Brevet FR2128711A1 — publié le 19721020

, 2128711 Jusqu'à présent, les lignes de transmission dont la longueur pouvait être modifiée, bien que leur impédance caractéristique soit maintenue sensiblement constante sur toute leur longueur, étaient généralement réalisées de manière que des 5 parties du conducteur intérieur et du conducteur extérieur de ces lignes coulissent sur d'autres parties de ces mêmes conducteurs. Par exemple, une partie du conducteur extérieur d'une ligne coaxiale peut coulisser, dans la direction longitudinale, sur une autre, partie de ce même conducteur, selon une disposi-10 tion télescopique, tandis que les parties correspondantes du conducteur intérieur coulissent l'une sur l'autre de la même manière télescopique. les éléments de ce genre sont encombrants et difficiles à fabriquer car les deux conducteurs comportent des joints coulissants. En outre, ces joints coulissants cons-15 tituent autant de sources potentielles de dérangement, car il est essentiel qu'un bon contact électrique soit assuré entre les différentes parties des conducteurs, à l'endroit où une partie de l'un pénètre dans la partie correspondante de l'autre . 20 Selon la présente invention, un carter conducteur dont toutes les. parties sont fixes, constitue le conducteur extérieur d'une ligne de transmission de longueur variable. Seule une partie du conducteur intérieur peut être déplacée par rapport aux autres parties de ce conducteur intérieur et par rap-25 port au carter. De cette manière, le nombre des joints coulissants mentionnés ci-dessus, et qui doivent assurer de bons contacts électriques, est en général réduit de moitié par rapport aux réalisations antérieures. Les parties mobiles du conducteur intérieur sont positionnées dans une cavité du carter par 30 les surfaces de laquelle elles sont guidées et protégées. Cette cavité peut également.renfermer le mécanisme de réglage au moyen duquel ces parties mobiles sont déplacées, tout en maintenant sensiblement uniforme l'impédance caractéristique sur toute la longueur de la ligne de transmission. 35 La présente invention concerne donc une ligne de trans mission perfectionnée de longueur variable, dont la longueur peut être modifiée seulement par le déplacement d'une partie d'un conducteur intérieur par rapport à une autre partie de ce même conducteur, à l'intérieur d'un carter qui constitue le 40 conducteur extérieur de cette ligne, l'impédance caractéristi- 72 07917 2128711 que de la ligne de transmission restant sensiblement constante sur toute sa longueur. L'invention sera décrite plus en détail en regard des dessins annexés à titre d'exemple nullement limitatif et sur 5 lesquels : les figures 1A et 1B sont des vues en plan d'une ligne de transmission de longueur variable selon la présente invention, le couvercle supérieur étant coupé en grande partie,ainsi que certaines pièces intérieures ; 10 la figure 2 est une coupe longitudinale suivant la li gne 2-2 des figures 1A et 1B ; la figure 3 est une coupe transversale suivant la ligne 3-3 de la figure 2 ; la figure 4 est une vue semblable à celle de la figure 15 3, suivant la ligne 4-4 de la figure 2; la figure 5 est une coupe verticale à grande échelle sui vant la ligne 5-5 de la figure 1B ; la figure 6 est une vue partielle de côtéj à grande échel le, d'un joint coulissant du conducteur intérieur de la ligne 20 de transmission ; la figure 7 est une coupe transversale suivant la ligne 7-7 de la figure 6 ; la figure -8 est une coupe partielle à grande échelle sui vant la ligne 8-8 de la figure 1A ; 25 la figure 9 est une coupe transversale suivant la ligne 9-9 de la figure 8;et la figure 10 est une coupe à grande échelle suivant la ligne 10-10 de la figure 1B. Le carter 10 de la ligne de transmission représenté sur 30 les figures 1A, 1B et 2 comporte un socle 12 de forme rectangulaire, vue en plan, et un couvercle 14 de même forme, fixé sur le socle par des vis 16. Le socle est beaucoup plus épais dans sa partie d'extrémité 18 que sur le reste de sa longueur. La surface supérieure de cette partie 18 plus épaisse compor-35 te, près de chacun de ses bords, un canal 20 rectangulaire Ion gitudinal, ainsi qu'un canal 22 similaire en forme de U et dis posé au centreo Le canal 22 en forme de U comporte une partie courbe 24, proche de la gauche de la partie d'extrémité 18 du socle 12» vue sur la figure 1A, et qui relie les parties recti-40 lignes parallèles entre elles dans le sens de la longueur du ? 72 07917 2128711 socle» Les canaux 20 sont parallèles aux branches rectilignes du canal 22 et se terminent, sur la gauche des figures 1A et 2, à une courte distance de l'extrémité gauche 'du socle 12. Un trou 26, représenté sur les figures 1A et 8, est percé dans 5 1 'extrémité-- gauche 18 du socle 12, dans l'axe de chacun des canaux 20. L'autre extrémité 28 plus mince du socle 12 comporte un logement 30, de forme générale rectangulaire, qui se termine par l'un de ses côtés, contre la partie d'extrémité 18 plus 10 épaisse du socle. Les autres côtés du logement 30 sont limités par des parois latérales 32 et une paroi d'extrémité 34 formant parties intégrantes du socle 12. Le couvercle 14 comporte une partie d'extrémité 36 qui recouvre la surface supérieure de la partie d'extrémité 18 du 15 socle 12, sur laquelle elle est ajustée, et une partie d'extrémité 58 opposée qui recouvre la partie d'extrémité 28 du socle 12 et qui est ajustée sur les surfaces supérieures des parois latérales 32 et de la paroi d'extrémité 34. La surface supérieure de la partie d'extrémité 28 du socle 12 est plane 20 à l'intérieur du logement 30, à l'exception d'une rainure centrale longitudinale faisant face à une rainure 35 semblable de la surface inférieure de la partie d'extrémité 58 du couvercle 14. Cette surface inférieure est parallèle, à une certaine distance, de la surface du logement 30 de manière à former dans 25 le carter 10, une cavité rectangulaire dont les parois supérieure et inférieure sont parallèles et lisses ainsi que les parois latérales. Des parties tubulaires 40 fixes du conducteur intérieur de la ligne de transmission sont fixées dans les canaux 20 de 30 la partie d'extrémité 18 du socle 12, au moyen d'éléments isolants 42 à faible perte. Deux de ces éléments 42, de section transversale rectangulaire, sont ajustés dans chaque canal 20 et leur surface en contact comporte des rainures semi-circulaires dans lesquelles sont ajustés les conducteurs intérieurs 35 40 tubulaires. Ainsi que le montrent les figures 1A et 8, ces conducteurs intérieurs 40 tubulaires sont connectés, près de l'extrémité gauche du socle 12 de la. figure 1A, à des connecteurs placés dans les trous 26 du socle» Ces connecteurs comportent chacun une partie extérieure 46 à laquelle peut être 40 connecté un câble coaxial flexible ou autre qui prolonge la 4 72 07917 212871T ligne de transmission selon la présente invention. Un conducteur intérieur 48 fixe, tubulaire et en forme de U, est fixé de la même manière dans le canal 22 en forme de U au moyen d'éléments isolants 50.rectilignes et d'éléments 5 isolants 52 courbes. Les conducteurs intérieurs tubulaires comportent chacun une extrémité ouverte 54 qui dépasse d'une courte distance dans la cavité constituée par le logement 30 du socle 12« Ainsi que le montre la figure 6, ces extrémités 54 sont fendues de manière à former des doigts élastiques 56 lon-10 gitudinaux qui sont recourbés vers l'intérieur et qui s'appuient élastiquement sur les branches rectilignes de deux conducteurs intérieurs 58 coulissants, en forme de U, et dont les parties courbes 60 se trouvent dans la cavité constituée par le logement 30 du socle 12. Les branches des conducteurs 58 15 sont' circulaires en section transversale, et l'une des branches de chacun de ces conducteurs 58 pénètre dans l'un des conducteurs intérieurs 40 tubulaires et rectilignes, l'autre branche de chaque conducteur 58 pénétrant dans l'une des branches du conducteur intérieur 48 tubulaire en forme de U» 20 Les extrémités courbes 60 des conducteurs 58 intérieurs en forme de U sont applaties, ainsi que le montre la figure 5, par enlèvement de matière et sont introduites chacune dans une rainure semi-circulaire 61 d'un élément 62 de l'une de deux pièces coulissantes 64 et 66 positionnées toutes deux dans le 25 logement 30 du socle 12. Les éléments 62 comportent chacun un logement 68 (figure 5) à leur partie supérieure, dans lequel est placé un couvercle 70. La rainure 61 semi-circulaire est positionnée dans une surface plane constituant le fond de chaque logement 68. La surface inférieure de chaque couvercle 70 30 comporte une rainure semi-circulaire correspondante, de manière à maintenir solidement la partie courbe 60 du conducteur coulissant 58 en forme U dans la pièce 64 ou 66 correspondante. Les deux éléments 62 et le couvercle 70 des pièces coulissantes 64 et 66 sont faits de matière isolante à faible perte. 35 Les pièces coulissantes 64 et 66 se déplacent dans le lo gement 30 du socle 12 du carter 10 sous l'effet d'une vis mère 72 placée entre ces pièces coulissantes et qui tourne dans des paliers 74 fixés dans des logements appropriés du socle 12 et du couvercle 14 du carter 10. La vis 72 est parallèle aux 40 branches rectilignes des conducteurs coulissants 58 en forme de U et, ainsi que le montre la figure 4, le socle 12 et le 5 72 07917 2128711 couvercle 14 du carter 10 comportent une rainure 35 qui permet le passage de la vis«,La vis 72 est prolongée, à l'une de ses extrémités, par un arbre d'entraînement 78 qui traverse la paroi d'extrémité 34 du socle 12 du carter 10„ 5 La vis 72 peut être mise en rotation au moyen de tout, mé canisme approprié, tel qu'un bouton à commande manuelle fixé sur l'arbre d'entraînement 78. Ce mécanisme permet de déplacer les pièces coulissantes 64 et 66 de manière que les branches rectilignes des conducteurs intérieurs 58 coulissants en forme 10 de U entrent et sortent des conducteurs intérieurs 40 tubulaires et des parties rectilignes du conducteur intérieur 48 tubulaire en forme de U. Selon un mode particulier de réalisation, les conducteurs coulissants en forme de II peuvent se déplacer d'une longueur d'environ 7,5 centimètres, ce qui modi-15 fie la longueur du conducteur intérieur de la ligne de transmission d'environ 30 centimètres. Cette variation de la longueur du conducteur intérieur correspond à une variation de longueur de la ligne de transmission, et la longueur de cette dernière varie suivant une fonction linéaire de la rotation de 20 la vis 72» La plage de variations de longueur peut être augmentée ou réduite en changeant les longueurs des parties correspondantes des conducteurs intérieurs et l'étendue de leur mouvement relatif, ou en augmentant ou en diminuant le nombre des conducteurs intérieurs coulissants en forme de TJ et de leurs 25 conducteurs extérieurs associés. La ligne de transmission de.longueur variable selon la présente invention est généralement connectée, par au moins l'un des connecteurs 44, à une ligne de transmission extérieure d'une impédance caractéristique donnée» Les' connecteurs 44 50 doivent être choisis de manière que leur impédance caractéristique soit uniforme et de même valeur que celle de la ligne de transmission extérieure. Le carter 10 est métallique, ou au moins les surfaces intérieures des canaux 20 et 22 et de la cavité constituée par le logement 30 sont conductrices de l'é-55 lectricité» Les dimensions des canaux 20 et 22 dans lesquels sont placés les conducteurs intérieurs tubulaires 40 et 48, sont choisies en rapport avec le diamètre extérieur des conducteurs tubulaires 40 et 48 et la constante diélectrique des éléments isolants 40, 50 et 52, de manière que l'impédance ca-4° ractéristique soit la même que celle de la ligne de transmis 72 07917 6 2128711 sion extérieure, dans toutes les parties où les conducteurs intérieurs tubulaires sont maintenus par les éléments isolants.. La distance entre les surfaces planes supérieure et inférieure de l'intérieur de la cavité constituée par le logement 5 30 du socle 12 est également choisie •- en rapport avec le diamètre des branches libres des conducteurs coulissants 58 en forme de U, de manière que l'impédance caractéristique soit également la même. Lu fait que des parties isolantes des pièces coulissantes 64 et 66 sont positionnées entre les parties 10 courbes 60 et les surfaces conductrices planes de la cavité dans laquelle elles se trouvent, l'épaisseur de ces parties courbes 60 est réduite, ainsi que le montre la figure 5, de manière que l'impédance caractéristique de la partie correspondante de la ligne de transmission soit également la même. 15 Le diamètre du conducteur intérieur de la ligne de trans mission de longueur variable varie nécessairement à chacun des joints coulissants entre les conducteurs intérieurs 58 coulissants et les conducteurs tubulaires 40 et 48 fixes. Ainsi que le montre la figure 6, les extrémités 54 de ces conducteurs tu-20 bulaires sont coniques et le eône est déterminé et positionné par rapport aux extrémités des éléments isolants 42 et 50, ainsi que par rapport au changement d'écartement entre les surfaces intérieurés du conducteur extérieur, à la jonction entre le logement 30 du socle 12 du carter 10 et les canaux 20 et 22, 25 compte,tenu des petites encoches 80 (figure 1 et 10) formées près de cette jonction par l'usinage des canaux, de manière que l'impédance caractéristique de la ligne de transmission reste uniforme à cet endroit. Pour que l'impédance caractéristique soit uniforme, il est nécessaire que le contact électri- 30 que soit bon entre les conducteurs intérieurs 58 coulissants et les conducteurs intérieurs 40 et 48 tubulaires, à la plus petite extrémité de la partie conique 54 de ces conducteurs intérieurs tubulaires. Ce bon contact électrique est assuré par les doigts élastiques 56 et par des revêtements de haute 35 conductibilité et résistant . à la corrosion, par exemple une couche d'argent recouverte d'une mince couche d'or, au moins sur les parties des conducteurs qui constituent les joints coulissants entre les parties fixes et les parties mobiles. Le dispositif selon l'invention constitue une ligne de transmis-40 sion dont la longueur peut être modifiée avec précision, dont les dimensions sont faibles et dont l'impédance caractéristique est constante sur toute sa-longueur. Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées au dispositif^décrit et représente sans sortir du 45 cadre de l'invention. 72 07917 7 2128711 REVENDICATIONS 1.- Ligne de transmission de longueur variable, caractérisée en ce qu'elle comporte un carter comportant une cavité intérieure, un dispositif conducteur intérieur, creux et fixe, 5 constituant une partie de ladite ligne, et fixé dans ledit carter, parallèlement à ce dernier, un dispositif conducteur intérieur mobile en forme de U, constituant une autre partie de ladite ligne et comportant des branches parallèles dont les extrémités coulissent chacune à l'intérieur d'une extrémité 10 de l'un desdits dispositifs conducteurs intérieursjfixes,ainsi qu'une partie de liaison disposée entre les autres extrémités desdites branches et positionnée dans ladite cavité, un dispositif coulissant positionné dans ladite cavité, destiné à maintenir lesdites autres extrémités desdites branches, et mo-15 bile dans ladite cavité de manière à déplacer ledit dispositif conducteur mobile par rapport audit carter dans une direction telle que lesdites branches coulissent dans les extrémités du-dit dispositif conducteur intérieur fixe, ledit carter comportant des surfaces intérieures conductrices dans ladite cavité, 20 espacées dudit dispositif conducteur intérieur en forme de ïï, de manière à constituer le conducteur extérieur dè ladite ligne de transmission dont l'impédance caractéristique est uniforme sur toute sa longueur, et un dispositif destiné à déplacer ledit dispositif coulissant et à modifier la longueur de 25 ladite ligne de transmission. 2.- Ligne de transmission selon la revendication 1, caractérisée en ce que ladite cavité dudit carter est allongée dans la direction desdites branches parallèles et comporte des surfaces intérieures conductrices parallèles et disposées de 30 chaque côté du plan général dudit dispositif conducteur Intérieur en forme de U. 3.- Ligne de transmission selon la revendication 2, caractérisée en ce que lesdites surfaces intérieures parallèles au plan général dudit dispositif conducteur intérieur en for- 35 me de U ont des dimensions supérieures à celles dudit dispositif conducteur intérieur en forme de U et en sont plus proches que les autres surfaces intérieures conductrices de ladite cavité. 4.- Ligne de transmission selon la revendication 3, ca-40 ractérisée en ce que ledit carter comporte des surfaeeB. inté- 72 07917 8 2128711 rieures conductrices qui enveloppent ledit dispositif conducteur intérieur fixe et qui en sont écartées d'une distance plus grande que celle dont lesdites surfaces conductrices parallèles au plan général du dispositif conducteur intérieur en for-5 me de U sont espacées de ce dernier. 5>- Ligne de transmission selon la revendication 2, caractérisée en ce que plusieurs dispositifs conducteurs intérieurs en forme de U sont disposés à l'intérieur de ladite cavité, espacés les uns des autres et positionnés dans le même plan 10 général, ledit carter contenant également plusieurs desdits dispositifs conducteurs intérieurs creux et fixes dans chacun desquels pénètre une extrémité de l'une des branches de l'un des dispositifs conducteurs intérieurs en forme de U, les dispositifs conducteurs intérieurs fixes, dans lesquels pénètre 15 l'une des branches de deux dispositifs conducteurs intérieurs en forme de U voisins, étant reliés à leurs autres extrémités par une partie continue courbe du dispositif conducteur intérieur creux. 6.- Ligne de transmission selon la revendication 1, ca-20 ractérisée en ce que ledit dispositif destiné à déplacer le dispositif coulissant comporte une vis mère qui tourillonne dans ledit carter et qui est disposée, dans ladite cavité, parallèlement auxdites branches desdits dispositifs conducteurs intérieurs en forme de U, ladite vis pénétrant dans des par-25 ties taraudées dudit dispositif coulissant. 7.- Ligne de transmission selon la revendication 5> caractérisée en ce que chaque dispositif conducteur intérieur en forme de U comporte un dispositif coulissant séparé, ledit dispositif destiné à déplacer chacun desdits dispositifs cou- 30 lissants étant constitué par une vis mère qui tourillonne dans ledit carter et qui est disposée, dans ladite cavité, parallèlement auxdites branches desdits dispositifs conducteurs intérieurs en forme de U, entre deux desdits dispositifs coulissants , chacun de ces derniers comportant des parties taraudées 35 dans lesquelles taraude ladite vis. 8.- Ligne de transmission selon la revendication 1, caractérisée en ce que ledit dispositif coulissant comporte des parties en matière isolante, entre ladite partie de liaison desdits dispositifs conducteurs intérieurs en forme de U et 40 desdites surfaces intérieures conductrices de ladite cavité, 9 72 07917 2128711 les dimensions de ladite partie de liaison étant inférieures à celles du reste dudit dispositif conducteur intérieur en forme de ïï„