented by the microphone circuit 1, the modulator 3 and the high-frequency wave source 2. This makes it possible to transmit high-frequency modulated waves on the antenna 7 '. The receiving device comprises an antenna 7 tuned for the waves coming from a remote communication station T '.
A circuit A tuned to the same frequency as the antenna is coupled to it and helps to separate the waves transmitted to the local station from the waves received from the distant station. The detector 26, the circuits Cet D, the detector 12, and <B>] </B> e receiver 13, operate in the same way as the corresponding elements of FIG. 3. The waves transmitted by the antenna T 'sounds received by the antenna 7 as well as the waves coming <B> from </B> the local antenna 7'. Such an arrangement is preferable to those using only one antenna when the amount of high frequency energy produced at the station itself is relatively large.
The antennas 7 and 7 'must be placed at a suitable distance from each other. Thus, for example, if the antenna T 'is 1600 kilometers from the antenna 7, the antenna 7' will preferably be placed approximately 80 kilometers from the antenna 7. The circuit 37 connects the microphone device with the antenna 7 ', the microphone and the receiver 13 being placed at the same operator station.
In the arrangement of FIG. 9 an auxiliary local source 36 has been provided to facilitate the selection of the waves to be received. If for example the frequency fi is 1,000,000 cycles per second, and if the frequency / '2 is 1,200,000 cycles per second, the auxiliary frequency to which the circuits <I> C and D </I> are tuned is 200,000 cycles per second.
If the <I> C and D </I> circuits are not sufficiently sensitive to distinguish satisfactorily between frequencies of 190,000, 200,000 and 210,000 cycles per second, and to prevent interference from occurring between stations operating with frequencies of 10,000 cycles above or below the main carrier frequency, the local generator 36 having for example a frequency <B> (the </B> 220,000 cycles per second is intended to supply energy at circuit D.
Therefore in the starting circuit of the detector 37 there will act a component of the frequency of 20,000 cycles per second which can be selectively separated from the frequencies of 10,000 or 30,000 cycles per second that the interfering o11dcs would produce. The circuits H <I> and </I> J must therefore be in resonance for frequencies of 20,000 cycles per second. In the starting circuit of the detector 12 we obtain the signal that we want to receive.
Since the auxiliary carrier wave produced and transmitted through the circuits - H and J is a modulated wave resulting from the combination of three other waves of frequency fi, f2 and f3 it is represented by fi - f2, -
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In the arrangement fig. 10 from a transmitting station T high frequency modulated waves fi -_i = si are transmitted to an antenna 7. Circuit B is adjusted to allow only a small amount of this current to pass through branch 8 .
A series of modulated waves from other stations, represented by f 2 s2, f s sa, etc. can be received by antenna 7. The energy of these waves is transmitted through circuit A and detector 26 to selector circuits C-D; C'- D '; etc. If the received carrier waves differ by appropriate values, and if the selector circuits are suitably tuned, the respective signals are received in each of the receivers 13.
If the local carrier wave has a frequency fi equal to 500,000 cycles per second, and if the received carrier waves have frequencies of 520,000 and 530,000 cycles per second, the circuits C <I> D </I> and C '-D' must be adjusted respectively for. the auxiliary carrier waves of 20,000 and 30,000 cycles per second. At the remote station which transmits by means of the main carrier wave at the frequency of 520,000 cycles per second, the auxiliary carrier waves are respectively 10,000 and 20,000 cycles per second. At the station transmitting by the main carrier wave at 530,000 cycles per second; the auxiliary carrier frequencies are respectively 10,000 and 30,000 cycles per second.
Interference from other stations is ruled out as a result of the tuning of the antenna and tuned circuits for the auxiliary frequency carrier waves. A combination of the arrangements of Figs. 9 and 10 can be made by applying a source 36 of auxiliary waves to the arrival circuit of each detector 12. It can be seen that in the installations described, the carrier frequency wave produced at the station itself for sending the signals. , intervenes in the selection and in the amplification of the received signals. The operator transmitting and listening to the signals immediately notices a malfunction of the transmitting device.
The absence of signals, which occurs when the shunt of the transmitting carrier wave fails, warns him that the devices are not working properly.
It is evident that it is not necessary to use detectors of the thermal type, as shown in the drawing, and that any other suitable detector can be employed. Although shown for wireless services, the facilities described can be applied to wired services, as moreover they may find utility in telegraph services instead of telephone services.