Brevet FR2618262A1 — publié le 19890120

"FILTRE PASSE-HAUT POUR MICRO-ONDE". La présente invention a pour objet un filtre passe haut pour micro-ondes électroniques à interposer entre un guide d'onde d'entrée dimensionné pour transmettre des ondes dont la fréquence est supérieure à une valeur F1, et un guide d'onde de sortie dimensionné pour transmettre des ondes dont la fréquence est supérieure à une valeur F2, le dit filtre comportant des moyens de transmission pour transmettre un flux d'onde présent dans le guide d'entrée jusque dans le guide d'onde de sortie. Le domaine d'application de la présente invention est l'électronique hyperfréquence, notamment sous l'aspect guidage et transport des micro-ondes de faible puissance par guide d'onde. Divers types de filtres connus sont décrits par exemple à la page 388 du livre "Antennes micro-ondes" par Nhu BUI-HAI - Editeur Masson Paris 1978- Ces filtres présentent l'inconvénient de nécessiter des transitions géométriquement progressives entre diverses dimensions et/ou section de guide d'ondes, ces transitions sont industriellement difficiles à réaliser. La présente invention a pour but de réaliser un filtre simple et très compact, donc bon marché. A cet effet, selon la présente invention, un filtre est particulièrement remarquable en ce que les deux guides d'onde sont prolongés tels quels dans le filtre dans lequel les dites prolongations sont disposées de telle manière que leurs axes soient sensiblement orthogonaux à un même troisième axe qui les traverse successivement, et en ce que les dits moyens de transmission sont un brin conducteur plongé dans un milieu diélectrique le dit brin étant disposé d'une part le long du dit troisième axe et d'autre part entre les deux guides d'onde de telle sorte qu'il plonge respectivement dans les deux guides d'onde prolongés pour les connecter électriquement via une transition coaxiale. Ainsi du fait que le guide d'onde de sortie se comporte comme un filtre passe-haut, le dispositif selon l'invention qui constitue une double transition "coax-guide d'ondeH constitue un filtre. Ce filtre est beaucoup. plus compact que les filtres connus, de plus il est beaucoup plus facile à réaliser industriellement car il ne nécessite pas l'usinage d'une "géométrie variable" de transition. Dans un mode préféré, les guides d'onde d'entrée et de sortie sont mobiles l'un par rapport à l'autre en rotation autour du dit troisième axe. Dans certains cas, il est souhaitable que les guides d'onde d'entrée et de sortie aient les mêmes dimensions (F1=F2) et/ou soient alignés selon le même axe, dans ce but il est particulièrement remarquable que les dits moyens de transmission comportent en outre d'une part un guide d'onde intermédiaire dimensionné à la fréquence de coupure du filtre, et d'autre part, disposé similairement au brin conducteur pré-existant, un deuxième brin conducteur colinéaire avec un quatrième axe lequel axe est parallèle au dit troisième axe. Ainsi le seul guide d'onde intermédiaire assure le filtrage selon son propre dimensionnement. Cette disposition du filtre autorise encore la mobilité en rotation des guides d'onde d'entrée et de sortie. Dans un autre mode préféré, les dits moyens de transmission comportent en outre un deuxième guide d'onde intermédiaire disposé en symétrie du guide d'onde intermédiaire pré-existant, les dits deux guides d'onde intermédiaire n'ayant pas la même fréquence de coupure, et en ce que les dits deux brins conducteurs sont mobiles en translation respectivement le long de leurs axes entre deux positions, chacune des dites deux positions étant telle que le flux d'onde est transmis, et filtré, soit via le premier soit via le second des deux guides d'onde intermédiaires. Ainsi au moyen d'un simple, et facile à réaliser, mouvement de translation d'une pièce légère, le filtre passehaut peut filtrer à partir de deux fréquences, soit F3 soit F4 qui sont les fréquences des guides d'onde intermédiaires. Avantageusement, le mouvement de translation est motorisé ce qui permet la commande à distance. La description de divers modes de réalisation non limitatifs fera mieux comprendre d'autres avantages qui résultent de la présente invention. La figure 1 représente un filtre à deux guides d'onde selon l'invention. La figure 2 montre la possibilité d'articulation du filtre de la figure 1. La figure 3 représente un filtre avec un guide d'onde intermédiaire. Les figures 4a et 4b montrent un filtre avec deux fréquences de coupure. La figure 5 montre une variante du filtre de la figure 4. Sur la figure 1 on voit le guide d'onde d'entrée G1, pour la fréquence F1, et le guide d'onde de sortie G2 pour la fréquence F2; le filtre PF est connecté à ces deux guides d'onde, par exemple par des brides connues ainsi que symboliquement représentées. Le filtre PF est essentiellement constitué par la prolongation des deux guides d'onde selon les axes respectivement AG1 et AG2 disposés sensiblement orthogonalement à un même troisième axe AX; la transmission des ondes d'un guide vers l'autre est assurée par une double transition coaxiale ici réalisée par un brin conducteur BC, suivant l'axe AX, dont les deux extrémités Ail et A12 assurent chacune une transition coax-guide d'onde; bien entendu le brin conducteur BC est plongé dans un milieu diélectrique DI ici symboliquement représenté car ce type de transition est bien connu de l'homme du métier qui sait l'adapter électriquement pour que la transmission d'énergie soit totale ainsi que montré aux pages 380 et suivantes de l'ouvrage déjà cité; la particularité de l'invention réside dans la double transition autour d'un parcours coaxial de faible longueur; sur la figure 1 les deux guides d'onde sont situés adjacents mais ceci n'est pas une obligation; la forme des guides d'onde est indifférente car le filtre garde son efficacité avec des sections carrées, rectangulaires, circulaires, elliptiques, etc...; les deux guides d'onde n'ont pas nécessairement la même forme et, évidemment, encore moins la même dimension; ils peuvent etre, par exemple, conformes à la norme IEC R120 ou R140; le brin conducteur est en matériau approprié, tel que du cuivre ou autre, et de forme quelconque préférentiellement cylindrique. Sur la figure 2, le filtre est vu de l'extérieur, l'intérieur étant maintenant connu; le filtre comporte deux éléments PFI et PF2 constitués des prolongations des guides d'onde selon les axes AG1 et AG2; ces deux éléments sont connectés électriquement exactement comme dans la figure 1, mais maintenant ils sont mobiles l'un par rapport à l'autre en rotation autour de l'axe AX de telle sorte que l'angle A entre les axes AG1 et AG2 est variable; ainsi est constitué un filtre articulé entre deux guides d'onde. Sur la figure 3, un filtre similaire à celui de la figure 1 est représenté avec un guide d'onde d'entrée G1, un guide d'onde intermédiaire GI et un brin conducteur BC1, tous ces éléments coopérant de la même manière que dans la figure 1; le guide d'onde de sortie G2 est connecté via le brin conducteur BC2 au guide d'onde intermédiaire GI; c'est maintenant le guide d'onde intermédiaire qui, par son dimensionnement, fait office de filtre; de ce fait le guide d'onde de sortie G2 peut avoir une dimension quelconque et/ou être placé dans l'alignement du guide d'onde d'entrée. Au lieu d'un axe intermédiaire AX, il y a maintenant deux axes intermédiaires AX1 et AX2; ainsi, similairement à la figure 2, le guide d'onde d'entrée G1 peut avantageusement être monté mobile en rotation autour de l'axe AX1, et, de même, le guide d'onde de sortie G2 peut être monté mobile en rotation autour de l'axe AX2. Sur les figures 4a et 4b, le même principe de filtrage est encore mis en oeuvre, mais maintenant il y a deux guides d'onde intermédiaires Gîl et GI2; GI; et GI2 n'ont pas les mêmes dimensions intérieures et, de ce fait, ils n'ont pas la même fréquence de coupure par exemple respectivement F3 et F4; pour pouvoir choisir le filtrage désiré les brins conducteurs BC1 et BC2 sont mobiles en translation le long de l'axe respectivement AX1 et AX2; le mouvement est, de préférence, simultané au moyen d'un même tiroir double 2TI mais ceci n'est pas une obligation; dans la position représentée à la figure 4a, le filtrage s'effectue dans le guide d'onde intermédiaire GI2, fréquence F3, similairement à la figure 3; dans la position représentée à la figure 4b le tiroir 2TI a été translaté d'une distance D de telle sorte que maintenant le filtrage s'effectue dans le guide d'onde intermédiaire Gril, fréquence F4; sur les deux figures 4a et 4b le filtre à double fréquence commutable a un corps PFD monobloc, ceci n'est pas une obligation; de même les deux éléments du tiroir double peuvent ne pas etre solidaires ce qui permet alors de réaliser une fonction d'interruption en plus de la fonction de filtrage. La figure 5 montre une variante de la figure 4; cette variante consiste en ce que le tiroir 2TI2 comporte avantageusement quatre brins conducteurs BCiB, BC1A et BC2B, BC2A de telle sorte que la course 'd' du tiroir soit réduite: il est clair que 'd' est plus petit que 'D'; de plus, lorsqu'un brin est actif, par exemple BC1A sur la figure 5, l'autre brin BClB coopère avec le court-circuit CC pour constituer une charge dans le guide D1; pour ce faire il est nécessaire que l'axe AX1 soit distant du court-circuit CC d'une distance L égale environ au quart de la longueur d'onde guidée par D1. Pour ne pas alourdir la description, on a profité de la figure 5 pour montrer une variante dans laquelle le filtre est constitué de deux éléments de guide d'onde intermédiaires PFD1 et PFD2 associés au tiroir 2TI2 et aux guides d'onde AG1 et AG2; tous ces éléments sont mobiles en rotation respectivement autour des axes AX1 et/ou AX2; cette disposition est similaire à celle de la figure 2; il est encore possible, avec des moyens connus, comme par exemple un électroaimant, de motoriser le mouvement de translation du/des tiroir(s), ainsi le filtre peut etre télécommandé. Il est clair que les filtres réalisés selon l'invention sont plus faciles à réaliser industriellement que leS filtres connus; de plus, dans la version commutable et articulée, ils permettent des montages aisés de guides d'onde avec l'assemblage d'éléments simples et modulaires du type mécano. REVENDICATIONS 1. Filtre passe-haut pour micro-ondes électroniques à interposer entre un guide d'onde d'entrée dimensionné pour transmettre des ondes dont la fréquence est supérieure à une valeur F1, et un guide d'onde de sortie dimensionné pour transmettre des ondes dont la fréquence est supérieure à une valeur F2, le dit filtre comportant des moyens de transmission pour transmettre un flux d'onde présent dans le guide d'entrée jusque dans le guide d'onde de sortie, caractérisé en ce que, les deux guides d'onde sont prolongés tels quels dans le filtre dans lequel les dites prolongations sont disposées de telle manière que leurs axes soient sensiblement orthogonaux à un même troisième axe qui les traverse successivement, et en ce que les dits moyens de transmission sont un brin conducteur plongé dans un milieu diélectrique le dit brin étant disposé d'une part le long du dit troisième axe et d'autre part entre les deux guides d'onde de telle sorte qu'il plonge respectivement dans les deux guides d'onde prolongés pour les connecter électriquement via une transition coaxiale. 2. Filtre selon la revendication 1 caractérisé en ce que les guides d'onde d'entrée et de sortie sont mobiles l'un par rapport à l'autre en rotation autour du dit troisième axe. 3. Filtre selon la revendication 1 caractérisé en ce que les dits moyens de transmission comportent en outre d'une part un guide d'onde intermédiaire dimensionné à la fréquence de coupure du filtre, et d'autre part, disposé similairement au brin conducteur pré-existant un deuxième brin conducteur colinéaire avec un quatrième axe lequel axe est parallèle au dit troisième axe. 4. Filtre selon la revendication 3 caractérisé en ce que le guide d'onde d'entrée est mobile en rotation autour du dit troisième axe, et le guide d'onde de sortie est mobile en rotation autour du dit quatrième axe. 5. Filtre selon la revendication 3 caractérisé en ce que les dits moyens de transmission comportent en outre un deuxième guide d'onde intermédiaire disposé en symétrie du guide d'onde intermédiaire pré-existant, les dits deux guides d'onde intermédiaires n'ayant pas la même fréquence de coupure, et en ce que les dits deux brins conducteurs sont mobiles en translation respectivement le long de leurs axes entre deux positions, chacune des dites deux positions étant telle que le flux d'onde est transmis, et filtré, soit via le premier soit via le second des deux guides d'onde intermédiaires. 6. Filtre selon la revendication 5 caractérisé en ce que les guides d'onde d'entrée et de sortie sont mobiles en rotation conformément à la revendication 4. 7. Filtre selon la revendication 5 ou 6 caractérisé en ce que le mouvement des dits brins conducteurs est motorisé. 8. Filtre selon la revendication 5, 6 ou 7 caractérisé en ce que chaque brin conducteur est doublé d'un second brin conducteur situé dans son prolongement de telle sorte que la course de translation d'une position à l'autre est réduite.