Brevet FR2484133A1 — publié le 19811211

La présente invention se rapporte à un commutateur de transfert, pour permettre le transfert de signaux électriques entre des paires de connecteurs. Plus particulièrement, la présente invention peut concerner un commutateur àr-aute fréquence tel qu'un commutateur coaxial pour permettre un transfert de signaux à haute fréquence entre des connecteurs coaxiaux. En général, les commutateurs à haute fréquence couramment utilisés ont l'une des trois configurations qui suivent. La première configuration est un interrupteur ou commutateur à va-et-vient pour permettre qu'un signal à un connecteur d'entrée soit commuté à l'un de deux connecteurs de sortie. La seconde configuration est un commutateur multiposition qui permet à un signal appliqué à un premier connecteur d'entrée d'être commuté à l'un des connecteurs de sortie, avec trois de ces connecteurs de sortie ou plus. La troisième configuration d'un commutateur à haute fréquence est un commutateur de transfert, qui comprend typiquement quatre connecteurs pour des signaux à haute fréquence. Dans le commutateur à haute fréquence du type transfert, la commutation est accomplie entre des paires de connecteurs de façon que dans une position, les signaux puissent être transférés entre des premier et second connecteurs et des troisième et quatrième connec- teurs. Dans une autre position du commutateur de transfert, les signaux peuvent être transférés entre les premier et troisième connecteurs et les second et quatrième connecteurs, Il serait également souhaitable que le commutateur de transfert ait une troisième position o les signaux sont transférés entre les premier et quatrième connecteurs et les second et troisième connecteurs. En général, dans l'art antérieur, les commutateurs de transfert à haute fréquence ne permettent que deux positions. Des tentatives ont été faites pour obtenir un commutateur de transfert à haute fréquence à trois positions, mais ces commutateurs selon l'art antérieur sont généralement compliqués et ont des composants de commutation qui sont placés dans plus d'un seul plan, il y a donc au moins deux des éléments de commutation qui se recouvrent. L'utilisation d'éléments de commutation qui se recouvrent augmente la complexité de la structure de commutation et comme on l'a indiqué ci-dessus, force cette structure à être dans plus d'un seul plan. De plus, quand les éléments de commutation se'recouvrent, il y a toujours un danger d'une diaphonie entre les éléments se recouvrant et cette diaphonie n'est bien entendu pas souhaitable. La présente invention concerne un commutateur de transfert à haute fréquence qui permet trois positions de transfert entre des paires de quatre connecteurs et o tous les éléments de commutation se trouvent dans le même plan et aucun de ces éléments n'en recouvre un autre. Dans un mode de réalisation particulier du commutateur de transfert à haute fréquence selon l'invention, le commuta- teur est formé en tant que commutateur coaxial et avec les éléments de commutation prévus sous forme de segments plats de ligne qui se trouvent soit contre ou sont disposés au milieu de parties de cavité. Quand le segment de ligne se trouve contre la paroi de la partie de cavité, il est mis en court-circuit vers la cavité et il est également hors de connexion avec les conducteurs internes du connecteur coaxial. Quand le segment de ligne est placé au centre de la partie de cavité, les extrémités du segment de ligne contactent également les conducteurs internes des connecteurs coaxiaux car les conducteurs internes sont placés adjacents aux extrémités du segment de ligne. Dans la présente invention, une cavité à haute fréquence est disposée dans un plan particulier et elle est formée pour avoir un certain nombre de parties. Plus particulièrement, la cavité a une partie circonférentielle externe qui est subdivisée en trois parties externes de cavité. Trois parties radiales de cavité s'étendent d'une position centrale dans la partie circonférentielle et elles coupent Es extrémités des trois parties externes. Un premier connecteur coaxial est placé à la position centrale et trois connecteurs coaxiaux supplémentaires sont placés aux intersections entre les parties radiales et les parties externes. Toutes les parties de la cavité sont disposées dans le même plan et les extrémités des conducteurs internes des connecteurs coaxiaux sont également disposées dans le même plan. Un segment individuel de ligne est placé dans chaque partie de cavité et il est mobile entre une position contre la paroi de la cavité et au loin des conducteurs internes et une position centrale dans la partie de cavité et en contact-avec le conducteur interne. Il y a au total six segments de ligne qui correspondent aux six parties de la cavité. La configuration des segments correspond également à celle des parties de la cavité et trois segments de ligne sont radialement disposés à partir d'une position centrale et-rayonnent vers l'extérieur et trois segments de ligne sont disposés autour des trois organes radiaux pour former un segment circonférentiel. Les divers segments de ligne peuvent être indivi- duellement actionna afin que des signaux soient transférés entre des paires de connecteurs coaxiaux. Par une mise en action appropriée, on obtient trois paires différentes de positions de transfert afin de permettre toutes les paires possibles d'interconnexiow entre les quatre connecteurs coaxiaux. La structure de la présente invention permet une redondance complète dans la commutation et multiplie ainsi l'utilité du commutateur coaxial. L'invention sera mieux comprise, et d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement au cours de la description explicative qui va suivre faite en référence aux dessins schématiques annexés donnés uniquement à titre d'exemple illustrant un mode de réalisation de l'invention et dans lesquels: - la figure 1 illustre une vue extrême d'un commutateur de transfert à haute fréquence complet, illustrant les positions, dans l'espace, des quatre connecteurs coaxiaux; - la figure 2 illustre une vue latérale du commutateur de la figure 1, montrant les connecteurs coaxiaux à une extrémité et les bornes d'alimentation en courant et de commande à l'autre extrémité; - la figure 3 illustre l'autre extrémité du commutateur de la figure 1, montrant les positions, dans l'espace, des bornes de commande et d'alimentation en courant; - - la figure 4 est un schéma des trois positions pour le commutateur selon l'invention; - la figure 5 illustre la première extrémité de la partie de cavité du commutateur à haute fréquence selon l'invention; - la figure 6 est une vue en coupe transversale faite suivant la ligne 6-6 de la figure 5; - la figure 7 est l'autre extrémité de la partie de cavité du commutateur; - la figure 8 est une vue en coupe transversale faite suivant les lignes 8-8 de la figure 7; - la figure 9 illustre la partie de cavité et montre la relation entre les parties de cavité et les segments de ligne; - la figure 10 illustre une vue en coupe trans- versale de toute partie de cavité avec un segment de ligne en position en court-circuit; et - la figure 11 illustre une vue en coupe trans- versale de toute partie de cavité avec un segment de ligne en position pour le passage d'un signal à haute fréquence. Les figures 1, 2 et 3 montrent la configuration externe du commutateur à haute fréquence selon l'invention. Plus particulièrement, le commutateur à haute fréquence comporte un boîtier externe 10 qui entoure les divers composants. Une partie de cavité 12 est montée à une extrémité du commutateur et à l'intérieur du bottier 10 sont placés des composants de mise en action généralement indiqués par la partie en pointillés15. La partie de cavité 12 contient un certain nombre de connecteurs coaxiaux désignés par connecteurs 1, 2, 3 et 4. Comme on peut le voir sur la figure 1, le connecteur 4 est placé au centre. avec les connecteurs 1, 2 et 3 placés autour de lui et équidistants de lui. De même, les connecteurs 1, 2 et 3 sont placés à peu près à 1200 les uns des autres en utilisant le connecteur 4 comme position d'axe central. L'autre extrémité du commutateur à haute fréquence comporte un certain nombre,de bornes 14 qui, comme on peut le voir sur la figure 3, sont désigném par les lettres A, B et C et par un plus (+) et un moins (-) et un retour du signal (RET). Les bornes 14 sont utilisées pour appli- quer des signaux de commande et d'alimentation en courant au commutateur à haute fréquence afin de produire la commutation de transfert entre les signaux appliqués entre des paires de connecteurs coaxiaux 1, 2, 3 et 4. Plus particulièrement, le moyen de mise en action de commande généralement désigné en 15 sur la figure 2 peut être un moyen de mise en action du type électromagnétique avec les bornes plus (+) et moins (-) recevant une source de courant pour le moyen de mise en action. Les bornes désignées par A, B et C peuvent recevoir des signaux de commande pour produire trois positions différentes de transfert pour les signaux à haute fréquence qui sont appliqués entre des paires de connecteurs coaxiaux. La borne de retour (RET) est un retour commun à tous les signaux de commande. En se référant à la figure 4, les signaux de commande imprimés sur les bornes désignées par A, B et C peuvent représenter les trois positions de commutation de la figure 4. Plus particulièrement, si un signal de commande est appliqué à la borne A, une position A peut produire une commutation interne de façon que les connecteurs coaxiaux 1 et 4 soient interconnectés comme 6 l le sont les connecteurs coaxiaux 2 et 3. Un signal de commande imprimé à la borne B donne une position B o les connecteurs coaxiaux 1 et 3 sont interconnectés comme le sont les connecteurs coaxiaux 2 et 4. Enfin, un signal de commande imprimé à la borne C donne une position C o les connecteurs coaxiaux 1 et 2 sont interconnectés comme le sont les connecteurs coaxiaux 3 et 4. On peut voir que toutes les interconnexions possibles de paires des quatre connecteurs coaxiaux sont produites par les trois positions représentées sur la figure 4. Les figures 6 à 9 illustrent la partie de cavité 12 selon l'invention en plus de détail. Comme on peut le voir, la partie de cavité 12 est formée de deux organes formant plaques 16 et 18. L'organe formant plaque 16 comporte un certain nombre de parties évidées qui forment le corps de la cavité et l'organe formant plaque 18 sert d'organe formant couvercle pour enfermer les parties évidées pour former la cavité complète composée des diverses parties de cavité. 0 Plus particulièrement, comme on peut le voir sur les figures 7 et 9, la cavité comporte un certain nombre de parties externes arquées 20, 22 et 24 qui, ensemble, forment une partie circonférentielle et des parties radiales 26, 28 et 30 qui s'étendent d'une position centrale et coupent la partie circonférentielle. Les trois parties externes 20, 22 et 24 sont en réalité formées comme un trajet cîrconférentiel et continu, et l'extrémité de ces parties externes est définie par les intersec- tions avec les parties radiales 26, 28 et 30. Les connecteurs coaxiaux 1, 2, 3 et 4 traversent l'organe formant plaque 16 et sont montés en des positions qui correspondent aux intersections entre les parties de cavité. Plus particulièrement, le connecteur coaxial 1 est monté pour que son conducteur interne 32 - soit placé à l'intersection entre les parties de cavité 20, 22 et 26. Le connecteur coaxial 2 est monté pour que son conducteur interne 34 soit monté à l'intersection des parties de cavité 20, 24 et 30. Le connecteur coaxial 3 est monté pour que son conducteur interne 36 soit placé à l'intersection des parties de cavité 22, 24 et 28. Le connecteur coaxial 4 est placé entre les connecteurs 1, 2 et 3 et le connecteur 4 est monté pour que son conducteur interne 38 soit placé à1l'intersection des trois parties radiales de cavité 26, 28 et 30. Afin de permettre l'interconnexion entre des paires de connecteurs coaxiaux, un certain nombre de segments de ligne sont prévus, pour correspondre aux parties de cavité. Plus particulièrement, des segments de ligne 40, 42 et 44 sont placés dans la configuration arquée des parties externes de cavité 20, 22 et 24, et s'y conforment.Des segments radiaux de ligne 46, 48 et 50 se trouvent dans les parties radiales 26, 28 et 30 et s'y conforment. Comme on peut le voir sur les figures 7 et 9, les extrémités des divers segments de ligne sont confi- gurées de façon que ces extrémités puissent contacter un conducteur interne d'un connecteur coaxial quand on le souhaite, avec cependant les extrémités loin les unes des autres de façon que les extrémités ne puissent interférer avec le mouvement d'un segment de ligne adjacent. Toutes les parties de cavité et tous les segments de ligne sont par conséquent disposés dans un plan particulier, aucune des parties de cavité ou aucun des segments de ligne n'en recouvrant un autre. De cette façon, la cavité peut être simplement formée en coupant les évidements dans un premier organe formant plaque, ces évidements étant tous disposés dans un plan particulier. De la même façon, les segments de ligne sont tous placés dans les évidements et se trouvent dans le plan particulier. Cela simplifie la structure du commutateur et réduit sensiblement la possibilité d'une diaphonie. Les divers segments de ligne peuvent être indivi- duellement actionnés en utilisant des broches ou plots de mise en action afin de former les différentes positions du commutateur. Plus particulièrement, chaque segment courbé de ligne 40, 42 et 44 comporte trois broches ou plots de mise en action. En utilisant le segment 44 comme exemple, et comme cela est représenté sur les figures 5, 7 et 8, les plots de mise en action 52, 54 et 56 sont placés pour glisser dans des ouvertures 58, 60 et 62 dans la plaque formant couvercle 18. Les broches 52, 54 et 56 comprennent chacune une partie extrême élargie qui s'adapte dans une partie élargie complémentaire dans les ouvertures de la plaque 18. Les broches 52 et 56 ont des parties supplémentaires 64 et 66 qui s'étendent des parties extrêmes élargies, et qui sont reçues dans les ouvertures du segment de ligne 44. Les broches 52, 54 et 56 sont composées d'un matériau isolant. - Le système de mise en action pour le segment de ligne 44 comporte également deux organes isolants 68 et 70 chargés par ressort. Les organes isolants ont des parties extrêmes formant broches 72 et 74 qui sont reçues dans des ouvertures du segment de ligne 44. Les organes isolants 68 et 70 sont placés pour un mouvement coulissant dans les ouvertures 76 et 78 de la plaque 16, avec des organes formant ressorts 80 et 82 également disposés dans les ouvertures 76 et 78. Des capuchons extrêmes 84 et 86 maintiennent les organes isolants et les ressorts en position pour produire une force contre le segment de ligne 44 dans une direction tendant à maintenir celui-ci à la position représentée sur la figure 8. Un organe isolant de support 88 est fixé en position dans une ouverture 90 de la plaque 16 et il s'étenddans la cavité 24 pour servir de butée. L'organe de support 88 contrôle ainsi la position du segment de ligne 44 quand celui-ci est placé à une position centrale dans la partie de cavité 24. On peut voir que si une force est appliquée aux broches de mise en action 52, 54 et 56 dans une direction tendant à déplacer le segment 44 hors de contact avec le couvercle 18, cette force étant suffisante pour surmonter la force de ressort produite par les organes 80 et 82, le segment de ligne se déplace vers maposition centrale. A la position centrale, les extrémités du segment de ligne contactent les conducteurs internes 34 et 36 et sont supportées par eux. Le centre du segment de ligne est arrêté et supporté par l'organe isolant de support 880 Le mouvement d'un segment de ligne peut être généralement vu sur les figures 10 et 11, lesquelles représentent n'importe quels segments de ligne. Comme on peut le voir sur la figure 10, le segment de ligne contacte une paroi de la cavité et ne permet donc pas de transfert des signaux à haute fréquence. Dans la position du segment de ligne qui est représentée sur la figure 11, ce segment est placé dans le centre de la cavité. Quand les extrémités du segment de ligne contactent les conducteurs internes des câbles coaxiaux, alors une énergie à haute fréquence passe entre les câbles coaxiaux en utilisant la combinaison du segment de ligne et de la partie de cavité pour former une courte ligne coaxiale. Les figures 5, 6 et 7 illustrent le mécanisme de mise en action utilisé pour les segments radiaux indivi- duels 46, 48 et 50. Le mécanisme de mise en action utilisé pour le segment radial de ligne 48 est illustré à titre d'exemple, pour les trois segments radiaux de ligne. Une broche isolante de mise en action 90 glisse dans une ouverture 92 de la plaque formant couvercle 18. La broche 90 présente une extrémité élargie et l'ouverture 92 a une extrémité élargie complémentaire. Une petite partie formant broche 94 est formée à l'extrémité de la broche de mise en action 90, et cette partie 94 est reçue dans une ouverture du segment radial 48. Un organe mobile et isolant 96 est sollicité par un ressort 98, et les deux organes sont reçus dans une ouverture 100 de la plaque 16. Un organe formant bouchon ou tampon 102 retient les organes 96 et 98 en position et permet à l'organe isolant 96 de pousser le segment de ligne 48 à la position représentée sur la figure 6. Deux broches isolantes 104 et 106 représentées sur la figure 7 engagent l'extrémité interne du segment radial de ligne 48, et servent de guidages pendant le mouvement du segment. Une troisième broche 108 est également incorporée et les trois broches en combinaison, guident les extrémités internes des segments radiaux 46, 48 et 50. Le mouvement du segment radial de ligne peut être vu- en se référant à la figure 6 et également en se référant aux figures 10 et 11, qui représentent le mouvement de tous les segments de ligne. Quand une force suffisante est appliquée à la broche de mise en action 90 afin de sur- monter la force du ressort 98, le segment de ligne 48 se déplace jusqu'à une position centrale dans la partie de cavité 28. A la position centrale, les extrémités du segment 48 sont en contact avec les conducteurs internes 36 et 38. Cela est généralement représenté par un mouvement du segment de ligne de la position représentée sur la figure 10 à celle de la figure 11. Quand le segment 48 est dans la position centrale représentée sur la figure 11 et que ses extrémités sont en contact avec les conducteurs internes 36 et 38, les signaux à haute fréquence peuvent être transférés entre les connecteurs coaxiaux 3 et 4. On peut par conséquent voir que les mouvements des paires différentes de segments de ligne permettant le transfert des signaux entre des paires différentes de connecteurs coaxiaux. Plus particulièrement, la position A représentée sur la figure 4 est obtenue par mise en action des segments de ligne 46 et 44 vers les positions centrales dans les parties correspondantes de cavité 26 et 24. La position B est obtenue par mise en action des segments de ligne 42 et 50 vers les positions centrales dans les -parties correspondantes de cavité 22 et 30. Enfin, la position C est obtenue par mise en action des segments de ligne 40 et 48 vers les positions centrales dans les parties correspondantes de cavité 20 et 28. La présente invention offre par conséquent toutes les positions possibles de commutation entre des paires de quatre connecteurs coaxiaux, et avec la structure disposée dans un seul plan, Toutes les parties de cavité sont formées dans une seule plaque et avec tous les segments de ligne disposés dans la partie de cavité dans la seule plaque. La structure du commutateur coaxial selon l'invention est par conséquent plus simple que celle d'un commutateur selon l'art antérieur, en réduisant la possibilité d'une diaphonie. REVENDICATIONS 1.- Commutateur de transfert à haute fréquence pour permettre toutes les combinaisons possibles entre des paires de connecteurs dans un agencement de quatre connecteurs, caractérisé en ce qu'il comprend: une cavité à haute fréquence (12) disposée dans un plan particulier et formée d'un certain nombre de parties de cavité et comprenant une partie circonférentielle externe (20, 22, 24) et trois parties radiales (26, 28, 30), chacune s'étendant d'une position centrale d'intersection dans la partie circonférentielle et coupant la position circonférentielle en trois positions espacées pour diviser ladite partie circonfèrentielle en trois parties externes afin de former, au total, six parties de cavité, quatre connecteurs à haute fréquence (1, 2, 3, 4) reliés à ladite cavité, trois desdits connecteurs étant chacun individuellement relié aux parties de cavité à une intersection entre l'une des parties radiales et la partie circonférentielle, le quatrième connecteur étant relié à la position centrale d'intersection, et six moyens de transfert à haute fréquence (40, 42, 44, 46, 48, 50), chacun étant placé dans l'une des six parties de cavité, chaque moyen de transfert étant individuellement mobile entre une première position pour empocher le transfert de l'énergie à haute fréquence entre deux connecteurs et une seconde position pour coupler l'énergie à haute fréquence entre deux connecteurs, chaque moyen de transfert étant placé dans le plan particulier. 2.- Commutateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que la cavité précitée a la forme de parties évidées dans une première plaque (16) avec une seconde plaque (18) formant un couvercle pour lesdites parties évidées.- 3.- Commutateur selon la revendication 2, caractérisé en ce que les moyens de transfert précités ont la forme de segments de ligne, chacun s'étendant sur la longueur d'une partie correspondante de cavité, lesdits segments de ligne à la première position se trouvant adjacents à une paroi desdites parties de cavité et à la seconde position se trouvant au milieu desdites parties de cavité. 4.- Commutateur selon la revendication 3, caractérisé en ce que les connecteurs à haute fréquence précités sont formés de connecteurs coaxiaux, lesdits connecteurs coaxiaux ayant des conducteurs internes (32, 34, 36, 38) s'étendant dans les parties évidées et placés aux intersections entre les parties de cavité, chacun des segments de ligne précités à la seconde position ayant ses extrémités en contact avec deux conducteurs internes. 5.- Commutateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que la partie circonférentielle précitée est formée comme un cercle et en ce que les parties radiales précitées sont formées comme les rayons du cercle qui sont séparés de 1200. 6.- Commutateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que les connecteurs à haute fréquence précités sont formés de connecteurs coaxiaux 9 lesdits connecteurs coaxiaux ayant des conducteurs internes qui s'étendent dans la cavité à haute fréquence précitée et qui sont placés aux intersections entre les parties de cavité précitées. 7.- Commutateur de transfert pour permettre le transfert de signaux électriques entre des paires de connecteurs dans un agencement de quatre connecteurs, caractérisé en. ce qu'il comprend: une structure de transfert (12) disposée dans un plan particulier et formée d'un certain nombre de trajets de transfert et ayant une partie circonférentielle externe formée de trois parties reliées (20, 22, 24) et trois parties radiales (26, 28, 30), chacune s'étendant d'une position centrale dans la partie circonférentielle et chaque partie radiale s'étendant vers l'extérieur et 2 A-2484133 coupant la partie circonférentielle de la jonction de deux parties reliées, quatre connecteurs (1, 2, 3, 4) reliés à la structure de transfert avec des connecteurs individuels reliés à ladite structure de transfert à chaque intersection entre une partie radiale et deux parties reliées, et avec un connecteur individuel relié à la position centrale, et un- certain nombre de moyens de transfert (40, 42, 44, 46, 48, 50) individuellement reliés aux trajets individuels de transfert, chaque moyen de transfert ayant une première position pour empocher le transfert de signaux électriques entre deux connecteurs et une seconde position pour effectuer un transfert de signaux électriques entre deux connecteurs. - 8.- Commutateur selon la revendication 7, caractérisé en ce que la structure précitée de transfert est une cavité o les trajets de transfert sont formés comme des parties évidées dans une première plaque (16) avec une seconde plaque (18) qui forme un couvercle pour lesdites parties évidées. 9.- Commutateur selon la revendication 8, caractérisé en ce que les moyens de transfert précités sont formés de segments de ligne, chacun s'étendant sur la longueur d'une partie évidée correspondante, lesdits segments de ligne à la première position se trouvant adjacents à une paroi des parties évidées et à la seconde position se trouvant au milieu des parties évidées. 10.- Commutateur selon la revendication 9, caractérisé en ce que les connecteurs précités sont formés comme des connecteurs coaxiaux et en ce que lesdits connecteurs coaxiaux comprennent des conducteurs internes (32, 34, 36, 38) qui s'étendent dans les parties évidées précitées et qui sont placés à chaque intersection entre une partie radiale et deux parties reliées et à la position centrale, chacun des segments de ligne précitésà la seconde position ayant ses extrémités en contact avec deux conducteurs internes. 11.- Commutateur selon la revendication 7, caractérisé en ce que la partie circonférentielle externe a la forme d'un cercle et en ce que les parties radiales ont la forme de rayons dudit cercle qui sont séparés de 1200. 12,- Commutateur selon la revendication 7, caractérisé en ce que les connecteurs précités sont formés de connecteurs coaxiaux, lesdits connecteurs coaxiaux ayant des conducteurs internes reliés aux trajets de transfert précités.