Brevet FR2512278A1 — publié le 19830304

1.- "Dispositif amortisseur de vibrations électromagnétiques parasites à haute fréquence " La présente invention concerne un dispositif destiné à l'absorption et l'amortissement de vibrations électromagnétiques parasites à haute fréquence, sur des éléments de construction technique à haute fréquence, tels que conducteurs coaxiaux, conducteurs creux et résonateurs, ainsi que pour le montage dans des circuits de résonance d'amplificateurs de haute fréquence avec tubes électroni- ques à haute puissance HF, dispositif dans lequel: a) l'absorbeur est en grande mesure orienté en direction dans son pouvoir d'absorption avec sélection de mode, b) il présente une caractéristique passe-haut prédétermina- ble par choix du matériau absorbant et de la forme de sa construction, c) l'absorption des vibrations à haute fréquence indésira- bles a lieu essentiellement par des tiges en ferrite diélectrique ou ohmique protégées, ou des plaques ou des liquides. Dans des installations pour la production, l'am- plification et la transmission d'énergie à haute fréquence, telles que, par exemple, des tubes à électrons à haute fré- quence à très grande puissance, conducteurs coaxiaux, con- ducteurs creux rectangulaires et circuits à résonateurs, il se produit, dans des conditions déterminées, en plus des vibrations de fond désirées, des vibrations supérieures 2.- harmoniques et des vibrations parasites à ultra-haute fré- quence. Ces vibrations parasites dans le domaine des ultra-hautes fréquences peuvent perturber considérablement le fonctionnement d'installations à haute fréquence et doi- vent obligatoirement être éliminées. Un amortissement des vibrations à ultra-haute fréquence est indispensable notamment dans le cas de gros tubes à électrons qui fonctionnent comme tubes amplifica- teurs et qui, en raison de leur construction avec des élec- trodes tubulaires étroitement rapprochées, montrent une grande tendance à la vibration. En raison de la dispersion des fréquences de vibrations parasites à ultrahaute fréquence, un dispositif absorbant approprié doit présenter une caractéristique de passe-haut dans une large bande de fréquences, doit pou- voir être accouplé pour des vibrations à ultra-haute fré- quence et doit pouvoir être, dans sa capacité d'absorption, orienté, c'est-à-dire sélectionné dans son mode pour ne pas annuler en même temps les fréquences utiles. On connatt déjà un dispositif pour absorption de parasites avec une caractéristique de passe-haut mais qui cependant n'est pas accouplable, de sorte que son ef- ficacité n'est pas complètement mise-à profit et que, en conséquence, certaines vibrations parasitaires ne sont qu'in- complètement refoulées En outre, cet absorbeur connu est faussement orienté en direction (pour sélection de mode) et exclut, en raison de loi S -%hysiques, une autre orienta- tion de direction Il n'est aonc pas possible, avec ce dis- positif connu, d'absorber suffisamment des oscillations parasitaires à ultra-haute fréquence dans des installations ayant une forte tendance à vibrations. Dans d'autres cas d'emploi, en raison d'une charge trop élevée par la fréquence utile, il n'est pas possible de mettre en oeuvre l'absorbeur de parasites dans 3.- le domaine de haute concentration de la fréquence utile. La présente invention a pour but de réaliser un dispositif absorbeur pour vibrations parasites à ultra- haute fréquence qui soit utilisable aussi bien pour des tu- bes à électrons à forte tendance aux vibrations, que pour des conducteurscoaxiaux, conducteurs creux rectangulaires et circuits de résonateurs, constitué comme absorbeur de surface orienté en direction et fortement accouplable, pré- sentant une caractéristique passe-haut prédéterminé au choix pour une large bande de fréquence, et qui peut être adapté, grâce à sa construction variable à différents cas d'emploi. Dans ce but, l'invention a pour objet un dis- positif du type mentionné au début, caractérisé en ce qu'une enveloppe en une matière hautement conductrice de l'élec- tricité présente, sur un c 8 té, une ouverture s'étendant sur toute la longueur de ce c 8 té qui est tournée vers la pièce de construction produisant, transportant ou rayon- nant l'énergie à haute fréquence, avec, sur le c 8 té éloi- gné de l'ouverture, une tige d'absorbeur en ferrite, diélec- trique ou ohmique, et, en vue de renforcer l'effet d'ab- sorption, et d'un réglage prédéterminé de la direction d'absorptions plusieurs enveloppes enfermant chacune une tige d'absorption, disposées dans une géométrie prédé- terminée par rapport à la pièce de construction. Les avantages obtenus avec un tel dispositif absorbeur résident notamment en ce qu'il présente en même temps une caractéristique passe-haut et une possibilité d'orientation en direction (sélection de mode) et auquel est accouplable l'énergie à haute-fréquence à amortir, avec en même temps, une influence négligeable de vibra- tions indésirables à basse fréquence et/ou d'autres vi- brations électro-magnétiques autrement orientées en di- rection Le dispositif est par conséquent utilisable dans le domaine des fréquences désirées à haute concentration de puissance, de telle sorte que, par I'absorbeur à surface 4.- extérieure sélective de mode, à caractéristique passe- haut prédéterminée et librement choisie, les vibrations parasitaires à haute fréquence sont efficacement amorties. La simplicité de construction et les matériaux utilisés donnent la possibilité de multiples emplois avec une, cons- truction économique. L'invention prévoit divers modes de réalisation expliqués ci-après avec référence aux dessins annexés dans lesquels: la figure 1 montre les éléments de l'absor- beur de parasites, la figure 2 est un schéma d'un amplificateur terminal avec absorbeur, la figure 3 montre la courbe de transmission d'un tube amplificateur, la figure 4 montre la courbe de transmission d'un tube amplificateur disposé dans une cavité sans absor- beur de I parasites. la figure 5 montre la courbe avec un absor- beur à ferrite, la figure 6 est le spectre des harmoniques et parasites sans absorbeur, la figure 7 montre le spectre avec absorbeur. Pour amortir les vibrations à ultra-haute fré- quence parasitaires sont proposés des éléments absorbants dont la constitution est représentée dans la figure 1 Dans une enveloppe 1 en tôle de cuivre, est disposée une tige d'absorbeur 2 cylindrique en ferrite à section transversale circulaire, qui se trouve en direction longitudinale, au centre de l'enveloppe 1. L'enveloppe 1 qui renferme la tige d'absorbeur 2 présente une section transversale en forme de U, dont l'une des branches est plus longue que l'autre et forme un bord rabattu vers l'extérieur La partie 3 de bord rabat- tu de la branche d'une première enveloppe est constituée de 5.- telle manière qu'elle entoure l'extrémité 4 de la branche rectiligne d'une seconde enveloppe voisine de la première 1 En raison de sa section transversale en forme de U l'enveloppe 1 présente, sur un c 8 té, une ouverture 5 qui s'étend sur toute la longueur de ce c 8 té, à travers laquelle la tige d'absorbeur 5 est insérée dans l'enveloppe 1, et peut être déplacée en direction longitudinale La tige d'absorbeur 5 est bloquée dans une position prédéterminée par la force de ressort de la branche de l'enveloppe En son point le plus profond de sa section en forme de U, l'en- veloppe présente deux perçages 6 par lesquels l'enveloppe peut être fixée avec des vis à tète fraisée. La figure 2 montre un exemple d'application de l'absorbeur de l'invention Elle représente un amplificateur final qui est équipé avec des absorbeurs 1, 2 pour amortir les vibrations à ultra-haute fréquence parasites Le circuit d'anode d'une tétrode de puissance 10 commandée par grille se compose d'un résonateur d'onde complète replié 11 qui entoure coaxialement la tétrode de puissance 10 Celle-ci présente un raccord de grille protectrice 12 et elle est branchée# par l'intermédiaire d'un flasque d'anode 13 et d'un flasque de support 14, sur le cylindre intérieur 15 du résonateur d'onde complète 11 Sur le cylindre intérieur sont fixée par vis, en face du tube céramique 16, plu- sieurs enveloppes 1 avec tiges absorbantes de parasites 2, de telle manière que leurs ouvertures 5 soient tournées vers le tube céramique 16 de la tétrode de puissance 10, et que les vibrations parasites à ultrahaute fréquence rayonnées par celle-ci soient complètement absorbées en raison de l'accouplement rigide. Le circuit de courant grille 1 grille 2 consiste en un conducteur coaxial 17 fendu > /2 La boucle de couplage pour la sortie de puissance 18 consiste en une boucle A /4 19 réglable. En vue d'obtenir, avec une grille reliée à la 6.- terre, une amplification de plus de 13 d B, il est néces- saire de prévoir une rigidité jusqu'à 2 A/V Mais cela signifie une distance de moins d'un millimètre entre la se- conde et la première grille ainsi que entre la première grille et la cathode, avec un diamètre de ces électrodes d'environ 15 cm. Les conditions sont ainsi réalisées pour l'ex- citation propre de vibrations parasites dans une bande de fréquences de 500 M Hz à 2500 M Ha. l'amplificateur RP utilisé ici produit des vi- brations parasites notamment pour environ 750 M Hz et pour 1200 M Hz, Les figures 3 à 5 montrent des graphiques de la transmission de l'amplificateur RF et l'amortissement en décibels en fonction de la fréquence pour différentes conditions. La figure 3 montre la transmission du tube amplificateur lorsque celui-ci est disposé à l'air libre. La courbe de la figure 4 se rapporte dans les mêmes conditions, à un tube amplificateur qui est enfermé dans une cavité Les spectres d résonance je produisent pour environ 530 M Hz, 650 M Hz, 1000 M Hz et 1250 M Hz. La figure 5 montre l'influence d'un absorbeur en ferrite à haute efficadité sur la transmission, pour des conditions autrement inchangées les résonances à haute fréquence sont amorties de plus de 10 d B Cet absorbeur consiste en tiges de ferrite qui entourent directement la céramique d'anode du tube. Un absorbeur de ce genre ne peut évidemment pas être utilisé, sans d'autres mesures, pour des fréquences à haute densité d'énergie En conséquence, les tiges d'ab- sorbeur en ferrite 2 sont protégées par des enveloppes 1 en t 8 le de cuivre qui entourent la céramique d'anode du tube avec un grand volume d'espacement. Dans la figure 6 est représenté le spectre des 7.- harmoniques et des parasites de l'oscillation de base de 108 M Hz, de O à 1800 M Hz, sans absorbeur Dans la figure 7, est représenté, dans les mêmes conditions, le spectre avec des tiges d'absorbeur 2 qui entourent le tube céra- mique 16, dans une enveloppe agissant comme une protec- tion sélective de mode. 8- REVENDICATIONS 1. Dispositif amortisseur de vibrations élec- tromagnétiques parasites à haute fréquence sur des éléments de construction de technique à haute fréquence, tels que conducteurs coaxiaux, conducteurs creux et résonateurs, ainsi que pour le montage dans des circuits de résonance d'amplificateurs de haute fréquence avec tubes électroni- ques à haute puissance HF, dispositif dans lequel: a) l'absorbeur est en grande mesure orienté en direction dans son pouvoir d'absorption, avec sélection de mode, b) il présente une caractéristique passe-haut prédétermina- ble par choix du matériau absorbant et de la forme de sa construction, c) l'absorption des vibrations à haute fréquence indésira- bles a lieu essentiellement par des tiges en ferrite diélectrique ou ohmique protégées, ou des plaques ou des liquides, dispositif caractérisé en ce qu'une enveloppe ( 1) en matiè- re hautement conductrice de l'électricité, présente sur un c 8 té une ouverture ( 5) s'étendant sur toute la longueur de ce c 8 té qui est tournée vers la pièce de construction produisant transportant ou rayonnant l'énergie à haute fréquence, avec, sur le c 8 té éloigné de l'ouverture, une tige d'absorbeur ( 2) en ferrite, diélectrique ou ohminque,- et, en vue de renforcer l'effet d'absorption, et d'un ré- glage prédéterminé de la direction d'absorption, plusieurs enveloppes ( 1) enfermant chacune une tige d'absorption ( 2) disposées dans une géomètrie prédéterminée par rapport à la pièce de construction. 2 Dispositif suivant la revendication 1 caractérisé en ce que l'enveloppe ( 1) qui contient la tige absorbante ( 2) présente une section transversale en forme de U dont l'une des branches est plus longue que l'autre et est pourvue d'un bord rabattu vers l'intérieur, la partie rabattue ( 3) de la branche d'une première enveloppe 9.- ( 1) étant constituée de telle sorte qu'e Ue entoure l'ex- trémité de la branche non rabattue d'une seconde enveloppe voisine de la première. 3. Dispositif suivant l'une des revendications 1 et 2 pour l'amortissement des vibrations parasites à ultra- haute fréquence, sur un tube électronique à grande puissan- ce de haute fréquence, caractérisé en ce que, concentrique- ment au tube à électrons, est disposée une série de tiges absorbantes en ferrite ( 2) dont les axes s'étendent paral- lèlement à l'axe du tube, chacune des tiges ( 2) étant dis- posée, pour sa protection, dans une enveloppe ( 1) en maté-. riau bon conducteur de l'électricité, chaque enveloppe pré- sentant, sur son long c 8 té tourné vers le tube électronique, une ouverture allongée ( 5) et dépassant à chacune de ses extrémités axiales, la tige absorbante ( 2) disposée dans l'enveloppe.