Brevet FR2166311A1 — publié le 19730817

La plupart des matériels hyperfréquence utilisés dans l'industrie ou dans les laboratoires comportent des déphaseurs permettant le réglage de la phase de l'onde hyperfréquence transmise dans une ligne H.F. Ces déphaseurs, dont les performances peuvent être tris différentes, doivent généralement présenter un fonctionnement fiable et aussi simple que possible. Certains types de déphaseurs utilisent couramment un barreau de diélectrique se déplaçant dans un guide'd'ondes, mais cesd02eseure présentent des inconvénients, en particulier celui d'être fragiles. Le dispositif de déphasage, objet de l'invention, permet de régler aisément la phase d1une onde hyperfréquence dans un guide d'on- des et présente, de plus, l'avantage autre robuste. ; Suivant l'invention, un dispositif de déphasage hyperfréquence comprenant un guide d'ondes et un élément mobile dans ce guide d'ondes, est caractérisé en ce que ledit élément mobile est une tige métallique, de forme cylindrique, comportant des moyens d'adaptation hyperfréquence du dispositif et en ce que ledit dispositif comporte des moyens de suppression des modes parasites. L'invention sera mieux comprise et d'autres caractéristiques ap porattrout- à l'aide de la description ci-après et des dessins qui l'accompagnent et sur lesquels Les figures 1 et 2 représentent respectivement, en coupe longitudinale et en coupe transversale, un mode de réalisation du dispositif de déphasage suivant l'invention. La figure 3 montre une vue en plan d'un détail du dispositif représenté en figure 1. La figure 4 représente la variation de la phase dans le guide d'ondes, en fonction du déplacement, dans ce guide, de l'élément mobile muni d'un anneau d'adaptation (courbe a) et non muni de cet anneau (courbe b). La figure 5 représente la variation du taux d'ondes stationnaires en fonction du déplacement de l'élément mobile muni d'une plaquette de correction (courbe a) et non muni de cette plaquette (courbe b). La figure 6 représente un autre mode de réalisation du dispositif de déphasage suivant l'invention. Les figures 7 et 8 montrent respectivement deux variantes du dispositif de déphasage suivant l'invention. Be dispositif de déphasage montré sur la figure 1 comprend un guide d'ondes 1 coudé, de section rectangulaire, un élément mobile constitué d'une tige métallique 2, en cuivre par exemple, ayant la forme d'un cylindre terminé par un cOne 3 d'adaptation, cette tige 2 coulissant librement dans un tube métallique 4 solidaire du guide 1 et dans un noyau 5 en matériau absorbant. Le tube métallique 4 constitue la partie centrale d'un élément coaxial formant un piège hyperfréquence, de longueur X/4, X étant la longueur d'onde de fonctionnement du dispositif. Un anneau 7, dont les dimensions dépendent de la fréquence de fonctionnement du dispositif de déphasage, est disposé coaxialement autour de la tige métallique 2, avant la partie cynique 3.Le déplacement de cet anneau 7 sur la tige 2 permet un réglage fin, très satisfaisant, de l'adaptation hyperfréquence du dispositif, en fonction de sa fréquence de fonctionnement. La tige métallique 2, dans le mode de réalisation représenté, est munie de deux rainures 8 et 9 diamétralement opposées, comme le montre la figure 2. Une plaquette 10 de correction, en matériau absorbant (conducteur résistif ou diélectrique à pertes), du graphite par exemple, et qui comporte une découpe épousant sensiblement la forme de la tige 2, est glissée dans ces rainures et fixée à cette tige 2 comme le montre la vue de détail de la figure 3. Dans le guide, la plaquette 10 est placée parallèlement aux grands côtés de ce guide rectangulaire 1, de façon à être perpendiculaire au champ électrique du mode fondamental et parallèle au champ électrique du mode coaxial parasite (figure e 2). Les essais, à la fréquence de 3000 NHz, du dispositif de déphasage suivant l'invention ont donnés des résultats très satisfaisants. Ainsi, la figure 4 montre les variations de la phase w en fonction du déplacement de la tige 2 munie d'un anneau 7 d'adaptation (courbe a) et non munie de cet anneau (courbe b). On constate, sur la courbe a, que la variation de la phase est linéaire alors que la courbe b montre une variation sensiblement sinusoldale de la phase, cette variation sinusoidale étant due à la désadaptation hyperfréquence du dispositif de déphasage introduite par les imperfections de réalisation et d'insertion de l'élément mobile dans le guide d'ondes. La figure 5 représente les variations du taux d'ondes stationnaires r défini par K étant le module du coefficient de réflexion ou rapport des amplitudes complexes du champ électrique de l'onde incidente et de l'onde réfléchie qui interfèrent dans le guide d'ondes 1. Les valeurs du taux d'ondes stationnaires r, qui doit entre aussi voisin de l'uni- té que possible, auquel cas le dispositif est convenablement adapté pour la fréquence de fonctionnement choisie, présente, sur la courbe b, de brusques variations dues à ltexcitation de modes coaxiaux parasites dans le guide d'ondes 1, pour certaines positions de la tige 2 non munie de plaquette de correction.La courbe a représente la variation du taux d'ondes stationnaires r lorsque l'élé- ment mobile, constitué de la tige 2 munie de l'anneau d'adaptation et de la plaquette 10 de correction, se déplace dans le guide d'ondes 1. La plaquette 10, qui est en graphite, peut aussi titre réalisée en carton graphité ou encore avec une lame métallique sur laquelle a été déposé, par projection, un alliage de fer - chrome - aluminium - cobalt (kanthal). Dans un autre mode de réalisation, il est possible de remplacer la plaquette absorbante 10 de correction, telle que montrée en figure 2, par deux plaquettes absorbantes Il et 12 fixées respectivement sur les deux petits cotés 13 et 14 du guide d'ondes, ces deux plaquettes étant disposées en vis-à-vis, dans le plan médian du guide et parallèlement aux grands côtés de ce guide comme le montre la figure 6. Il est également possible, dans une autre variante, de remplacer la tige 2 par un tube-métallique 15, ayant la forme d'un cylindre terminé par un ctne16tcetube 15 étant muni, à l'intérieur, d'une tubulure 17 permettant la circulation d'un fluide de refroidissement comme le montrent les flèches de la figure 7. La tige métallique 2 peut aussi présenter à son extrémité une structure d'adaptation autre qu'un canez par exemple une structure en escalier. Dans un autre mode de réalisation montré en figure 8, llinser- tion de l'élément mobile dans le guide d'ondes t peut entre réalisée par l'intermédiaire d'un tube métallique 18 dont une extrémité est fixée sur ce guide 1 et l'autre extrémité, formant une couronne 19, est en contact avec la tige métallique 2, la distance moyenne séparant la couronne de contact 19 de la paroi 20 du guide t étant sen siblement égale à > /4, Xétant la longueur d'onde de fonctionnement du dispositif. A titre d'indication, un dispositif de déphasage suivant l'invention, fonctionnant à la fréquence de 3000 MHz et ayant donné les résultats montrés en figures 4 et 5, était muni d'une plaquette en graphite de trois millimètres d'épaisseur environ, sa longueur étant de 110 mm et sa largeur de 60 mm. REVENDICATIONS 1. Dispositif de déphasage hyperfréquence comprenant un guide d'ondes et un élément mobile dans ce guide d'ondes, caractérisé en ce que ledit élément mobile est une tige métallique de forme cylindrique munie de moyens d'adaptation hyperfréquence dudit dispositif et en ce que ledit dispositif comporte des moyens de suppression des modes parasites. 2. Dispositif de déphasage suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le guide d'ondes a une section rectangulaire. 3. Dispositif de déphasage suivant la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens d'adaptation hyperfréquence comportent un anneau disposé coaxialement sur ladite tige, la position de cet anneau sur ladite tige étant réglable. 4. Dispositif de déphasage suivant la revendication 2, caractérisé en ce que lesdits moyens de suppression de modes parasites comportent au moins une plaquette en matériau résistif disposée parallèlement aux grands côtés dudit guide d'ondes et de façon symétrique par rapport à l'axe de la tige. 5. Dispositif de déphasage suivant la revendication 4, caractérisé en ce que ladite tige métallique, dont l'extrémité est terminée par un cane, zest munie de deux rainures longitudinales, diamétralement opposées, ayant pour point de départ la pointe du cane, en ce que ladite plaquette, qui comporte une découpe épousant sensiblement le profil de la tige, est glissée et fixée dans lesdites rainures, cette plaquette étant disposée parallèlement aux grands côtés du guide de section rectangulaire. 6. Dispositif de déphasage suivant la revendication 4, caractérisé en ce que deux plaquettes en matériau absorbant sont fixées respectivement sur les deux petits côtés dudit guide d'ondes, en vis à-vis 1' une de l'autre, leurs plans confonds, étant parallèles aux grands côtés dudit guide, et passant par l'axe de la tige métallique. 7. Dispositif de déphasage suivant la revendication 1, caractérisé en ce que ledit élément mobile est creux de façon à y permettre la circulation d'un fluide de refroidissement.