Brevet FR2221856A1 — publié le 19741011

La présente invention concerne un agencement oscillateur hyperfréquence de puissance, modulé par tout ou rien, mettant en oeuvre à l'intérieur d'une cavité résonnante au moins un dispositif auto-oscillateur semiconducteur pourvu de deux connexions et appartenant, de ce fait, à la famille des dispositifs semiconducteurs appelés diodes, lesdits dispositifs auto-oscillateurs étant alimentés par une tension continue appropriée appliquée en permanence,et un élément adaptateur permettant l'oscillation à hyperfréquence ou inhibant ladite oscillation. On sait qu'un dispositif voisin quant à son fonctionnement est notamment décrit dans le brevet français n0 2 038 491 qui concerne un dispositif oscillateur hyperfréquence de puissance dont le fonctionnement est tel qu'il suffit d'interrompre l'alimentation en tension d'une seule diode oscillatrice ou, parfois, de deux de ces diodes pour que le dispositif cesse d'osciller : ce résultat s'explique par le fait que la diode (ou les diodes) non alimentée présente une résistance haute fréquence qui amortit fortement 150scillateur et le fait immédiatement 'hécrocher". Il est donc possible de réaliser un oscillateur hyperfréquence modulé en impulsions en alimentant en permanence la presque totalité des diodes autooscillatrices, sauf une ou deux de ces diodes, par une source non modulée et d'alimenter la (ou les diodes) restante par un générateur de faible puissance, pour lequel il est facile d'obtenir des temps de montée très brefs. Par le terme faible puissance" il faut comprendre une puissance qui est seulement une fraction de la puissance totale, mais qui est bien définie et non négligeable. On peut donc dire qu'un tel dispositif nécessite qu'une certaine puissance d'alimentation soit fournie à la (ou aux diodes) modulatrice. En outre, le montage proposé pour toutes les diodes est une répartition selon une circonférence ce qui présente des difficul tés sérieuses de couplage à la charge. Un des buts de la présente invention est de proposer un dis pcisitif oscillateur hyperfréquence de puissance, modulé par tout ou rien, ne requérant qu'une puissance de commande pratiquement nulle de lsélément adaptateur, ce qui est un très grand avantage par rapport aux autres dispositifs connus. De plus, les diodes sont placées d'une manière simple selon une disposition linéaire, ce qui permet un couplage facile à la charge. Selon la présente invention, un agencement oscillateur hyperfréquence de puissance, modulé par tout ou rien, mettant en oeuvre à Ipintérieur d'une cavité résonnante au moins un dispositif autooscillateur semiconducteur pourvu de. deux connexions et appartenad; de ce fait, à la famille des dispositifs semiconducteurs appelés diodes, lesdits dispositifs auto-oscillateurs étant alimentés par une tension continue appropriée appliquée en permanence,et un élément de commande permettant l'oscillation à hyperfréquence ou inhibant ladite oscillation, est remarquable en ce que Ipélément de commande est une diode à effet de capacité variable du genre de celles connues sous 1'appellation commerciale VARACTOR. On sait que ces diodes sont des diodes semiconductrices à jonction dans lesquelles est exploitée la variation, en fonction de la valeur de la polarisation appliquée, de la capacité d'une jonction polarisée en inverse. La diode à effet de capacité variable utilisée comme élément de commande est alimentée par une source fournissant une tension de polarisation inverse en forme de créneaux rectangulaires dont le fond est sensiblement au niveau zéro et dont la valeur maximale est compatible avec les caractéristiques de ladite diode. La description qui va suivre en regard du dessin annexé, donné à titre exemple non limitatif, permettra de bien comprendre comment l'invention peut être réalisée. La figure unique représente un guide d'ondes réduit 1 formant cavité de résonance qui est fermé à l'une de ses extrémités par un court-circuit 2 et prolongé à son autre extrémité par un tron çon de guide 3 utilisé en transformateur d'impédance en 4 stou- vrant sur un guide normal 4. Le guide tondes représenté est à section rectangulaire, mais il peut être également un guide d1on- des à saillie intérieure couramment appelé guide ridage. Dans un plan perpendiculaire A au guide d'ondes réduit 1 et à une certaine distance D du court-circuit 2 est placë au moins un dispositif auto-oscillateur semiconducteur 5 appartenant à la famille des diodes, par exemple une diode à effet Gunn ou une diode à avalanche. Il est également possible d'envisager de disposer dans le plan A deax diodes à effet Gunn disposées en parallèle du point de vue hyperfréquence et symétriquement par rapport à l'axe du guide réduit selon une disposition ayant fait l'objet d'une demande de brevet déposée en France par la demanderesse le 6 Décembre 1971 intitulée "Oscillateur hyperfréquence de puissance'1 et enregistrée sous le n0 71 43693. Le (ou les) dispositif auto-oscillateur semiconducteur 5 est alimenté par une source de tension continue 6 représentée très schématiquement sur la figure. A l'intérieur du guide d'ondes réduit 1 et à une distance L du (ou des) dispositif semiconducteur 5 est placé un élément de commande 7 tel qu'une diode à effet de capacité variable, appelée aussi VARACTOR ou VARICAP. Cette diode 7 est alimentée par une source de tension 8 représentée elle-me#me très schématiquement sur la figure, fournissant une tension de polarisation inverse, en forme de créneaux rectangulaires, dont le fond est sensiblement au niveau zéro et dont la valeur maximale est compatible avec les caractéristiques de la diode 7. Entre le (ou les) dispositif auto-oscillateur semiconducteur 5 et la diode à capacité variable 7 est placée une vis 9 de réglage de fréquence, ladite vis 9 pouvant être plus ou moins enfoncée dans le guide d'ondes réduit 1. Le fonctionnement d'un tel agencement oscillateur hyperfréquence de puissance peut être expliqué de la manière suivante. La (ou les) diode auto-oscillatrice semiconductrice 5 est la diode de puissance, elle est alimentée en permanence par une tension continue tandis que la diode 7 à capacité variable est X diode de commande du système, polarisée par une tension inverse en créneaux. En modifiant la longueur "L" séparant la (ou les) diode de puissance 5 et la diode de commande 7 on modifie la fréquence d'oscillation. Le réglage dela distance "D" située entre le courtcircuit 2 et la (ou les) diode de puissance 5 permet d'obtenir une absence complète d'oscillationslorsque la diode varactor 7 n'est pas polarisée ou est seulement faiblement polarisée (fonds des créneaux) et au contraire dés oscillations, lorsque la diode varactor 7 est polarisée normalement (somWet des créneaux). De l'énergie est donc uniquement recueillie zanis le guide d'ondes4 pendant les instants où la diode modulatrice est suffisamment polarisée. La diode de commande 7 se comportant comme un organe adaptateur d'impédance, la puissance recueillie est identique à celle fournie par l'oscillateur seul. Le circuit ne peut osciller que si la diode adaptatrice est polarisée sous une tension appropriée. Le court-circuit doit etre placé très près de la (ou des) diode oscillatrice et lorsque la diode adaptatrice est excitée, le circuit oscillant se trouve localisé dans la zone de guide réduit située entre la (ou les) diode 5 et la diode 7, c'est-àdire sur la longueur "L". Le montage est tel que i longueur "L" est fixe, la vis 9 de réglage permet de changer la longueur électrique entre la (ou les) diode 5 et la diode 7 et de modifier ainsi la fréquence. On a, en l'absence dela vis 9, une certaine fréquence, au fur et à mesure de la pénétration de la vis 9 dans le guide réduit 1, on augmente la longueur électrique de la ligne et on diminue la fréquence. On a réalisé un tel agencement en utilisant un guide d'ondes réduit 1 de section rectangulaire de 2 mm sur 15,80 mm. A une distance de 3 mm environ du court-circuit 2 étaient placées deux diodes Gunn oscillatrices 5 montées dans le plan perpendiculaire A à l'axe du guide d'ondes réduit 1. A une distance de 9,5 mm du plan A a été montée une diode VARICAP 7 de fréquence de coupure supérieure ou égale à 150 GHz et d'une capacité de 0,7 picofarad à une tension de polarisation de 6 volts telle que la diode BXY 32. En sortie de la cavité de résonance que forme le guide d'ondes réduit 1, une adaptation est réalisée par le transformateur quart d'onde 3. On a constaté que le dispositif oscillait à 16 GHz avec une résonance en )/2. La fréquence pouvait être ajustée par la vis 9 pénétrant dans la cavité de résonance. Les diodes oscillatrices 5 étaient polarisées de façon permanente par une tension continue de l'ordre de 7,5 volts. La diode varactor 7 était polarisée en phase adaptationn par une tension d'environ 7,0 volts et en phase "désadaptation't par une tension sensiblement nulle. Ces valeurs ne sont données qu'à titre d'exemple, et ne peuvent, en aucun cas, constituer une limite à notre invention. #Ev##NDICATIONS Agencement oscillateur hyperfréquence de puissance, modulé par tout ou rien, mettant en oeuvre à l'intérieur d'une cavité résonnante au moins un dispositif auto-oscillateur semiconducteur pourvu de deux connexions et appartenant, de ce fait, à la famille des dispositifs semiconducteurs appelés "diodes", lesdits dispositifs auto-oscillateurs étant alimentés par une tension continue appropriée appliquée en permanence, et un élément de commande permettant ltoscillation à hyperfréquence ou inhibant ladite osdilation, caractérisé en ce que ltélément de commande est une diode à effet de capacité variable, du genre de celles connues sous l'appellation commerciale "VARACTOR", alimentée par une source fournissant une tension de polarisation inverse en forme de créneaux rectangulaires dont le fond est sensiblement au niveau zéro et dont la valeur maximale est compatible avec les caractéristiques de ladite diode.