Brevet FR2619253A1 — publié le 19890210

La présente invention concerne un dispositif pour le raccord de deux structures pour hyperfréquences, de type coaxial, mais de diamètres différents. On sait que les lignes coaxiales et leurs accessoires de branchement sont standardisés en dimensions. Ainsi, il est facile de réaliser le montage d'éléments appartenant au même standard dimensionnel. Cependant, il serait par- fois souhaitable de pouvoir réaliser des montages pour hyperfréquence comportant des éléments coaxiaux de diamè- tres différents, certains d'entre eux n'étant pas obliga- toirement standardisés. Par exemple, dans la demande de brevet déposée ce jour au nom de la Demanderesse pour "Procédé et dispositif pour l'estimation des caracté- ristiques électromagnétiques d'un matériau diélectrique ou magnétique", on décrit une ligne coaxiale rigide devant présenter un diamètre relativement important pour pouvoir contenir un échantillon significatif dudit maté- riau. Une telle ligne coaxiale peut présenter un diamètre de l'ordre de 50 mm. Par ailleurs, il est avantageux d'effectuer les branchements d'une telle ligne coaxiale de grand diamètre, au moyen de connexions de diamètre plus faible et standardisé, par exemple 7 mm. Aussi, l'objet de la présente invention est un dispo- sitif permettant de raccorder deux structures pour hyper- fréquences, coaxiales et de diamètres différents, sans perturbation de la propagation des ondes à hyperfré- quence. A cette fin, selon l'invention, le dispositif pour le raccord de deux structures pour hyperfréquences, coaxia- les et de diamètres différents, constituées chacune d'une ame centrale et d'une enveloppe périphérique, est remar- quable en ce qu'il présente lui-même une structure coaxiale rigide comportant une ame centrale en forme de tronc de cône, dont les bases circulaires ont des sec- tions respectivement identiques à celles des ames cen- trales desdites structures coaxiales à raccorder, ainsi qu'une enveloppe périphérique, dont la paroi interne est une surface tronconique, dont les bases circulaires ont des sections respectivement identiques aux sections in- ternes des enveloppes périphériques desdites structures coaxiales à raccorder, en ce que les petites bases des troncs de cône de ladite âme centrale et de ladite enve- loppe périphérique dudit raccord sont deux parallèles d'une première sphère centrée sur le sommet de la surface tronconique de ladite paroi interne et en ce que les grandes bases des troncs de cône de ladite âme centrale et de ladite enveloppe périphérique dudit raccord sont deux parallèles d'une seconde sphère concentrique à la première. La Demanderesse a en effet trouvé que si le disposi- tif de raccord satisfaisait aux conditions ci-dessus, la propagation des ondes électromagnétiques, d'une structure coaxiale à l'autre, s'effectuait dans des conditions optimales. De préférence, l'angle au sommet de ladite surface tronconique de la paroi interne de l'enveloppe périphéri- que dudit raccord est au plus égal à 15 . En effet, la transition entre les deux structures coaxiales est alors particulièrement progressive, de sorte que les ondes électromagnétiques subissent peu de perturbations. Avantageusement, le tronc de cône de l'âme centrale dudit dispositif est prolongé, de part et d'autre, par des portions d'âme cylindriques de sections respective- ment identiques à celles des ames desdites structures coaxiales à raccorder, tandis que ladite surface tron- conique interne de ladite enveloppe périphérique dudit dispositif est prolongée, de part et d'autre, par des surfaces cylindriques, dont les sections sont respecti- vement identiques aux sections internes des enveloppes desdites structures à raccorder. Dans un mode de réalisation avantageux du dispositif selon l'invention, l'âme centrale dudit dispositif de raccord est solidarisée de l'enveloppe par l'intermédiai- re d'entretoises annulaires. Dans ce cas, il est avanta- geux que ces entretoises soient disposées entre les pro- longements cylindriques de ladite aâme et de ladite enve- loppe périphérique. Au moins l'une de ces entretoises peut être logée, à ses périphéries interne et/ou externe, dans des gorges en regard, respectivement pratiquées dans ladite âme et/ou dans ladite enveloppe périphérique. Il est alors avantageux qu'une telle entretoise soit dispo- sée au voisinage d'une extrémité dudit dispositif de raccord, que ladite gorge soit délimitée entre une face de ladite enveloppe périphérique et un embout susceptible d'être assemblé audit corps et que ladite Ame soit réali- sée en au moins deux parties solidarisables. Les figures du dessin annexé feront bien comprendre comment l'invention peut être réalisée. Sur ces figures, des références identiques désignent des éléments identi- ques. La figure 1 est une vue schématique, en coupe axiale, illustrant le raccord conforme à la présente invention. La figure 2 montre, également en coupe axiale, un mode de réalisation du raccord conforme à la présente invention. Le raccord 1, illustré schématiquement sur la figure 1, est destiné à raccorder deux structures coaxiales pour hyperfréquence, par exemple des lignes 2 et 3, de diamè- tres différents. La ligne coaxiale 2, de plus petit diamètre, comporte une âme cylindrique centrale 4, de diamètre dl, et une enveloppe cylindrique périphérique 5, de diamètre interne Dl. De même, la ligne coaxiale 3, de plus grand diamètre, comporte une âme cylindrique centrale 6, de diamètre d2, et une enveloppe cylindrique périphérique 7, de diamètre interne D2. Les liaisons électriques et mécaniques du raccord 1 avec respectivement les lignes coaxiales 2 et 3 sont supposés être réalisées dans des plans Pl et P2, & l'aide de moyens non représentés, pouvant présenter toute struc- ture connue. Le raccord i présente également une structure coaxia- le, avec une âme centrale 8 et une enveloppe périphérique 9. Lorsque ledit raccord 1 réunit les lignes coaxiales 2 et 3, ces trois éléments sont coaxiaux, au moins au voi- sinage dudit raccord 1. Des entretoises annulaires 11 solidarisent l'âme 8 de l'enveloppe 9. L'âme centrale 8 du raccord 1 présente une partie tronconique 8a dont les diamètres de ses bases d'extrémi- té 12 et 13 sont respectivement égaux à dl et d2. Cette partie tronconique 8a est prolongée, vers la ligne coaxiale 2, par une partie d'extrémité cylindrique 8b, de diamètre égale à dl, destinée à se raccorder à li&me 2 et, vers la ligne coaxiale 3, par une partie d'extrémité cylindrique 8c, de diamètre égal à d2, destinée à se raccorder à l'âme 6. L'enveloppe périphérique 9 du raccord 1 présente éga- lement une partie tronconique 9a, prolongée de part et d'autre par des parties 9b et 9c, respectivement desti- nées à être reliées aux enveloppes périphériques 5 et 7. La paroi interne 10 de la partie tronconique 9a de l'en- veloppe 9 est une surface tronconique et son angle au sommet A est au plus égal à 15 . Puisque la disposition du raccord est coaxiale, le sommet B de la surface conique 10 se trouve sur l'axe dudit raccord 1. Les diamètres des bases 14 et 15 de la paroi interne 10 sont respectivement égaux à D2 et D1. Selon la particularité essentielle de la présente invention, les petites bases 13 et 15, respectivement de la partie d'âme 8a et de la paroi interne 10, sont des parallèles d'une première sphère C1 centrée en B, tandis que les grandes bases 12 et 14, respectivement de ladite partie d'âme 8a et de ladite paroi interne 10, sont des parallèles d'une seconde sphère C2, également centrée en B. A ces conditions, une onde électromagnétique passe avec un minimum de perturbations de la ligne 2 à la ligne 3, et vice-versa. Comme on peut le voir, les entretoises 11 solidari- sant l'âme 8 de l'enveloppe périphérique 9 se trouvent en regard des parties cylindriques 8b, 9b et 8c, 9c de celles-ci et sont engagées dans des gorges lla, llb pra- tiquées dans la surface desdites parties. Sur la figure 2, on a représenté un mode de réalisa- tion pratique du dispositif de raccord selon l'invention. Dans ce mode de réalisation, on prévoit des moyens de liaison par vissage 16 et 17, destinés respectivement & relier mécaniquement et électriquement le dispositif de raccord 1 à la ligne, ou structure, 2 (non représentée) et à la ligne, ou structure 3. Les moyens de liaison 16 sont formés par un embout vissé constituant de plus la partie cylindrique 9b de l'enveloppe 9, et destiné à relier l'âme 8 à l'ame 4 et l'enveloppe 9 à l'enveloppe 5. Les moyens de liaison 17 comportent un écrou prisonnier permettant de presser les extrémités correspondantes des &mes 8 et 6 et des enve- loppes 7 et 9, l'une contre l'autre. Pour établir le contact électrique entre lesdites &mes ou lesdites enve- loppes, réciproquement, il est possible d'utiliser des joints conducteurs connus, ou bien le système décrit dans la demande de brevet français déposée ce jour au nom de la Demanderesse pour "Système de liaison à joint pour éléments travaillant en hyperfréquence". La partie cylindrique 9c est formée en partie par une bague 20 solidarisée par vissage de la partie conique 9a. L'entretoise 11, disposée du côté du plus petit dia- mètre est disposée dans une gorge de la partie 8b, mais est enfoncée à force dans la partie cylindrique 9b. L'en- tretoise 11, disposée du côté du grand diamètre, est disposée dans une telle gorge de la partie 8c et dans une gorge de la partie 9c. A cet effet, la partie 8c est constituée de deux parties assemblables par une vis 18, tandis que la partie cylindrique 9c comporte, en plus de la plaque 20, un embout vissable 21, de sorte que l'en- tretoise 11 peut être pressée entre la bague 20 et l'embout 21. Des moyens de guidage et de centrage 19 sont associés aux moyens de liaison 17. REVENDICATIONS i - Dispositif pour le raccord de deux structures pour hyperfréquences, coaxiales (2, 3) et de diamètres diffé- rents, constituées chacune d'une Ame centrale (4, 6) et d'une enveloppe périphérique (5, 7), caractérisé en ce qu'il présente lui-même une structure coaxiale rigide comportant une âme centrale (8) en forme de tronc de cône, dont les bases circulaires (12, 13) ont des sections respectivement identiques à celles des Ames centrales desdites structures coaxiales à raccorder, ainsi qu'une enveloppe périphérique (9), dont la paroi interne (10) est une surface tronconique, dont les bases circulaires (14, 15) ont des sections respectivement identiques aux sections internes des enveloppes périphé- riques desdites structures coaxiales à raccorder, en ce que les petites bases (13, 15) des troncs de cône de ladite âme centrale et de ladite enveloppe périphérique dudit raccord sont deux parallèles d'une première sphère (Cl) centrée sur le sommet (B) de la surface tronconique de ladite paroi interne et en ce que les grandes bases (12, 14) des troncs de cône de ladite âme centrale et de ladite enveloppe périphérique dudit raccord sont deux parallèles d'une seconde sphère (C2) concentrique & la première. 2 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'angle au sommet de ladite surface tronconique de la paroi interne de l'enveloppe périphéri- que dudit raccord est au plus égal à 15 . 3 - Dispositif selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le tronc de cône de l'âme centrale dudit dispositif est prolongé, de part et d'autre, par des portions d'âme cylindriques (8b, 8c) de sections res- pectivement identiques & celles des ames desdites struc- tures coaxiales à raccorder, tandis que ladite surface tronconique interne de ladite enveloppe périphérique dudit dispositif est prolongée, de part et d'autre, par des surfaces cylindriques (9b, 9c), dont les sections sont respectivement identiques aux sections internes des enveloppes desdites structures à raccorder. 4 -Dispositif selon les revendications i à 3, caractérisé en ce que l'âme centrale dudit dispositif de raccord est solidarisée de l'enveloppe par l'intermédiai- re d'entretoises annulaires (11). - Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que lesdites entretoises sont disposées entre les prolongements cylindriques de ladite Ane et de ladite enveloppe périphérique. 6 - Dispositif selon les revendications 4 et 5, caractérisé en ce qu'au moins l'une de ces entretoises peut être logée, à ses périphéries interne et/ou externe, dans des gorges en regard, respectivement pratiquées dans ladite Ame et/ou dans ladite enveloppe périphérique. 7 - Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que ladite entretoise est disposée au voisinage d'une extrémité dudit dispositif de raccord, en ce que ladite gorge est délimitée entre une face de ladite enveloppe périphérique et un embout susceptible d'être assemblé audit corps et en ce que ladite âne est réalisée en au moins deux parties solidarisables.