Brevet FR2646299A3 — publié le 19901026

FR 2646299 A3 19901026 FR 9005122 A 19900423 Module de dXcouplave pour la cavité d'un amplificateur de puissance à ondes ultra-courtes L'invention concerne le domaine des amplificateurs de puissance d'étages de sortie d'émetteurs et a trait à l'agencement d'un module de découplage pour la cavité d'un amplificateur de puissance à ondes ultra-courtes, un circuit d'affaiblissement étant associé à ce module de découplage. La plupart du temps, les modules de découplage prévus pour la cavité d'un amplificateur de puissance à ondes ultra-courtes sont équipés d'un système de découplage inductif. Cependant, il est également connu de réaliser le découplage de façon capacitive, auquel cas le circuit d'entrée du tube amplificateur est formé par un filtre pi possédant une inductance variable située dans la branche longitudinale et des capacités situées dans les deux branches transversales. Dans ce cas, la capacité de sortie du filtre pi est subdivisée en une capacité partielle fixe et une capacité partielle variable, la capacité partielle variable ayant la forme d'un condensateur cylindrique comportant une électrode extérieure tubulaire fixe et une électrode intérieure réalisée en forme de pot, déplaçable axialement, et les deux capacités partielles sont disposées dans un embout tubulaire formant bol- tier. Le couplage de la ligne coaxiale de la sortie de l'amplificateur est réalisé au niveau de la partie variable de la capacité de sortie du filtre pi. L'utilisation d'un filtre pi dans le circuit de sortie des tubes de l'amplificateur et le découplage capacitif, réalisé en liaison avec ce système présentent, par rapport au découplage inductif utilisé la plupart du temps, l'avantage consistant en ce que, dans la plage des fréquences correspondant aux ondes ultra-courtes, on obtient une transformation d'impédance, indépendante de la fréquence C'est pourquoi, la capacité de sortie du filtre pi doit être modifiée uniquement dans le cas d'une adaptation erronée de la résistance de charge. Dans le module de découplage capacitif, il apparait en général des résonances indésirables qui sont situées dans la plage des fréquences d'un harmonique de la fréquence d'émission et qui conduisent éventuellement à une destruction du condensateur de découplage variable. L'invention a pour but d'intégrer, dans un module de découplage du type décrit, un circuit d'affaiblissement de constitution simple servant à amortir des résonances indésirables. A partir d'un module de découplage présentant les caractéristiques du préambule de la revendication 1, il est prévu, pour résoudre ce problème, de brancher électriquement, en parallèle avec le condensateur cylindrique du filtre pi, un circuit d'affaiblissement constitué par une résistance d'affaiblissement en parallèle avec laquelle est branché un circuit oscillant série; l'inductance du circuit oscillant série est constitué par un barreau métallique, qui est situé sur l'axe du condensateur cylindrique et qui est fixé par une de ses extrémités au fond de l'électrode intérieure réalisée en forme de pot, tandis qu'à l'autre extrémité du barreau métallique est disposée, coaxialement par rapport à l'axe du condensateur cylindrique, la capacité du circuit oscillant série, réalisé sous la forme d'un condensateur en forme de disque, dont l'électrode supérieure est en contact avec le barreau métallique et prend appui, conjointement avec l'élec- trode inférieure, sur le barreau métallique, par l'interme- diaire d'un corps isolant; il est en outre prévu que la ré sistance d'affaiblissement soit disposée concentriquement par rapport à l'inductance du circuit oscillant série et est reliée électriquement, d'uné part, au fond de l'électrode intérieur du condensateur cylindrique, et, d'autre part, à l'électrode inférieure du condensateur en forme de disque, et que pour l'accouplement capacitif du circuit d'affaiblissement à l'électrode extérieure de la capacité partielle variable, l'électrode inférieure du condensateur en forme de disque est pourvue d'une enveloppe cylindrique creuse. L'invention prévoit par conséquent essentiellement une disposition à symétrie axiale d'un circuit d'affaiblissement à l'intérieur d'un condensateur variable de découplage, auquel cas, en raison du montage coaxial du circuit oscillant série et du montage concentrique de la résistance d'affaiblissement, à l'affaiblissement désiré de la résonance est associée une distribution de la température, uniforme sur le pourtour de la résistance d'affaiblissement. A cet effet, de préférence, la résistance d'affaiblissement possède une forme tubulaire ou est constituée par une multiplicité de résistances individuelles branchées en parallèle.Pour l'établissement d'un contact sûr avec la résistance d'affaiblissement, il est recommandé que le pied de la résistance d'affaiblissement prenne appui sur un capuchon de contact au niveau du fond de l'électrode intérieure du condensateur cylindrique variable. Par ailleurs, on obtient un agencement compact du module de découplage lorsque le boiter tubulaire forme l'électrode extérieure de la capacité partielle fixe du filtre pi et possède un élément tubulaire radial en dérivation, qui forme le conducteur extérieur de la ligne coaxiale de la sortie de l'amplificateur. Dans le même but, il est recommandé que l'électrode intérieure de la capacité partielle fixe soit réalisée d'un seul tenant avec l'électrode extérieure de la capacité partielle variable. Un exemple de réalisation du nouveau module de découplage est représenté sur les figures 1 et 2. La figure I représente le circuit électrique du module de découplage et la figure 2 représente, sous la forme d'une demi-coupe, l'agencement d'un exemple de réalisation de ce module. La figure 1 représente la cavité d'un amplificateur de puissance à ondes ultra-courtes, qui opère dans la bande de fréquences allant de 87,5 à 108 MHz, avec une puissance d'amplification égale au maximum à 20 kW. La cavité est constituée par un filtre pi possédant l'inductance variable LV placée dans la branche longitudinale, la capacité CR du tube placée dans la première branche transversale et le circuit parallèle formé d'une capacité fixe de sortie CF et d'une capacité variable de sortie Cv et monté dans la seconde branche transversale. Un circuit d'affaiblissement qui est constitué essentiellement par la résistance d'affaiblissement R et par un circuit oscillant série branché en parallèle et formé par la capacité série Cs et par l'inductance série Ls. Ce circuit oscillant série sert à court-circuiter la résistance d'affaiblissement à la fréquence de fonctionnement. Le couplage du circuit d'affaiblissement au filtre pi s'effectue à l'aide d'une capacité de fuite très faible C0. La sortie à haute fréquence de la cavité est désignée par A. La figure 2 représente l'agencement du circuit d'affaiblissement de la figure 1 et l'intégration, du point de vue construction, de ce circuit d'affaiblissement dans la capacité variable Cv du filtre pi. Conformément à la figure 2, à la paroi 1 du boîtier d'un amplificateur de puissance à ondes ultra-courtes, non représenté de façon détaillée, se raccorde un embout tubulaire 2 fermé à son extrémité et à partir duquel s'étend en dérivation un élément tubulaire 3. L'élément tubulaire 3 forme le conducteur extérieur d'une ligne coaxiale possédant une impédance caractéristique de 50 ohms, le conducteur intérieur étant formé par un tube 4. Cette ligne coaxiale forme la sortie HF de l'amplificateur de puissance à ondes ultra-courtes et se termine au niveau d'un connecteur, non représenté de façon détaillée, prévu pour le raccordement de la ligne d'antenne. A l'intérieur de l'embout tubulaire 2 formant boî- tier est disposé un élément de tube intérieur cylindrique 5, qui possède une épaisseur de paroi légèrement supérieure dans la zone supérieure 51 et une épaisseur de paroi plus faible dans la zone inférieure 52. Cet élément de tube intérieur est isolé par rapport à l'embout tubulaire du boîtier 2, au moyen d'un élément isolant tubulaire 7 en téflon. L'élément de tube intérieur 5 comporte un fond 6 au niveau de son extrémité supérieure. L'élément de tube intérieur 5, l'embout tubulaire 2 formant boîtier et la partie isolante 7 forment la capacité CF. Le fond 6 forme une surface de contact pour le raccordement électrique de l'élément de tube intérieur 5 a l'inductance variable Lv, non représentée, du filtre pi. L'électrodeen forme de pot 8, dont la paroi cylindrique 9 comporte à sa base un fond 10, est disposée à l'intérieur de la partie inférieure 52 de l'élément de tube cylindrique 5. Entre la paroi cylindrique 9 et-la partie inférieure 52 de l'élément de tube intérieur 5 est disposée la partie isolante cylindrique 11, également réalisée en téflon, qui est pourvue d'un pied 12. La paroi cylindrique 9, l'élément isolant li et la partie inférieure 52 de l'élément de tube intérieur 5 forment la capacité variable Cv. Un élément de contact 13, qui est relié électriquement par l'intermédiaire d'un ressort de contact 14 à l'embout tubulaire 2 formant boîtier, raccordée à la terre, est disposé sur le fond 10 de ltélectrode en forme de pot 8.L'élément de contact comporte des éléments de guidage non représentés de façon détaillée, qui sont guidés dans l'embout tubulaire 2 formant boîtier.. Au moyen de ces éléments de guidage, l'électrode en forme de pot 8 peut être déplacée conformément a la flèche double 15 en direction de l'axe de l'embout tubulaire 2 formant boîtier et y etre fixée. Un barreau métallique 20 est fixé sur le fond 10, en étant disposé suivant l'axe de l'embout tubulaire 2 formant boîtier et par conséquent suivant l'axe de l'électrode en forme de pot 8 et est centré et fixé sur ce fond 10 au moyen d'un épaulement d'un capuchon de contact 21. A l'autre extrémité du barreau métallique 20 est également prévu un épaulement sur lequel prend appui un élément isolant tubulaire 24. Cet élément isolant comporte une bride radiale de support 25, sur laquelle repose un disque métallique 26, qui comporte une enveloppe cylindrique creuse 27. Sur le disque métallique 26 est disposé un disque isolant en forme de feuille 29, sur lequel repose à nouveau un disque de pression 28, qui est fixé à l'aide d'un écrou non désigné de façon particulière.Le disque de pression 28 forme l'électrode supérieure, le disque isolant 29 le diélectrique et le disque 26 l'électrode inférieure .d'un condensateur en disque, qui correspond à la capacité série Cs du circuit d'affaiblissement. L'enveloppe cylindrique creuse du disque 26 et les zones 51 et 52 de l'élément de tube cylindrique 5 forment également une capacité, à savoir la capacité de fuite C0, avec laquelle le circuit d'affaiblissement est accouplé au filtre pi. Une résistance ohmique tubulaire 23, qui est disposée concentriquement par rapport au barreau métallique 20, est située entre le disque 26 et le capuchon de contact 21. Cette résistance est connectée, au niveau de son extrémité inférieure, par l'intermédiaire d'un ressort de contact 22, au capuchon de contact 21 et, au niveau de son extrémité supérieure, par l'intermédiaire d'un ressort de contact 30, à la surface intérieure de l'enveloppe cylindrique creuse 27. REVENDICATIONS 1. Module de découplage pour la cavité d'un amplificateur de puissance pour ondes ultra-courtes, constitué par la capacité de sortie d'un filtre pi, - cette capacité de sortie étant subdivisée en une capacité partielle fixe et en une capacité partielle variable, et la capacité partielle variable ayant la forme d'un conden sateur cylindrique possédant une électrode extérieure tubu laire fixe et une électrode interieure en forme de pot, dé plaçable axialement, - les deux capacités partielles étant disposées dans un embout tubulaire formant boîtier et la ligne coaxiale de la sortie de l'amplificateur étant accouplée au condensateur cylindrique variable, caractérisé par le fait qu'un circuit d'affaiblissement constitué par une résistance d'affaiblissement (23), en parallèle avec laquelle est branché un circuit oscillant série, est monté électriquement en parallèle avec le condensateur cylindrique, - l'inductance du circuit oscillant série étant constituée par un barreau métallique (20), qui s'étend suivant l'axe du condensateur cylindrique (2,51,7) et qui est fixé par l'une de ses extremités dans le fond (10) de l'électrode intérieure, et - l'autre extrémité du barreau métallique (20) est dispo sée, coaxialement à l'axe du condensateur cylindrique, la capacité du circuit oscillant série, réalisée sous la forme d'un condensateur en forme de disque (26,28,29), dont l'électrode supérieure (28) est en contact avec le barreau métallique (20) et prend appui, conjointement avec l'élec trode inférieure (26), sur le barreau métallique (20), moyennant l'interposition d'un corps isolant (24,25), - que la résistance d'affaiblissement (23) est disposée con centriquement par rapport à l'inductance (20) du circuit oscillant série et est reliée électriquement, d'une part, au fond (10) de l'électrode intérieure (8) du condensateur cylindrique, et, d'autre part, à l'électrode inférieure (26,27) du condensateur en forme de disque, et - que pour l'accouplement capacitif du circuit d'affaiblisse ment à l'électrode extérieure (52) de la capacité partielle variable, l'électrode inférieure (26) du condensateur en forme de disque est équipée d'une enveloppe cylindrique creuse (27). 2. Module de découplage suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que la résistance d'affaiblissement (23) possède une forme tubulaire. 3. Module de découplage suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que la résistance d'affaiblissement est constituée par une multiplicité de résistances individuelles branchées en parallèle. 4. Module de découplage suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait que le pied de la résistance d'affaiblissement (23) prend appui sur un capuchon de contact (21) au niveau du fond (10) de l'électrode intérieure (8) du condensateur cylindrique variable. 5. Module de découplage suivant l'une des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que l'embout tubulaire formant boîtier (2) forme l'électrode extérieure de la capacité partielle fixe du filtre pi et possède un élément tubulaire radial en dérivation (3), qui forme le conducteur extérieur de la ligne coaxiale de la sortie de l'amplificateur. 6. Module de découplage suivant la revendication-5, caractérisé par le fait que l'électrode intérieure (51) de la capacité partielle fixe est réalisée d'un seul tenant (5) avec l'électrode extérieure (52) de la capacité partielle variable.