Brevet FR2657465A1 — publié le 19910726

L'invention est relative à un dispositif d'atténuation réglable pour des lignes de transmission d'ondes électromagnétiques à très haute fréquence. Ces ondes, couramment dénommées hyperfréquences ou ondes U.H.F, sont utilisées dans de nombreuses applications, par exemple le radar, les télécommunications spatiales ou terrestres par faisceau hertzien, ou encore dans certains appareils de contre-mesures. L'invention s'applique en particulier à un dispositif d'atténuation pour un émetteur à fréquences multiples des stations de base dans les installations de radiotéléphone, mais, d'une manière générale, elle est applicable à toute installation utilisant des hyperfréquences et nécessitant une atténuation en puissance. En particulier, dans la technique du radiotéléphone, la puissance d'émission est sévèrement réglementée. Or, les niveaux de sortie des divers étages de l'installation, et en particulier des amplificateurs de puissance, ne sont pas très précis, l'erreur pouvant atteindre plusieurs décibels. I1 est donc nécessaire pour le fabricant de matériels d'ajuster la puissance de sortie de chaque émetteur au niveau spécifié ; pour cela, il est connu d'utiliser des dispositifs de limitation de puissance, qui peuvent être des atténuateurs ou des coupleurs. Toutefois, chacun de ces dispositifs connus présente l'inconvénient majeur de ne permettre qu'une atténuation donnée, ce qui impose à l'installateur d'effectuer sur site une nouvelle atténuation, en fonction des conditions locales, notamment par modification du matériel. Dans certains cas, un tel ajustement final est même pratiquement impossible. L'invention a pour but de remédier à cet inconvénient en fournissant un dispositif qui permet une atténuation réglable, même pour des puissances très élevées. A cet effet, le dispositif selon l'invention, qui comporte un boîtier renfermant une ligne principale de transmission et au moins une ligne auxiliaire de transmission s'étendant parallèlement à la ligne principale pour le couplage des deux lignes, est caractérisé par le fait que, pour que la ligne auxiliaire prélève une puissance prédéterminée réglable de la puissance véhiculée par la ligne principale par modification du couplage, le boîtier est en deux parties qui renferment et définissent chacune une partie de chacune desdites lignes, et par le fait que des moyens sont prévus pour déplacer en continu et immobiliser les deux parties du boîtier l'une par rapport à l'autre. Ainsi, avec le dispositif selon l'invention, le niveau d'atténuation, et par conséquent le niveau de puissance en sortie, peuvent être réglés sur place en continu, ce qui permet d'adapter l'installation aux conditions particulières locales d'utilisation, et ce avec une grande précision et sans avoir recours à une modification ou un remplacement du matériel. Les deux parties du boîtier sont en général en contact facial et elles sont agencées pour pouvoir glisser l'une par rapport à l'autre, soit transversalement à la direction longitudinale des deux lignes, soit dans cette direction longitudinale. Toutefois, les deux lignes peuvent être déplacées l'une par rapport à l'autre par rotation des deux parties du boîtier autour d'une articulation parallèle à la direction longitudinale des deux lignes. Chacune des deux lignes comporte un conducteur, ou âme, qui est logé dans une cavité ou excavation débouchant sur la face de la partie de boîtier associée qui est en regard de l'autre partie de boîtier pour que les deux cavités communiquent entre elles. Suivant une réalisation particulière, les moyens pour déplacer en continu les deux parties de boîtier comportent au moins une vis de réglage qui agit entre les deux parties de boîtier. Cette vis agit dans un sens sur l'une des deux par ties de boîtier, tandis qu'au moins un ressort agit dans l'autre sens entre elles. Le boîtier comporte deux bornes pour le conducteur de la ligne principale et deux bornes pour le conducteur de la ligne auxiliaire. Suivant un premier mode d'utilisation du dispositif selon l'invention, les bornes d'entrée et de sortie de la ligne principale sont reliées respectivement à une source d'ondes, par exemple un émetteur, et à un élément d'utilisation, par exemple une antenne, tandis que les deux bornes de la ligne auxiliaire sont reliées à une charge de dis sipation de la puissance prélevée, notamment sous forme thermique.Suivant un second mode d'utilisation, les bornes d'entrée et de sortie de la ligne principale sont reliées respectivement à la source d'ondes et à la charge de dissipation, tandis que les deux bornes de la ligne auxiliaire sont reliées respectivement à cette charge et à l'élément d'utilisation. Cette charge comporte au moins une entrée pour le conducteur d'une troisième ligne qui est relié à une résistance associée à un radiateur de dissipation, éventuellement après division de la troisième ligne en au moins deux autres lignes. Avantageusement, cette charge de dissipation comporte au moins deux entrées pour la dissipation de puissances différentes. On comprendra bien l'invention à la lecture du complément de description qui va suivre et en référence aux dessins qui font partie de la description et dans lesquels Fig. 1 est une coupe transversale schématique d'un dispositif d'atténuation réglable selon un mode due réalisation préféré, le dispositif étant dans une position pour laquelle le couplage, et par conséquent l'atténuation, sont maxima ; Fig. 2 est une vue analogue à la Fig. 1 pour une position de couplage intermédiaire Fig. 3 est une vue analogue à la Fig. 1 pour la position de couplage minimal ; Fig. 4 est, à plus faible échelle, une vue en plan du dispositif des Figs. 1 à 3 pour la position intermédiaire de la Fig. 2; Fig. 5 est une coupe transversale dans le plan V-V de la Fig. 4 ;; Fig 6 est une vue en plan d'une partie d'une moitié d'un dispositif selon un deuxième mode de réalisation de l'invention ; Fig. 7 est une coupe transversale du dispositif complet représenté partiellement sur la Fig. 6, dans le plan VII-VII de cette Figure ; Figs. 8A et 8B sont des coupes longitudinales du dispositif complet représenté partiellement sur la Fig. 6, dans le plan-VIII-VIII de celle-ci, la Fig. 8A montrant la partie de gauche du dispositif dans son état de couplage maximal et la Fig. 8B montrant la partie de droite du dispositif dans son état de couplage minimal ; Figs. 9 et 10 sont des coupes transversales d'un dispositif selon un troisième mode de réalisation de l'invention, dans des états de couplage respectivement maximal et minimal ;; Figs. 11 et 12 montrent schématiquement deux exemples d'utilisation du dispositif selon l'invention ; Fig. 13 est une vue en élévation latérale d'une charge de dissipation ; et Fig. 14 est une coupe dans le plan XIV-XIV de la Fig.13. En référence tout d'abord aux Figs. 1 à 3, on décrira les éléments principaux du dispositif selon un mode de réalisation préféré de 1 invention dans son application, donnée à titre d'exemple non limitatif, à des lignes de transmission du type dit "triplaque". Une telle ligne de transmission comporte un conducteur ou âme central, en général plat, qui est situé à distance de deux plaques. L'impédance d'une telle ligne est une fonction bien connue de sa largeur, de son épaisseur et des distances séparant ses deux faces longitudinales desdites plaques. Le dispositif comporte un boîtier 1 qui renferme le conducteur 2 d'une ligne principale Lî et le conducteur 3 d'une ligne auxiliaire L2. Les conducteurs 2,3 sont, dans l'exemple, de section rectangulaire plate, mais cette section pourrait être différente, par exemple carrée ou circulaire. Le boîtier 1 est constitué par deux parties de boîtier 4,5 dont chacune renferme et définit une partie de chacune des deux lignes L1,L2. Les lignes sont en général rectilignes et comportent chacune une cavité ou excavation respective 6,7 de la partie de boîtier associée, cette cavité débouchant sur la face de la partie associée 4,5 qui est en regard de l'autre partie de boîtier pour que les deux cavités communiquent entre elles. En direction transversale, la cavité 6 est prolongée par une cavité auxiliaire 6a, de dimensions différentes, par exemple moins profonde, qui s'étend jusqu'à proximité du bord longitudinal correspondant de la partie de boîtier 4, de manière que cette partie 4 présente un rebord longitudinal 4a en contact facial avec la surface en regard de la partie de boîtier 5. De manière analogue, la cavité 7 se prolonge transversalement, mais dans l'autre sens, par une cavité auxiliaire 7a qui aboutit à un rebord 5a d'appui de la partie de boîtier 5 sur la face en regard de la partie de boîtier 4. Dans la position représentée sur la Fig. 1, les lignes L1,L2 sont dans la position la plus rapprochée l'une par rapport à l'autre pour que le couplage, et par conséquent l'atténuation, soient maxima. Dans le mode de réalisation préféré des Figs. 1 à 3, les deux parties de boîtier 4,5 sont déplaçables l'une par rapport à l'autre par glissement transversalement à la direction longitudinale des lignes L1,L2. Pour la position intermédiaire de la Fig. 2, les deux parties de boîtier 4,5 ont été déplacées transversalement d'une distance a et, pour la position extrême de la Fig. 3, les parties 4,5 ont été écartées au maximum pour un couplage, et par conséquent une atténuation, minima. Du fait que les deux parties de boîtier 4,5 peuvent ainsi être déplacées l'une par rapport à l'autre de manière continue, on peut obtenir tout niveau désiré de couplage, et par conséquent d'atténuation, entre la ligne principale L1 et la ligne auxiliaire L2. On a représenté sur les Figs. 4 et 5 une réalisation pratique du dispositif des Figs. 1 à 3 pour la position intermédiaire de la Fig. 2. Pour le déplacement relatif des deux parties de boîtier 4,5, la partie 5 porte une aile 8 dans laquelle est vissée une vis 9 agissant transversalement contre le chant longitudinal 10 de la partie de boîtier 4 dans le sens de l'écartement des conducteurs 2,3. Les parties de boîtier 4,5 sont élastiquement maintenues en cootact facial et rappelées vers la position de couplage maximal par des ressorts de traction 11 dont les extrémités sont accrochées à des broches longitudinales 12,13 fixées sur les parties de boîtier 4,5. Pour la réception des ressorts 11, les parties de boîtier 4,5 présentent des échancrures 14,15, qui débouchent sur les chants longitudinaux. Sur les Figs. 4 et 5, on a représenté en traits pleins certains seulement des ressorts 11, les autres ressorts étant représentés schématiquement en traits mixtes. La vis 9 et les ressorts 11 constituent les moyens qui permettent de déplacer en continu et d'immobiliser les deux parties de boîtier 4,5 l'une par rapport à l'autre. On comprend que, du fait que la vis 9 peut être mise en toute position, on peut amener les deux conducteurs 2,3 dans une position relative qui permet d'obtenir le couplage, et par conséquent l'atténuation, désirés. Le contact électrique entre les deux parties de boîtier 4,5 est assuré, par exemple, par des lamelles courbes standard (non représentées) ou par un joint torique 16 en élastomère chargé d'argent. Les conducteurs 2,3 sont supportés dans les cavités 6, 7 par des pieds ou des nervures 18 en matériau isolant. La partie de boîtier 4 comporte, sur sa face opposée à la partie de boîtier 5, une borne d'entrée 19 et une borne de sortie 20 pour le conducteur 2 de la ligne principale L1 ; de manière similaire, la partie de boîtier 5 présente deux bornes 21,22 pour le conducteur 3 de la ligne auxiliaire L2. Bien que, dans le mode de réalisation qui vient d'être décrit en référence aux Figs. I à 5, les deux parties de boîtier 4,5 se déplacent dans le sens transversal par rapport à la direction longitudinale des lignes, il est entendu que les parties de boîtier 4,5 pDurraient être déplacées de manière différente, par exemple dans la direction longitudinale des lignes, perpendiculairement aux deux directions ci-dessus, ou encore par rotation des deux parties de boîtier 4,5 l'une par rapport à l'autre autour d'une articulation parallèle à la direction longitudinale des deux conducteurs 2,3. A titre d'exemples non limitatifs, on a représenté sur les Figs. 6 à 10 deux autres modes de réalisation du dispositif selon l'invention dans lesquels le déplacement relatif des deux parties de boîtier est resectivement longitudinal (Figs. 6 à 8B) et par rotation autour d'un axe parallèle à la direction générale des deux lignes (Figs. 9 et 10). Par analgie avec le mode de réalisation des Figs. 1 à 5, on a utilisé sur les Figs. 6 à 10 les mêmes références numéri ques pour des éléments identiques ou analogues, dans leur structure ou leur fonction, à ceux du dispositif des Figs. 1 à 5. On décrira tout d'abord le mode de réalisation des Figs. 6 à 8B. Dans ce mode de réalisation, les deux conducteurs 2,3 ne sont plus rectilignes, comme dans le cas précédent, mais ils se présentent chacun sous la forme d'une ligne brisée constituée par une alternance de segments longitudinaux 2a, 3a et de segments transversaux 2b, 3b. Les segments transversaux sont régulièrement espacés et, pour une même ligne, les segments longitudinaux sont situés alternativement d'un côté et de l'autre.Au droit des segments transversaux 2b, 3b les parties de boîtier 4,5 présentent des cavités ou excavations 6,7 qui sont séparées par des parties en saillie 40,41 dont la surface en regard de l'autre partie de boîtier 4,5 est néanmoins légèrement en retrait par rapport à la face correspondante de contact facial de la partie de boîtier correspondante, de sorte que, pour la position de couplage maximal représentée sur la Fig. 8A, il subsiste un espace entre les faces en regard des parties en saillie 40 et 41. Comme dans le mode de réalisation des Figs. 1 à 5, les deux parties de boîtier 4,5 sont en contact facial et des joints toriques longitudinaux 16 et transversaux 16' sont disposés entre les deux faces des parties de boîtier ; comme précédemment, ces joints toriques sont par exemple en élastomère chargé d'argent. Les conducteurs 2,3 ont la même forme et, à leurs extrémités, ils sont, comme précédemment, reliés à des bornes d'entrée et de sortie dont seule la borne d'entrée 21 est visible sur la Fig. 6. Bien que cela ne soit pas représenté, les deux parties de boîtier 4,5 sont équipées de moyens de rappel et d'immobilisation analogues à ceux des Figs. 4 et 5. En fonctionnement, les deux parties de boîtier 4,5 sont déplacées cette fois longitudinalement l'une par rapport à l'autre pour pouvoir occuper, en continu, toute position entre la position de couplage maximal représentée sur la Fig. 8A et la position de couplage minimal représentée sur la Fig. 88. On décrira maintenant le mode de réalisation des Figs. 9 et 10. Dans ce mode de réalisation, les deux parties 4,5 du boîtier 1 sont de forme générale cylindrique et elles peuvent tourner l'une par rapport à l'autre d'un angle limité autour de leur axe longitudinal commun 42. La ligne principale L1 est située radialement vers l'extérieur par rapport à la ligne auxiliaire L2. Les conducteurs 2,3 sont parallèles et rectilignes et, en section droite, ils présentent une forme en arc de cercle centré sur l'axe commun 42. En d'autres termes, les conducteurs 2,3 sont constitués chacun par une partie de cylindre. Les conducteurs 2,3 sont reliés à leur partie de boîtier respective 4,5 par des pieds ou nervures 18 analogues aux précédents. Les pieds 18 du conducteur 2 s'étendent radialement vers l'extérieur, tandis que les pieds 18 du conducteur 3 s'étendent radialement vers l'intérieur.Les conducteurs 2,3 sont logés dans des cavités cylindriques respectives 6,7. Au-delà de ces cavités 6,7, les parties de boîtier 4,5 sont en regard et en contact facial par leurs surfaces respectives cylindriques,deuxjoints longitudinaux 16 étant portés par la partie intérieure 5. A leurs extrémités, les conducteurs 2,3 sont chacun reliés à des bornes d'entrée et de sortie (non représentées). En fonctionnement, les deux parties de boîttier 4,5 peuvent occuper, en rotation continue, toute position angulaire relative entre la position de couplage maximal représentée sur la Fig. 9 et la position de couplage minimal représentée sur la Fig. 10. Bien que cela ne soit pas représenté, les deux parties de boîtier 4,5 sont équipées de moyens de rappel et d'immobilisation, analogues à ceux des modes de réalisation précédents, permettant de les immobiliser dans la position angulaire relative choisie. On a schématiquement représenté sur les Figs. 11 et 12 deux modes d'utilisation du dispositif selon l'invention, quelle que soit la manière dont les deux parties de boîtier 4, 5 sont déplacées pour la modification du couplage entre les lignes, et par conséquent de l'atténuation. Sur la Fig. 11, la borne d'entrée 19 de la ligne principale 11 est reliée à une source d'ondes S, par exemple un émetteur, tandis que la borne de sortie 20 est reliée à un élément d'utilisation A, par exemple une antenne de télécommunication, notamment de radiotéléphone. Les bornes 21 et 22 de la ligne auxiliaire L2 sont reliées à deux entrées 23 et 24 d'une charge C de dissipation de la puissance prélevée par la ligne auxiliaire sur la ligne principale du fait du couplage. Cette charge C de dissipation est par exemple du type thermique et un exemple d'une telle charge sera décrit ultérieurement en référence aux Figs. 13 et 14. Sur la Fig. 12, la borne de sortie 22 de la ligne auxiliaire L2 est reliée à l'élément d'utilisation A, tandis que la borne 21 de cette ligne auxiliaire est reliée à la borne 24 de la charge C. La borne d'entrée 19 de la ligne principale L1 est reliée à la source S, tandis que la borne de sortie 20 de cette ligne principale est reliée à la borne 23 de la charge C. Dans l'agencement de la Fig. 11, la puissance utile disponible sur la sortie 20 de la ligne principale est égale à la puissance d'entrée délivrée par le source S sur la borne 19 diminuée de la puissance prélevée par couplage électromagnétique par la ligne auxiliaire. Dans l'agencement de la Fig. 12, la puissance utile disponible sur la borne de sortie 22 de la ligne auxiliaire est égale, cette fois, à la puissance prélevée par couplage. La puissance éventuellement réfléchie par l'utilisation en A est alors principalement transmise à la borne 21, et donc à la borne 24 de la charge. D'une manière générale, du fait qu'une puissance importante, par exemple de ltordre de plusieurs centaines de watts, transite dans la ligne principale L1, et qu'une partie de cette puissance, qui peut être importante, est prélevée par couplage électromagnétique par la ligne auxiliaire L2, il est nécessaire d'adjoindre au coupleur une charge C de puissance dont la bande de fréquences utilisable et la puissance nominale sont compatibles avec celles du coupleur, pour constituer un atténuateur adapté. On a schématiquement représenté sur les Figs. 13 et 14 un exemple de charge de dissipation de la puissance non-utilisée cette dissipation se faisant par voie thermique. Cette charge de dissipation comporte au moins une entrée reliée à une résistance qui est fixée sur un radiateur 25 de dissipation, la puissance pouvant éventuellement être répartie sur plusieurs résistances. Dans le mode de réalisation adopté sur les Figs. 13 et 14 la charge C comporte une entrée principale 24 pour une ligne de transmission schématisée en 26 qui, à son extrémité intérieure, se divise en par exemple quatre lignes secondaires 27 reliées chacune à une résistance 28 fixée sur le radiateur 25. La charge C comporte également, pour la dissipation d'une plus faible puissance, une ligne supplémentaire 29 reliant l'entrée 23 à une résistance 30 fixée elle aussi sur le radiateur 25. On évacue donc par dissipation thermique l'énergie qui est apportée à la charge C. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation qui ont été décrits ; on pourrait au contraire concevoir diverses variantes sans sortir pour autant de son cadre. REVENDICATIONS 1. Dispositif d'atténuation réglable pour lignes de transmission d'ondes électromagnétiques à très haute fréquence, notamment des lignes du type triplaque, comportant un boîtier (1) qui renferme et définit une ligne principale (L1) et au moins une ligne auxiliaire (L2) s'étendant parallèlement à la ligne principale pour le couplage des deux lignes, caractérisé par le fait que, pour que la ligne auxiliaire (L2) prélève une puissance prédéterminée réglable de la puissance véhiculée par la ligne principale (L1) par modification du couplage, le boîtier (1) est en deux parties (4,5) qui renferment et définissent chacune une partie de chacune desdites lignes (L1,L2), et par le fait que des moyens (9,11) sont prévus pour déplacer en continu et immobiliser les deux parties (4,5) du boîtier (1) l'une par rapport à l'autre. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les deux parties du boîtier sont en contact facial et définissent entre elles une cavité ou excavation (6, 6a,7,7a) appartenant aux deux lignes (L1,L2). 3. Dispositif selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que les deux parties du boîtier sont agencées pour glisser transversalement à la direction longitudinale des deux lignes. 4. Dispositif selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que les deux parties de boîtier sont agencées pour glisser dans la direction longitudinale des deux lignes. 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé par le fait que les conducteurs (2,3) des lignes(L1)et(L2)sont en forme de ligne brisée présentant des parties longitudinales(2a, 3a)et des parties transversales de couplage(2b, 3b). 6. Dispositif selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que les deux parties de boîtier sont agencées pour se déplacer perpendiculairement au plan constitué par la direction longitudinale et la direction transversale des lignes. 7. Dispositif selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que les deux parties de boîtier sont agencées pour tourner l'une par rapport à l'autre autour d'une articulation parallèle à la direction longitudinale des deux lignes. 8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé par le fait que les deux parties de boîtier(4,5)sont de forme géné rale cylindrique et coaxiale et sont agencées pour tourner au tour de leur axe commun (42) , les conducteurs (2,3) des lignes (Lî,L2)étant constitués par des parties de cylindre coaxiales. 9. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé par le fait que chacune des deux lignes comporte une cavité (6,7) qui débouche sur la face de la partie de boî tier (4,5) associée qui est en regard de l'autre partie de boîtier pour que les deux cavités communiquent entre elles. 10. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé par le fait que les moyens pour déplacer en conti nu les deux parties de boîtier comportent au moins une vis de réglage (9) agissant entre lesdites parties de boîtier (4,5). 11. Dispositif selon la revendication 10, caractérisé par le fait que la vis (9) agit dans un sens sur l'une des deux parties de boîtier et au moins un ressort (11) agit dans l'autre sens entre celles-ci. T2. Dispositif selon l'une des revendications 1 à11, caractérisé par le fait que le boîtier (1) comporte deux bor nes (19,20) pour un conducteur (2) de la ligne principale (L1) et deux bornes (21,22) pour un conducteur (3) de la ligne auxiliaire (L2), les bornes d'entrée (19) et de sortie (20) de la ligne principale étant reliées respectivement à une source d'ondes (S), notamment un émetteur, et à un élément d'utilisa tion (A), notamment une antenne, et les deux bornes (21,22) de la ligne auxiliaire étant reliées à une charge (C) de dissi pation de la puissance non-utilisée, notamment sous forme ther mique. 13. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 11, caractérisé par le fait que le boîtier (1) comporte deux bornes (19,20) pour un conducteur (2) de la ligne principale (L1) et deux bornes (21,22) pour un conducteur (3) de la ligne auxi liaire (L2), les bornes d'entrée (19) et de sortie (20) de la ligne principale étant reliées respectivement à une source d'ondes (S), notamment un émetteur, et à une charge (C) de dissipation de la puissance non-utilisée, notamment sous forme thermique, et les deux bornes (21,22) de la ligne auxiliaire étant reliées respectivement à ladite charge (C) et à un élément d'utilisation (A), par exemple une antenne 14. Dispositif selon l'une des revendications 12 et 13. caractérisé par le fait que ladite charge de dissipation (C) comporte au moins une entrée (23,24) pour au moins une troisième ligne (26,27) reliée à une résistance (28,30) fixée sur un radiateur de dissipation (25), éventuellement après division de la puissance vers au moins deux résistances. 15. Dispositif selon la revendication 14, caractérisé par le fait que ladite charge de dissipation (C) comporte au moins deux entrées (23,24) pour la dissipation de puissances différentes.