Brevet FR2060178A1 — publié le 19710618

La présente invention se rapporte à des dispositifs à dé- charge électrique remplis de gaz. Plus particulièrement, elle se rapporte à des dispositifs à décharge électrique, remplis de gaz, qui présentent un courtcircuit à des ondes à haute fréquence dépassant une puissance prédéterminée par suite de l'ionisation du gaz de remplissage, mais qui sont effectivement'transparents vis-à-vis d'ondes à haute fréauence à faible puissance. Une application particulière de temps, tels dispositifs réside dans des tubes émssion-re'ception et base de/ L'invention a pour objet un dispositif à décharge électrique gazeuse du type spécifié qui a une forme coaxiale et une structure simple. Conformément à l'invention, il est prévu un dispositif à décharge électrique gazeuse du type spécifié comprenant une enveloppe tubulaire scellée remplie de gaz, qui est faite en une matière conductrice et à travers laquelle un conducteur s'étend à peu près coaxialement, un premier élément en une matière conductrice de l'électricité qui est relié électriquement audit conducteur et qui s'détend radialement à partir de ce conducteur åus- qu'à une région très voisine de la surface intérieure de l'enveloppe de façon à former une partie capacitive, et un second élément en une matière électriquement conductrice qui s'étend entre le conducteur et l'enveloppe et qui est relié électriquement à ces deux derniers éléments de façon à-f former une partie inducti- ve qui forme, avec la partie capacitive, un circuit résonnant à une fréquence à laquelle le dispositif est destiné à fonctionner. Lesdits premier et second éléments sont convenablement venus de matière l'un avec l'autre et peuvent commodément être ar- rangés de façon à s'étendre dans des directions opposées à partir du conducteur. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description qui va suivre, faite en regard des dessins annexés et donnant à titre explicatif, mais nullement limitatif, une forme de réalisation conforme à l'in- vention. Sur ce dessins, la figure 1 est une coupe d'un tube emission rdoeption; et La figure 2 est une coupe suivant la ligne IZ-II de la figure 1. D'après le dessin,le dispositif émission-récéption- comnorte un tube une enveioppe cylindrique creuse scellée comprenantpméta-lllque 1 dans lequel un disque 2, en une matière diélectrique isolante, percé d'une ouverture centrale, est fixé hermétiquement à chaque extrémité du tube, respectivement.Une tige-métallique 3- s'éténd dans l'enveloppe, coaxialement à celule-ei, et a un diamètre réduit dans les régions ou-elle passe à travers-les ouvertures percées dans les disques 2 de façon à assurer une transmission pratiquement sans réflexion-de l'énergie électrique- à haute fréquence à travers les régions du tube-contenan-t un diélecthi- que, aux fréquences auxquelles le fonctionnement du dispositif est exigé. Une structure résonnante à ailettes se trouve dans l'enve- loppe et comprend deux plaques métalliques mince 4,- espacées et situées dans des plans perpendiculaires à l'axe de l'enveloppe. Chaque plaque 4 est fixée, au centre, à des parties adjacentes de la tige 3 et comporte une première partie 5 relativement large, capacitive, qui s'étend radialement à partir de la tige 3 jusqu'à une région très voisine de la surface intérieure du tube 1, et une seconde partie 6, relativement étroite, inductive, qui s'étend à partir de la tige 3 dans une direction opposée à celle de la partie capacitive 5, et qui est reliée, électriquement à son extrémité extérieure, au tube 1. Les dimensions de chaque plaque 4 sont choisies de telle sorte que sa partie capacitive 5 et sa partie inductive 6 forment un circuit résonnant au milieu de la gamme de fréquences dans laquelle le fonctionnement du tube à décharge est exigé. L-'espacement électrique entre les plaques 4 est égal au quart de la longueur d'onde correspondant à leur fréquence de résonance, et chaque plaque est suffisamment éloignée du disque diélectrique 2 adjacent pour que sa fréquence de résonance ne soit pas per- turbée d'une manière appréciable par la présence de ce disque. Le dispositif à décharge comprend aussi une électrode d'entretien 7, d'une forme classique, qui comprend un conducteur 8 isolé. le conducteur 8 s'étend coaxialement à travers une chambre latérale 9 fermée hermétiquement et fixée au tube 1,-et se termine près d'une petite ouverture 10 percée dans la paroi du tube 1, à proximité de ltextrémité extérieure de la partie capacitive 5 d'une des plaques 4, l'isolation du conducteur 8 se terminant aussi en ce point de façon à laisser exposée l'extrémité du con ducteur 8. L'enveloppe est remplie d'un gaz qui est introduit par l'intermédisire d'une tubulure de pompage de creusot Il qui est ensuite fermée hermétiquement. Le gaz de remplissage peut consister, d'une manière typique, en un mélange d'hélium et de tritium dont les nombres d'atomes respectifs sont dans un rapport de 300 à 1, sous une pression partielle de 0,7 Torr, et de xénon sous une pression partielle de 1,5 Torr. A chaque extrémité, le dispositif est connecté par un connecteur coaxial (non représenté) d'une forme appropriée, au circuit dans lequel le dispositif doit entre utilisé. Lors du fonctionnement-, des signaux à haute fréquence d'une puissance insuffisante pour ioniser le gaz de remplissage se propagent d'un connecteur à l'autre avec un faible affaiblissement seulement. Dans le cas de signaux d'une tension dépassant une valeur ou tension prédéterminée, il se produit une décharge dans les espaces séparant,du tube métallique1,les parties capacitives 5 des plaques 4 provoquant une ionisation du gaz de remplissage de sorte que des courts-circuits sont établis aux connecteurs. Lorsqu'il est'utilisé dans un arrangement de commutation du genre tube émission-réception, le dispositif à décharge est par rangé de préférence de telle sorte que la plaque adjacente à ltélectrode d'envtretien soit la plus proche du récepteur. On comprendra que les dimensions de la structure à ailettes d'un dispositif selon l'invention dépendent des fréquences auxquelles le fonctionnement du dispositif est exigé. Ainsi, bien que, dans l'arrangement décrit précédemment à titre d'exemple, les plaques 4 aient une épaisseur faible par rapport aux dimensions de leur section, il peut en être autrement dans d'autres arrangements selon l'invention. Dans un arrangement semblable à celui qui a été décrit précé- tube demment et deetinë.à êtr-e utilisé en/ base de temps (non reprdsegté), le disque diélectrique 2 le plus proche de l'électrode d'entretien 7 est supprimé, et l'enveloppe du dispositif est complétée par une paroi d'extrémité métallique, cette paroi d'extrémité et le connecteur situé à l'autre extrémité du dispositif ayant des positions telles que ce dispositif présente au connecteur, aux fréquences ruelles il est destiné à fonctionner, un circuit ouvert quand le gaz de remplissage est ionisé, et un court-circuit quand le gaz de remplissage n'est pas ionisé. REVElEDICAN'IONS 1. Dispositif à décharge électrique gazeuse, caractérisé en ce qu'il comprend une enveloppe tubulaire scellée, remplie de gaz,. en un métal conducteur, à travers laquelle un conducteur s'ctend à peu près coaxialement, un premier élément en une matière électriquement conductrice qui est relié électriquement audit conducteur, et qui s' étend radialement à partir de celui-ci jusqu'à une zone très voisine de la surface intcrieure de l'en- veloppe de façon à former une partie capacitive, un second élément en une matière électriquement conductrice qui s'étend radialement entre le conducteur et l'enveloppe et qui est relié électriquement à ce conducteur et à l'enveloppe de façon à former une partie inductive-, la partie inductive et la partie capacitive formant un circuit résonnant à une fréquence à laquelle le dispositif est destiné à fonctionner. 2. Dispositif à décharge gazeuse selon la revendication 1, caractérisé en ce que le premier élément et le second élément sont venus de matière l'un avec l'autre. 3. Dispositif à décharge gazeuse selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le premier élément et le second élément s'étendent dans des directions opposées à partir dudit conducteur. 4. Dispositif à décharge gazeuse selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le conducteur a la forme d'une tige et que le premier élément et le second élément ont chacun la forme d'une plaque métallique fixée entre des parites adjacentes de la tige. 5. Dispositif à décharge gazeuse selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend un troisième élément et un quatrième élément correspondant respectivement au premier élément et au second élément de façon à former un second circuit résonnant à la fréquence ' laquelle le dispositif est destiné à fonctionner, l'espacement électrique erl- tre le premier circuit résonnant et le second circuit résonnant étant égal à peu près au quart de la longueur d'onde correspondant à ladite fréquence. 6. Dispositif à décharge selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend ùne électrode d'entretien se terminant dans la région d'une ouver ture percée dans l'enveloppe tubulaire, à proximité dudit élément constituent une partie capacitive. 7. Tube à décharge selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le gaz de remplissage est un mélange d'hélium, de tritium et de xénon. 8. Tube émission-réception ou base de temps, caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif à décharge selon l'une quelconque des revendications précédentes.