Brevet FR2160478A1 — publié le 19730629

Pour l'absorption de hautes puissances pour des hautes fréquences dans des systèmes de lignes coaxiales on utilise soit des résistances terminales à couche de carbone ou métallique soit des absorbeurs de masse, dans lesquels la puissance haute fréquence est transformée en chaleur dans un matériau d'absorption diélectrique. L'invention concerne un tel absorbeur de haute puissance pour haute fréquence avec une masse d'amortissement pour annihiler la puissance haute fréquence. Les absorbeurs de masse connus jusqu'à présent présentent les inconvénients de se déformer de plus en plus lorsque la puissance à absorber augmente, de nécessiter une place importante et de présenter une largeur de bande à réflexion faible relativement petite. L'invention a pour objet de réaliser un absorbeur de haute puissance réalisé sous forme compacte à un prix économique et qui présente une réflexion faible dans un large domaine de fréquences. Conformément à l'invention cet objet est réalisé par le fait que le système de ligne comprend deux plaques métalliques munies de masses d'amortissement et un cable plat supporté entre ces plaques. Grace à ce dispositif une absorption à grande surface peut avoir lieu et un transport de chaleur du conducteur extérieur peut se faire uniformément et rapidement. L'absorbeur selon l'invention présente en outre l'avantage de supporter temporairement une surcharge élevée. Le cable plat est disposé de préférence de manière à former des méandres de sorte qu'une longueur de ligne relativement grande peut titre réalisée sur les surfaces disponibles. Le support du cable plat est réalisé par des broches en matériau diélectrique ou des supports des plaques métalliques extérieures. L'épaisseur de la couche d'absorption représente une mesure pour la puissance annihilée. Du fait que l'absorption diminue dans la direction d'écoulement de l'énergie il se produit pour des épaisseurs de couche égale un chauffage inégal des plaques métalliques. Afin de réaliser dans l'absorbeur selon l'invention un dégagement de chaleur sensiblement uniforme par unité de surface, une caractéristique supplémentaire de l'invention consiste à faire croître llépaisseur de la couche d'absorption réalisée sur les plaques métalliques de façon à correspondre à la direction d'écoulement de l'énergie dans le cabale plat. Dans un domaine étroit de fréquence l'augmentation d'épaisseur du revêtement d'absorption peut titre définie de manière telle que l'absorption d'énergie par unité de longueur du cible plat soit constante sur presque toute la longueur de la ligne de sorte que sur toute la surface de l'ab- sorbeur la chaleur est absorbée uniformément. L'augmentation d'épaisseur peut se produire de manière continue ou par degrés. A la place de la modification de l'épaisseur de couche ou en plus de celle-ci un dégagement uniforme de puissance par unité de surface peut également etre réalisé par modification de la composition de la masse d'absorption. Par eti1e il est possible d'utiliser une masse d'absorption composée d'un mélange de caoutchouc silicone et de poudre de fer carbonyle, I1 est alors possible de modifier le degré d'absorption en modifiant la quantité de poudre de fer carbonyle de manière que trois parties en poids de caoutchouc silicone soient ajoutées à une quantité de 5 à 8 parties en poids de poudre de fer carbonyle. Selon une autre caractéristique de l'invention on met en place à llextrémité de l'absorbeur un conducteur suffisamment long qui permet une adaptation. En variante le conducteur en méandres peut également posséder une longueur telle que le conducteur amorti fasse partie du méandre et dans ce cas l'extrémité du conducteur est ouverte. Dans un autre cas l'extrémité du conducteur peut titre courtcircuitée. Conformément à une autre caractéristique de l'invention on réalise à l'extrémité de l'absorbeur un branchement coaxial auquel est raccordé un absorbeur de faible puissance afin de permettre une liberté de réflexion. Conformément à une autre caractéristique de l'invention la largeur du câble plat dans la direction de l'écoulement de l'énergie est modifiée de manière telle que l'impédance caractéristique, compte-tenu de la constante diélectrique de la masse d'absorption et son épaisseur, demeure constante sur la longueur de la ligne. En utilisant un absorbeur à plaques métalliques parallèles cette caractéristique est réalisée lorsque la largeur du cable plat diminue dans la direction d'écoulement de l'énergie. Dans un absorbeur dont les plaques métalliques sont disposées de manière à titre inclinées l'une par rapport à l'autre, leur écartement latéral croissant dans la direction d'écoulement de l'énergie, la caractéristique précédente est réalisée lorsque la largeur du câble plat est augmentée d'une façon déterminée. Entre les premiers enroulements du câble plat on dispose de préférence une paroi de séparation qui permet une définition suffisante de l'impédance caractéristique et donc une faible réflexion à l'entrée de l'absorbeur. Après l'amortissement d'environ 10 à 15 dB la précision suffisante n'est plus possible du fait de la réflexion à l'entrée. Les deux plaques métalliques qui contiennent entre-elles le cable plat sont de préférence réalisées sous forme de demicoquilles obtenues par coulée, et qui, assemblées, réalisent un bottier fermé. Pour une disposition verticale des plaques, la connexion d' amenée d'énergie est disposée de préférence en dessous et des ailettes de refroidissement adpatées sont disposées verticalement de sorte que la chaleur peut monter favorablement. Au lieu d'un refroidissement par air on peut également mettre en oeuvre un refroidissement à eau ou un autre refroidissement connu. Dans le but de mieux faire comprendre l'invention on va maintenant en décrire à titre non limitatif plusieurs exemples de réalisation représentés sur le dessin annexé dans lequel - La figure 1 est une vue partielle d'un absorbeur selon l'invention avec la partie avant enlevée, vu dans le plan I-I, - la figure 2 est une coupe selon II-II de la figure 1, - la figure 3 est une vue en coupe correspondant à la figure 2 d'un autre mode de réalisation, - la figure 4 est une vue en coupe selon IV-IV de la figure 1, - la figure 5 est une vue à plus grande échelle du détail V de la figure 4. L'absorbeur de haute puissance se compose de deux demicoquilles réalisées par coulée, qui présentent des plaques planes 10, 12 parallèles l'une à l'autre et qui sont en contact à leur joint usiné 14. A l'extérieur les plaques 10, 12 portent des ailettes de refroidissement verticales 16. Entre les deux plaques 10 et 12 se trouve un chable plat 20 disposé en méandres (figure 1). Ce câble plat mis en place sous forme de méandres est supporté par des supports 18 en matériau isolant munis extérieurement d'un filetage, qui sont vissables dans des trous taraudés des plaques métalliques 10, 12 et qui bloquent entre eux le cible plat 20. Gr ce à ces supports à filetage on peut réaliser un centrage parfait du câble plat. En général il est suffisant que le support fileté soit par sa surface frontale au contact du câble plat avec une précontrainte et maintienne le cible par contact à frottement. De préférence on réalise des supports dans les coins, selon la figure 5, qui réalisent la fixation du c ble plat 20 par contact de forme par le fait qu'un prolongement 19 d'un ou des deux supports pénètre dans un trou du cabale plat. Les plaques 10 et 12 sont munies sur leur face interne d'une couche d'absorption 22 dont l'épaisseur dans l'exemple de réalisation selon la figure 2 est la méme à tous les endroits. Dans l'exemple de réalisation selon la figure 3 l'épaisseur de la couche d'absorption 122 augmente du bas vers le haut jusqu'à ce que dans la partie la plus haute l'espace entre le cable plat et les plaques métalliques soit entièrement rempli de diélectrique. Une telle disposition se produit lorsque la connexion d'amenée d'énergie 21 se trouve vers le bas dans un absorbeur disposé verticalement et la direction d'écoulement de l'énergie est orientée du bas vers le haut. La modification de l'épaisseur du matériau d'absorption 122 est choisie de telle sorte que la répartition de puissance se produit sensiblement uniformément sur toute la surface. I1 se produit encore une répartition satisfaisante de puissance lorsque l'augmentation d'épaisseur ne se produit pas conformément à la figure 3 de bas vers le haut dans la direction générale d'écoulement de l'énergie, mais le long du câble plat, c'est-à-dire le long des enroulements en méandres de ce c ble plat. Selon la figure 4 la couche d'absorption 222 s'épaissit dans la direction du câble. Dans l'exemple de réalisation de la figure 3 on dispose entre les premiers enroulements en méandres 20a, 20b respectivement 20c une paroi de séparation 24, qui permet une définition satisfaisante de l'impédance caractéristique. Sur la figure 4 on a représenté schématiquement en 21 la connexion coaxiale d'amenée de l'énergie. REVENDICATIONS 1. Absorbeur de haute puissance pour haute fréquence avec une masse d'amortissement annihilant la puissance haute fréquence, caractérisé par le fait que le système de ligne comprend deux plaques métalliques (10,12) munies d'une masse d'amortissement (22,122,222) et d'un cable plat (20)supporté entre ces plaques. 2. Absorbeur de haute puissance selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le cabale plat (20) est mis en place sous forme de méandres entre les plaques métalliques (10,12). 3. Absorbeur de haute puissance selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que l'épaisseur de la couche d'absorption (122,22) augmente de l'extérieur vers l'intérieur dans la direction de l'écoulement de l'énergie. 4. Absorbeur de haute puissance selon la revendication 3, caractérisé par le fait que la valeur de l'augmentation de l'é- paisseur de la couche d'absorption est déterminée de telle manière qu'on obtient une répartition uniforme de puissance sur toute la surface. 5. Absorbeur de haute puissance selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait qu'il comprend à son extrémité un conducteur amorti suffisamment long pour permettre l'adaptation. 6. Absorbeur de haute puissance selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que le cabre plat en méandres (2D) possède une longueur telle que la partie de conducteur amorti est une partie du méandre et que l'extrémité du conducteur est ouverte. 7. Absorbeur de haute puissance selon l'une quelconque des revendications l à 6, caractérisé par le fait que le cabale plat (20) est porté par des supports filetés (18) en matériau isolant, qui sont vissés dans des trous taraudés des plaques métalliques (10,12). 8. Absorbeur de haute puissance selon la revendication 7, caractérisé par le fait que deux supports filetés (18) vissés de manière coaxiale dans les deux plaques (10,12) réalisent la fixation par frottement du cable plat (20). 9. Absorbeur de haute puissance selon l'une quelconque des revendications 7 et 8, caractérisé par le fait que la partie frontale des supports filetés est munie d'un prolongement (19) qui lors d'un appui du cable plat (20) par contact de forme latéral pénètre dans un trou de ce dernier. 10. Absorbeur de haute puissance selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il est muni à son extrémité d'un branchement coaxial qui est relié à un absorbeur de basse puissance afin de permettre une liberté de réflexion. 11. Absorbeur de haute puissance selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la largeur et/ou l'épaisseur du cible plat (20) sont modifiées dans la direction d'écoulement de l'énergie de manière telle que l'impédance caractéristique, compte-tenu de la constante diélectrique de la masse d'absorption et son épaisseur reste constante sur toute la longueur de la ligne. 12. Absorbeur de haute puissance selon la revendication 11, caractérisé par le fait que pour des plaques (10,12) disposées paralllement la largeur et/ou l'épaisseur du câble plat diminuent dans la direction d'écoulement de l'énergie. 13. Absorbeur de haute puissance selon la revendication 11, caractérisé par le fait que les plaques extérieures (10,12) sont inclinées l'une par rapport à l'autre de manière telle que leur écartement latéral dans la direction d'écoulement de l'énergie augmente, et par le fait que la largeur et/ou l'épaisseur du cible plat augmentent dans la direction de l'énergie. 14. Absorbeur de haute puissance selon l'une quelconque des revendications 3 et 4, caractérisé par le fait que ltépaisseur de la couche d'absorption (122) augmente coniquement du bas vers le haut. 15. Absorbeur de haute puissance selon l'une quelconque des revendications 3 et 4, caractérisé par le fait que l'épaisseur de la couche d'absorption (222) augmente dans la direction du cAble plat. 16. Absorbeur de haute puissance selon l'une quelconque des revendications 1 à 15, caractérisé par le fait qu'une paroi de séparation (24) est introduite entre chacun des premiers enroulements en méandres (20 a, 20b, 20a) ladite paroi permettant une définition satisfaisante de l'impédance caractéristique et une réflexion faible à l'entrée. 17. Absorbeur de haute puissance selon l'une quelconque des revendications 1 à 16, caractérisé par le fait que les deux plaques (10,12) sont réalisées sous forme de demi-coquilles et forment un bottier fermé. 18. Absorbeur de haute puissance selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la connexion d'amenée de l'énergie (21) se trouve en dessous dans des plaques d'absorption disposées verticalement