Brevet FR2505559A1 — publié le 19821112

BNE PIR 2505559 DISPOSITIF DE COUPLAGE DIRECTIF VARIABLE POUR ONDES HYPERFREQUENCES. La présente invention concerne un dispositif de couplage directif variable pour ondes hyperfréquences. Dans les circuits de transmission d'ondes hyperfréquences on utilise un couplage de deux guides d'ondes radioélectriques hyper- fréquences toutes les fois que l'on souhaite, pour diverses raisons, dévier une partie de Ponde se propageant dans un premier guide d'ondes, dit guide primaire, vers un second guide d'ondes, dit guide secondaire Un paramètre représentatif du couplage est alors le rapport (exprimé dans la pratique en décibels) entre l'onde déviée l O dans le guide secondaire et l'onde se propageant dans le guide primaire. Lorsque, pour des raisons tout aussi diverses, on souhaite privilégier une extrémité du guide secondaire en ne récupérant une onde qu'à cette extrémité, on a recours à un couplage directif. Pour assurer la directivité du couplage pour une fréquence donnée, il est connu de superposer les deux guides et de pratiquer dans la paroi commune des orifices distants du quart de la longueur d'onde Un tel couplage est plus connu dans la pratique sous le nom de couplage "multitrous". Et, pour assurer une directivité du couplage dans une bande de fréquences, il est connu de conférer à ces orifices, en fonction de leur localisation relative sur la paroi commune, des dimensions qui sont en progression suivant une loi binômiale ou une loi de Tchebyscheff. Pour assurer la directivité du couplage, il est également connu de disposer les deux guides en croix et de pratiquer des fentes dans le tronçon de paroi commune aux deux guides Un tel couplage est plus connu dans la pratique sous le nom de couplage "en croix" La directivité est ici indépendante de l'espacement et du dimension- nement relatif des fentes On met en effet à profit la relation existant entre le sens de polarisation du champ magnétique et le sens de propagation de l'onde électromagnétique En choisissant un sens de propagation de l'onde dans le guide primaire, on impose un sens de polarisation au champ magnétique dans le guide primaire y compris dans la zone de couplage située à l'intersection des deux guides, et par là même on impose un sens de propagation de l'onde dans le guide secondaire. Par ailleurs, pour contribuer à assurer la directivité du cou- plage on est conduit à disposer une charge adaptée à l'extrémité non privilégiée du secondaire. Il est connu de conférer à cette charge un profil en forme de "coin", c'est-à-dire effilé vers l'onde incidente, de façon à réaliser une absorption progressive de celle-ci et à éviter le plus possible les perturbations par réflexion. Il est intéressant en pratique de pouvoir faire varier le couplage, c'està-dire de pouvoir agir à son gré sur le rapport entre l'onde déviée dans le guide secondaire et l'onde se propageant dans le guide primaire On souhaite en particulier faire varier le couplage lorsqu'on désire ajuster avec précision le couplage réalisé, bien au- delà de ce que permettent les tolérances mécaniques d'usinage, ou tout simplement pour éviter d'avoir à disposer de plusieurs couplages fixes différents. Les systèmes connus consistent soit à disposer un atténuateur réglable à la sortie du secondaire, soit à utiliser deux coupleurs directifs à 3 décibels entre lesquels est interposé un déphaseur réglable. Ces deux systèmes ont pour inconvénient majeur de nécessiter des composants supplémentaires. La présente invention a pour objet un dispositif de modi- fication du couplage directif entre deux guides d'ondes de structure extrêmement simple et ne nécessitant aucun composant supplé- mentaire. Selon l'invention, le dispositif de couplage directif variable pour ondes hyperfréquences, le couplage étant réalisé entre deux guides d'ondes radioélectriques hyperfréquence rectangulaires, l'onde produite dans l'un des guides, appelé guide primaire, induisant dans l'autre guide, appelé guide secondaire, par l'intermédiaire d'une zone de couplage, une onde et une puissance disponible à l'une des extrémités du guide secondaire, dite extrémité privilégiée, très supérieure à celle disponible à l'autre extrémité, dite extrémité non privilégiée, ladite extrémité non privilégiée comportant une charge adaptée présentant un profil effilé, ce dispositif comporte des moyens pour déplacer ladite charge dans la zone de couplage. Les objets et caractéristiques de l'invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante d'exemples de réalisation, ladite description étant faite en relation avec les dessins ci-annexés dans lesquels: La figure 1 représente un dispositif de couplage directif variable conforme à l'invention, lorsque le couplage est un couplage 1 "multitrous". Les figures 2 a, 2 b, 2 c et 2 d montrent différentes positions de la charge au cours de son déplacement, lorsque le couplage est un couplage "multitrous". La figure 3 représente un dispositif de couplage directif variable conforme à l'invention, lorsque le couplage est un couplage "en croix". Les figures 4 a et 4 b sont des courbes qui représentent l'une la variation du couplage, l'autre la variation de la directivité en fonction de la fréquence de l'onde hyperfréquence, obtenues à l'aide d'un dispositif de couplage directif variable conforme à l'invention, dans le cas d'un couplage "multitrous" Les figures 5 a et 5 b sont des courbes qui représentent l'une la variation du couplage, l'autre la variation de la directivité, en fonction de la fréquence de l'onde hyperféquence, obtenues à l'aide d'un dispositif de couplage directif variable conforme à l'invention, dans le cas d'un couplage "en croix". Des éléments identiques sur des figures différentes portent des références identiques. Sur la figure 1, on a représenté selon une coupe verticale un guide primaire 1 et un guide secondaire 2 rectangulaires, superposés de manière à présenter une paroi commune 3 dans laquelle sont pratiqués N orifices de couplage 4 i (i étant un entier variant de 1 à n)) La directivité du couplage est assurée de manière classique à la fois par un espacement des orifices de couplage d'une distance égale au quart de la longueur d'onde, et par un dimensionnement des orifices de couplage croissant progressivement des extrémités de la zone de couplage vers le centre de la zone de couplage, suivant une loi binômiale ou suivant une loi de Tchebyscheff. Lorsque le dimensionnement relatif des orifices de couplage 4 i suit une loi binômiale, les couplages élémentaires des N orifices de couplage sont entre eux comme les coefficients du binôme (a + b)n-1 Lorsque le dimensionnement relatif des orifices de couplage 4 i suit une loi de Tchebyscheff, le couplage total des N orifices de couplage est égalé au polynôme de Tschebyscheff d'ordre N 1: Tn (x) = cos l(n-1) Arc cos xi Ainsi, dans la représentation qui a été faite sur la figure 1, le premier orifice de couplage 4, a une surface inférieure à celle du second 42 ' lequel a également une surface inférieure à celle du troisième 43 etc, cette progression suivant l'une des lois précitées. Une charge 5 réalisée dans un matériau absorbant, disposée à l'extrémité non privilégiée du guide secondaire, contribue également à assurer la directivité du couplage. Conformémènt à l'invention on fait varier le couplage en occultant une portion variable des ondes couplées par chaque orifice de couplage 4 i au moyen de la charge 5 que l'on déplace, par exemple, manuellement. Ainsi, si l'on se réfère aux figures 2 a, 2 b, 2 c et 2 d, qui sont des vues partielles de la paroi commune 3, montrant différentes posi- tions de la charge 5 au cours de son déplacement, on constate que les atténuations au droit des orifices de couplage 4 i varient selon la position de la charge 5 dans la zone de couplage. La figure 2 d se distingue des figures 2 a, 2 b et 2 c en ce que la zone de couplage consiste, non plus en une seule rangée d'orifices de couplage, mais en deux rangées parallèles identiques, ce qui est une manière plus courante de réaliser un couplage "multitrous". La variation du couplage est obtenue par déplacement de la charge 5 dans la zone de couplage, c'est-à-dire ici dans la portion 6 de la paroi commune 3 comportant les orifices de couplage (la portion 6 étant représentée en coupe sur la figure 1). Sur la figure 3 on a représenté selon une coupe horizontale un guide primaire 1 et un guide secondaire 2 disposés en croix de manière à présenter un tronçon de paroi commune 7 dans lequel sont pratiquées des fentes telles que la fente 8. Pour ce second mode de réalisation du couplage comme pour le premier décrit précédemment, un déplacement de la charge 5 dans ia zone de couplage conduit à une modification du couplage Dans ce mode de réalisation, la zone de couplage est constituée par le tronçon 7 de paroi commune aux deux guides d'ondes. Les figures 4 a et 5 a représentent la variation du couplage C en fonction de la fréquence F de l'onde hyperfréquence, pour cinq posi- tions différentes de la charge dans la zone de couplage, donnant lieu à cinq courbes différentes, numérotées de O à 4 Les courbes de la figure 4 a correspondent à un couplage "multitrous", et celles de la figure 5 a à un couplage "en croix" Si l'on se réfère à ces figures, on s'aperçoit que le couplage reste constant en fonction de la fréquence pour une position donnée de la charge lorsqu'il varie d'une position de la charge à l'autre, ce qui est bien le but recherché. Les figures 4 b et 5 b représentent la variation de la directivité D en fonction de la fréquence F de l'onde hyperfréquences, pour quatre positions différentes de la charge dans la zone de couplage, donnant lieu à cinq courbes différentes, numérotées de O à 3 Les courbes de la figure 4 b correspondent à un couplage "multitrous" et celles de la figure 5 b à un couplage "en croix" Si l'on se réfère à ces figures on s'aperçoit que la directivité du couplage varie avec la fréquence alors qu'elle est pratiquement indépendante de la position de la charge dans la zone de couplage, ce qui est également le but recherché. REVENDICATIONS I Dispositif de couplage directif variable pour ondes hyper- fréquences, le couplage étant réalisé entre deux guides d'ondes radioélectriques hyperfréquence rectangulaires, l'onde produite dans l'un des guides, appelé guide primaire ( 1), induisant dans l'autre guide, appelé guide secondaire ( 2), par l'intermédiaire d'une zone de couplage, une onde et une puissance disponible à l'une des extré- mités du guide secondaire, dite extrémité privilégiée, très supé- rieure à celle disponible à l'autre extrémité, dite extrémité non privilégiée, ladite extrémité non privilégiée comportant une charge adaptée, présentant un profil effilé, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens pour déplacer ladite charge ( 5) dans la zone de couplage. 2 Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la zone de couplage ( 6) comporte des orifices de couplage ( relatif assurant une directivité du couplage. 3 Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que les dimensions des orifices de couplage ( 4) sont telles que les couplages crées par chacun d'eux varient suivant une loi binomiale en fonction de la localisation de ces orifices sur la paroi commune ( 3) aux deux guides d'ondes (l et 2). 4 Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que les dimensions, des orifices de couplage ( 4) sont tels que les couplages crées par chacun d'eux sont liés par une loi de Tchebyscheff en fonction de leur localisation sur la paroi commune ( 3) aux deux guides d'ondes ( 1 et 2). Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la zone de couplage consiste dans le tronçon ( 7) de paroi commune aux deux guides d'ondes ( 1 et 2) disposés en croix, des fentes ( 8) étant pratiquées dans ce tronçon ( 7) de paroi commune.