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Mélangeur

Non-linéaire
Linéaire

Figure 1 : Courbes caractéristiques de réponse de circuits linaires et non-linéaires.

Courbes caractéristiques de réponse de circuits linaires et non-linéaires, © 2009 Christian Wolff 
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Non-linéaire
Linéaire

Figure 1 : Courbes caractéristiques de réponse de circuits linaires et non-linéaires.

Lorsque deux signaux différents sont superposés à l’entrée d’un appareil électronique, il y a deux possibilités :

Le type le plus simple de mélangeur dans un radar est celui non équilibré (laissant passer la fréquence du signal original à la sortie) à cristal. Il comporte comme défaut majeur de ne pas filtrer le bruit de l’oscillateur local. Il est alors difficile de détecter un faible signal auquel ce bruit serait mêlé à la sortie du mélangeur.

Mélangeur à diode

Figure 2 : Mélangeur à diode.

Figure 3 : Symboles communément utilisés dans un schéma avec mélangeur non-linéaire

Commonly used symbol in block diagrams vertical bar diagram of the frequencies

Figure 3 : Symboles communément utilisés dans un schéma avec mélangeur non-linéaire

Il a par contre comme avantage sa très grande simplicité. Le type le plus commun est celui de diode à pointe mais les développements récents dans l’électronique des micro-ondes pourraient le voir être supplanté un appareil moins bruyant, par exemple la diode à barrière Schottky de conception récente.

Une meilleure solution est le mélangeur équilibré qui utilise 4  éléments actifs (souvent des diodes appariées) et permet d'éliminer les deux fréquences d'entrée, ne laissant donc que les composantes „somme“ et „différence“. Il n’a cependant pas d’effet sur le bruit contenu dans les signaux.

Mélangeur à rejection d’images
Diviseur de
puissance
en phase
Signal
RF
Oscillateur
local
Bande
latérale
inférieure
Bande
latérale
supérieure
Bande latérale inférieure:
…supérieure:

Figure 4 : Mélangeur à rejection d’images

Diviseur de
puissance
en phase
Signal
RF
Oscillateur
local
Bande
latérale
inférieure
Bande
latérale
supérieure
Bande latérale inférieure:
…supérieure:

Figure 4 : Mélangeur à rejection d’images

La fréquence d’un oscillateur local (OL) et un signal à traiter sont injectés dans un mélangeur ordinaire ce qui donne deux sorties dont les fréquences se situent de part et d’autre de la fréquence de l’oscillateur local. La séparation entre les deux fréquences résultantes est la fréquence intermédiaire, soit f1+f2 et |f1-f2|.

Comme il n’est possible d’utiliser qu’une des deux fréquences, celle rejetée sera la fréquence image. Elle peut être éliminée par un mélangeur à réjection simple tel que dans la figure 4. Un connecteur –3dB hybride permet de déphaser les deux sorties de 90°: une des bandes latérales aura une phase de +90° et la seconde de -90°. La FI hybride ajoutera un autre 90° de telle sorte que la bande latérale haute (f1+f2) sera additionné à la sortie d’une bande et soustraite à l’autre.

Un mélangeur à réjection d’image est souvent utilisé pour éliminer une bande latérale avant la transformation à la FI. Cela permet de minimiser le bruit qui est associé avec la bande latérale indésirable (elle facilement atteindre 3 dB). Une seconde raison est de protéger le récepteur radar des signaux de brouillage qui sont souvent envoyés sur la fréquence image.

En pratique, les mélangeurs à rejection d’image ne sont pas suffisants pour totalement éliminer la fréquence image sans des filtres supplémentaires. Ils font donc office de filtre primaire.