Brevet FR2046756A1 — publié le 19710312

La présente invention se rapporte à des connecteurs de guides d'ondes et a pour objet principal de fournir des connecteurs perfectionnés de guides d'ondes sélectifs en fréquence. Bien que n'étant pas limitée à son application à ce domaine, la présente in-5 vention est particulièrement avantageuse lorsqu'elle est appliquée à des diplexers de guides d'ondes et, dans cette application, elle permet aux diplexers d'être conçus de dimensions considérablement plus faibles et de pertes d'insertion inférieures à des diplexers de guides d'ondes connus comparables. 10 Selon la présente invention, un connecteur de guide d'on des comprend deux longueurs de guide d'ondes rectangulaire ayant une paroi étroite commune et pouvant supporter les modes TE1Q et TE20 de propagation d'ondes, et Insérée dans un espace intermédiaire dans la paroi commune afin de se substituer à la partie retirée " 15 pour former l'espace intermédiaire, une structure réactive ayant au moins trois éléments réactifs résonnant à ou au voisinage d'une fréquence opératoire prédéterminée et situés en succession dans la direction de la longueur du guide. Dans le cas d'un connecteur simple, les éléments réactifs 20 couplent l'énergie envoyée à l'extrémité d'entrée d'un guide dans l'autre guide. Un tel connecteur peut cependant être utilisé comme diplexer en envoyant des énergies à deux fréquences différentes aux extrémités d'entrée des deux guides. En faisant résonner les éléments réactifs à ou au voisinage de ces fréquences, il en résulte 25 que l'entrée de cette fréquence envoyée dans un guide est couplée dans l'autre guide, tandis que l'entrée, envoyée dans l'autre guide et ayant l'autre fréquence, subsiste et passe virtuellement sans changement le long du guide dans lequel elle a été envoyée. De préférence, les éléments réactifs sont sous forme d'an-30 neaux fermés situés les uns derrière les autres à des intervalles de quart de longueur d'ondes le long de la ligne centrale de la paroi commune, ces anneaux étant maintenus en position par des articulations de support les réunissant les uiis aux autres et à la paroi commune à des extrémités opposées de l'espace intermédiaire, 35 les articulations étant situées sensiblement à des positions de champ électrique nul, afin d'être d'effet nul au point de vue électrique. Le terme "anneau" est utilisé ici dans un sens large pour comprendre non seulement des anneaux de forme circulaire mais des anneaux d'autres formes, par exemple rectangulaire. Des anneaux de 40 forme rectangulaire sont, de préférence, épaissis localement sur 70 21722 2 2046756 les éléments horizontaux opposés pour réduire la possibilité de coupure de tension. De préférence, un connecteur simple n'a que trois anneaux. De préférence, un connecteur utilisé comme diplexer a six 5 anneaux. Ils peuvent être connectés dans un seul groupe. Cependant, pour des raisons de résistance et de rigidité de construction, les anneaux sont connectés en deux groupes, chacun ayant trois anneaux. Pour supprimer des modes non désirés de propagation d'on-10 des, les extrémités d'entrée et de sortie des guides sont, de préférence, en gradin. L'invention sera maintenant décrite au moyen d'un exemple, en se référant aux dessins ci-joins dans lesquels s La figure 1 est une vue schématique partiellement en cou-15 pe d'un connecteur utilisé comme diplexer selon la présente invention. La figure 2 est un diagramme de transfert d'énergie simplifié, à titre d'explication de l'agencement de la figure 1, et Les figures 3 et 4 sont des diagrammes théoriques de mo-20 des, à titre d'explication, également utilisés avec l'agencement de la figure 1. En se référant à la figure 1, le connecteur sélectif en fréquence est ageneé pour l'utilisation comme diplexer et se compose de deux longueurs de guide d'ondes rectangulaire 1 et 2, pouvant 25 supporter les modes TE1Q et TEgQ. Les guides 1 et 2 ont des ouvertures d'entrée 3 et 4 et des ouvertures de sortie 5 et 6, respectivement, et une paroi étroite commune 7. Dans le plan de la paroi 7 et agencée dans des trous, il y a une structure réactive d'anneaux fermés 8. Il y a six anneaux agencés en deux groupes de 30 trois, chaque anneau dans un groupe étant espacé à des intervalles de quart de longueur d'ondes le long de la paroi commune. Les anneaux sont maintenus en position par des branches de support 9 les réunissant les uns aux autres et à la paroi commune 7 aux extrémités de bout des deux groupes et entre les groupes au point 10 à 3 35 dB. Les articulations sont situées à des positions de champ électrique nul. Pour mieux comprendre le fonctionnement du diplexer de la figuré 1, on se référera à la figure 2. Des signaux-d'entrée f1 et fg, qui peuvent être en pratique 40 des signaux respectivement de fréquence égale à 1.260 mHz et 1.350 70 21722 3 20.46756 mHz, sont appliqués aux ouvertures d'entrée 3 et 4 des guides 1 et 2, respectivement. Ces fréquences sont données à titre d'exemple et d'autres fréquences convenables pourraient être utilisées. Les anneaux réactifs 8 sont rendus résonnants à ou au voisinage de la 5 fréquence F2, si bien que l'entrée f2 envoyée dans le guide 2 subsiste et passe virtuellement sans changement le long de ce guide, tandis que l'entrée f^ envoyée dans le guide 1 est couplée dans le guide 2. La moitié du signal f^ est couplée à travers la structure 8 avant le point 10 à 3 dB et le restant ultérieurement. On 10 peut voir que les deux signaux f^ et f2 sont retirés à l'ouverture 6. Cet effet de couplage est obtenu en couplant aux modes TE10 et TE2q dans le guide d'ondes à double largeur. Le mode a une vitesse de phase inférieure à celle du mode TE20 et, en pla- * 15 çant la réactance dans la paroi étroite commune des guides d'ondes, la vitesse de phase du mode TE^q est encore diminuée. Ceci augmente les changements de phases relatifs des deux modes lorsqu'ils se déplacent le long du guide d'ondes. Ce changement peut être mieux vu d'après les figures 3 et 4 des dessins qui représentent schéma-20 tiquement les changements de phases relatifs qui se produisent pour les modes TE^q et TE20 Comme on peut le voir d'après la figure 3» les extrémités d'entrée 3 et 4 et les extrémités de sortie 5 et 6 des guides 1 et 30 2 sont pourvues de parties en gradin pour supprimer le mode indésirable TE-jq. Cette formation en gradin n'était pas représentée sur les figures 1 et 2 pour faciliter le dessin. On doit noter que les éléments horizontaux des anneaux rectangulaires 8 peuvent être épaissis localement pour réduire la 35 possibilité de coupure de tension. Les connecteurs selon la présente invention ont des avantages tels qu'en utilisant des boucles rectangulaires ayant des dimensions de l'ordre de "7,6 cm x 5*1 cm, avec des articulations à espacement de 12,7 nun, on peut les amener juste à une longueur de 40 45,6 cm, par opposition aux dispositifs connus comparables qui ont 70 21722 4 2046756 approximativement 4,35 m de long. Des diplexers d'une manière semblable, selon la présente invention, peuvent être amenés à une longueur de 0,912 m par opposition à des diplexers oomparables connus qui ont approximativement 7,60 m de longueur. Les dimensions don-5 nées ci-dessus ne sont indiquées qu'à titre d'exemple et non pas à titre de limitation. La présente invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation qui viennent d'être décrits, elle est au contraire susceptible de variantes et de modifications qui apparaîtront à l'hom-10 me de l'art. 70 21722 5 2046756 REVENDICATIONS 1 - Connecteur de guides d'ôndes, caractérisé en ce qu'il comprend deux longueurs de guide d'ondes rectangulaire, ayant une paroi étroite commune et pouvant supporter les modes de propaga- 5 tion TE1q et TEg0 et, Insérée dans un espace intermédiaire dans la paroi commune afin de se substituer à la partie retirée pour former l'espace intermédiaire, une structure réactive ayant au moins trois éléments réactifs résonnant à ou au voisinage d'une fréquence opératoire prédéterminée et situés en succession dans le sens de la 10 longueur du guide. 2 - Connecteur de guides d'ondes selon la revendication 1, caractérisé en ce que les éléments réactifs couplent l'énergie envoyée à l'extrémité d'un guide dans l'autre guide. 3 - Connecteur de guides d'ondes selon la revendication 1," 15 caractérisé en ce qu'il est utilisé comme diplexer dans lequel des énergies à deux fréquences différentes sont envoyées aux extrémités d'entrée des deux guides. 4 - Connecteur de guides d'ondes selon la revendication 3, caractérisé en ce que les éléments réactifs sont rendus résonnants 20 à ou au voisinage d'une de ces fréquences et, de ce fait, il en résulte que l'entrée à cette fréquence envoyée dans un guide est couplée dans l'autre guide tandis que l'entrée envoyée dans l'autre guide et ayant l'autre fréquence, subsiste et passe virtuellement sans changement le long du guide dans lequel elle a été envoyée. 25 5 - Connecteur de guides d'ondes selon l'une des revendi cations 1 à 4, caractérisé en ce que les éléments réactifs sont sous forme d'anneaux fermés situés les uns derrière les autres à des intervalles de quart de longueur d'ondes le long de la ligne centrale de la paroi commune, ces anneaux étant maintenus en posi-30 tion par des articulations de support les réunissant les uns- aux autres et à la paroi commune, à des extrémités opposées de l'espace intermédiaire, les articulations étant situées sensiblement à des positions de champ électrique nul, afin d'avoir un effet nul au point de vue électrique. 35 6 - Connecteur de guides d'ondes selon la revendication 5, caractérisé en ce que les anneaux sont de forme rectangulaire et sont localement épaissis sur les éléments horizontaux opposés pour réduire la possibilité de coupure de la tension. 7 - Connecteur selon la revendication 6, caractérisé en 40 ce qu'il y a seulement trois anneaux. 70 21722 6 2046756 8 - Connecteur selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'il est utilisé comme diplexer dans lequel II y a six anneaux connectés en deux groupes de trois anneaux. 9 - Connecteur selon l'une des revendications 1 à 8, ca-5 ractérisé en ce que les extrémités d'entrée et de sortie des guides sont en gradin.