Dispositif de couplage à une antenne commune d'au moins deux appareils émetteurs et récepteurs

Abstract

 Ce dispositif est destiné au couplage à une même antenne d'au moins deux appareils émetteurs et/ou récepteurs de signaux hyperfréquences fonctionnant dans une même gamme de fréquences mais ayant des bandes utiles disjointes.
Il est constitué d'un circuit (M) comprenant quatre filtres passifs (F₁-F₄) et deux circulateurs (C₁, C₂) définissant quatre voies pour coupler respectivement chacun des émetteurs (E_A, E_B) et récepteurs (R_A, R_B) des deux appareils (A, B) à l'antenne.
Chaque circulateur (C₁ ; C₂) est connecté par l'intermédiaire d'un filtre à l'émetteur de l'un des appareils et au récepteur de l'autre appareil pour les coupler à l'antenne, tout en les isolant l'un de l'autre.
Application au couplage d'appareils émetteurs et/ou récepteurs embarqués à bord d'aéronefs.

Description

[0001] La présente invention concerne un dispositif de couplage à une antenne commune d'au moins deux appareils émetteurs et /ou récepteurs de signaux hyperfréquences fonctionnant dans une même gamme de fréquences mais ayant des bandes utiles disjointes.

[0002] Sur un avion moderne, notamment de combat, l'existence de nombreux appareils générant et recevant des rayonnements électromagnétiques entraîne la présence d'un nombre très important d'antennes.

[0003] Selon le type de diagramme de rayonnement recherché, l'emplacement des antennes doit être optimisé afin de satisfaire à des critères de directivité donnés. D'autre part, la présence de plusieurs antennes émettant ou recevant dans la même gamme ou bande de fréquences peut donner lieu à des couplages indésirables entre les différents appareils. Ces couplages dépendent fortement des positions respectives des antennes sur l'avion ainsi que des formes de l'avion.

[0004] C'est ainsi qu'un grand nombre d'avions sont équipés, d'une part de répondeurs d'identification (par exemple IFF : Identification Friend and Foe ; ATC : Air Traffic Control) d'autre part d'équipements réunissant des fonctions de télécommunication ( transmission de données avec des avions, des navires, des systèmes au sol, etc...; par exemple MIDS : Multifunctional Information Distribution System), et des fonctions de mesure de distance (DME : Distance Measurement Equipment) ou de distance et de gisement (TACAN : Tactical Aid to Navigation) par rapport à une balise située au sol. Les diagrammes de rayonnement de ces deux appareils doivent être omni-directionnels, ce qui conduit, compte tenu du fait que les fréquences sont dans la même gamme ou bande (bande L), aux mêmes emplacement optimaux pour les antennes. En outre, chacun de ces deux appareils doit être couplé à une antenne haute et à une antenne basse, ce qui donne un total de quatre antennes sur les avions existants.

[0005] Dans ces conditions, il convient d'envisager le couplage des deux appareils à la même antenne haute et la même antenne basse, ce qui permettrait de diminuer par deux le nombre d'antennes et se traduirait par des réductions sur :

• la masse globale des deux équipements ;
• les temps d'études nécessaires pour l'implantation des antennes qui est souvent très délicate en raison du peu de place disponible dans les cellules des avions ;
• les temps d'essais nécessaires pour assurer la compatibilité électromagnétique entre les deux appareils et optimiser les diagrammes de rayonnement des antennes ;
• le coût d'étude et le coût matériel des deux équipements ( appareils + antennes ) ; et
• la signature électromagnétique radar de l'avion.

[0006] Par ailleurs, un tel dispositif de couplage devra garantir un minimum d'interaction entre les deux appareils, améliorer ou au moins conserver les performances obtenues avec deux dispositifs rayonnants séparés, présenter un minimum de poids et offrir un degré de fiabilité très élevé.

[0007] L'invention vise donc à fournir un dispositif de couplage à une antenne commune d'au moins deux appareils émetteurs et/ou récepteurs de signaux hyperfréquences fonctionnant dans une même gamme de fréquences mais ayant des bandes utiles disjointes, qui permette d'atteindre ces buts.

[0008] A cet effet, le dispositif de couplage suivant l'invention est constitué d'un circuit comportant :

• une première voie de couplage de l'émetteur d'un premier appareil à l'antenne par l'intermédiaire d'un premier filtre passif et d'un premier circulateur,
• une deuxième voie de couplage du récepteur du premier appareil à l'antenne par l'intermédiaire d'un deuxième filtre passif et d'un second circulateur,
• une troisième voie de couplage de l'émetteur du deuxième appareil à l'antenne par l'intermédiaire d'un troisième filtre passif et du second circulateur, et
• une quatrième voie de couplage du récepteur du deuxième appareil à l'antenne par l'intermédiaire d'un quatrième filtre passif et du premier circulateur, chaque circulateur étant connecté à l'émetteur de l'un des appareils et au récepteur de l'autre appareil dans le sens adapté pour autoriser la transmission de signaux dudit émetteur à l'antenne et de celle-ci audit récepteur et pour inhiber la transmission de signaux dudit émetteur audit récepteur.

[0009] Selon une caractéristique de l'invention :

• le premier filtre passif est un filtre passe-bande centré sur le milieu de la bande utile de l'émetteur du premier appareil,
• le deuxième filtre passif est un filtre passe-bande centré sur le milieu de la bande utile du récepteur du deuxième appareil,
• le troisième filtre passif est un filtre réjecteur de bande centré sur le milieu de la bande utile du récepteur du premier appareil, et
• le quatrième filtre passif est un filtre réjecteur de bande centré sur le milieu de la bande utile de l'émetteur du premier appareil.

[0010] Selon une autre caractéristique, l'émetteur et le récepteur du premier appareil ont des bandes utiles disjointes.

[0011] Selon encore une autre caractéristique, ledit circuit comprend au moins un troisième circulateur ayant une première borne destinée à être connectée à l'émetteur et/ou au récepteur de l'un des appareils, une deuxième borne connectée à la voie de connexion dudit émetteur à l'antenne et une troisième borne connectée à la voie de connexion dudit récepteur à l'antenne. Le circuit peut être complété par un quatrième circulateur connecté de manière similaire au troisième circulateur entre l'autre appareil et les deux autres voies de connexion respectivement.

[0012] Plusieurs circuits à quatre voies peuvent être connectés en cascade pour le couplage à une même antenne de plusieurs appareils émetteurs et/ou récepteurs fonctionnant dans une même gamme hyperfréquence mais ayant des bandes utiles disjointes : les premier et quatrième filtres de chaque circuit ont alors une largeur de bande englobant les bandes utiles de l'ensemble des émetteurs connectés à la première voie de ce circuit, et lesdits deuxième et troisième filtres de ce même circuit ont une largeur de bande englobant les bandes utiles de l'ensemble des récepteurs connectés à la deuxième voie de ce circuit.

[0013] Dans le cas d'un tel montage en cascade, chaque circuit est connecté au circuit suivant côté antenne par l'intermédiaire de l'un des troisième et quatrième circulateurs précités.

[0014] S'il est nécessaire de coupler à au moins une antenne commune plusieurs groupes d'appareils émetteurs et/ou récepteurs fonctionnant chacun dans une gamme hyperfréquence distincte de celle des autres groupes d'appareils, chaque groupe d'appareils peut être couplé directement à l'antenne par au moins un circuit à quatre voies.

[0015] Suivant les caractéristiques des appareils émetteurs et/ou récepteurs en présence, il est ainsi possible d'assembler des circuits à quatre voies suivant l'invention en "série" et/ou en "parallèle" au sens électrique du terme afin de constituer des dispositifs de couplage complexes.

[0016] Enfin, suivant une caractéristique de l'invention, un isolateur adaptateur d'impédance est de préférence connecté entre chaque filtre et chaque circulateur adjacent.

[0017] D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui va suivre de plusieurs modes de réalisation donnés uniquement à titre d'exemples et illustrés par les dessins annexés sur lesquels :

[0018] La figure 1 est un schéma d'un dispositif suivant une première forme de réalisation pour le couplage à une antenne commune de deux appareils émetteurs et récepteurs.

[0019] La figure 2 est un schéma d'une première variante de réalisation du dispositif de la figure 1.

[0020] La figure 3 est une vue du dispositif de couplage de la figure 2 équipé en outre d'isolateurs.

[0021] La figure 4 est un schéma d'un dispositif à deux circuits élémentaires connectés en série pour assurer le couplage de trois appareils émetteurs/récepteurs à une antenne commune.

[0022] La figure 5 est un schéma d'un dispositif à deux circuits élémentaires connectés en parallèle pour le couplage de deux paires d'appareils émetteurs et récepteurs à une antenne commune.

[0023] La figure 6 est un schéma d'un dispositif à deux circuits élémentaires identiques pour le couplage de deux appareils émetteurs/récepteurs à deux antennes communes.

[0024] En se reportant à la figure 1, deux appareils A et B émetteurs/récepteurs sont couplés à une antenne H par l'intermédiaire d'un circuit de couplage M à quatre voies. Le circuit M comprend quatre filtres passifs F₁, F₂, F₃, F₄ et deux circulateurs C₁ et C₂ connectés à l'antenne H par l'intermédiaire d'un coupleur K.

[0025] On rappellera qu'un circulateur idéal est un circuit à trois bornes dans lequel les signaux sont transmis dans un sens entre deux bornes adjacentes, mais pas dans le sens inverse. Ainsi, si l'on considère les bornes 1, 2 et 3 des circulateurs C₁ et C₂ de la figure 1, les signaux passent directement de la borne 1 à la borne 2, de la borne 2 à la borne 3, et de la borne 3 à la borne 1. Par contre, la transmission est négligeable en sens inverse, à savoir de 1 vers 3, de 3 vers 2, et de 2 vers 1. Sur les figures, le sens de transmission des circulateurs est indiqué par une flèche.

[0026] L'émetteur E_A de l'appareil A est couplé à l'antenne H par une première voie comprenant le filtre passif F₁ et la liaison entre les bornes 3 et 1 du circulateur C₁. Le filtre F₁ est un filtre passe-bande centré sur le milieu f_EA de la bande utile de l'émetteur E_A.

[0027] Le récepteur R_A de l'appareil A est couplé à l'antenne H par une deuxième voie comprenant le filtre passif F₂ et la liaison entre les bornes 1 et 2 du deuxième circulateur C₂. Le filtre F₂ est un filtre passe-bande centré sur le milieu f_RA de la bande utile du récepteur R_A .

[0028] L'émetteur E_B du deuxième appareil B est couplé à l'antenne H par une troisième voie comprenant le filtre passif F₃ et la liaison entre les bornes 3 et 1 du deuxième circulateur C₂. Le filtre passif F₃ est un filtre réjecteur de bande centré sur le milieu f_RA de la bande utile du récepteur R_A du premier appareil A.

[0029] Enfin, le récepteur R_B de l'appareil B est couplé à l'antenne H par une quatrième voie comprenant le filtre passif F₄ et la liaison entre les bornes 1 et 2 du premier circulateur C₁. Le filtre F₄ est un filtre réjecteur de bande centré sur le milieu f_EA de la bande utile de l'émetteur E_A de l'appareil A.

[0030] En fonctionnement, les signaux produits par l'émetteur E_A sont transmis à l'antenne H avec un affaiblissement négligeable par l'intermédiaire du filtre F₁ qui atténue les composantes de ces signaux situés hors de la bande utile de l'émetteur, de la liaison entre les bornes 3 et 1 du circulateur C₁ et du coupleur K. Le récepteur R_B de l'appareil B est protégé contre les signaux produits par l'émetteur E_A, d'une part par le circulateur C₁ qui introduit une atténuation de l'ordre de - 20 dB entre les bornes 3 et 2, d'autre part par le filtre réjecteur de bande F₄ centré précisément sur le milieu de la bande utile de l'émetteur E_A. Les signaux provenant de l'émetteur E_A sont également transmis vers le récepteur R_A par l'intermédiaire du coupleur K et de la liaison passante entre les bornes 1 et 2 du circulateur C₂. Toutefois, ces signaux sont fortement atténués par le filtre passe-bande F₂ centré sur le milieu de la bande utile du récepteur R_A, qui est disjointe de la bande utile de l'émetteur E_A. Enfin, l'émetteur E_B qui nécessite une protection moindre, est néanmoins protégé des signaux en provenance de l'émetteur E_A par l'atténuation de l'ordre de - 20 dB apportée par la liaison inverse entre les bornes 1 et 3 du circulateur C₂.

[0031] Lorsque l'antenne H capte des signaux de fréquences situées dans la bande utile du récepteur R_A, ils sont transmis à ce dernier avec un affaiblissement négligeable via le coupleur K, le circulateur C₂ et le filtre passif F₂. Le niveau d'énergie relativement faible des signaux ainsi reçus n'est pas susceptible d'affecter les émetteurs E_A et E_B qui, en outre, sont protégés par le circulateur C₁ et le filtre passe-bande F₁ pour le premier et par le circulateur C₂ pour le second. Le récepteur R_B reçoit par contre ces signaux avec un affaiblissement négligeable par l'intermédiaire du coupleur K, du circulateur C₁ et du filtre F₄, mais par définition le récepteur R_B n'est pas accordé sur la fréquence de réception du récepteur R_A et ce couplage n'est donc pas gênant.

[0032] Quand l'émetteur E_B émet, il le fait dans une ou des bandes de fréquences qui sont disjointes des bandes utiles de l'émetteur E_A et du récepteur R_A. En tout état de cause, le filtre réjecteur de bande F₃ atténue fortement les composantes de ces signaux qui sont situées dans la bande utile du récepteur R_a. Les signaux situés dans la ou les bandes utiles de l'émetteur E_B sont donc transmis avec une atténuation négligeable à l'antenne H par l'intermédiaire des filtres F₃, du circulateur C₂ et du coupleur K. Le récepteur R_A est protégé contre cette émission par les atténuations apportées par le filtre F₃ dans sa bande utile et par la liaison 3-2 du circulateur C₂. L'émetteur E_A ne nécessite pas une protection particulière vis-à-vis des émissions de l'émetteur E_B puisque, comme indiqué précédemment, l'émetteur E_B n'émet pas dans sa bande utile et que, s'il existe néanmoins des composantes des signaux émis situées dans cette bande, elles seront d'un niveau d'énergie relativement faible et seront atténuées par la liaison 1-3 du circulateur C₁. Enfin, il n'existe pas de protection particulière du récepteur R_B vis-à-vis des émissions de l'émetteur E_B car l'appareil B est supposé être du type simplex, de sorte qu'il ne peut émettre et recevoir simultanément des signaux.

[0033] Enfin, quand l'antenne H capte des signaux de fréquences situées dans la bande utile du récepteur R_B, ils sont transmis à ce dernier avec un affaiblissement négligeable par l'intermédiaire du coupleur K, du circulateur C₁ et du filtre F₄ . La présence de ce dernier n'affecte pas la réception des signaux par le récepteur R_B puisqu'il a été vu précédemment que la ou les bandes utiles de ce dernier sont disjointes de la bande utile de l'émetteur E_A sur le milieu de laquelle est centré le filtre réjecteur F₄. Les signaux reçus par l'antenne H dans la ou les bandes utiles du récepteur R_B ne sont pas susceptibles d'affecter les émetteurs E_A et E_B. Ces signaux de faible niveau sont en outre atténués par la liaison inverse 1-3 des circulateurs C₁ et C₂. Enfin, le récepteur R_A est protégé de ces signaux reçus, d'une part par le filtre F₂ qui ne laisse passer que la bande utile de ce récepteur, d'autre part par le fait que le récepteur R_A n'est pas accordé sur la ou les fréquences de réception du récepteur R_B .

[0034] Le circuit M qui vient d'être décrit permet donc de coupler à une même antenne deux appareils A et B émetteurs et/ou récepteurs de signaux hyperfréquences fonctionnant dans une même gamme de fréquences mais ayant des bandes utiles disjointes. L'un des appareils, B, doit être simplex car le récepteur R_B n'est pas protégé vis-à-vis des émissions de l'émetteur E_B. L'autre appareil A peut être duplex comme décrit en regard de la figure 1, les fréquences d'émission et de réception étant alors distinctes. En variante, l'appareil A peut être simplex et, dans ce cas, les fréquences d'émission et de réception peuvent être, soit distinctes, soit identiques. Dans cette seconde hypothèse, tous les filtres F₁ à F₄ sont centrés sur le milieu de la bande utile de l'émetteur et du récepteur de l'appareil A.

[0035] Le schéma de la figure 2 illustre une variante de réalisation dans laquelle le circuit M est complété par un troisième circulateur C₃ et un quatrième circulateur C₄. Le circulateur C₃ présente une première borne de connexion à l'appareil A, une deuxième borne connectée au filtre F₁ et une troisième borne connectée au filtre F₂. De même, le circulateur C₄ présente une première borne de connexion à l'appareil B, une deuxième borne connectée au filtre F₃ et une troisième borne connectée au filtre F₄. Pour le reste, le circuit M de la figure 2 est absolument identique à celui de la figure 1.

[0036] Cette variante de réalisation est adaptée au cas où les appareils A et B disposent d'entrées/sorties d'émission-réception multiplexées, c'est-à-dire qu'ils ne disposent que d'une seule liaison coaxiale par antenne pour assurer les fonctions d'émission et de réception. Les circulateurs C₃ et C₄ permettent d'assurer alors la séparation entre les voies d'émission et de réception. En effet, chacun des circulateurs C₃ et C₄ assure la transmission des signaux de l'émetteur vers la voie d'émission correspondante par l'intermédiaire de la liaison entre les bornes 1 et 2, et de la voie de réception vers le récepteur correspondant par l'intermédiaire de la liaison entre les bornes 3 et 1.

[0037] Dans cette forme de réalisation, l'appareil B peut être également duplex : il suffit de prévoir un filtre duplexeur classique (non représenté) entre l'appareil émetteur-récepteur et le dispositif (non représenté) de couplage à la borne 1 du circulateur C₄.

[0038] Cette seconde forme de réalisation est également appropriée au montage en cascade ou "série" de plusieurs circuits M comme cela sera expliqué dans la suite.

[0039] De préférence, comme représenté sur la figure 3, des isolateurs hyperfréquences I peuvent être connectés entre chacun des filtres F₁, F₂, F₃, F₄ et le circulateur adjacent C₁, C₂, C₃, C₄. Ces isolateurs I peuvent être constitués chacun d'un circulateur connecté dans le sens voulu par deux de ses bornes entre un filtre et un circulateur adjacent et dont la troisième borne est connectée à une charge de dissipation d'énergie hyperfréquence.

[0040] Il apparaît en effet une perte significative de l'efficacité des composants hyperfréquences lorsque plusieurs d'entre eux sont mis en série, la performance globale étant nettement inférieure, voire totalement différente de celle espérée. Cette dégradation est due au fait que si l'on maîtrise assez bien l'impédance d'un filtre dans sa bande passante (généralement de l'ordre de 50 ohms), l'impédance hors de cette bande varie de façon assez incontrôlable. Il convient donc de maintenir, vue de l'extérieur (à savoir les équipements et/ou composants situés en amont et en aval des filtres) l'impédance "vue" la plus proche possible de l'impédance caractéristique pour laquelle ces équipements et/ou composants ont été conçus.

[0041] Les isolateurs hyperfréquences I de la figure 3, même s'ils augmentent légèrement les pertes de transmission et rendent les filtres F₁ à F₄ directifs, permettent :

[0042] - de protéger les composants situés en aval de chaque filtre (dans le sens de la transmission) contre les variations d'impédance d'entrée du filtre ;

[0043] - de protéger la sortie du filtre contre les variations d'impédance des composants situés en amont (dans le sens de la transmission).

[0044] Suivant les performances exigées du circuit M, celui-ci pourra comporter la totalité des isolateurs représentés à la figure 3 ou seulement une partie de ceux-ci.

[0045] A titre d'exemple, le circuit M qui vient d'être décrit permet de coupler à une antenne commune d'un avion un répondeur d'identification (IFF, ATC) et un équipement de transmission de données et/ou de mesure de distance et éventuellement de gisement par rapport à une balise au sol (MIDS, TACAN, DME). En pratique, chacun de ces deux appareils est couplé sur un avion à une antenne haute et une antenne basse, mais pour la simplicité de la description une seule antenne sera considérée, étant entendu que deux circuits identiques permettent le couplage des deux appareils à deux antennes communes comme cela sera décrit à propos de la figure 6.

[0046] Le répondeur IFF, ATC (appareil A) peut être modélisé par un générateur à 1030 MHz de puissance 57 dBm (décibels/milliwatt) excitant l'antenne et par un récepteur à 1090 MHz de sensibilité - 74 dBm excité par l'antenne.

[0047] L'ensemble MIDS, TACAN, DME (appareil B) peut être modélisé par un générateur de puissance 53 dBm excitant l'antenne et un récepteur de sensibilité - 60 dBm excité par l'antenne, cet émetteur (E_B) et ce récepteur (R_B) fonctionnant dans plusieurs bandes utiles situées dans la même gamme hyperfréquence ( bande L ) que le répondeur IFF, ATC, à l'exclusion des bandes centrées à 1030 et 1090 MHz.

[0048] Dans ces conditions, les filtres F₁ et F₄ sont centrés sur 1090 MHz et les filtres F₂ et F₃ sur 1030 MHz.

[0049] La compatibilité entre l'émetteur MIDS, TACAN, DME (E_B) et le récepteur du répondeur (R_A) pose les problèmes suivants : en pratique, l'émission du MIDS, TACAN, DME dans la bande de réception du répondeur IFF, ATC est au minimum de - 42 dBm/KHz, soit de - 10 dBm pour 1,5 MHz. La sensibilité du récepteur (R_A) du répondeur IFF, ATC est de - 74 dBm dans une bande de largeur 1,5 MMz. La puissance nécessaire à la destruction du répondeur IFF, ATC étant de 30 dBm, il apparaît qu'il n'est pas nécessaire de protéger ce dernier contre une destruction par l'émetteur E_B de l'équipement MIDS, TACAN, DME.

[0050] Par contre, il convient d'assurer un découplage minimum de - 64 dBm entre l'émetteur (E_B) MIDS, TACAN, DME et le récepteur (R_A) IFF, ATC : ce découplage est assuré par le filtre réjecteur de bande F₄ centré à 1030 MHz et le circulateur C₂ qui, ensemble, assurent un affaiblissement de l'ordre de 80 dBm dans une bande de 1,5 MHz centrée à 1030 MHz.

[0051] Compatibilité entre l'émetteur IFF, ATC (E_A) et le récepteur MIDS, TACAN, DME (R_B) : en pratique, la puissance des émissions du répondeur IFF, ATC dans les bandes allouées à l'équipement MIDS, TACAN, DME est de - 3 dBm. La sensibilité du récepteur MIDS, TACAN, DME (R_B) pouvant être évaluée approximativement à - 60 dBm, le découplage entre l'émetteur (E_A) IFF, ATC et le récepteur (R_B) MIDS, TACAN, DME est assurée par le circulateur C₁ (-20 dBm) et le filtre réjecteur de bande F₄ centré à 1090 MHz (- 50 dBm) soit un affaiblissement total de - 70 dBm dans la bande utile de l'émetteur IFF, ATC (E_A).

[0052] Les découplages précités peuvent être obtenus au moyen de filtres hyperfréquences et de circulateurs usuels, par exemple des filtres de technologie interdigitée de la Société FILTRONIC et des circulateurs TDK de type CU10NA centrés à 1000 MHz et ayant une largeur de bande d'environ 6% par rapport à la fréquence centrale.

[0053] Le circuit de couplage M qui a été décrit peut être utilisé pour coupler à une même antenne H plus de deux appareils émetteurs et/ou récepteurs.

[0054] C'est ainsi que la figure 4 illustre le couplage de trois appareils A, B et C à une même antenne H au moyen de deux circuits M₁ et M₂ montés en cascade ou "série". Les circuits M₁ et M₂ sont identiques au circuit M de la figure 2 et, de même que pour les dispositifs des figures 5 et 6 qui seront décrits ci-après, ils peuvent être équipés des isolateurs I décrits à propos de la figure 3, ceux-ci n'ayant pas été représentés sur les figures 4 à 6 dans un but de clarté.

[0055] Le dispositif de couplage de la figure 4 est utilisable dans le cas où les émetteurs et récepteurs des appareils A, B et C fonctionnent dans une même gamme hyperfréquence mais ont des bandes utiles disjointes. En outre, le montage de la figure 4 suppose que l'appareil C n'émet ni ne reçoit à des fréquences comprises entre les bandes utiles des émetteurs E_A et E_B et entre les bandes utiles des récepteurs R_A et R_B.

[0056] Les filtres du circuit M₂ ont des caractéristiques fonctions des appareils A et B comme décrit à propos des figures 1 à 3 et les mêmes références affectées de l'indice 2 ont été utilisées pour désigner les mêmes composants. Les circulateurs C_{1 2} et; C_{2 2} du circuit M₂ sont couplés au circulateur C_{3 1} du circuit M₁ par l'intermédiaire du coupleur K₂. Vu depuis le circuit M₁, le circuit M₂ apparaît comme la réunion d'un émetteur ayant une bande utile englobant les bandes utiles des émetteurs E_A et E_B et d'un récepteur ayant une bande utile englobant les bandes utiles des récepteurs R_A et R_B. Les filtres passe-bande F_{1 1} et F_{2 1} et les filtres réjecteurs de bandes F_{3 1} et F_{4 1} ont donc des caractéristiques ( fréquence centrale, largeur de bande ) qui sont fonctions des bandes globales en émission et en réception du circuit M₂.

[0057] Bien entendu, le schéma de la figure 4 n'est qu'un exemple parmi d'autres des nombreuses possibilités de montage en cascade de plusieurs circuits M. Il est à noter qu'en bout de chaîne, c'est-à-dire côté des appareils A et B, la présence des troisième et quatrième circulateurs C_{3 2} et C_{4 2} n'est nécessaire que si les entrées/sorties d'émission et réception des appareils A et B sont multiplexées. Dans le cas contraire, le circuit M₂ peut revêtir la forme du circuit M de la figure 1. Par ailleurs, si l'appareil C est susceptible d'émettre et/ou de recevoir à des fréquences comprises entre les bandes utiles des émetteurs E_A et E_B et/ou entre les bandes utiles des récepteurs R_A et R_B, il est possible de recourir à un autre type de montage consistant à connecter l'un des appareils A ou B au circulateur C_{3 1} et à accoupler l'appareil C et l'autre appareil A ou B à l'autre circulateur C_{4 1} du circuit M₁ par l'intermédiaire d'un second circuit M₂ .

[0058] En résumé, le caractère modulaire du circuit M suivant l'invention permet de réaliser un grand nombre de configurations fonctions des caractéristiques en émission et en réception des différents appareils, la principale limitation à la multiplication du nombre d'appareils couplés à une même antenne tenant aux affaiblissements introduits sur les signaux transmis par la mise en cascade de plusieurs circuits et à la nécessité de disposer d'appareils émetteurs et/ou récepteurs dont les bandes utiles sont disjointes de celles des autres appareils émetteurs et/ou récepteurs.

[0059] Comme représenté à la figure 5, il est également possible de coupler en parallèle à une même antenne plusieurs groupes d'appareils émetteurs et/ou récepteurs dont chacun fonctionne dans une gamme hyperfréquence distincte de celle des autres groupes d'appareils. C'est ainsi que les appareils A et B couplés à l'antenne H par le circuit M₃ fonctionnent dans une première gamme de fréquences et que les circuits C et D couplés à l'antenne H par le circuit M₄ fonctionnent dans une seconde gamme de fréquences distincte de la première. Un coupleur commun K₅ permet de coupler à l'antenne H les coupleurs K₃ et K₄ des circuits M₃ et M₄ respectivement.

[0060] Bien entendu, ce montage en parallèle peut être étendu à plus de deux groupes d'appareils et il peut être combiné avec le montage en cascade décrit à propos de la figure 4 lorsqu'un groupe comporte plus de deux appareils fonctionnant dans une même gamme de fréquences.

[0061] Si nécessaire, un découplage supplémentaire peut être apporté entre les différents groupes d'appareils au moyen de filtres passe-bande à larges bandes connectés entre le coupleur K₅ et chacun des coupleurs K₃, K₄ des circuits M₃, M₄ adjacents.

[0062] La figure 6 illustre le couplage de deux appareils émetteurs et récepteurs A et B à deux antennes communes H_H et H_B. Le couplage avec l'antenne H_H est assuré par un circuit M_H et celui avec l'antenne H_B par un circuit M_B. Ces circuits ont la même configuration que celui de la figure 2 mais, bien entendu, ils peuvent être du type représenté à la figure 1 si les entrées/sorties d'émission et réception des appareils A et B ne sont pas multiplexées. Si les caractéristiques d'émission et de réception vers et à partir de chacune des deux antennes H_H et H_B sont identiques, les circuits M_H et M_B sont également identiques.

[0063] Il ressort de ce qui précède que le dispositif de couplage suivant l'invention offre une solution particulièrement avantageuse pour coupler sur un avion plusieurs appareils émetteurs et/ou récepteurs à une même antenne. Comme cela a été exposé, il en résulte en effet des réductions de masse, de coût (matériel, études, essais) et de temps d'études et d'essais. La signature électromagnétique radar de l'avion peut s'en trouver réduite et ses caractéristiques aérodynamiques améliorées si la diminution du nombre d'antennes permet, par rapport à une solution classique à antennes séparées, d'optimiser le dessin de la cellule.

[0064] Il est également très important de noter que le circuit de couplage suivant l'invention ne fait appel qu'à des composants purement passifs qui offrent une très grande fiabilité. Il s'agit là d'une caractéristique essentielle de l'invention car un dispositif de couplage qui ferait appel à des composants actifs ne serait pas en mesure de garantir le degré de fiabilité exigé, notamment sur des avions de combat modernes. Le recours exclusif à des composants passifs permet en outre d'envisager un fonctionnement dégradé du circuit de couplage qui serait particulièrement difficile à mettre en oeuvre avec des composants actifs, et de faciliter considérablement le diagnostic, en cas de défaillance de composants.

[0065] Il va de soi que les modes de réalisation décrits ne sont que des exemples et l'on pourrait les modifier, notamment par substitution d'équivalents techniques, sans sortir pour cela du cadre de l'invention.

Revendications

1. Dispositif de couplage à une antenne commune d'au moins deux appareils émetteurs et/ou récepteurs de signaux hyperfréquences fonctionnant dans une même gamme de fréquences mais ayant des bandes utiles disjointes, caractérisé en ce qu'il est constitué d'un circuit (M) comportant :

- une première voie de couplage de l'émetteur (E_A) d'un premier appareil (A) à l'antenne (H) par l'intermédiaire d'un premier filtre passif (F₁) et d'un premier circulateur (C₁),

- une deuxième voie de couplage du récepteur (R_A) du premier appareil (A) à l'antenne (H) par l'intermédiaire d'un deuxième filtre passif (F₂ ) et d'un second circulateur (C₂),

- une troisième voie de couplage de l'émetteur (E_B) du deuxième appareil (B) à l'antenne (H) par l'intermédiaire d'un troisième filtre passif (F₃) et du second circulateur (C₂), et

- une quatrième voie de couplage du récepteur (R_B) du deuxième appareil (B) à l'antenne (H) par l'intermédiaire d'un quatrième filtre passif (F₄) et du premier circulateur (C₁), chaque circulateur (C₁ ; C₂) étant connecté à l'émetteur de l'un des appareils et au récepteur de l'autre appareil dans le sens adapté pour autoriser la transmission de signaux dudit émetteur (E_A ; E_B) à l'antenne (H) et de celle-ci audit récepteur (R_B ; R_A) et pour inhiber la transmission de signaux dudit émetteur (E_A ; E_B) audit récepteur (R_B ; R_A).

2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que :

- le premier filtre passif (F₁) est un filtre passe-bande centré sur le milieu de la bande utile de l'émetteur (E_A) du premier appareil (A),

- le deuxième filtre passif (F₂) est un filtre passe-bande centré sur le milieu de la bande utile du récepteur (R_B) du deuxième appareil (B),

- le troisième filtre passif (F₃) est un filtre réjecteur de bande centré sur le milieu de la bande utile du récepteur (R_A) du premier appareil (A), et

- le quatrième filtre passif (F₄) est un filtre réjecteur de bande centré sur le milieu de la bande utile de l'émetteur (E_A) du premier appareil (A).

3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'émetteur (E_A) et le récepteur (R_A) du premier appareil (A) ont des bandes utiles disjointes.

4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 et 3, caractérisé en ce que ledit circuit (M) comprend au moins un troisième circulateur (C₃) ayant une première borne (1) destinée à être connectée à l'émetteur (E_A) et/ou au récepteur (R_A) de l'un des appareils (A), une deuxième borne (2) connectée à la voie de couplage dudit émetteur (E_A) à l'antenne (H) et une troisième borne (3) connectée à la voie de couplage dudit récepteur (R_A) à l'antenne (H).

5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que ledit circuit (M) comprend un quatrième circulateur (4) ayant une première borne (1) destinée à être connectée à l'émetteur (E_B) et/ou au récepteur (R_B) de l'autre appareil (B), une deuxième borne (2) connectéeà la voie de couplage dudit émetteur (E_B) à l'antenne (H) et une troisième borne (3) connectée à la voie de couplage dudit récepteur (R_B) à l'antenne (H).

6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 à 7, caractérisé en ce qu'il comprend plusieurs circuits (M₁, M₂) à quatre voies connectés en cascade pour le couplage à une même antenne (H) de plusieurs appareils (A, B, C) émetteurs et/ou récepteurs fonctionnant dans une même gamme hyperfréquence mais ayant des bandes utiles disjointes, lesdits premier et quatrième filtres ( F_{1 1}, F_{4 1} ; F_{1 2}, F_{4 2}) de chaque circuit ( M₁ ; M₂) ayant une largeur de bande englobant les bandes utiles de l'ensemble des émetteurs ( E_A, E_B ; E_A) connectés à la première voie dudit circuit (M₁ ; M₂ ), et lesdits deuxième et troisième filtres ( F_{2 1}, F_{3 1} ; F_{2 2}, F_{3 2}) dudit circuit (M₁ ; M₂) ayant une largeur de bande englobant les bandes utiles de l'ensemble des récepteurs (R_A, R_B ; R_A ) connectés à la deuxième voie dudit circuit (M₁ ; M₂ ).

7. Dispositif selon la revendication 6 lorsqu'elle dépend de l'une quelconque des revendications 4 et 5, caractérisé en ce que chaque circuit (M₂) est connecté au circuit suivant (M₁) côté antenne (H) par l'intermédiaire de l'un (C_{3 1}) desdits troisième et quatrième circulateurs.

8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 à 7 pour le couplage à au moins une antenne commune de plusieurs groupes d'appareils émetteurs et/ou récepteurs fonctionnant chacun dans une gamme hyperfréquence distincte de celle des autres groupes d'appareils, caractérisé en ce que chaque groupe d'appareils (A, B ; C, D) est couplé directement à ladite antenne (H) par au moins un circuit à quatre voies (M₃ ; M₄).

9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'un isolateur (I) adaptateur d'impédance est connecté entre chaque filtre (F₁-F₄) et chaque circulateur adjacent (C₁-C₄).

Dessins