Brevet FR2552586A1 — publié le 19850329

La présente invention a pour objet une transition entre un guide d'onde rectangulaire et une ligne coaxiale ou à microbande. Elle trouve une application en hyperfréquences notamment dans le domaine des ondes millimétriques. Les nombreux types connus de transitions hyperfréquences peuvent être classés en trois catégories - la première est celle deys dispositifs à constantes localisées dont les dimensions sont inférieures à la longueur d'onde guidée. Ces dispositifs sont généra lement constitués d'une antenne introduite dans le guide. Des éléments d'accord permettent d'adapter cette transition au guide. - La seconde comprend les dispositifs à constantes ré parties dont les dimensions sont de l'ordre de la longueur d'onde guidée. Ces dispositifs sont généra lement constitués d'éléments quart-d'onde réalisant une transformation d'impédance. A cette catégorie appartiennent par exemple les transitions "en esca liers" qui permettent le passage en guide de dimen sions réduites. - La dernière, enfin, est celle des dispositifs à constantes très réparties dont les dimensions sont supérieures à la longueur d'onde guidée. Ces dispo sitifs sont généralement constitués d'une ligne à variation progressive d'impédance (en anglais "ta- per"). La loi de variation peut être linéaire, expo nentielle, cosinusoidale ou autre. L'impédance du guide est progressivement amenée à la valeur de l'impédance de la ligne de transmission à relier. La réalisation des deux premiers types de dispositifs devient délicate lorsque la fréquence atteint 20 à 30 GHz et nécessite un ajustage (par vis d'accord par exemple), ce qui rend le réglage long et onéreux. Le troisième type de dispositifs autorise un bon fonctionnement sur toute la bande de fréquence d'utilisation du guide d'onde. Mais un problème essentiel demeure qui est celui d'alimenter la ligne coaxiale (ou la ligne à microruban) dans son mode fondamental, sans provoquer de résonance due à des modes de propagation d'ordre supérieur. La présente invention a justement pour but une transition qui appartient à la troisième catégorie et qui évite cet inconvénient. 11 s'agit donc d'un dispositif qui comprend une partie d'extrémité à variation progressive d'impédance formée d'un guide à crête (ou à deux crêtes) et une autre partie d'extrémité qui est une sortie coaxiale ou à microruban, selon le cas, c'est-à-dire de manière plus générale, une sortie apte à se raccorder à une ligne à conducteur central. L'originalité de l'invention tient en la présence d'une partie intermédiaire, en forme de ligne en auge ; cette ligne comprend un guide rectangulaire à la coupure pour les modes d'ordre supérieur au mode fondamental de propagation avec, à l'intérieur, et de manière décentrée, un conducteur cylindrique.Ce dernier est raccordé, d'une part, à la crête de la première partie d'extrémité et, d'autre part, au conducteur central de la sortie coaxiale. Du point de vue électrique, l'invention diffère de l'art connu des guides à crête reliés à une sortie coaxiale, par l'adjonction de cette partie intermédiaire. Cette partie intermédiaire présente le double avantage de supprimer les modes de propagation supérieurs et de permettre une bonne compatibilité guide à crête-ligne coaxiale. Cette partie est composée d'une partie supérieure comprenant la crête et d'une partie inférieure délimitant le guide et la ligne en auge, ces deux parties s'imbriquant l'une dans l'autre. La sortie coaxiale vient se raccorder en bout. Une âme cylindrique vient faire la liaison électrique entre la crête et le conducteur central. Le montage de la transition est donc très simple. L'invention sera mieux comprise après la description qui suit, d'exemples de réalisation donnés à titre explicatif et nullement limitatif. Cette description se réfère à des dessins annexés sur lesquels - la figure 1 montre une coupe longitudinale d'une transition selon l'invention, - la figure 2 est une coupe au niveau de la ligne en auge, - la figure 3 est une coupe au niveau de la ligne à crête, - la figure 4 illustre un exemple de pièces formant la partie supérieure du guide à crête et du guide en auge, - la figure 5 illustre un exemple de pièce formant la partie inférieure du guide à crête et délimitant la ligne en auge, - la figure 6 montre la pièce devant être raccordée à l'extrémité de la crête et au conducteur central. La figure 1 représente le schéma d'ensemble d'une transition selon l'invention. Cette transition comprend trois parties : une première partie d'extrémité 10, définissant un guide à crête, une seconde partie d'extrémité 12, qui est une sortie coaxiale, et enfin une troisième partie 14, intermédiaire, qui définit une ligne en auge. Les figures 2 et 3 sont des coupes de ce dispositif, la première par un plan passant par la ligne en auge et la seconde par un plan passant dans le guide à crête. Ces coupes permettent de montrer le guide rectangulaire formant la ligne en auge et son conducteur cylindrique 22 excentré (figure 2) ainsi que le guide rectangulaire 24 du guide à crête, et ladite crête 26. On voit que l'ouverture rectangulaire 20 du guide en auge a même hauteur que l'ouverture rectangulaire 24 du guide à crête, mais est de largeur plus faible. Par ailleurs, le conducteur excentré 22 se raccorde au conducteur central 28 de la sortie coaxiale 12 et à l'extrémité 30 de la crête 26 (figure 1). Les dimensions du conducteur extérieur rectangulaire de la ligne en auge sont choisies de telle sorte que la propagation guidée ne puisse s'y faire. Par ailleurs, la longueur de la ligne en auge est choisie de façon à atténuer suffisamment les modes d'ordre supérieur pour éviter toute résonance parasite. La ligne en auge se prête bien à une connexion à un guide à crête, d'une part, et à un guide coaxial, d'autre part. Une réalisation mécanique très simple est illustrée par les figures 4, 5 et 6. Les figures 4 et 5, tout d'abord, montrent une pièce supérieure 34 avec sa crête 26 et une pièce inférieure 36. Ces pièces s'emboîtent l'une dans l'autre pour constituer, d'une part, le guide à crête 10 (par assemblage des parties 10s et 10i) et, d'autre part, le guide en auge (par assemblage des parties 14s et 14i). On observera que c'est la pièce inférieure 36 qui définit les dimensions du guide d'entrée 24 et du guide de la ligne en auge 20, la pièce supérieure constituant la face supérieure de ces guides. Quant au conducteur 22, il a la forme illustrée sur la figure 6. I1 s'embatte dans l'extrémité 30 de la crête 26 et vient constituer le conducteur central 28 de la sortie coaxiale 12. Naturellement, la ligne à crête pourrait comprendre deux crêtes symétriques (guide dit en "double-ridge"). Quant à la partie cylindrique 22, elle n'est pas nécessairement de section circulaire dans la partie correspondant au guide en auge. Elle pourrait être de section carrée ou rectangulaire. Deux types de dispositifs ont été réalisés et mesurés par l'inventeur dans la bande de fréquence allant de 26,5 à 40 GHz. Le premier correspond à une transition guide-ligne à microruban, et présente des pertes d'insertion de 0,3 dB et une adaptation supérieure à 20 dB. Le second correspond à une transition guide-ligne coaxiale et présente des pertes d'insertion de 0,35 dB et une adaptation supérieure à 17 dB. REVENDICATIONS 1. Transition entre un guide d'onde rectangulaire et une ligne coaxiale ou à microruban, cette transition comprenant deux parties d'extrémité (l0, 12) dont l'une (10) est un guide à au moins une crête (26) et l'autre 112) une sortie à conducteur central (28) adaptée à une ligne coaxiale ou à microruban, cette transition étant caractérisée par le fait qu'elle comprend en outre, entre les deux parties d'extrémité, une partie intermédiaire (24) qui est une ligne en auge formée d'un guide rectangulaire (20) à la coupure pour les modes d'ordre supérieur au mode de propagation avec, à l'intérieur, et de manière décentrée, un conducteur cylindrique (22), ce conducteur étant fixé d'une part à l'extrémité (30) de la crête (26) de la première partie d'extrémité (10) et, d'autre part, au conducteur central (28) de la sortie (12). 2. Transition selon la revendication 1, caractérisée par le fait que la partie guide à crête et la ligne en auge sont constituées par deux pièces (34, 36) imbriquées l'une dans l'autre, la première (36) comportant la crête (26), la seconde définissant les dimensions du guide d'extrémité (24) et du guide de la ligne en auge (20).