Brevet FR2642904A1 — publié le 19900810

DISPOSITIF APTE A REALISER UN COUPLAGE ENTRE UN GUIDE D'ONDES ET UN APPAREIL DE MESURE, AINSI QU'A CONSTITUER UNE CHARGE DE PUISSANCE EN HYPERFREQUENCES La présente invention se rapporte 9 un dispositif apte à réaliser un couplage entre un guide d'ondes et un appareil de mesure, ainsi qu a constituer une charge de puissance en hyperfréquences, ci-apres dénommé "dispositif de couplage et charge de puissance". La figure 1 jointe montre schématiquement un exemple d'utilisation d'un tel dispositif. I1 s'agit en l'espèce d'un appareil d'émission en hyperfréquences qui utilise deux amplificateurs de puissance hyperfréquences 1, 2 en redondance dite "chaude". Ces deux amplificateurs, qui sont par exemple des Tubes à Ondes rogressives, sont constamment sous tension (d'ou L'expression "redondance chaude"). L'onde hyperfréquences à amplifier est constamment appliquée simultanément à l'entrée 3 de l'amplificateur 1 et à l'entrée 4 de L'amplificateur 2.Les sorties 5 et 6 de ces deux amplificateurs 1, 2 sont soit respectivement reliées à la sortie 7 du dispositif et à un dispositif 9 de couplage et charge de puissance, lorsqu'un commutateur hyperfréquences 8 assure les liaisons figurées en traits pleins, soit respectivement reliées au dispositif 9 et a la sortie 7 de signal amplifié, lorsque ce meme commutateur, après avoir dans cette représentation symbolique tourné de 90 degrés, assure les liaisons figurées en pointillés. En fonctionnement normal, c'est l'amplificateur 1 qui est commuté sur la sortie 7. L'amplificateur 2, qui est constamment sous tension, est gardé en réserve de façon à être rapidement commuté sur la sortie 7 en cas de défaillance de l'amplificateur 1. Il est cependant indispensable de tester pratiquement en permanence le bon fonctionnement de l'amplificateur de réserve 2, ce qui explique la présence du dispositif 9 précité, qui assure aussi bien le couplage d'une faible partie de l'onde émise avec un appareil de mesure 10 que l'adaptation de puissance par la charge de puissance qu'il contient Les dispositifs 9 (de coWplage-test et de charge de puissance) actuellement connus utilisent deux éléments hyperfréquences mis bout à bout : un coupleur en guides d'onde li et une charge de puissance 12. Le coupleur Il utilise un guide d'ondes auxiliaire qui est couplé au guide principal par un couplage classique à un ou deux trous de BETHE. Il s'agit d'un coupleur directif, par lequel seule l'onde directe est émise (l'onde rétrograde étant soit inexistante, soit totalement absorbée). Le couplage final avec l'appareil de mesure 10 est réalisé par une transition guide-coaxial placée sur le guide d'ondes auxiliaire précité et captant l'onde directe transmise par ce dernier. I1 est nécessaire que ie dispositif 9 soit adapté, c'est-à-dire qu'il n'y a.t pratiquement pas d'onde réfléchie, ce qui explique la présence indispensable de la charge de puissance 12. Cette dernière est réalisée de façon classique, préférentiellement au moyen d'une ou plusieurs charges absorbantes constituées chacune en "parallélépipède progressif", de façon à réaliser une absorption progressive, et répartie tout le long Su matériau absorbant. de la puissance présente dans le guide principal. Ces dispositifs classiques de couplage et charge de puissance ont pour inconvénients d'être onéreux et encombrants, du fait qu'ils utilisent deux éléments, relativement complexes à réaliser et à mettre au point, placés bout à bout. L'invention vise à remédier à ces inconvénients. Elle se rapporte à cet effet à un dispositif apte à réaliser un couplage entre un guide d'ondes et un appareil de mesure, ainsi qu'à constituer une charge de puissance en hyperfréquences, ce dispositif étant composé d'un tronçon de guide d'ondes qui contient un matériau absorbant, afin de réaliser, de manière adaptée, la dite charge de puissance, ce tronçon de guide d'ondes étant par ailleurs pourvu d'au moins un dispositif de couplage coaxial par sonde, ce dispositif de couplage coaxial étant placé sur une des parois de ce tronçon de guide de manière à prélever une partie de l'onde incidente. De toute façon, l'invention sera bien comprise, et ses avantages et autres caractéristiques ressortiront, lors de la description suivante d'un exemple non limitatif de réalisation de ce dispositif de couplage et charge de puissance, en référence au dessin schématique annexé dans lequel - Figure 2 est une coupe verticale et longitudinale de ce dispositif ; - Figure 3 est une vue de dessus du dispositif de la figure 2 ; et - Figure 4 est une vue en coupe transversale, selon la direction IV - IV de la figure 2. En se reportant à l'ensemble des figures 2 à 4, ce dispositif comporte un tronçon de guide d'onde 13, qui se termine par un plan transversal de court-circuit 14, et dont l'entrée comporte un guide de transition 15 et une bride de fixation 16. Les guides 13 et 15 sont à section rectangulaire, et le guide 13 est pourvu d'ailettes de refroidissement 17. Dans le guide 13 sont coincées, dans des rainures longitudinales 18 prévues à cet effet, deux charges absorbantes hyperfréquences 31, 32, dont la section va classiquement en croissant de l'amont vers l'aval. Les deux guides contigus 15 et 13 sont eux mêmes constitués de deux parties séparés 20 et 21, la partie 21 constituant une plaque inférieure de fermeture. Tout cet ensemble constitue une charge de puissance adaptée, de sorte qu'il n'y a pratiquement pas d'onde réfléchie vers l'entrée. Conformément à l'invention, un petit orifice 22 est pratiqué dans la face supérieure du guide 15, dans le plan longitudinal médian de cette face. Le trou 22 livre passage à une petite sonde coaxiale 23, qui constitue l'amie centrale d'une transition guide-coaxial 24, fixée & l'endroit du perçage 22, sur la face supérieure du guide 15. Cette sonde coaxiale 23 permet le prélèvement d'une faible partie de l'onde hyperfréquences incidente, pour l'acheminer, à l'aide d'un cable coaxial 25, par exemple vers un milliwattmètre, ce prélèvement s'effectuant aussi parfaitement qu'avec les coupleurs directifs de la technique antérieure, compte-tenu du fait que ce dispositif n'engendre aucune onde réfléchie. Il n'est pas nécessaire que cette sonde avec transition guide-coaxial soit placée sur le guide de transition 15 : elle pourrait tout aussi bien être placée un peu plus en aval, à l'entrée du guide 13. Bien que ce positionnement de la sonde coaxiale de prélèvement au niveau de l'entrée du dispositif soit préférentielle, il va de soi que cette sonde de prélèvement pourrait aussi bien être placée en un autre endroit de l'ensemble 15-13 à a titre illustratif, il a été indiqué en pointillés sur la figure 3 une autre transition guide-coaxial, avec sonde, qui serait placée toujours sur la ligne médiane longitudinale de la grande face supérieure du guide 13, mais à l'arrière de celuici, à une distance du plan extrême de court-circuit 14 préférentiellement voisine du quart de la longueur d'onde dans le guide pour prelever le maximum de champ électrique. Les sondes coaxiales associées aux transitions 24 et 26 sont disposées pour prélever une partie du champ électrique. Il est aussi possible de prélever une partie du champ magnétique en plaçant par exemple une boucle de prélèvement en un endroit ou ce champ magnétique est maximal. A ce sujet, les figures 2 et 3 montrent une réalisation de ce type, la boucle précitée étant constituée d'une part par une sonde 27 qui constitue l'âme d'une transition guide-coaxial 28 identique aux précédentes mais placée sur le plan transversal extrême de fermeture 14, et d'autre- part par une vis de réglage 29 traversant la face supérieure du guide 13, orthogonalement à la sonde 27 de façon å former avec cette dernière une boucle 30 de couplage magnétique, positionnée dans le plan médian vertical et longitudinal du dispositif. Comme il va de soi, l'invention n'est pas limitée à l'exemple de réalisation qui vient d'être décrit. C'est ainsi par exemple que l'on pourrait prévoir de placer une diode de detection sur les transitions guide-coaxial précitées, afin d'effectuer un prélèvement de la tension détectee par cette diode. REVENDICATIONS 1 - Dispositif apte à réaliser un couplage entre un guide d'ondes et un appareil de mesure, ainsi qu'à constituer une charge de puissance en hyperfréquences, caractérisé en ce qu'il est composé d'un tronçon de guide d'onde (15,13) qui contient un matériau absorbant (31,32) afin de réaliser, de manière adaptée, ladite charge de puissance, ce tronçon de guide d'ondes (15,13j étant par ailleurs pourvu d'au moins un dispositif de couplage coaxial (24,26,28) par sonde (23,27-29) et ce dispositif de couplage coaxial étant placé sur une des parois de ce tronçon de guide de manière à prélever une partie de l'onde incidente. 2 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que ce dispositif de couplage coaxial (24) est placé à l'entrée de ce tronçon de guide. 3 - Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que ce dispositif de couplage coaxial (24) est placé sur la transition d'entrée (15) de ce tronçon de guide. 4 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que ce dispositif de couplage coaxial (28) est placé sur le plan transversal extrême de fermeture (14) de ce tronçon de guide, et en ce que la sonde de prélèvement est constituée par une boucle (30). 5 - Dispositif selon ltune des revendication 1 à 4, caractérisé en ce que le dispositif de couplage- coaxial (24,26,28) comporte une diode de détection.