Brevet FR2523373A1 — publié le 19830916

COUDE HYPERFREQUENCE A LARGE BANDE La présente invention est relative à un coude hyperfréquence, fonctionnant dans une large bande de fréquences, réalisé en guide d'onde à section droite carrée propageant deux ondes électromagnétiques à polarisations rectilignes orthogonales. Cette invention est applicable à la propagation d'ondes électromagnétiques hyperfréquences à polarisations rectilignes croisées devant garder entre elles une différence de phase constante ou nulle et notamment à polarisation circulaire. Un mode de réalisation déjà connu d'un coude hyperfréquence réalisé à partir d'un guide d'onde à section droite carrée est représenté sur la figure 1. Le coude 1 est réalisé à partir d'un guide carré 2 de section droite 3. La déformation en forme de coude de ce guide consiste en une rotation, autour d'une direction fixe A , du plan de section droite 3 du guide, cette direction a étant parallèle à deux côtés opposés 4 et 5 de la section carrée. Dans ce cas précis, le coude est en arc de cercle mais, de façon générale, il peut être en arc d'ellipse, en S ou de toute autre forme. Ainsi, suivant l'art antérieur, la déformation d'un guide d'onde à section droite carrée était obtenue par un déplacement quelconque du plan de section droite du guide parallèlement à une direction fixe, parallèle à deux côtés opposés de la section. Lorsqu'une onde électromagnétique se propageant dans le guide traverse le coude, elle subit un déphasage lié à la longueur mécanique de ce dernier. Il faut y ajouter un déphasage dépendant de la fréquence de coupure du coude et de sa nature selon que la déformation du guide, au niveau du coude, a lieu parallèlement à deux des côtés opposés de la section droite ou aux deux autres. On dit alors que le coude est réalisé dans le plan E ou dans le plan H.Si le guide propage deux ondes à polarisations rectilignes croisées, de vecteurs champ électrique respectifs E1 et E2, alors que le coude est réalisé dans le plan E comme le montre la figure 1, chacune de ces deux ondes subit un déphasage respectif et t2 en sortie du coude, tel que T 1 ~ 2 > appelé déphasage différentiel, est important, d'autant plus important d'ailleurs que le rayon de l'arc de cercle réalisé par le coude est petit. En effet, le vecteur E1 est peu déformé lors de la propagation dans le coude, tandis que le vecteur E2 I'est beaucoup.Bien que ces deux vecteurs champ électrique El et E2 restent perpendiculaires en sortie du coude, ils présentent un déphasage différentiel non nul qu'il s'agit de compenser si l'on veut obtenir en sortie du coude les ondes orthogonales maintenues avec leur différence de phase initiale constante. Les compensations consistent en des perturbations selfiques ou capacitives apportant des déphasages supplémentaires dont le but est de compenser le déphasage différentiel apporté par le coude. Ce peut être des guides d'onde placés en série ou en parallèle au guide réalisant le coude. De telles compensations sont toujours imparfaites et ne permettent pas notamment la propagation, dans un guide coudé, d'une onde à polarisation circulaire. De plus, chaque compensation est valable pour une fréquence donnée, de sorte que l'adjonction de telles compensations au coude réduit la bande de fréquences de fonctionnement. L'objet de l'invention est un coude hyperfréquence palliant ces inconvénients, en étant réalisé à partir d'un guide d'onde à section droite carrée autorisant la propagation de deux ondes électromagnétiques à polarisations rectilignes croisées, de vecteurs champ électrique E1 et E2 respectivement parallèles à deux côtés consé cutis de la section carrée, caractérisé en ce que l'une des deux diagonales de toutes les sections droites du coude est parallèle à une direction fixe. Une autre caractéristique de l'invention est qu'elle permet la propagation d'une onde circulaire, qui est la résultante de deux ondes à polarisations rectilignes croisées dans l'espace et présentant une différence de phase de 12r dans le temps. Un avantage est 2 qu'un tel coude ne nécessite plus de compensation, donc présente un accroissement de sa bande de fréquences de fonctionnement par rapport à un coude de l'art antérieur. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention ressortiront de la description qui suit, illustrée par les figures 2 et 3 représentant un coude hyperfréquence, la figure 1 déjà décrite représentant un mode de réalisation d'un tel coude suivant l'art antérieur. Sur la figure 2 est représenté un coude hyperfréquence 6 selon l'invention. Il est réalisé à partir d'un guide d'onde 7, à section droite carrée 8, autorisant la propagation de deux ondes à polarisations rectilignes croisées, représentées par leurs vecteurs champs électriques respectifs E17 et E2. Ces deux vecteurs sont parallèles respectivement à deux côtés consécutifs 9 et 10 de la section carrée 8. Toutes les sections droites carrées du coude sont telles que l'une de leurs diagonales d reste parallèle à une direction fixe D quelque soit la forme du coude. Cette direction est d'ailleurs celle de la même diagonale d du guide d'onde avant sa déformation coudée. Dans le cas particulier de cette figure, le coude est déformé de telle sorte qu'une des deux diagonales d et d' de la section carrée 8 reste parallèle à une direction fixe D, la déformation étant ici en arc de cercle. Mais elle peut être de forme quelconque, en S par exemple lorsque les deux diagonales de la section droite du coude restent successivement parallèles à une direction fixe. Ces deux diagonales de la section droite carrée du guide constituant le coude étant des axes de symétrie électrique et magnétique, deux ondes polarisées rectilignement, orthogonalement l'une par rapport à l'autre à l'entrée du coude, sortent sans déphasage différentiel quelles que soient les déformations de parcours moyen du coude hyperfréquence. La figure 3 est un exemple particulier de réalisation pratique d'un coude 11 selon l'invention, où ce dernier est réalisé concrètement de manière distincte du guide d'onde rectiligne 12 qui l'engendre. En effet le coude proprement dit 11 est réalisé à partir d'une pièce métallique 13, de forme circulaire, à l'intérieur de laquelle est creusé un guide d'onde de section droite carrée 14 qui se situe dans le prolongement de la section carrée du guide d'onde 12 dans lequel se propagent deux ondes rectilignes orthogonale E'1 et E'2. Ce guide est réalisé en deux parties rectilignes 15 et 16 fixées au coude au moyen de vis 17.Pour satisfaire la caractéristique essentielle de l'invention, la diagonale d' de la section carrée 14 du coude, qui est aussi la bissectrice de l'angle formé par les deux vecteurs champ électrique E'1 et E'2, reste parallèle à une direction D' fixe, quelles que soient les sections droites, cette direction D' étant en l'occurence l'axe de symétrie du coude circulaire. De façon pratique, un coude selon l'invention peut être également réalisé techniquement par fonderie ou par électroformage. Les applications intéressantes de cette invention concernent la propagation d'ondes orthogonales dont la différence de phase entre elles doit être maintenue constante ou nulle, ainsi que la propagation d'ondes circulaires où des coudes à rayon court doivent être utilisés principalement pour des raisons de réduction d'encombrement. Le coude hyperfréquence selon l'invention qui vient d'être décrite est capable de transmettre l'énergie hyperfréquence, véhiculée par des ondes électromagnétiques, dans les meilleures conditions de taux d'ondes stationnaire, de pertes d'insertion et de déphasage dans une large bande de fréquences. Il est principalement utilisé, dans les systèmes radar ou de télécommunications, dans les lignes hyperfréquences reliant l'antenne aux dispositifs d'émission et/ou de réception. REVENDICATIONS 1. Coude hyperfréquence à large bande réalisé à partir d'un guide d'onde (7) à section droite (8) carrée autorisant la propagation de deux ondes électromagnétiques à polarisations rectilignes croi sées, de vecteurs champ électrique EÇ et E2 respectivement partir E2 lèles à deux côtés consécutifs (9 et 10) de la section carrée (8), caractérisé en ce que l'une des deux diagonales (d ou d') de toutes les sections droites du coude est parallèle à une direction fixe (D ou D'). 2. Coude hyperfréquence selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il est en forme d'arc de cercle, de S ou de tout autre forme. 3. Lignes hyperfréquences, dans un système radar ou de télécommunications, comportant des coudes selon l'invention.