Brevet FR2085379A1 — publié le 19711224

70' 1360*» 1 2085379 la présente invention concerne les filtres passe-bande hyperfréquence à cavités résonnantes couplées, et plus particulièrement ceux qui doivent être accordés dans une large plage de réglage et présenter d'excellentes performances. 5 On sait que les branchements hyperfréquence utilisés pour grouper ou séparer à partir d'un accès commun, un certain nombre de bandes de fréquences, ont comme principal élément les filtres passe-bande. Ces filtres, dont la fonction de transfert est choisie sui-10 vant les besoins du branchement doivent avoir comme principale caractéristique des pertes d'insertion très faibles. Ceci impose, pour des bandes de fréquences supérieures à 3 GHs, des structures en guide d'ondes. les filtres en guide d'ondes connus sont constitués d'une 15 successsion de cavités résonnantes couplées entre elles soit directement par des parois réactives, soit par l'intermédiaire de longueurs de guide.- les cavités sont généralement réalisées dans un même guide d'ondes et matérialisées par des obstacles en travers du guide. 20 Ces obstacles (tiges ou volets) représentent des réactances selfiques ou capacitives, aisément calculables par des formules classiques. l'exécution de tels filtres exige une grande précision mécanique dans le dimensionnement et le positionnement de ces obsta-25'des, lorsque ces filtres doivent présenter de bonnes performances, cas des applications spaciales ou des faisceaux hertziens de grande capacité notamment. Ces filtres sont donc coûteux, d'autant plus qu'ils manquent de souplesse d'emploi ; on ne peut ni modifier leurs per-30 formances essentielles (bande passante, affaiblissement hors bande), ni déplacer sensiblement leur fréquence de travail. la présente invention a pour but de pallier ces inconvénients . Selon l'invention," le filtre passe-bande hyperfréquence à 70 13604 2 2085379 n cavités résonnantes juxtaposées est caractérisé en ce que les cavités comportent : n portions de guide d'ondes, , n-1 parois métalliques intermédiaires dont chacune des faces prend appui sur chacune des extrémités respectives desdites portions de guide 5 adjacentes correspondantes, et deux parois terminales montées sur les extrémités extérieures respectives des deux portions de guide extérieures correspondantes. L'invention sera mieux comprise et d'autres caractéristiques apparaîtront à l'aide de la description et des dessins joints 10 sur lesquels ; La figure 1 est une vue d'ensemble en perspective d'un exemple de filtre selon l'invention. Les figures 2 et 3 sont des vues en perspective d'éléments constitutifs des filtres de la figure 1. 15 Sur la figure 1, quatre portions de guide d'ondes rectan gulaire identiques, 2, 4, 6 et 8 et trois parois intermédiaires métalliques identiques 3, 5» et 7 sont empilées dans l'ordre numérique des repères de désignation. L'extrémité extérieure des portions de guide 8 et 2 est fermée respectivement par une 20 paroi terminale 9 équipée d'une prise coaxiale 10 et la paroi du grand côté d'un tronçon de guide 1 fermée à une extrémité 11, ouvert et muni d'une bride de raccordement 16 à l'autre extrémité. Sur la face extérieure de la paroi terminale 9 apparaissent six trous 12 traversant l'ensemble du filtre et servant 25 de logement à des tiges de fixation assurant le positionnement et le maintien de tous les éléments. La figure 2 montre en détail la portion de guide 4 dont les parois sont suffisamment épaisses pour assurer une bonne rigidité et permettre le logement des tiges de fixation dans 30 les trous 12. Elle supporte également un dispositif d'accord (non visible sur la figure 1) qui est constitué essentiellement d'une tige' de quartz 13 pénétrant à l'intérieur du guide 4 et d'un dispositif de guidage fileté 14. La figure 3 montre en détail la paroi intermédiaire métal-35 lique 33 munie des trous 12 et supportant en son centre un dis- 8ÂD ORIGINAL 70 13604 3 2085379 que 15 en matériau diélectrique supportant deux tiges métalliques 17 et 18 dont l'une est taraudée et l'autre filetée à une de leurs extrémités et qui sont fixées ensemble à travers la partie centrale du disque 15. 5 l'ensemble constitué de la portion de guide 4, inséré entre les parois 5 et 5 forme une cavité dont on utilise la fréquence de résonance dans le mode TE . o1. les tiges 17 et 18 constituent les antennes de couplage des cavités entre elles, les filtres ainsi réalisés sont donc du 10 type a couplage direct et leur schéma électrique équivaut à une suite de circuits résonnants en parallèle, couplés par des condensateurs . la longueur des tiges est fonction du couplage désiré, elle constitue le seul élément variable du filtre dans sa bande de 15 fréquence nominale définie par la plage de variation de fréquence obtenue avec les tiges 13. le mode de réalisation du filtre en rend la substitution rapide, précise et simple. les parois terminales possèdent évidemment des antennes de couplage analogues pour assurer le couplage avec les cavités 20 qu'elles constituent. A l'extérieur, elles sont reliées soit à l'âme d'un connecteur coaxial tel que 10 (figure 1) lorsqu'on désire réaliser un raccordement par câble coaxial, soit à une autre antenne de couplage, comme dans le cas d'une paroi intermédiaire, lorsqu'il s'agit d'un raccordement par guide d'ondes, 25 tel que 1, qui constitue une transition coaxiale-guide classique où. la paroi terminale correspondante est confondue avec la paroi du grand côté du guide d'onde 1. la structure décrite permet de réaliser, dans une bande de fréquences donnée, tous les filtres passe-bande quels que soient 30 leur nombre de cavités et leur largeur de bande passante, à l'aide de cinq éléments standards : portion de guide d'ondes, parois intermédiaires, antenne de couplage, paroi.- terminale à sortie coaxiale, paroi terminale en forme de transition coaxiale -guide. 70 13604 4 2085379 Ce mode de réalisation permet d'obtenir des filtres fiables et d'excellentes performances, dans des dimensions et avec un prix de revient très inférieur à ceux des filtres de performan- * \ ces analogues réalisés selon les structures connues. 70 13604 s 2085379 REVBIIDICaTIOI'JS 1. Filtre passe-bande hyperfréquence à n cavités résonnantes juxtaposées, caractérisé en ce que les cavités comportent : n portions de guide d'ondes , n-1 parois métalliques intermédiaires dont chacune des faces prend appui sur chacune 5 des extrémités respectives desdites portions de guide adjacentes correspondantes, et deux parois terminales montées sur les extrémités extérieures respectives des deux portions de guide extérieures correspondantes . 2. Filtre passe-bande selon la revendication 1, caracté-10 risé en ce que chacune desdites portions de guides est équipée sur une de ses faces d'une tige en matériau diélectrique faisant saillie à l'intérieur desdites portions de guides sur une longueur réglable, lesdites parois intermédiaires étant munies en leur partie centrale d'une fenêtre en matériau diélectrique sup-15 portant line antenne de couplage métallique amovible, faisant saillie de part et d'autre de ladite paroi intermédiaire. 3. Filtre passe-bande selon la revendication 2 caractérisé en ce que ladite antenne desdites parois intermédiaires est constituée de deux tiges métalliques se fixant l'une à l'autre 20 par filetage à travers ladite paroi intermédiaire, la longueur des dites tiges métalliques ayant une longueur appropriée, définie par le degré de couplage désiré à une fréquence de travail donnée. 4. Filtre passe-bande selon la revendication 2 caractéri-25 sé en ce que chacune desdites parois terminales est munie en sa partie centrale d'une fenêtre en matériau diélectrique supportant une antenne de couplage métallique amovible faisant saillie du seul côté de ladite paroi terminale faisant face audit tronçon de guide extérieur correspondant,- ladite antenne 30 étant électriquement reliée à des moyens de raccordement montés sur la face extérieure de ladite paroi terminale. 70 13604 6 2085379 5. Filtre passe bande selon la revendication 4 caractérisé en ce que lesdits moyens de raccordement équipant au moins une desdites deux, parois terminales sont une prise coaxiale dont l'âme intérieure est électriquement reliée à ladite antenne. 5 6. Filtre passe bande selon la revendication 4, caractéri sé en ce que lesdits mojrens de raccordement équipant au soins une desdites deux parois terminales sont un tronçon de guide rectangulaire court-circuité à une extrémité et ..muni d'une bride à l'autre extrémité, ladite paroi terminale ainsi équipée étant 10 confondue avec une des grandes faces dudit tronçon de guide, ladite antenne de couplage étant prolongée en saillie à l'intérieur dudit tronçon de guide.