Brevet FR2618261A1 — publié le 19890120

1COMMUTATEUR MICRO-ONDE ET APPLICATIONS". La présente invention a pour objet un coflutateur iicro-onde comportant une pièce mobile de transition pouvant prendre alternativement deux positions de commutation pour commuter des ondes'entre un guide d'onde principal et, alternativement, l'un ou l'autre parmi deux guides d'onde secondaires. La présente invention a aussi pour objet l'association d'un tel commutateur avec un séparateur de modes comportant une entrée et deux sorties, l'ensemble constituant un extracteur de mode simple et motorisable colportant une seule entrée et une seule sortie. D'autres applications du commutateur sont aussi prévues; le domaine d'application préférentiel d'un tel dispositif est l'électronique hyperfréquence de faible puissance, notamment les antennes de réception directe de satellite de télévision; dans ce cas l'extracteur de mode sera avantageusement associé avec au moins un convertisseur de fréquence pour constituer, par exemple, la tête hyperfréquence d'une antenne parabolique. La présente invention a pour but de réaliser un commutateur simple et très compact, donc bon marché. Un tel commutateur est particulièrement remarquable en ce que les dits trois guides d'onde sont disposés de telle sorte qu'un itie axe diélectrique les traverse orthogonalement, chaque guide d'onde étant terminé par un court-circuit, en ce que les dits deux guides d'onde secondaires sont disposés de part et d'autre du dit guide d'onde principal et en ce que la dite pièce mobile de transition est un brin conducteur coaxial disposé dans le dit axe diélectrique, le passage d'une position de commutation à l'autre s'effectuant par un mouvement de translation du dit brin conducteur le long du dit axe diélectrique. Ainsi la commutation s'effectue par une simple translation d'une pièce légère et facile à guider. Pour limiter l'amplitude du mouvement de translation, il est particulièrement intéressant que la dite pièce mobile comporte en outre un deuxième brin conducteur disposé dans le prolongement du premier brin conducteur de telle sorte que d'une part la course du mouvement de translation est réduite et d'autre part lorsqu'un des deux brins sert de transition coaxiale pour un guide d'onde secondaire, l'autre brin sert de charge dans l'autre guide d'onde secondaire. La description de divers modes de réalisation non limitatifs fera mieux comprendre d'autres avantages qui résultent de la présente invention. La figure 1 comporte une vue la et une vue lb du commutateur avec les deux positions de commutation. La figure 2 représente une amélioration du commutateur. La figure 3 représente un exemple de commutateur motorisé. Les figures 4, 5 et 6 représentent des applications du commutateur. Sur la figure la, on voit les deux guides d'ondes secondaires El et E2 et le guide d'onde principal S. La disposition représentée est symétrique autour de S mais ceci n'est pas une obligation. La forme des guides d'ondes correspond par exemple à des dimensions connues de la norme IEC R120 ou R140 mais ceci n'est pas non plus une obligation. Les trois guides d'onde peuvent avoir n'importe quelle forme rectangulaire, carrée, cylindrique, elliptique,...; la forme de chacun n'est pas nécessairement identique aux deux autres. Les trois guides d'onde sont impérativement traversés à peu près orthogonalement par un meme axe diélectrique (AX) dans lequel coulisse axialement un brin conducteur (BC). Sur les figures la et lb un tiroir (TI) support du brin conducteur est mis en évidence pour bien montrer le fonctionnement du commutateur. Le tiroir TI peut coulisser le long de l'axe AX, il a, par exemple, la forme d'un barreau rectangulaire ou, de préférence, cylindrique en matière diélectrique de préférence du téflon, dans laquelle est noyé axialement le brin conducteur (BC); ainsi dans la position de la figure la le brin (BC) est sensiblement positionné entre les axes des guides d'onde E2 et S, une telle disposition a pour effet que le brin (BC) prélève par son côté Ali l'onde présente dans E2 et la réémet par son côté A12 dans la sortie S; il n'y a pas de transition entre El et S. Ainsi dans la position de la figure la seule l'onde E2 est présente dans le guide d'onde de sortie S. Symétriquement, dans la position de la figure lb où le tiroir TI a été translaté d'une distance 'D', seule l'onde El est présente dans le guide d'onde de sortie S car ce sont maintenant les extrémités A12 dans El, et All dans S qui jouent le rôle d'antenne. Diverses variantes d'implémentation sont possibles; en effet le mode de fonctionnement n impose ni la symétrie qui est représentée, ni le parallèlisme des axes des guides d'onde El, E2 et S; il suffit que ces axes soient sensiblement perpendiculaires à l'axe (AX) du tiroir; par exemple chaque guide d'onde peut etre mobile en rotation autour de l'axe AX sans perturber le fonctionnement du commutateur. Sur les figures 2a et 2b les deux positions de commutation d'un commutateur amélioré sont représentées; l'amé- lioration consiste à disposer deux brins conducteurs au lieu d'un de sorte que la course du tiroir 'd' est nettement plus faible que la course 'D' de la figure 1; le principe de fonctionnement reste le même : chaque brin est alternativement conducteur pendant que l'autre est inactif. Dans tous les cas certaines positions sont préférentielles conformément aux connaissances de l'homme du métier; par exemple pour le guide d'onde E2 de la figure 2a qui aboutit au court-circuit CC, il est préférable que la distance 'L' qui sépare le brin conducteur AX du court-circuit CC soit égale environ au quart de la longueur d'onde guidée; de même, en position commutée, il est préférable que le brin conducteur actif plonge dans le guide d'onde d'une longueur sensiblement égale à la moitié (H) de la dimension intérieure (2H) du guide; ces deux préférences sont évidemment valables pour tous les guides d'onde comportant une transition guide/coaxial ce qui est le cas du dispositif de commutation conforme à l'invention. Sur la figure 3, un électro-aimant (EA) est succinctement représenté pour montrer que le mouvement du tiroir de commutation (TI) peut être motorisé; du fait que le tiroir peut tourner autour de son axe AX, on peut aussi procéder par vissage du tiroir en disposant un écrou adéquat (non représenté), dans ce cas la motorisation peut être réalisée par un moteur tournant muni ou non d'un réducteur; ces variantes, ou d'autres, sont aisément réalisables par l'homme du métier. Sur la figure 4, le commutateur déjà décrit est représenté; il est associé à un séparateur de mode SN connu qui comporte une entrée E et deux sorties El et E2. L'association ainsi réalisée fournit un selecteur-comnutateur de mode à une entrée (E) et une sortie (S) particulièrement simple, compact, et motorisable. La sortie (S) peut être, par exemple, connectée à un convertisseur de fréquence non représenté; l'ensemble ainsi constitué convient pour une tête de réception pour la réception d'émission de télévision, notamment réception directe de satellite. Sur la figure 5, deux convertisseurs de fréquence CF1 et CF2 sont symboliquement représentés; si CF1 et CF2 traitent des bandes de fréquence différentes, l'ensemble constitue alors un commutateur de bande motorisable. Sur la figure 6, les possibilités de la figure 4 et de la figure 5 ont été combinées de telle sorte que un premier commutateur (TIP) assure la sélection du mode choisi alors que le deuxième commutateur (TIF) assure l'aiguillage du mode choisi vers le convertisseur de fréquence choisi. Cet ensemble extrêmement compact est, par exemple, avantageusement utilisé, motorisé ou non, dans une antenne de réception de télévision par satellite. Dans tous les cas, le tiroir est préférentiellement cylindrique muni de deux brins centraux cylindriques nais d'autres formes conviendraient également. Les matériaux utilisables pour les guides d'onde et les brins conducteurs sont bien connus de l'homme du métier; le diélectrique du tiroir est de préférence du téflon Mis il peut aussi être liquide, ou gazeux, ou vide sous réserve de guider convenablement la translation et le positionnement des brins conducteurs, par exemple par un fil de maintien. REVENDICATIONS 1. Commutateur micro-onde comportant une pièce mobile de transition pouvant prendre alternativement deux positions de commutation pour commuter des ondes entre un guide d'onde principal et, alternativement, l'un ou l'autre parmi deux guides d'onde secondaires, caractérisé en ce que les dits trois guides d'onde sont disposés de telle sorte que un même axe diélectrique les traverse orthogonalement, chaque guide d'onde étant terminé par un court-circuit, en ce que les dits deux guides d'onde secondaires sont disposés de part et d'autre du dit guide d'onde principal et en ce que la dite pièce mobile de transition est un brin conducteur coaxial disposé dans le dit axe diélectrique, le passage d'une position de commutation à l'autre s'effectuant par un mouvement de translation du dit brin conducteur le long du dit axe diélectrique. 2. Commutateur micro-onde selon la revendication 1 caractérisé en ce que la dite pièce mobile comporte en outre un deuxième brin conducteur disposé dans le prolongement du premier brin conducteur de telle sorte que d'une part la course du mouvement de translation est réduite et d'autre part lorsqu'un des deux brins sert de transition coaxiale pour un guide d'onde secondaire, l'autre brin sert de charge dans l'autre guide d'onde secondaire. 3. Commutateur micro-onde selon la revendication 1 ou 2 caractérisé en ce que le mouvement de translation est motorisé. 4. Application d'un commutateur micro-onde selon l'une quelconque des revendications précédentes pour, en association avec un sélecteur de mode,-constituer un extracteur de mode commutable comportant une seule entrée et une seule sortie. 5. Application d'un extracteur de mode selon la revendication 4 pour, en association avec un convertisseur de fréquence, constituer une tete de réception hyperfréquence, no tatouent pour antenne de télévision directe. 6. Application d'un extracteur de mode selon la revendication 4 pour, en association avec un deuxième commutateur selon l'une quelconque des revendications 1 à 3 et deux convertisseurs de fréquence, constituer une tête de réception hyperfréquence, notamment pour antenne de télévision directe.