Brevet FR2598035A1 — publié le 19871030

CUIDE COUDE HYPERFREQUENCE A LARGE BANDE ET PROCEDE DE FABRICATION D'UN TEL GUIDE La présente invention concerne un guide coudé hyper fréquence, fonctionnant à la large bande de fréquence, apte à guider deux ondes électromagnétiques à polarisation rectilignes ortho gonales, elle concerne également un procédé de fabrication d'un tel guide. Un guide coudé hyperfréquence à section droite carrée, clas sique, comporte deux faces opposées courbées selon un même rayon de courbure et deux autres faces opposées dont les arêtes sont courbées selon ce même rayon de courbure. Lorsque deux ondes électromagnétiques rectilignes à polarisation croisée se propagent à l'intérieur d'un tel guide, I'onde dont le champ électrique est perpendiculaire à une face courbée, a un trajet plus court que l'onde dont le champ électrique est perpendiculaire à une face dont les arêtes sont courbées. Les ondes se retrouvent à la sortie du guide retardées l'une par rapport à l'autre. Le déphasage différentiel de ces deux ondes est lié à la différence de longueur électrique que parcourt chacune de ces ondes, cette différence provenant de la déformation du guide. Bien que les champs électriques soient toujours orthogonaux à la sortie du guide coudé, ils présentent donc un déphasage diffé rentiel perturbateur pour le fonctionnement qu'il convient de com penser ou de supprimer. Pour supprimer ce déphasage différentiel entre les deux ondes qui se propagent dans un guide coudé, il est connu d'effectuer une courbure non pas selon deux faces opposées mais selon deux arêtes du guide diagonalement opposées. Cependant, il apparaît qu'un tel guide coudé présente des perturbations de fonctionnement qui se manifestent par l'apparition de fréquences de coupure dans la bande de fréquences d'utilisation de certaines applications. Après de nombreux essais, il s'est avéré que c'était lorsque l'on élargissait la bande de fréquence d'utilisation que ces perturbations apparaissaient. Il s'est avéré également que ces perturbations provenaient de la création de modes supérieurs qui faisaient apparaître ces fréquences de coupure. La Demanderesse a procédé à de nombreuses expériences et à de nombreuses mesures pour connaître l'origine de ces fréquences de coupure. C'est donc à la suite de ces nombreuses expériences que la Demanderesse a trouvé que les modes supérieurs étaient créés par 'les défauts de symétrie que présente le guide coudé, ces défauts étant d'autant plus gênant que les fréquences sont élevées. En effet, les guides coudés, bien que fabriqués avec une grande précision, présentent des défauts d'orthogonalité des faces les unes par rapport aux autres. Cette imprécision entraîne des décompositions des vecteurs champ électrique qui font apparaître une composante suivant une diagonale du carré que constitue chaque section droite du guide. Cette composante correspond à la création d'un mode supérieur.8 La présente invention a pour objet un guide coudé qui permet de remédier à ce problème. La présente invention a plus particulièrement pour objet un guide d'onde coudé hyperfréquence apte à guider deux ondes électromagnétiques rectilignes à polarisation croisée, principalement caractérisé en ce que la section droite du guide est cruciforme, les plans de guidage de l'une des deux ondes étant orthogonaux aux plans de guidage de l'autre onde. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description qui suit, donnée à titre d'exemple non limitatif et illustree par les schémas annexés, qui représentent: - la figure 1, une vue en perspective d'un guide selon l'invention et selon un premier mode de réalisation; - la figure 2, une section droite du guide selon l'invention correspondant à la coupe AA'; - la figure 3, une vue en perspective d'un guide selon l'invention selon un deuxième mode de réalisation. Sur la figure 1 on a représenté un guide coudé hyperfréquence selon un premier mode de réalisation, ce premier mode correspondant à une courbure en forme d'arc de cercle. Ce guide comporte deux plans de guidage I et 2 pour une première onde. Le champ électrique de cette onde représenté par un vecteur El, est parallèle à ces deux plans 1 et 2. Ces deux plans espacés d'une longueur a prédéterminée sont fermés en partie par deux autres plans 11 et 22. Le guide comprend également deux plans de guidage 3 et 4, guidant une deuxième onde. Le champ électrique de cette onde représenté par un vecteur E2 est parallèle à ces deux plans 3 et 4. Ces deux plans sont espacés de la longueur a prédéterminée. Le guide comprend également deux autres plans 33 et 44 qui permettent de fermer en partie la zone de guidage réalisée par les plans 3 et 4. La figure 2, représente une section droite du guide selon la coupe AA'. Les plans 1, 2 et 3, 4 sont orthogonaux. La partie commune formée par le croisement des plans 1, 2 et 3, 4 définit un espace dans le plan de cette coupe, correspondant à un carré. Ce carré fictif (sans côté, ces côtés étant représentés en pointillés) est engendré par l'arête 5 formée par l'intersection du plan il et du plan 33, I'arête 6 formée par l'intersection du plan 22 et du plan 33, par l'arête 7 formée par l'intersection du plan 22 et du plan 44 et par l'arête 8 formée par l'intersection du plan 11 et du plan 44. Le guide ainsi réalisé est courbé suivant un arc de cercle, la courbure étant pratiquée dans le même sens sur les arêtes 5 et 7 par exemple. Ces arêtes sont diagonalement opposées par rapport au carré fictif défini précédemment. En effet, une première arête est formée par l'intersection d'une partie d'un premier plan perpendiculaire au champ électrique d'une onde et d'une partie d'un deuxième plan parallèle à ce champ électrique, la deuxième arête est formée par l'intersection d'une partie d'un troisième plan perpendiculaire au champ électrique de l'autre onde et d'une partie d'un quatrième plan parallèle à ce champ électrique. La décomposition des vecteurs El et E2 qui se faisait suivant la diagonale 6-8 lorsque le guide avait une section droite carrée est empêchée par les parties des plans 22 et 33 qui forment l'arête 6 et pour les parties des plans 11 et 44 qui forment l'arête 8. La forme cruciforme ainsi décrite permet d'interdire la création de modes supérieurs qui introduisent des fréquences de coupure dans la bande de fonctionnement du guide coudé. Un tel guide permet également de supprimer les déphasages différentiels entre les deux ondes propagées. Sur la figure 3, on a représenté un deuxième mode de réalistion, ce deuxième mode correspond à une forme en S. Le guide est courbé sur une partie selon une courbure et sur une autre partie selon une courbure opposée de manière à décrire un S. Les courbures sont pratiquées également sur deux arêtes diagonalement opposées 5 et 7 par exemple. Le guide coudé selon l'invention peut être utilisé dans un systeme radar ou dans le domaine des télécommunications. Le guide est réalisé par une technique d'électroformage. On dispose d'un mandrin coudé de forme requise, ayant donc une section cruciforme,- et le degré de courbure désiré. Le mandrin est de préférence en aluminium. On procède ensuite à un dépôt d'une ou plusieurs couches de métal bon conducteur, par électrolyse. Le guide est ensuite laissé dans un bain qui dissout le mandrin d'aluminium. REVENDICATIONS 1. Guide d'onde coudé hyperfréquence apte à guider deux ondes électromagnétiques rectilignes à polarisation croisée, caractérisé en ce que la section droite du guide est cruciforme, les plans de guidage (1, 2) de l'une des deux ondes étant orthogonaux aux plans de guidage (3, 4) de l'autre onde. 2. Guide selon la revendication 1, caractérisé en ce que la courbure du guide est réalisée selon deux arêtes (5, 7), une première arête (5) étant formée par l'intersection d'une partie d'un premier plan ()1) perpendiculaire au champ électrique (El) d'une onde et d'une partie d'un deuxième plan (33) parallèle à ce champ électrique, la deuxième arête (7) étant formée par l'intersection d'une partie d'un troisième plan (44) perpendiculaire au champ électrique (E2) de l'autre onde et d'une partie d'un quatrième plan (22) parallèle à ce champ éle,ctrique. 3. Guide selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la courbure est réalisée en forme d'arc de cercle. 4. Guide selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la courbure est réalisée en forme de S. 5. Ligne hyperfréquence, dans un système radar ou de télécommunications, comportant un guide coudé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4. 6. Procédé de fabrication d'un guide coudé hyperfréquence à large bande, caractérisé en ce qu'il consiste à utilisé un mandrin coudé de section cruciforme, à effectuer une ou plusieurs couches de métal conducteur par électrolyse et à plonger le mandrin recouvert de métal conducteur dans un bain qui permet de dissoudre le mandrin. 7. Procédé de fabrication selon la revendication 6, caractérisé en ce que le mandrin est en aluminium.