Brevet FR2652203A1 — publié le 19910322

L'invention se rapporte à un filtre hyperfréquence en guide d'ondes, à "volets", c'est-à-dire comportant des cavités résonnant en A g/2 couplées entre elles par des "volets". Dans les faisceaux hertziens notamment, on a, en effet, besoin de filtres de branchement pour sélectionner les différents canaux dans une bande donnée (par exemple de 11,5 GHz à 13,5 GHz). On peut, alors utiliser des filtres à volets : Ces filtres sont réalisés dans un guide d'onde, où sont introduits des volets, qui sont des parois amovibles, pour déterminer les différentes cavités ; le couplage entre cavités étant réalisé au moyen de ces volets, comme décrit dans l'article intitulé "Waveguides filters for mm Wavelengths" de John Bratherton paru dans "Microwave Journal" (Juillet 1982). La conception de filtre à volets est connue, le principal avantage d'un tel filtre étant sa simplicité mécanique, ce qui réduit les coûts de fabrication. Mais de manière très désavantageuse un tel filtre a des réponses parasites relativement proches de la bande utile. L'objet de l'invention est d'atténuer fortement ces réponses parasites. L'invention propose, à cet effet, un filtre hyperfréquence en guide d'onde, à volets dans lequel ces volets sont des lamelles introduites dans des fentes réalisées perpendiculairement à la direction de propagation du guide d'onde pour délimiter différentes cavités résonnantes, caractérisé en ce qutil comprend des moyens d'atténuation de réponses parasites proches de la bande utile. Les caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui va suivre, à titre d'exemple non limitatif, en référence aux dessins annexés sur lesquels - les figures 1, 2 et 3 illustrent une réalisation d'un filtre à volet de l'art connu et plusieurs courbes de réponse - les figures 4 et 5 illustrent une première réalisation du filtre de l'invention et une courbe de réponse - la figure 6 illustre une variante de la première réalisation de la figure 4 - les figures 7, 8 et 9 illustrent une seconde réalisation du filtre de l'invention et plusieurs courbes de réponse. La figure 1 représente un filtre à volet de l'art connu. Dans un guide d'ondes 10 sont réalisées des fentes dans lesquelles sont insérés des "volets" 11. La longueur de guide entre deux volets forme une cavité résonnante, et l'enfoncement du volet dans le guide d'ondes détermine le couplage entre cavités, et donc la bande passante du filtre. Des vis de réglage 12 sont introduites dans les cavités afin de régler la fréquence centrale du filtre. De même, en introduisant des vis 13 dans l'ouverture du volet on règle le couplage, donc la bande passante. Les figures 2 et 3 illustrent la réponse amplitude-fréquence obtenue avec ce type de filtre (dans la bande 11,5 - 12,5 GHz) ; soient la puissance transmise Pt et la puissance réfléchie Pr en fonction de la fréquence. Dans cet exemple, on utilise un filtre centré à F = 13,10 c GHz. Un accès est en guide, l'autre est en coaxial. Ce filtre est un filtre TCHEBITCHEFF, ayant 5 pales, 0,01 dB d'ondulation et une bande équi-ondulation d'environ 250 MHz. Le principal inconvénient d'un tel filtre est dû aux réponses parasites relativement proches de la bande utile. On voit sur la figure 3 que des réponses parasites apparaissent entre 15,5 0Hz et 16,2 0Hz pour un filtre réglé à F = 13,10 GHz. En effet en regardant le filtre c représenté figure 1 on comprend que des modes supérieurs (par exemple TM 21 ou TM 11), créés par des discontinuités, peuvent se propager aisément dans l'ouverture des volets. L'invention permet d'atténuer ces réponses parasites. L'invention consiste à modifier un ou plusieurs volets 15 en leur donnant une forme complexe telle que représentée par exemple en figure 4. On complique la forme du volet 15 (qui reste néanmoins facilement réalisable avec un outillage adéquat emporte pièce, par exemple) en gardant la meme structure simple du guide : insertion des volets dans les fentes. Les volets 15, comme le guide 10 sont argentés, ce qui facilite la brasure. La technique de surfusion peut aussi être utilisée. La figure 5 illustre le résultat obtenu avec deux volets de ce type, placés au centre du filtre, les autres volets étant "normaux". La réponse parasite située entre 15,5 et 16,2 0Hz qui existait sur la courbe de la figure 3 est donc fortement atténuée : soit à peu près 70 dB. Au delà de 16,8 0Hz l'atténuation est d'envrion 10 dB. La transmission des modes supérieurs est court-circuitée par les volets modifiés. Une variante du volet selon l'invention est donnée à la figure 7. On retrouve ainsi un filtre à iris rectangulaire décentré dans le guide. Une autre réalisation de l'invention consiste à garder des volets "normaux" 11 et à introduire une vis 14 dans l'axe du volet, perpendiculaire à la vis de couplage 13, située aux environs du tiers de l'ouverture du volet, comme représenté à la figure 7. Une telle vis 14 permet aussi de court-circuiter des réponses parasites, comme le volet de la figure 4. De plus, en jouant sur son enfoncement dans le guide, on peut optimiser l'atténuation des réponses parasites. La figure 8 montre le résultat amplitude-fréquence de ce type de filtre, avec deux vis 14 placées dans l'axe des deux volets centraux. On remarque que la réponse parasite située entre 15,5 et 16,2 0Hz a aussi disparu (excepté une raie parasite à environ 16 0Hz qui est atténuée de 50 dB). Dans ces différentes réalisations de l'invention avec des volets 11 modifiés ou des vis 14, les caractéristiques électriques du filtre sont très peu modifiées. La modification des couplages due aux volets modifiés ou aux vis 14, est facilement rattrapable par les vis de réglage des couplages 13. La figure 9 illustre des courbes de réponse du filtre avec deux vis 14 de la figure 7, en pertes d'insertion et en puissance réfléchie. Ces courbes sont à comparer avec celles de la figure 2. Il est bien entendu que la présente invention n'a été décrite et représentée qu'à titre d'exemple préférentiel et que l'on pourra remplacer ses éléments constitutifs par des éléments équivalents sans, pour autant, sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1/ Filtre hyperfréquence en guide d'onde, à volets (11) dans lequel ces volets (llj sont des lamelles introduites dans des fentes réalisées perpendiculairement à la direction de propagation (Q ss ) du guide d'onde pour délimiter différentes cavités résonnantes dont le couplage est déterminé par l'enfoncement des volets, et des vis de réglage (12) introduites dans les cavités afin de régler la fréquence centrale du filtre, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens d'atténuation de réponses parasites proches de la bande utile. 2/ Filtre selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte au moins un volet (15) ayant une conformation complexe formée par l'aboutement d'au moins deux rectangles élémentaires. 3/ Filtre selon la revendication 1, caractérisé en ce que ces moyens comportent au moins une vis (14) disposée dans l'axe d'un volet perpendiculairement à la direction des vis de couplage (13). 4/ Filtre selon la revendication 3, caractérisé en ce que cette vis (14) est disposée au tiers de la hauteur du volet correspondant.