Brevet FR2361740A1 — publié le 19780310

la présente invention concerne les tubes électroniques hyperfréquence à champs croisés ; elle a plus particulièrement pour objet un tel tube dont la structure est adaptée à un fonctionnement à bord de satellites. On rappelle qu'un tube à champs croisés comporte au moins, classiquement, une enceinte à vide généralement métallique, dans laquelle sont placés - deux électrodes parallèles, planes ou circulaires, dont l'une cons titue une ligne à retard et entre lesquelles une différence de potentiel crée un champ électrique s ; - un canon à électrons et des moyens de guidage des électrons, qui fournissent un faisceau d'électrons se déplaçant entre les électrodes ; Le tube comporte encore un bobinage ou un aimant, créant un champ magnétique normal au champ E et à la direction du faisceau. L'interaction qui se produit entré les électrons du faisceau et l'onde hyperfréquence présente dans le tube permet d'amplifier cette dernière. l'utilisation à bord dtun satellite de tels tubes, générateurs ou amplificateurs d'ondes hyperfréquences, pose un certain nombre de problèmes. En effet, le tube doit tout d'abord présenter un encombrement et un poids minimaux ; ensuite, son refroidissement doit pouvoir être assuré par conduction ; enfin, afin d'éviter les perturbations sur les composants environnants, le tube doit être entouré d'un blindage magnétique. La présente invention a pour objet un tube électronique à champs croisés qui présente une structure particulière permettant de répondre à ces différents impératifs. te tube selon l'invention comporte notamment un corps métallique constituant l'enceinte à vide, auquel sont fixés successivement le blindage magnétique et, dans un mode de réalisation, un échangeur thermique, le mode de fixation et le choix des matériaux étant tels que la résistance présentée à la transmission de la chaleur, de l'intérieur de l'enveloppe vers 11 extérieur- du tube, soit minimale. D'autres objets, caractéristiques et résultats de l'invention ressortiront de la description suivante, donnée à titre d'exemple non limitatif et illustrée par les dessins annexés, qui représentent : - la figure 1, un premier mode de réalisation d'un tube à champs croisés selon l'invention ; - les figures 2, a, b, c et d, des variantes de réalisation du blindage magnétique du tube selon l'invention. Sur ces différentes figures, les mimes références se-rapportent aux mêmes éléments. te tube représenté figure 1 se décompose en trois sousensemble s principaux - une enceinte à vide métallique 2, formant le corps du tube ; - un bloc couvercle supérieur 8 - un bloc couvercle inférieur 7. te corps du tube 2 est constitué d'un anneau en métal bon conducteur de l'électricité et de la chaleur, comme du cuivre. I1 comporte des épaulements sur lesquels viennent s'appuyer les couvercles .70 et 80 des blocs 7 et 8 et les éléments 4 de la ligne à retard. Il constitue le plafond du circuit byperfréquence et il porte l'entrée et la sortie de l'énergie hyperfréquence, seule l'une d'entre elles étant représentée sur le dessin sous le repère 20. Le corps 2 porte encore, classiquement, un collecteur d'électrons qui n'est pas visible sur le schéma ; ce collecteur peut être par exemple usiné directement dans la partie intérieure du métal formant le corps 2, ou encore rapporté et brasé, etc. ; il peu aussi dire tealé si nécessaire.Ces différentes pièces sont brasées sur le corps 2. te bloc couvercle supérieur 8 comporte un couvercle 80, réalisé en matériau magnétique et formant pièce polaire, un support isolant 6 sur lequel est placée l'électrode négative ou sole 5 du tube, le canon à électrons et le pied d'alimentation 81 du tube, l'emplacement de l'injection des électrons, entre sole 5 et ligne 4, n'étant pas visible sur la figure. Le.bloc couvercle inférieur 7 est constitué par un couvercle 70, réalisé en matériau magnétique et formant pièce polaire, et un queusot 71 par lequel on a fait le vide à l'intérieur du tube (délimité par le corps 2). Les blocs 2, 7 et 8 sont assemblés par brasage. Le tube est terminé par deux aimants annulair il et 12, placés respectivement sur les couvercles 70 et 80 autour du pied 81, ltensemble étant enfermé dans un blindage magnétique 1. La structure constituant le blindage I comporte trois parties : - une première partie 10, cylindrique, brasée sur toute la péri chérie du corps 2 du tube.; - une seconde (13) et une troisième (14) parties, en forme de coupelles horizontales, fixées sur les extrémités du cylindre 10, la coupelle 14 comportant un orifice pour le pied 81 du tube. Le blindage 1 est par exemple en acier. te tube selon l'invention comporte encore un échangeur thermoque 3, constitué par un cylindre de hauteur voisine de celle du corps 2 du tube ; le métal constituant 1' échangeur 3 doit être bon conducteurlde la chaleur : il est par exemple en cuivre, comme le corps 2. La surface intérieure de l'échangeur 3 est brasée sur le blindage 10. Il est ainsi réalisé un tube électronique à champs croisés compact, magnétiquement blindé, dans lequel le choix des matériaux et le mode de fixation du blindage (brasé entre deux masses de cuivre) sont tels que la chaleur puisse s'évacuer par conduction et que la résistance présentée à la transmission de la chaleur, de l'intérieur du corps 2 vers l'extérieur du tube, soit minimale. tes figures 2 (a, b, c et d) représentent des variantes de réalisation de la partie verticale 10 du blindage magnétique du tube selon l'invention, données à titre d'exemple. Ces différentes variantes sont vues en coupe selon un plan horizontal (parallèle aux couvercles 70 et 80 de la figure 1). Dans ces variantes, la partie 10 du blindage n'est plus une surface cylindrique continue mais elle est constituée par un ensemble de barreaux 15 verticaux, non adjacents : barreaux de section circulaire dans le cas de la figure 2a, de section trapé zoidale isocèle dans le cas de la figure 2b, de section rectan gulaire dans le cas des figures 2c et 2d, les barreaux étant disposés radialement (figure 2d) ou normalement au rayon du corps 2 (figure 2c). Il est à noter que le corps du tube et l'échangeur thermique (repéré 3 sur la figure 1) ne forment plus ici deux pièces distinctes mais une seule, repérée 2, les barreaux 15 étant noyés dans un méme bloc de cuivre. Enfin, la forme décrite sur les figures pour 12échangeur thermique ne l'est qu'à titre d'exemple : cet échangeur peut épouser une forme quelconque, notamment une forme adaptée à sa fixation sur la "plaque froide" du satellite sur lequel le tube est embarqué. R E V-R E D I C A T I O K S 1. Tube électronique à champs croisés, comportant, dans une enceinte métallique à vide - des moyens d'émission d'un faisceau d'électrons - des moyens d'entrée et de sortie pour l'onde hyperfréquence ; - un circuit hyperfréquence où est réalisé L'échange d'énergie du faisceau d'électrons vers l'onde hyperfréquence ; ledit tube électronique comportant encore des moyens d'établissement d'un champ électrique et d;un champ magnétique normaux entre eux ; ledit tube étant caractérisé par le fait qu'il comporte de plus une structure en matériau magnétique constituant un blindage, ladite structure étant fixée au moins en partie entre ladite enceinte et une masse métallique constituant un échangeur thermique, de sorte que la résistance présentée à la transmission de la chaleur, de l'intérieur de ladite enceinte vers l'extérieur du tube, soit minimale. 2. Tube selon la revendication 1, caractérisé par le fait que ladite enceinte et ledit échangeur sont en cuivre et que ladite structure est en acier. n. Tube selon l'une des revendications précéden-ses, caractérisé par le fait que ladite enceinte est de forme sensiblement cylindrique, que ladite structure comporte trois parties : une partie cylindrique brasée sur ladite enceinte et deux parties en forme de coupelle, se raccordant sur la précédente pour constituer une surface enveloppant ledit tube, et que ledit échangeur est de forme sensiblement cylindrique et brasé sur ladite partie cylin- drique de la structure. 4. Tube selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé par le fait que ladite enceinte et ledit échangeur sont constitués par une meme pièce de forme sensiblement cylindrique, et que ladite structure comporte trois parties : une première partie constituée par un ensemble de barreaux sensiblement parallèles à l'axe du cylindre, noyés dans l'épaisseur de ladite pièce, et deux parties en forme de coupelle, sensiblement normales audit axe, se raccordant aux extrémités desdits barreaux.