Brevet FR2599191A1 — publié le 19871127

L'invention concerne un coupieur directif à 3 dB, se composant de deux conducteurs à ruban qui s'étendent parallèlement l'un à l'autre, relient chacun les conducteurs intérieurs de deux connexions coaxiales et sont couplés l'un à l'autre sur leur côté plat, sur une longueur d'environ X/4, par une ouverture de couplage pratiquée dans une cloison à l'intérieur d'un boîtier métallique de section rectangulaire qui sert de conducteur. extérieur, l'atténuation de couplage pouvant être réglée au moyen de tiges isolantes qui 10 s'appliquent sur les conducteurs à ruban au milieu du tronçon de couplage. Un coupleur directif de ce genre, qui est utilisé de préférence pour la combinaison ou la division de puissance, est connu d'après la demande DEOS 23 26 810, mais il ne convient 15 pas sans difficultés pour la transmission de puissances très élevees aux longueurs d'onde très courtes. En-effet, lorsque la section du conducteur doit être suffisamment grande, eu égard à la puissance à transmettre, pour que la fréquence limite du conducteur ne se situe plus que juste au-dessus de la fréquence 20 de service, le tronçon de couplage ne peut plus être défini avec précision, car les grandes dimensions des conducteurs à ruban en comparaison de la longueur d'onde de service rendent necessaires de grands -rayons au niveau de la transition vers le tronçon de couplage. Cela est mis en évidence par l'exemple 25 numérique suivant: une ligne coaxiale ayant une impédance caractéristique de 50 Q, qui est dimensionnée pour 800 MHz et pour la puissance maximale transmissible à cette fréquence, a un diamètre du -conducteur extérieur d'environ 150 mm et un diamètre du conducteur intérieur de 63 mm. Le tronçon de couplage du coupleur directif a une longueur de X/4 = 93 mm. Avec ce rapport du diamètre du conducteur intérieur à la longueur du tronçon de couplage, il se produit inévitablement, dans le cas d'un coupleur directif du genre défini en préambule, pour les raisons évoquées, au niveau de la transition entre le conducteur intérieur de la ligne coaxiale et le conducteur & ruban disposé dans la région du tronçon de couplage, des distorsions de champ ou des non-uniformités de 10 champ qui détériorent le rapport directif et la réponse en fréquences du coupleur directif. Il existe aussi une autre difficulté, avec le coupleur directif connu, en ce qui concerne le réglage de l'atténuation de couplage par déplacement axial des tiges isolantes qui s'appliquent au milieu des conducteurs 15 à ruban, par le fait que celles-ci produisent une flexion des conducteurs à ruban, ce qui fait que ces derniers ne s'étendent plus parallèlement d'une extrémité à l'autre du tronçon de couplage. L'invention a pour but de réaliser un coupleur directif du 20 genre défini en préambule qui puisse être chargé avec la puissance maximale qui peut être transmise sur les lignes coaxiales connectées, sans qu'il faille s'accommoder de pertes en ce qui concerne l'effet directif et/ou la réponse en fréquences. Dans le coupleur directif du genre en question, ce but est atteint d'après l'invention par le fait que la largeur de chaque conducteur à ruban correspond à peu près & la différence des deux dimensions en coupe transversale de la chambre partielle correspondante du boîtier métallique et son épaisseur 30 est dimensionnée de telle manière que le périmètre de la section de chaque conducteur à ruban corresponde à peu près au périmètre du conducteur intérieur des connexions coaxiales, et par le fait que les conducteurs à ruban sont réalisés, dans la région comprise entre leurs points de Jonction au conducteur 35 intérieur de la connexion coaxiale correspondante et le tronçon de couplage, de telle manière qu'ils forment des segments de guide d'ondes à ruban homogènes, d'une longueur & peu près egale au diamètre intérieur du conducteur extérieur des connexions coaxiales. Cette forme de réalisation est basée sur l'adoption des deux mesures suivantes: - Pour diminuer les distorsions de champ qui se produisent inévitablement à la transition entre les conducteurs intérieurs des lignes coaxiales et les conducteurs à ruban concernés, des segments de guide d'ondes à ruban homogènes de longueur suffisante sont prévus respectivement en amont et en 0 aval du tronçon de couplage proprement dit; - Pour obtenir des transitions exactement définies avec le tronçon de couplage, les conducteurs à ruban sont réalisés sous forme aussi large que possible et aussi mince que possible, en tenant compte de la fréquence limite, de l'impédance caractéristique et de la puissance à transmettre, ce qui fait que les rayons de courbure au niveau des transitions peuvent être maintenus petits par rapport à la longueur d'onde. En même temps, par cette forme donnée au coupleur directif, on dispose de la possibilité, d'après un mode de réalisation préféré, de réaliser les conducteurs à ruban, dans la région du tronçon de couplage, avec une plus grande rigidité à la flexion que dans les segments qui se raccordent au tronçon de couplage. De cette manière, on peut parvenir, au moyen des tiges isolantes, à un déplacement largement parallèle des conducteurs à ruban dans le tronçon de couplage, comme cela est nécessaire pour le réglage de l'atténuation de couplage. En outre, la présente proposition rend aussi possible une diminution du facteur de réflexion, etc. par le fait que les 30 conducteurs à ruban des segments de guide d'ondes à ruban homogènes sont décalés parallèlement par rapport au plan médian de la partie correspondante du boîtier de métal, en direction de la paroi de séparation. En effet, par cette disposition, l'impédance caractéristique du coupleur directif se rapproche encore mieux de celle des lignes coaxiales, la mesure du décalage parallèle nécessaire pouvant être facilement déterminée par des essais. 4 2599191 Le coupleur directif selon l'invention est représenté sur les dessins sous forme simplifiée et schématique, dans un mode de realisation choisi à titre d'exemple. La fig. 1 est une vue en coupe longitudinale. La fig. 2 est une vue en coupe transversale, faite suivant -la ligne A-B de la fig. 1. La fig. 3 est une vue en coupe transversale, faite suivant la ligne C-D de la fig. 1. Le coupleur directif se compose d'un boîtier métallique 10 rectangulaire 1 ayant un rapport des côtés qui se situe de préférence dans la gamme comprise environ entre 1:2 et 1:3. Le boîtier métallique 1 est muni de quatre connexions de ligne coaxiale 2, qui sont ici disposées perpendiculairement à l'axe longitudinal du boîtier, mais qui pourraient être aussi bien 15 dans n'importe quelle autre position angulaire. Le boîtier métallique 1 est divisé par. une paroi de séparation 3, au milieu de laquelle se trouve une ouverture de couplage 4. Les conducteurs intérieurs 2a, 2b des connexions coaxiales 2 sont reliés, de chaque côté, par un conducteur à ruban 5a, 5b 20 respectivement. Les conducteurs à ruban 5a, 5b forment, avec les parties correspondantes du boîtier métallique 1 et la paroi de séparation 3, des guides d'ondes à ruban ayant une impédance caractéristique définie qui correspond à celle des lignes coaxiales raccordées. Dans la région de l'ouverture de -couplage 4, les conducteurs à ruban 5a, 5b sont rapprochés au voisinage l'un de l'autre par des coudes appropriés et ils s'étendent parallèlement. Cette région est le tronçon de couplage. Pour le réglage de l'atténuation de couplage, on utilise des tiges 30 isolantes 6a, 6b qui s'appliquent sur les conducteurs à ruban au milieu du tronçon de couplage et dont la distance peut être réglée par rotation des vis sans tête 7a, 7b. Chaque guide d'ondes à ruban se compose de trois segments, à savoir un segment médian 5a', 5b' et deux segments 5a", 5b" 35 de même nature, sa raccordant de part et d'autre au segment médian. En dehors du tronçon de couplage, les segments 5a", 5b" forment, en liaison avec les parois du boîtier métallique 1 ou la paroi métallique de séparation 3, des guides d'ondes à ruban 2 52599191 homogènes (cf. fig. 3), dont la longueur est à peu près égale au diamètre du conducteur extérieur des lignes coaxiales et qui sert a reduire les non-homogeneités de champ produites par la transition entre les conducteurs intérieurs 2b et les conducteurs a ruban. Pour parvenir à la possibilité de charge de puissance maximale, les conducteurs à ruban sont dimensionnes de telle manière que leur largeur soit à peu près egale au grand côte b du rectangle du boîtier 1, moins la longueur du petit côté a du rectangle de ce boîtier. Le perimetre de chaque conducteur à ruban est à peu près égal au perimetre du conducteur intérieur de la ligne coaxiale. L'épaisseur minimale des conducteurs & ruban est définie de cette manière. Toutefois, les conducteurs à ruban sont plus épais, dans leurs segments médians 5a', 5b', que dans les segments 5a", 5b", afin de parvenir à une plus grande rigidité à la flexion, ce qui fait que lors du réglage des tiges isolantes 6a, 6b, ces segments médians sont déplacés de façon largement parallèle l'un à l'autre, tandis que les segments des conducteurs à ruban situés à l'extérieur, qui ne participent pas au couplage, subissent une courbure élastique correspondante. En outre, comme on peut le voir en particulier sur la fig. 3, les segments 5a", - 5b" des conducteurs à ruban situés à l'extérieur sont décalés parallèlement dans une faible mesure par rapport au plan médian de la partie du boîtier métallique 1 qui constitue le conducteur extérieur du guide d'ondes à ruban concerné, en direction de la paroi de séparation 3, car on obtient ainsi une meilleure adaptation de l'impédance caractéristique des guides d'ondes à ruban à celle des lignes coaxiales. 6 2599191 REVENDICATIONS 1 Coupleur directif à 3 dB, se composant de deux conducteurs à ruban qui s'étendent parallèlement l'un & l'autre, relient chacun les conducteurs intérieurs de deux connexions coaxiales et sont couplés l'un à-l'autre sur leur côté plat, sur une 5 longueur d'environ X/4, par une ouverture de couplage (4) pratiquée dans une cloison (3) à l'intérieur d'un boîtier de métal de section rectangulaire qui sert de conducteur extérieur, l'atténuation de couplage pouvant être réglée au moyen de tiges isolantes (6à, 6b) qui s'appliquent sur les 10. conducteurs à ruban au milieu du tronçon de couplage, caractérisé en ce que la largeur de chaque conducteur à ruban (5a, 5b) correspond à peu près à la différence des deux dimensions en coupe transversale (a, b) de la chambre partielle correspondante du boîtier de métal (1) et son I5 épaisseur est dimensionnée de telle manière que le périmètre de la section de chaque conducteur à ruban (5a, 5b) corresponde à peu près au périmètre du conducteur intérieur (2a, 2b) des connexions coaxiales, et en ce que les conducteurs à ruban sont réalisés, dans la région comprise entre leurs points de 20 jonction au conducteur intérieur (2a, 2b) de la connexion coaxiale correspondante et le tronçon de couplage a2. Coupleur directif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les conducteurs à ruban (5a, 5b) sont réalisés, dans la region du tronçon de couplage, avec une plus grande rigidité & la flexion que dans les segments (5a", 5b") qui se raccordent au tronçon de couplage. 3. Coupleur directif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les conducteurs à ruban (5a", 5b") des segments de guide d'ondes à- ruban homogènes sont décalés parallèlement par rapport au plan de symétrie, parallèle & la cloison (3), -de la partie correspondante du boîtier de métal (1), en direction de la cloison (3).