FR2644308A1 - Device for modulating an electromagnetic wave - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne un dispositif de modulation d'une onde incidente de fréquence F pour engendrer une onde réfléchie modulée en amplitude et en phase. Ce dispositif comprend une antenne 2 apte à capter et à réémettre sur la fréquence F, un circuit oscillant 3 couplé en réflecteur sur l'antenne et doté d'une réactance variable 8, 9 commandable en tension de façon à pouvoir lui conférer une fréquence d'accord fonction de son impédance et encadrant la fréquence F de l'onde incidente, et un générateur de tension de commande 1 couplé à la réactance variable 8, 9 pour engendrer une tension de commande Sc variable dans le temps, ayant une étendue spectrale au plus égale à la largeur de la bande passante du circuit oscillant 3. L'invention fournit un dispositif de modulation autonome, de faible encombrement, qui peut être applicable sur des badges portables, étiquettes, balises miniaturisées...The invention relates to a device for modulating an incident wave of frequency F to generate a reflected wave modulated in amplitude and in phase. This device comprises an antenna 2 capable of picking up and retransmitting on the frequency F, an oscillating circuit 3 coupled as a reflector on the antenna and provided with a variable reactance 8, 9 which can be controlled in voltage so as to be able to give it a frequency d 'tuning as a function of its impedance and surrounding the frequency F of the incident wave, and a control voltage generator 1 coupled to the variable reactance 8, 9 to generate a time-varying control voltage Sc, having a spectral range at more equal to the width of the passband of the oscillating circuit 3. The invention provides an autonomous modulation device, of small size, which can be applied to portable badges, labels, miniaturized beacons, etc.
Description
DISPOSITIF DE MODULATION D'UNE ONDE ELECTROMACNETIQUE
L'invention concerne un dispositif de modulation d'une onde électromagnétique incidente de fréquence déterminée en vue d'engendrer une onde réfléchie modulée en amplitude et en phase. Le dispositif peut etre adapté pour moduler des ondes dans une large gamme de fréquence, depuis les basses fréquences jusqu'aux ondes millimétriques.DEVICE FOR MODULATING AN ELECTROMACNETIC WAVE
The invention relates to a device for modulating an incident electromagnetic wave of determined frequency in order to generate a reflected wave modulated in amplitude and in phase. The device can be adapted to modulate waves in a wide frequency range, from low frequencies to millimeter waves.
Les modulateurs d'ondes électromagnétiques sont de type très divers et permettent d'insérer une information dans une onde incidente dans le but de la transmettre, cette information pouvant être de toute nature, fonction de l'application détection de présence, identification, transmission d'informations codées... The electromagnetic wave modulators are of very diverse types and allow information to be inserted into an incident wave for the purpose of transmitting it, this information being of any kind, depending on the application presence detection, identification, transmission of coded information ...
L'invention vise un dispositif de modulation permettent de moduler l'onde incidente en vue d'y insérer une information modifiable qui peut entre commandée localement å partir du dispositif. Elle se propose de fournir un dispositif de modulation conduisant è de très faibles consommations énergétiques, de façon è lui conférer å la fois une bonne autonomie et un très faible encombrement. The invention relates to a modulation device used to modulate the incident wave with a view to inserting therein modifiable information which can be controlled locally from the device. It proposes to provide a modulation device leading to very low energy consumption, so as to give it both good autonomy and a very small footprint.
Cénéralement, les dispositifs de type cidessus évoqué dans lesquels la modulation est commandable, sont réalisés su moyen de circuits électroniques à transistors ou diodes exigeant des courants ou tensions trop importantes pour autoriser leur application sur des systèmes autonomes de faible encombrement. En particulier, ces dispositifs ne sont pas compatibles avec une alimentation au moyen de piles miniaturisées ou d'un faible nombre de cellules solaires. Generally, the devices of the type mentioned above in which the modulation is controllable, are produced by means of electronic circuits with transistors or diodes requiring currents or voltages too high to allow their application on autonomous systems of small bulk. In particular, these devices are not compatible with power supply using miniaturized batteries or a small number of solar cells.
Un objectif de l'invention est de fournir un nouveau dispositif de modulation applicable sur des systèmes autonomes de faible encombrement, en particulier badges portables, étiquettes sur objet, balises miniaturisées.... An objective of the invention is to provide a new modulation device applicable to autonomous systems of small size, in particular portable badges, labels on object, miniaturized beacons ...
capable d'assurer la modulation, à la demande, d'une onde incidente et de la transmettre sans contact matériel. Cette modulation peut être une signature propre au modulateur, ou etre représentative d'une information à transmettre (mesure dans le cas d'un capteur, information de reconnaissance permettant une détection de présence et le cas échéant une localisation).capable of modulating, on demand, an incident wave and transmitting it without material contact. This modulation can be a signature specific to the modulator, or be representative of information to be transmitted (measurement in the case of a sensor, recognition information allowing presence detection and, where appropriate, location).
A cet effet, le dispositif conforme à l'invention permettant d e moduler une onde incidente de fréquence F déterminée en vue d'engendrer une onde réfléchie modulée en amplitude et en phase, comprend en combinaison
- une antenne d'impédance réelle Za, apte à capter et à réémettre sur la fréquence F précitée,
- un circuit oscillant couplé en réflecteur sur l'antenne et présentant une bande passante de largeur prédéterminée,
- une réactance variable commandable en tension, faisant partie dudit circuit oscillant de façon à lui conférer une fréquence d'accord F var fonction de son impédance, ledit circuit oscillant ayant des caractéristiques adaptées pour permettre une variation de la fréquence d'accord Fvar sur une plage encadrant la fréquence F de Inonde incidente de façon que, pour Fvar = F, ledit circuit oscillant présente un coefficient de réflexion minimum,
- un générateur de tension de commande, couplé à la réactance variable en vue. de sa commande et adapté pour engendrer une tension de commande variable dans le temps, ayant une étendue spectrale inférieure ou égale à la largeur de la bande passante du circuit oscillant.To this end, the device according to the invention making it possible to modulate an incident wave of frequency F determined in order to generate a reflected wave modulated in amplitude and in phase, comprises in combination
- a real impedance antenna Za, capable of picking up and retransmitting on the aforementioned frequency F,
- an oscillating circuit coupled as a reflector on the antenna and having a bandwidth of predetermined width,
a variable voltage-controllable reactance forming part of said oscillating circuit so as to give it a tuning frequency F var as a function of its impedance, said oscillating circuit having characteristics adapted to allow a variation of the tuning frequency Fvar on a range surrounding the frequency F of incident wave so that, for Fvar = F, said oscillating circuit has a minimum reflection coefficient,
- a control voltage generator, coupled to the variable reactance in view. of its control and adapted to generate a control voltage variable over time, having a spectral range less than or equal to the width of the passband of the oscillating circuit.
Ainsi, dans le dispositif de l'invention, la modulation s'effectue par variation du coefficient de réflexion d'un circuit oscillant qui est obtenu par variation de sa fréquence d'accord : cette variation est engendrée par la réactance variable qui est commandée à cet effet par la tension de commande issue du générateur. Parmi les réactances variables actuellement disponibles, il en existe qui consomment des puissances extrêmement faibles (de l'ordre du nanowatt ou moins) et qui demandent des tensions de commande faibles (de l'ordre de quelques volts) sous des courants extrêmement faibles (de l'ordre du nanoampère ou moins). Thus, in the device of the invention, the modulation is carried out by variation of the reflection coefficient of an oscillating circuit which is obtained by variation of its tuning frequency: this variation is generated by the variable reactance which is controlled at this effect by the control voltage from the generator. Among the variable reactances currently available, there are some which consume extremely low powers (of the order of nanowatt or less) and which require low control voltages (of the order of a few volts) under extremely low currents (of nanoampere order or less).
Ainsi, le dispositif de modulation conforme à l'invention est compatible avec des alimentations miniaturisées de très faible puissance, puisque le circuit oscillant et sa réactance ne consomment qu'une puissance très faible, et que le générateur de tension de commande peut être lui-même prévu de très faible puissance (tension de sortie faible, courant de sortie extrêmement faible), de sorte qu'il est possible d'utiliser, pour ce générateur, des circuits intégrés classiques (type MOS basse tension) dont la consommation interne est très faible (de l'ordre du microwatt). Thus, the modulation device according to the invention is compatible with miniaturized power supplies of very low power, since the oscillating circuit and its reactance consume only a very low power, and the control voltage generator can itself be even provided for very low power (low output voltage, extremely low output current), so that it is possible to use, for this generator, conventional integrated circuits (low voltage MOS type) whose internal consumption is very low (around microwatt).
En particulier, la réactance variable est de préférence réalisée su moyen d'une diode polarisée en inverse, associée à une résistance, ladite diode présentant une capacité éq#uivalente Cvar variable en fonction de la tension de commande, apte à prendre une valeur C permettant l'égalité var = F. Ce choix de réactance conduit a un dispositif de modulation optimisé sur le plan de la consommation énergétique. In particular, the variable reactance is preferably carried out by means of a reverse biased diode, associated with a resistor, said diode having an equivalent capacity Cvar variable as a function of the control voltage, capable of taking a value C allowing equality var = F. This choice of reactance leads to an optimized modulation device in terms of energy consumption.
La diode est de préférence choisie de façon que sa capacité équivalente C pour Fv ar = F satisfasse à la relation :
The diode is preferably chosen so that its equivalent capacity C for Fv ar = F satisfies the relation:
Ce choix de caractéristique de la diode limite les pertes parasites consommées dans le circuit oscillant, car les impédances de diode et d'antenne sont du même ordre, ce qui permet une transformation d'impédance à perte minimum.Les valeurs préférentielles correspondant à la relation
This choice of characteristic of the diode limits the parasitic losses consumed in the oscillating circuit, because the impedances of diode and antenna are of the same order, which allows a transformation of impedance at minimum loss. The preferential values corresponding to the relation
Selon un premier mode de réalisation, la réactance variable est réalisée au moyen d'une diode d'impédance interne variable # ver et d'une résistance en série de valeur R satisfaisant à la relation
où a var est la variation de l'impédance # ver correspondant à la plage de variation de la fréquence d'accord F ver
Un tel agencement optimise la valeur maximum du coefficient de réflexion de sorte que la variation d'amplitude de l'onde réfléchie modulée est maximale entre ltétst de réflexion minimum et l'état de réflexion maximum.De plus, la condition
combinée avec la condition précédente
permet d'assurer la transformation d'impédance à perte minimum Les valeurs préférentielles correspondent à la relation
According to a first embodiment, the variable reactance is carried out by means of a variable internal impedance diode # ver and a series resistance of value R satisfying the relation
where a var is the variation of the impedance # ver corresponding to the range of variation of the tuning frequency F ver
Such an arrangement optimizes the maximum value of the reflection coefficient so that the amplitude variation of the modulated reflected wave is maximum between the minimum reflection state and the maximum reflection state.
combined with the previous condition
ensures the transformation of impedance at minimum loss The preferred values correspond to the relationship
Selon un autre mode de réalisation, la réactance variable est réalisée au moyen d'une diode d'admittance interne variable Yvar et d'une résistance en parallèle de conductance G satisfaisant à la relation
According to another embodiment, the variable reactance is carried out by means of a variable internal admittance diode Yvar and a parallel resistance of conductance G satisfying the relation
Les mêmes commentaires que précédemment peuvent être faits.The same comments as above can be made.
De plus, dans le but de rendre la modulation d'amplitude maximum pour une tension de commande donnée, le circuit oscillant (comprenant la réactance variable) est prévu pour présenter des caractéristiques telles que la fréquence d'accord F var varie dans une plage [ F, F f a 7 où ss F est l'amplitude algébrique maximum de variation de FVars le circuit oscillant présentant alors un coefficient de réflexion minimum pour l'une des limites de la plage (rvar = F). In addition, in order to make the amplitude modulation maximum for a given control voltage, the oscillating circuit (including the variable reactance) is provided to present characteristics such that the tuning frequency F var varies within a range [ F, F fa 7 where ss F is the maximum algebraic amplitude of variation of FVars the oscillating circuit then having a minimum coefficient of reflection for one of the limits of the range (rvar = F).
L'amplitude de l'onde réfléchie varie ainsi entre une valeur très faible et une valeur maximum, ce qui optimise la modulation. The amplitude of the reflected wave thus varies between a very low value and a maximum value, which optimizes the modulation.
Le dispositif conforme à l'invention peut être appliqué pour moduler une onde incidente dans une gamme de fréquence F inférieure à 3 GHz. Dans ce cas, le circuit oscillant comprend une association de selfs, condensateurs et résistances localisées, couplées à la réactance variable réalisée au moyen d'une diode Schottky, ou d'une diode à jonction PN, polarisée en inverse. The device according to the invention can be applied to modulate an incident wave in a frequency range F less than 3 GHz. In this case, the oscillating circuit comprises a combination of inductors, capacitors and localized resistors, coupled to the variable reactance produced by means of a Schottky diode, or of a diode with PN junction, reverse biased.
En pratique, la diode Schottky sera choisie pour des tensions plus faibles du générateur de tension (par exemple d'amplitude crête à crête inférieure à 3 volts), la diode à jonction PN étant choisie pour des tensions plus élevées (par exemple d'amplitude de crête à crête supérieure à 2 volts). La diode Schottky polarisée en inverse présente en effet des variations de capacité qui sont plus sensibles aux variations de la tension de commande que la diode à jonction
PN. Par contre, cette dernière est plus accessible sur le marché et moins onéreuse de sorte que, dans certaines applications, il peut être intéressant de choisir cette jonction au prix d'une élévation de la tension de commande.In practice, the Schottky diode will be chosen for lower voltages of the voltage generator (for example of peak-to-peak amplitude less than 3 volts), the PN junction diode being chosen for higher voltages (for example of amplitude peak to peak greater than 2 volts). The reverse-biased Schottky diode indeed exhibits variations in capacitance which are more sensitive to variations in the control voltage than the junction diode.
PN. On the other hand, the latter is more accessible on the market and less expensive so that, in certain applications, it may be advantageous to choose this junction at the price of an increase in the control voltage.
Dans le cas où le dispositif conforme à l'invention est appliqué dans une gamme de fréquence F comprise entre 1 et 30 GHz, le circuit oscillant peut comprendre une association de tronçons de lignes imprimées, condensateurs et résistances, couplées à la réactance variable réalisée su moyen soit d'une diode Schottky (associée de préférence à une tension de commande inférieure à 3 volts), soit d'une diode à jonction PN (associée de préférence à une tension de commande supérieure à 2 volts). In the case where the device according to the invention is applied in a frequency range F of between 1 and 30 GHz, the oscillating circuit can comprise an association of sections of printed lines, capacitors and resistors, coupled to the variable reactance produced on either by a Schottky diode (preferably associated with a control voltage less than 3 volts), or by a PN junction diode (preferably associated with a control voltage greater than 2 volts).
Le dispositif conforme à l'invention peut enfin être appliqué pour moduler une onde incidente de fréquence F supérieure à 10 GHz. Dans ce cas, le circuit oscillant peut comprendre une association de guides d'onde et d'obstacles couplés à la réactance variable (cette dernière étant comme précédemment réalisée par une diode Schottky ou une diode à jonction PN polarisée en inverse, selon la tension de commande du générateur > . The device according to the invention can finally be applied to modulate an incident wave of frequency F greater than 10 GHz. In this case, the oscillating circuit can comprise a combination of waveguides and obstacles coupled to the variable reactance (the latter being as previously carried out by a Schottky diode or a diode with PN junction reverse biased, according to the voltage of generator control>.
Pour ce qui concerne les valeurs de recouvrement des gammes de fréquence précitées, les technologies concernées peuvent être choisies indifféremment. With regard to the recovery values of the abovementioned frequency ranges, the technologies concerned can be chosen interchangeably.
La description qui suit en référence aux dessins annexés présente à titre d'exemples non limitatifs, trois versions du dispositif conforme à l'invention et illustre leur fonctionnement ; sur ces dessins
- la figure 1 est un schéma électronique d'une première version (dispositif à constantes localisées),
- les figures 2a, 2b, 2c, 2d présentent l'allure d'ondes et de signaux électriques engendrés dans ce dispositif,
- la figure 3 est un schéma d'une deuxième version (dispositif à constantes réparties dessiné à échelle égale à 5 environ),
- les figures 4 et 5 sont des schémas en coupe par des plans perpendiculaires AA et BB, d'une troisième version en technologie guide d'onde tå échelle égale à 5 environ).The description which follows with reference to the appended drawings presents, by way of nonlimiting examples, three versions of the device according to the invention and illustrates their operation; on these drawings
FIG. 1 is an electronic diagram of a first version (device with localized constants),
FIGS. 2a, 2b, 2c, 2d show the appearance of waves and of electrical signals generated in this device,
FIG. 3 is a diagram of a second version (device with distributed constants drawn on a scale equal to approximately 5),
- Figures 4 and 5 are diagrams in section through perpendicular planes AA and BB, of a third version in waveguide technology tå scale equal to approximately 5).
Le dispositif de modulation représenté à la figure 1 est destiné à moduler une onde incidente de fréquence F comprise dans la gamme VHF aux environs de 100 MHz. Ce dispositif réalisé en technologie à constantes localisées est constitué par un circuit imprimé intégré à une étiquette, en vue par exemple de la reconnaissance d'un objet. The modulation device shown in FIG. 1 is intended to modulate an incident wave of frequency F included in the VHF range around 100 MHz. This device produced in local constant technology consists of a printed circuit integrated into a label, for example for the recognition of an object.
A cet effet, une onde incidente 0zinc de fréquence F est envoyée vers le dispositif (figure 2a) et la reconnaissance s'effectue en analysant l'onde réfléchie ref modulée en amplitude (figure 2d) que réémet le dispositif de l'invention. To this end, an incident wave 0zinc of frequency F is sent to the device (FIG. 2a) and the recognition is carried out by analyzing the reflected wave ref modulated in amplitude (FIG. 2d) which the device of the invention re-emits.
Ce dispositif comprend un générateur 1 de tension de commande Sc adapté pour engendrer une tension Sc variable dans le temps, dont l'allure est schématisée à la figure 2c. Ce générateur comprend en l'exemple une source d'alimentation ALIM qui peut être constituée par plusieurs cellules solaires associées à une capacité de réserve ; ces cellules peuvent notamment être constituées par huit cellules au silicium 5/5 mm aptes à engendrer une tension de sortie de l'ordre de 3 volts (dans un local à éclairement moyen). Ces cellules alimentent un codeur COD de type 8 bits "CMOS standart", apte à délivrer un code de huit bits sous la forme d'impulsions rectangulaires de tension d'une amplitude de 3 volts (figure 2b). Le rythme de ces impulsions est de l'ordre de 10 kilobits par seconde.Ce code module en amplitude un oscillateur OSC dont la fréquence est de 100 kilohertz (par exemple oscillateur à quartz "CMOS standard")
L'ensemble codeur/oscillsteur est réalisé dans un même circuit intégré. Le signal de commande Sc en sortie de l'oscillateur est constitué par des trains d'impulsions (à la fréquence de 100 kilohertz), porteuses du code propre au codeur COD. Pour chaque objet à distinguer, ce code sera différent. L'étendue spectrale de la tension de commande Sc est de l'ordre de 100 kilohertz.This device comprises a generator 1 of control voltage Sc adapted to generate a voltage Sc variable over time, the shape of which is shown diagrammatically in FIG. 2c. This generator comprises in the example an ALIM power source which can be constituted by several solar cells associated with a reserve capacity; these cells can in particular be constituted by eight 5/5 mm silicon cells capable of generating an output voltage of the order of 3 volts (in a room with average lighting). These cells supply a COD coder of the 8-bit "CMOS standart" type, capable of delivering an eight-bit code in the form of rectangular voltage pulses with an amplitude of 3 volts (FIG. 2b). The rhythm of these pulses is around 10 kilobits per second. This code amplitude modulates an OSC oscillator whose frequency is 100 kilohertz (for example "CMOS standard" quartz oscillator)
The encoder / oscillator assembly is produced in the same integrated circuit. The control signal Sc at the output of the oscillator consists of pulse trains (at the frequency of 100 kilohertz), carrying the code specific to the coder COD. For each object to be distinguished, this code will be different. The spectral range of the control voltage Sc is of the order of 100 kilohertz.
Par ailleurs, à son entrée opposée, le dispositif comprend une antenne 2, notamment une antenne imprimée, constituée par une spirale conductrice de dimensions adaptées pour capter et réémettre sur la fréquence F précitée (100 MHz en l'exemple). Cette antenne présente une impédance réelle Zs égale en l'exemple à 50 ohms à la fréquence F. Furthermore, at its opposite input, the device comprises an antenna 2, in particular a printed antenna, constituted by a conductive spiral of dimensions suitable for picking up and retransmitting on the aforementioned frequency F (100 MHz in the example). This antenna has a real impedance Zs equal in the example to 50 ohms at the frequency F.
A cette antenne 2, est couplé en réflecteur un circuit oscillant 3 dont l'accord est commandé en tension par le signal de commande Sc à travers un filtre 4. An oscillating circuit 3 is coupled to this antenna 2, a reflector, the tuning of which is controlled in voltage by the control signal Sc through a filter 4.
Le circuit oscillant 3 comprend un condensateur de couplage 5, une self 6, un condensateur de liaison 7, une diode à jonction PN 8 polarisée en inverse, d'impédance interne variable #var' et une résistance 9 en série avec ladite diode. The oscillating circuit 3 comprises a coupling capacitor 5, a choke 6, a connecting capacitor 7, a reverse-junction PN 8 diode, of variable internal impedance #var 'and a resistor 9 in series with said diode.
La diode 8, la résistance 9 et la self 6 constituent la psrtie r-ésonnante du circuit oscillant, cependant que le condensateur 5 assure l'adaptation entre antenne et partie résonnante et que le condensateur 7 évite le court-circuit de la commande par la self 6 (tout en présentant une impédance négligeable vis-à-vis des courants hautes fréquences). The diode 8, the resistor 9 and the choke 6 constitute the resonant part of the oscillating circuit, while the capacitor 5 ensures the adaptation between antenna and resonant part and that the capacitor 7 avoids the short-circuit of the control by the self 6 (while having a negligible impedance with respect to high frequency currents).
La diode 8 peut en particulier être du type "BA 105 RTC" fabriqué par "PHILIPS" ; cette diode possède une capacité équivalente variable Cvar qui, lorsque la diode est polarisée à tension nulle, est notée C et est égale à 32 pF. The diode 8 can in particular be of the "BA 105 RTC" type manufactured by "PHILIPS"; this diode has a variable equivalent capacity Cvar which, when the diode is biased at zero voltage, is denoted C and is equal to 32 pF.
Les caractéristiques du circuit sont déterminées pour vérifier la relation
The characteristics of the circuit are determined to verify the relationship
La variation de capacité de la diode qui est utilisée dans le circuit oscillant est de 16 pF correspondant à une variation d'impédance
ohms. La diode présente une résistance interne qui s'ajoute à la résistance 9 donnant une valeur totale de résistance en série R = 5 ohms.The variation in capacitance of the diode which is used in the oscillating circuit is 16 pF corresponding to a variation in impedance
ohms. The diode has an internal resistance which is added to the resistance 9 giving a total value of resistance in series R = 5 ohms.
Ces valeurs ont été choisies pour satisfaire la relation :
These values were chosen to satisfy the relationship:
Les conditions ci-dessus indiquées fournissent une fréquence d'accord F var variant entre la fréquence F = 100 MHz et une fréquence extrême de l'ordre de r +# r F = 140 MHz, le coefficient de réflexion du circuit oscillant étant minimum à la limite inférieure de la plage de variation (100 MHz) et maximum à sa limite supérieure (140 MHz) ; la bande passante du circuit oscillant présente une largeur de 40 MHz, très supérieure à l'étendue spectrale de la tension de commande Sc (100 kiloHz) ; ces conditions permettent d'optimiser ltefficacité de modulation aussi bien en ce qui concerne la perte d'insertion que la sensibilité à la commande. The conditions indicated above provide a tuning frequency F var varying between the frequency F = 100 MHz and an extreme frequency of the order of r + # r F = 140 MHz, the reflection coefficient of the oscillating circuit being minimum at the lower limit of the variation range (100 MHz) and maximum at its upper limit (140 MHz); the bandwidth of the oscillating circuit has a width of 40 MHz, much greater than the spectral range of the control voltage Sc (100 kiloHz); these conditions make it possible to optimize the modulation efficiency as regards both the insertion loss and the sensitivity to the command.
La tension de commande Sc qui engendre la variation de capacité de la diode 8 est délivrée vers celle-ci à travers un filtre 4 ayant pour but d'éviter un transfert d'énergie haute fréquence vers le générateur 1 et d'éliminer la composante continue de la tension de commande. A cet effet, ce filtre comprend une self de choc 10 (par exemple type "VK 200 RTC"), une résistance 11 de suppression de charge statique et un condensateur de liaison 12 éliminant la composante continue. The control voltage Sc which generates the variation in capacitance of the diode 8 is delivered to the latter through a filter 4 intended to avoid a transfer of high frequency energy to the generator 1 and to eliminate the DC component of the control voltage. To this end, this filter comprises a shock inductor 10 (for example of the "VK 200 RTC" type), a resistor 11 for suppressing static charge and a connection capacitor 12 eliminating the DC component.
Ainsi, comme le schématise la figure 2d, l'onde réfléchie par le circuit oscillant 3 et réémise par l'antenne 2 0rez' est modulée en amplitude en fonction de l'information codée portée par le signal de commande Sc, entre une valeur négligeable (correspondant au coefficient de réflexion minimum) et une valeur #max (correspondant au coefficient de réflexion maximum) égale à l'amplitude de l'onde incidente réduite des pertes d'insertion. Thus, as shown in FIG. 2d, the wave reflected by the oscillating circuit 3 and re-emitted by the antenna 2 0rez 'is amplitude modulated as a function of the coded information carried by the control signal Sc, between a negligible value (corresponding to the minimum reflection coefficient) and a #max value (corresponding to the maximum reflection coefficient) equal to the amplitude of the incident wave reduced by insertion losses.
Le dispositif de modulation décrit est très peu encombrant et peut tenir sur une étiquette de faible épaisseur, de dimensions 5/10 cm ; il est autonome puisque alimenté par cellules, cette alimentation étant autorisée par sa très faible consommation (30 microwstts environ). The modulation device described is very compact and can fit on a thin label, dimensions 5/10 cm; it is autonomous since it is supplied by cells, this supply being authorized by its very low consumption (approximately 30 microwstts).
Il est à noter qu'un circuit équivalent consiste à prévoir une résistance en parallèle de le diode, la variation d'admittance interne de la diode et le conductance G de la résistance en parallèle étant liées par la relation équivalente à le précédente
It should be noted that an equivalent circuit consists in providing a resistance in parallel of the diode, the variation of internal admittance of the diode and the conductance G of the resistance in parallel being linked by the relation equivalent to the previous one
De plus, le générateur de commande peut être doté d'un nombre de cellules moins élevé, par exemple moitié dans ce cas ce générateur est réalisé en technologie "C M OS basse tension" et la diode est avantageusement remplacée par une diode Schottky. In addition, the control generator can be provided with a lower number of cells, for example half in this case this generator is produced in "C M OS low voltage" technology and the diode is advantageously replaced by a Schottky diode.
Le figure 3 schématise un autre mode de réalisation du dispositif de l'invention, en technologie circuit imprimé, à constantes réparties. Ce dispositif est en l'exemple destiné å la modulation d'une onde incidente de fréquence F = 10 GHz. Son fonctionnement est le même que le dispositif précédent, seule changeant la technologie de réalisation. Figure 3 shows schematically another embodiment of the device of the invention, in printed circuit technology, with distributed constants. This device is in the example intended for the modulation of an incident wave of frequency F = 10 GHz. Its operation is the same as the previous device, only changing the production technology.
Le générateur 1 de signal de commande Sc n's pas été représenté, ni la résistance 11 et la capacité 12 du filtre 4 qui, faisant partie du circuit basse fréquence, demeurent en technologie à constantes localisées comme précédemment. The generator 1 of the control signal Sc has not been shown, nor the resistor 11 and the capacitor 12 of the filter 4 which, being part of the low frequency circuit, remain in technology with local constants as before.
Le dispositif est constitué par une plaque 13 de verre téflon dont la face arrière (non visible) est entièrement métallisée et comporte une fenêtre symbolisée en 14 constituent une antenne à fente (type "Slot"). Celle-ci est couplée au circuit oscillant constitué par des tronçons de lignes imprimées 15, et par une diode 16 en l'exemple diode
Schottky polarisée en inverse (par exemple "THOMSON DP 320").The device consists of a plate 13 of teflon glass, the rear face (not visible) is fully metallized and has a window symbolized at 14 constitute a slot antenna ("Slot" type). This is coupled to the oscillating circuit constituted by sections of printed lines 15, and by a diode 16 in the example diode
Schottky reverse polarized (for example "THOMSON DP 320").
Un report de messe 17 à trous métallisés établit la liaison électrique avec la face arrière métallisée. Des tronçons de lignes 18 forment l'équivalent de la self de choc du filtre 4.A postponement of mass 17 with metallized holes establishes the electrical connection with the metallized rear face. Line sections 18 form the equivalent of the impact choke of the filter 4.
Un pavé de connection 19 permet la liaison avec les autres éléments du filtre et le générateur de commande. La réalisation et le dimensionnement des tronçons de ligne sont bien connus de l'homme du métier dans le domaine des hyperfréquences ; la diode est choisie comme précédemment pour présenter une capacité équivalente et une résistance série, satisfaisant les relations déjà fournies.A connection block 19 allows the connection with the other elements of the filter and the control generator. The production and dimensioning of line sections are well known to those skilled in the art in the field of microwave frequencies; the diode is chosen as above to present an equivalent capacity and a series resistance, satisfying the relationships already provided.
Les figures 4 et 5 schématisent respectivement en coupe AA et BB le circuit oscillant du dispositif réalisé en technologie guide d'onde, en vue de moduler une onde incidente de fréquence F = 35 GHz. L'antenne (non représentée) peut notamment être dans ce cas une antenne
Cornet.Figures 4 and 5 show respectively in section AA and BB the oscillating circuit of the device produced in waveguide technology, in order to modulate an incident wave of frequency F = 35 GHz. The antenna (not shown) can in particular be in this case an antenna
Horn.
La partie résonnante du circuit oscillant est constituée par le tronçon de guide 20 (de longueur d) terminé par des obstacles en poteaux 21 et 22. Le poteau 22 assure le couplage avec le guide d'antenne, cependant que le poteau 21 assure le couplage avec la diode 25 de type schottky ou à jonction P selon les tensions de commande issues du générateur. Le choix des caractéristiques de la diode est effectué comme précédemment pour satisfaire les relations déjà définies. The resonant part of the oscillating circuit is constituted by the guide section 20 (of length d) terminated by pole obstacles 21 and 22. The pole 22 ensures the coupling with the antenna guide, while the pole 21 ensures the coupling with the diode 25 of schottky type or with P junction according to the control voltages coming from the generator. The choice of the characteristics of the diode is carried out as previously to satisfy the relationships already defined.
Un tronçon de ligne coaxiale 23 associé à un joint de colle chargé de fer 24 constitue l'équivalent de la self de choc du filtre 4. A section of coaxial line 23 associated with an iron-loaded adhesive joint 24 constitutes the equivalent of the impact self of filter 4.
Claims (10)
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FR8903213A FR2644308A1 (en) | 1989-03-09 | 1989-03-09 | Device for modulating an electromagnetic wave |
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FR2644308A1 true FR2644308A1 (en) | 1990-09-14 |
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ID=9379595
Family Applications (1)
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1482647A2 (en) * | 2003-05-28 | 2004-12-01 | ATMEL Germany GmbH | Circuit for phase modulation in a transponder based on back-scattering |
EP1499034A2 (en) * | 2003-05-28 | 2005-01-19 | ATMEL Germany GmbH | Circuit and method for phase modulation of transponders based on backscattering |
US7151436B2 (en) | 2003-01-10 | 2006-12-19 | Atmel Germany Gmbh | Receiving/backscattering arrangement and method with two modulation modes for wireless data transmission as well as modulation arrangement therefor |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS638578A (en) * | 1986-06-30 | 1988-01-14 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Responder and identification of moving body |
EP0288035A2 (en) * | 1987-04-20 | 1988-10-26 | Sharp Kabushiki Kaisha | SSB modulator |
-
1989
- 1989-03-09 FR FR8903213A patent/FR2644308A1/en not_active Withdrawn
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS638578A (en) * | 1986-06-30 | 1988-01-14 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Responder and identification of moving body |
EP0288035A2 (en) * | 1987-04-20 | 1988-10-26 | Sharp Kabushiki Kaisha | SSB modulator |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
NACHRICHTENTECHNISCHE BERICHTE, no. 4, mai 1987, pages 48-56, Backnang, DE; W. BISCHOF et al.: "Baugruppen f}r den Mikrowellen- und Millimeterwellenbereich" * |
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN, vol. 12, no. 205 (P-716), 14 juin 1988; & JP-A-63 008 578 (MATSUSHITA ELECTRIC IND. CO., LTD) 14-01-1988 * |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7151436B2 (en) | 2003-01-10 | 2006-12-19 | Atmel Germany Gmbh | Receiving/backscattering arrangement and method with two modulation modes for wireless data transmission as well as modulation arrangement therefor |
EP1482647A2 (en) * | 2003-05-28 | 2004-12-01 | ATMEL Germany GmbH | Circuit for phase modulation in a transponder based on back-scattering |
EP1482647A3 (en) * | 2003-05-28 | 2005-01-12 | ATMEL Germany GmbH | Circuit for phase modulation in a transponder based on back-scattering |
EP1499034A2 (en) * | 2003-05-28 | 2005-01-19 | ATMEL Germany GmbH | Circuit and method for phase modulation of transponders based on backscattering |
EP1499034A3 (en) * | 2003-05-28 | 2006-01-11 | ATMEL Germany GmbH | Circuit and method for phase modulation of transponders based on backscattering |
US7158010B2 (en) | 2003-05-28 | 2007-01-02 | Atmel Germany Gmbh | Circuit arrangement and method for phase modulation in a backscattering transponder |
US7173519B2 (en) | 2003-05-28 | 2007-02-06 | Atmel Germany Gmbh | Circuit arrangement with simplified input circuit for phase modulation in a backscattering transponder |
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