Brevet FR2576713A1 — publié le 19860801

Dispositif d'adaptation d'impédance pour appareil fonctionnant en ondes hyperfréquences La présente invention se rapporte à un dispositif d'adaptation d'impédance destiné à équiper un appareil électronique fonctionnant en ondes hyperfréquences tel que par exemple un oscillateur hyperfréquences, un multiplicateur de fréquence, ou un amplificateur à résistance négative. La plupart des composants électroniques actifs utilisés actuellement en ondes millimétriques, tels que par exemple des "Diodes Gunn," "Diodes Impatt", "Diodes Snap-off" ou "Varactor", etc..., présen- tent, pour un même type de composant, des disparités d'impédances non négligeables d'une série de fabrication à l'autre. L'utilisateur qui met en oeuvre ces composants dans des matériels de série se trouve alors confronté à de sérieux problèmes lorsque les caractéristiques électriques, en particulier d'impédance, des composants livrés en dernier par le constructeur ne correspondent plus à celles des lots précédents. Un moyen connu pour résoudre ce genre de problème consiste à insérer, entre le dispositif actif, tel qu'un amplificateur à résistance négative, et sa charge, tel qu'un circulateur, un dispositif dladapta- tion d'impédance comportant un tronçon supplémentaire de guide d'onde équipé classiquement de vis de réglage traversant sa paroi, de manière à ramener, sur ledit dispositif actif, la susceptance adéquate permettant son fonctionnement correct. Ce genre de dispositif connu d'adaptation d'impédance présente les inconvénients d'etre encombrant, coûteux, de réglage délicat, et peu fiable en cas de chocs ou de vibrations. De plus, lorsque, comme c'est le cas pour la plupart des appareils de série, l'implantation mécanique du matériel est figée, il s'avère difficile, voire même impossible, d'in- troduire un tel dispositif de réglage sans revoir pratiquement toute l'implantation mécanique, ce qui sur le plan pratique est en général inconcevable. Le dispositif d'adaptation d'impédance pour appareil électronique actif fonctionnant en ondes hyperfrequeneesp eonforse à l'i-nvontion, permet de réaliser ladite adaptation d'iEpédance par des moyens simples et efficaces, ne présentant pas les inconvénients ci-dessus mentionnés des dispositifs de l'art antérieur. Il est comme c'est le cas pour les dispositifs classiques ci-dessus mentionnés, constitué par un adaptateur destiné à être inséré entre la sortie de l'appareil électronique actif et sa charge, et il est caractérisé en ce que ledit adaptateur est constitué par au moins une cale mince d'entretoisement comportant une ouverture en forme de fenêtre oblongue de petite hauteur inférieure à celle de l'ouverture du dispositif adjacent placé en sortie dudit appareil électronique actif, ladite cale mince étant placée substantiellement orthogonalement à l'axe longitudinal de ladite ouverture adjacente du dispositif de sortie de manière à ce que ladite ouverture oblongue soit au moins partiellement superposable à celle-ci, et en ce qu'il est équipé de moyens de réglage de l'iris variable ainsi formé par rotation de ladite cale mince, ainsi que de moyens de blocage en position de ladite cale mince une fois ladite rotation effectuée. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description suivante d'un exemple de réalisation, en référence aux dessins annexés dans lesquels : - la -figure 1 est une vue schématique en perspective éclatée d'un appareil d'amplification en ondes hyperfréquences équipé du dispositif d'adaptation de l'invention, - la figure 2 est une vue latérale schématique avec arrachement partiel, du dispositif d'adaptation de la figure 1 après assemblage de celui-ci, - la figure 3 est une vue en coupe, selon la ligne III-III de la figure 2, du dispositif d'adaptation de l'invention. En se référant tout d'abord à la figure 1, on- a désigné par la référence 1 un appareil électronique actif qui est dans cet exemple un amplificateur hyperfréquence (40 0Hz par exemple) à diode GUNN, mais qui pourrait etre un appareil d'un autre type, tel que par exemple un générateur d'ondes millimètriques tel que décrit dans le brevet FR-A-2.541.536 de la Demanderesse.De manière très classique, l'amplificateur 1 est destiné à etre fermé à sa partie amont par une pièce métallique pleine 2 formant cale de court-circuit, et à être connecté à sa partie aval à une charge, ou dispositif de sortie, constitué ici par un circulateur clas sique 3, dont on distingue sur le dessin l'ouverture rectangulaire 4 vers l'amplificateur 1 et l'ouverture rectangulaire 5 de sortie du signal amplifié, l'ouverture d'entrée du signal à amplifier étant située sur la face, non apparente sur le dessin, située en regard de celle comportant 11 ouverture 5.On distingue encore sur la figure 1 la section rectangulaire 6 de la cavité resonnante de l'amplificateur 1, ainsi que la borne 7 d'entrée de la polarisation de la diode à avalanche équipant ledit amplificateur, dont le montage est par exemple tel que décrit en détails pour la diode à avalanche équipant l'appareil selon le brevet FR-A-2.541.536 précité. Conformément à l'invention, et comme on le voit également sur les figures 2 et 3 auxquelles ou se référera maintenant également, une cale circulaire mince 8, d'épaisseur pratiqueuent négligeable, par exemple de l'ordre de 0,2 mm ou plus généralement de l'ordre de un à quelques dizièmes de millimètres, est insérée entre l'ouverture de sortie 9 de l'amplificateur 1 et l'ouverture d'entrée 4 du circulateur 3. Cette cale mince d'entretoisement 8 est percée en son centre d'une ouverture ree- tangulaire 10, formant fenêtre de dimenslons (petite hauteur h et grande largeur L) inférieures à celles correspondantes de l'ouverture reotangu- laire d'entrée 4 du circulateur 3.Les trois ouvertures rectangulaires 9, 10, et 4 sont coaxiales de manière à astre superposées après assemblage, comme on le voit en particulier sur la figure 2. L'ouverture 10 de la cale 8 forme done un iris de transition entre la sortie 9 de l'amplificateur 1 et l'entrée 4 de sa charge 3. Par ailleurs, la cale 8 est percée de quatre trous oblongs il alignés, partiellement circulaires et dans ce cas pratiquement en quart de cercle chacun, destinés à permettre, par rotation de la cale 8 autour de l'axe longitudinal 12 de l'ensemble, un réglage de la position en rotation, dans le plan vertical, de la fenêtre 10. Au cours de cette rotation, l'ouverture rectangulaire initiale se tranforme progressivement, comme on le voit sur la figure 3 où la surface effective S de l'iris variable ainsi formé a été hachurée, en une surface rectangulaire plus ou moins tronquée, en passant par une infinité d'états intermédiaires aussi bien en inductance (variation de l'écart moyen entre petits eôte3 'e l'ouverture) qu'en capacitance (variation de l'écart moyen entre grands côtés de l'ouverture). On a ainsi réalisé, physiquement et électriquement, un iris variable et ajustable permettant de ramener sur le dispositif actif 1, la susceptance adéquate permettant, selon la diode GUNN 13 utilisée dans celui-ci considérée individuellement, son fonctionnement correct. Comme on le voit sur les dessins, les quatre pièces 2, 1, 8, et 3 sont empilées les unes derrière les autres dans l'ordre (2-1-8-3), puis fixées à l'aide des quatre vis communes 14, classiquement destinées à cet effet et placées sur le cercle portant les quatre trous oblongs 11. En conséquence, les pièces 1 et 2 sont bien entendu percées de trous 22, 21 et la pièce 3 de trous taraudés 23. On remarquera bien entendu que la cale 8, étant d'épaisseur négligeable, peut être intercalée dans le dispositif sans qu'aucune modification de son implantation mécanique ne soit nécessairs. La mise au point-du dispositif de l'invention s'effectue de la façon suivante : La diode "GUNN" 13, ou autre composant électronique actif, ayant été installée préalablement dans l'amplificateur hyperfréquences 1, on procède au montage mécanique de l'ensemble, mais sans serrer fortement les quatre vis 14, de manière à permettre la rotation avec friction de la cale circulaire 8. On alimente électriquement le dispositif, puis on fait pivoter lentement et progressivement la cale "IRISE 8, autour des quatre axes fixes constitués par les vis de fixation 14, grâce aux trous oblongs 11 prévus à cet effet sur ladite cale 8. Dès que le point électrique de fonctionnement correct de l'amplificateur 1 est trouvé, ou bloque l'ensemble en position en serrant fortement les quatre vis de fixation 14, qui peuvent être de tiges de grand diamètre, par exemple 5 mm.La cale "IRISn 8 présente alors définitivement la susceptance adéquate permettant le fonctionnement optimal de l'amplifica- teur nGUNN" 1. L'invention n'est bien évidemment pas limitée à l'exemple de réalisation qui vient d'être décrit. Les cales pourraient par exemple être multiples, de fenêtres identiques ou différentes. Les moyens de rotation et de blocage en position de la ou desdites cales pourraientfl être différents par exemple ne comporter que deux ou trois trous oblongs partiellement circulaires et situés sur un même cercle ou sur des cercles concentriques (de même axe), l'implantation des vis de fixation étant alors adaptée en conséquence. La fenêtre de la ou desdites cales pourrait, tout en ayant une forme oblongue, avoir une forme d'ellipse, ou forme analogue. Cette fenêtre pourrait être décalée par rapport à l'axe longitudinal du dispositif, tel que l'axe 12, ses dimensions pourraient être sensiblement égales ou légèrement supérieures à celles de l'ouverture du guide, etc.... REVENDICATIONS 1/ Dispositif d'adaptation d'impédance pour appareil électronique actif (1) fonctionnant en ondes hyperfréquences, ledit dispositif étant constitué par un adaptateur destiné à être inséré entre la sortie (9) de l'appareil électronique actif (1) et sa charge (3), caractérisé en ce que ledit adaptateur est constitué par au moins une cale mince d'entretoisement (8) comportant une ouverture (10) en forme de fenêtre oblongue, de petite hauteur (h) inférieure à celle de l'ouverture (4) du dispositif adjacent (3) placé en sortie dudit appareil électronique actif (1), ladite cale mince étant placée substantiellement orthogonalement à l'axe longitudinal (12) de ladite ouverture adjacente (4) du dispositif de sortie (3) et de manière à ce que ladite ouverture oblongue (10) soit au moins partiellement superposable à celle-ci, et en ce qu'il est équipé de moyens (11, 14) de réglage de l'iris variable (5), ainsi formé par rotation de ladite cale mince (8), ainsi que de moyens (14) de blocage en position de ladite cale mince (8) une fois ladite rotation effectuée. 2/ Dispositif d'adaptation d'impédance selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite ouverture (10) en forme de fenêtre oblongue a une forme rectangulaire. 3/ Dispositif d'adaptation d'impédance selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que ladite ouverture (10) en forme de fenêtre oblongue est coaxiale à ladite ouverture adjacente (4) du dispositif de sortie. 4/ Dispositif d'adaptation d'impédance selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que lesdits moyens de réglage de l'iris variable (5) ainsi formé sont constitués par des trous oblongs (11) partiellement circulaires situés respectivement sur un ou plusieurs cercles de même axe et laissant le passage pour au moins deux dispositifs de fixation (14) formant axes de rotation pour ladite cale (8). 5/ Dispositif d'adaptation d'impédance selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que ladite cale mince (8) a une épaisseur de l'ordre de un à quelques dixièmes de millimètres. 6/ Dispositif d'adaptation d'impédance selon la revendication 5, caractérisé en ce que ladite cale mince (8) a une épaisseur de l'ordre de deux dizièmes de millimètre.