Brevet FR2521786A2 — publié le 19830819

FR 2521786 A2 19830819 FR 8202707 A 19820218 FILTRE PASSE-BANDE A RESONATEURS DIELECTRIQUES La présente invention a pour objet des perfectionnements au filtre passe-bande à résonateurs diélectriques, objet du brevet principal, afin de permettre un réglage électrique de la bande passante du filtre. Le brevet principal décrit un filtre passe-bande à résonateurs diélectriques, comportant un guide d'ondes fonctionnant au-dessous de sa fréquence de coupure, une antenne d'entrée et une antenne de sortie respectivement disposées aux deux extrémités du guide et n résonateurs disposés en série à l'intérieur du guide. Dans ce filtre, de manière à faire résonner les résonateurs selon le mode TMO11 et à faire propager dans le guide un mode TM dont la fréquence de coupure soit supérieure à celle du mode TM0g1 des résonateurs, les dimensions de la section transversale du guide sont de l'ordre de 2,5 fois les dimensions transversales des résonateurs, les résonateurs sont disposés sensiblement selon l'axe longitudinal du guide et les antennes sont disposées dans le sens de la propagation dans le guide. Dans le filtre selon le brevet principal le réglage de la bande passante du filtre se fait au moyen de vis dont la profondeur de pénétration à l'intérieur du filtre est réglable. Lorsque la bande passante du filtre doit être modifiée en cours de fonctionnement, par exemple en fonction d'une valeur de signal mesurée en un point d'un circuit, il est très malaisé de modifier la profondeur de pénétration des vis. Cela peut se faire par un ou plusieurs moteurs couplés aux vis. La présente invention a pour but de permettre une modification rapide et simple de la bande passante du filtre sans nécessiter des réglages mécaniques. Selon la présente invention, un filtre selon la revendication I du brevet principal est principalement caractérisé en ce que, de manière à être accordable magnétiquement dans une grande largeur de bande, d'une part les n résonateurs sont des résonateurs composites comportant chacun un résonateur diélectrique proprement dit et un élément ferrimagnétique disposés l'un au-dessus de l'autre, et d'autre part n électro-aimants extérieurs au guide sont associés respectivement aux n résonateurs composites pour y créer des champs magnétiques réglables par modification de leur courant d'excitation. La présente invention sera mieux comprise et d'autres caractéristiques apparaîtront à l'aide de la description ci-après et des figures s'y rapportant qui représentent - la figure 1 une vue partielle en coupe longitudinale d'un filtre selon l'invention; - la figure 2 une autre vue partielle du filtre selon la figure 1. La figure 1 montre un tronçon de guide rectangulaire I réalisé en laiton; ce tronçon de guide a une section intérieure de 30 mm pour son grand côté et de 20 mm pour son petit côté. Deux plaques métalliques 2, 3, également en laiton, ferment le tronçon de guide respectivement à ses deux extrémités; ces plaques métalliques sont, chacune, percées d'un trou traverse par une prise de raccordement 20, 30 dont la partie centrale est constituée par un conducteur métallique linéaire qui se prolonge à l'intérieur du tronçon de guide sur une longueur d'environ 6 mm pour constituer une antenne du type dipôle électrique, A s As A l'intérieur du tronçon de guide 1 sont disposés, sur l'un des grands côtés, trois organes résonnants, R1 5i , R2-S2, > R R3-S3; ces trois organes résonnants sont alignés dans le sens de la plus grande dimension du tronçon de guide et sont régulièrement espacés. A partir du grand côté du tronçon de guide 1, sur lequel il est fixé par collage, L'organe résonnant R1-S1 comporte successivement: - un support S1 en forme d'anneau à section circulaire de 16 mm de diamètre extérieur et de 4 mm d'épaisseur; ce support est réalisé en un matériau diélectrique à faible permittivité, - un résonateur diélectrique classique Il formé par un disque en titanate de zirconium dont la permittivité est à égale à 36 ; ce disque a un diamètre de 10 mm et une épaisseur de 5 mm; - un élément intercalaire 12 réalisé en un matériau diélectrique à faible constante diélectrique et faibles pertes; cet élément intercalaire se présente sous la forme d'un' disque de 10 mm de diamètre et d'environ 2 mm d'épaisseur ; - et un élément ferrimagnétique 13, constitué d'un grenat de fer Yttrium se présentant également sous la forme d'un disque de 10 mm de diamètre et de 2,5 mm d'épaisseur. L'élément intercalaire 12 produit un décalage, vers le haut dans le domaine des fréquences, de la bande de fonctionnement du filtre et ce décalage est d'autant plus grand que son épaisseur est plus forte. Cet élément permet donc, par un choix convenable de son épaisseur, d'ajuster, lors de la fabrication, la position de la bande de fréquences de fonctionnement du filtre tout en utilisant pour ce filtre les mêmes résonateurs diélectriques et les mêmes éléments ferrimagnétiques que pour d'autres filtres à bandes de fonctionnement légèrement différentes. Les pièces 51-11-12-13, constituant l'organe résonnant R1 , sont assemblées par collage. Les organes résonnants R2-S2 et R3-53 sont identiques, au point de vue forme et constitution, à l'organe résonnant Rl-Sl Les organes résonnants R1-S1 , R2-S2 , R3-) sont respective ment soumis ment soumis à des champs magnétiques H1, H2 3 H3 produits par des électro-aimants extérieurs au tronçon de guide; l'électro-aimant qui produit le champ H1 auquel est soumis l'organe résonnant Rl-Sl apparaîtra sur la figure 2. L'accord de fréquence du filtre selon la figure I est possible grâce aux éléments ferrimagnétiques, tels que 13, des organes résonnants. Cet accord est obtenu en modifiant, séparément pour chaque organe résonnant, la valeur du champ magnétique auquel est soumis chaque organe résonnant, c'est-à-dire en modifiant la valeur du courant d'excitation de l'électro-aimant produisant ce champ magnétique. Cette possibilité d'accorder le filtre s'explique par le caractère gyromagnétique propre aux matériaux ferrimagnétiques: selon l'importance du champ appliqué aux éléments ferrimagnétiques des organes résonnants R1-S1 , R2-S2 R3-S3, la répartition des lignes du champ électromagnétique à l'intérieur du tronçon de guide 1 varie plus ou moins, ce qui entraîne une variation plus ou moins importante de la fréquence de résonance du filtre. Cette variation de fréquence de résonance du filtre est liée principalement à la nature et à la géométrie du résonateur diélectrique et de l'élément ferrimagnétique des organes résonnants R1-S1 , R2-S2 R3-S3. Dans le cas de l'exemple décrit où le champ magnétique fourni par les électro-aimants peut varier de O à 1500 gauss la fréquence centrale du filtre peut varier de 4,8 GHz à 5,5 GHz , soit une variation relative de près de 15%. La figure 2 est une autre vue du filtre déjà représenté partiellement sur la figure 1. La figure 2 montre le tronçon de guide 1 vu en bout la plaque 2 et la prise de raccordement 20 ont été enlevées de manière à permettre d'apercevoir l'organe résonnant Rl-Sl placé à l'intérieur du tronçon de guide. Sur cette figure apparaît également un électro-aimant L1 ; cet électro-aimant L1 est celui qui produit le champ magnétique 18 dont il a été question lors de la description de la figure 1.Cet électroaimant L1 comporte une pièce en U, 5, réalisée en fer extra doux (dans l'exemple décrit, ce fer est du type connu sous le nom de fer de Suède); les extrémités du U sont respectivement percées de deux trous filetés à travers lesquels passent deux vis de réglage 50 et 51, également réalisées en fer extra doux ; ces vis de réglage permettent de modifier l'écartement entre les deux pôles de l'électro-aimant. Un bobinage 52 est enroulé autour de la pièce en U et a son conducteur qui se prolonge, à ses deux extrémités, par, respectivement, deux fils de liaison 53 et 54 ; le bobinage 52 est alimenté par une source de courant variable 4. Comme il a été dit plus avant, la variation de courant de la source 4 permet de faire varier le champ magnétique fourni par l'électro-aimant de 0 à 1500 gauss. Il est à remarquer que les éléments intercalaires tels que 12 peuvent entre supprimés. Les éléments ferrimagnétiques sont alors directement en contact avec les résonateurs diélectriques et le réglage de la position de la bande de fréquences de fonctionnement du filtre doit alors se faire en modifiant le résonateur diélectrique ou l'élément ferrimagnétique, ou les deux à la fois; dans la pratique de telles modifications sont plus gênantes que celles qui consistent à changer l'épaisseur du disque en matériau diélectrique à faibles pertes, constituant l'élément intercalaires. REVENDICATIONS 1. Filtre passe-bande selon la revendication 1 du brevet principal, caractérisé, en ce que de manière que le filtre soit accordable magnétiquement dans une grande largeur de bande, d'une part les n résonateurs sont des résonateurs composites (R1 , R2 , R3) comportant chacun un résonateur diélectrique (11) proprement dit et un élément ferrimagnétique (13) disposés l'un au-dessus de l'autre, et d'autre part n électro-aimants (L1) extérieurs au guide sont associés respectivement aux n résonateurs composites pour y créer des champs magnétiques (H, > , 3 H3) réglables par modification de leur courant d'excitation. 2. Filtre passe-bande selon la revendication I, caractérisé en ce que les n champs magnétiques ( 3. Filtre passe-bande selon la revendication I, caractérisé en ce que les n électro-aimants (L(lui) comportent chacun un rnoyen de réglage (50, 51) de l'écartement de leur pôles respectifs. 4. Filtre passe-bande selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque résonateur composite comprend également un élément intercalaire (12) disposé entre le résonateur diélectrique proprement dit (11) et l'élément ferrimagnétique (13).