Brevet FR2671668A1 — publié le 19920717

i L'invention concerne un commutateur de guide d'ondes composé d'un boîtier avec des raccords, en particulier pour des guides d'ondes rectangulaires, et d'un rotor placé dans un alésage cylindrique du boîtier, ce rotor pouvant tourner par pas autour d'un axe perpendiculaire au plan contenant les axes longitudinaux des guides d'ondes, comportant des voies par lesquelles des positions différentes du rotor * permettent la liaison électrique de raccords différents entre eux, et présentant au moins une fente axiale dans chacune de ses surfaces périphériques situées entre les raccords voisins de voies différentes, fente dont la profondeur est dimensionnée de telle manière qu'elle crée, en liaison avec les longueurs des interstices entre la paroi interne de l'alésage cylindrique du boîtier et les zones de surface périphériques du rotor correspondantes des pièges coudés > /2. De tels commutateurs de guides d'ondes sont connus par le brevet CH-PS 308 704 En effet, pour l'affaiblissement diaphonique entre des voies non voisines, des performances sont de plus en plus exigées, qui ne peuvent être encore obtenues que grâce à une précision extrême de la fabrication Ainsi, par exemple, l'interstice entre la surface périphérique du rotor et la paroi interne du boîtier ne doit pas être supérieure à une fourchette de 0,01 à 0,02 mm Avec des tolérances aussi étroites, les commutateurs de guides d'ondes fabriqués sont non seulement onéreux mais ils entraînent aussi des problèmes aussi bien lors du montage qu'en fonctionnement pratique car déjà, des déformations comparativement faibles, susceptibles de se produire lors du montage par vis du commutateur sur les systèmes de guide d'ondes à relier et/ou résultant d'une dilatation due à la température, ont pour résultat que le rotor dans le boîtier devient dur ou qu'il se bloque. Le but de l'invention consiste à proposer un commutateur de guide d'ondes du type indiqué ci-dessus, qui soit propre à présenter, avec un interstice nettement plus grand entre la surface périphérique du rotor et la paroi interne du boîtier, des valeurs d'affaiblissement diaphonique, entre des raccords non reliés entre eux, au moins égales ou supérieures à celles obtenues avec les commutateurs de guides d'ondes connus à tolérances étroites. Ce but est atteint par un commutateur du type décrit ci-dessus, caractérisé en ce que les zones de paroi interne de l'alésage cylindrique du boîtier situées entre les raccords sont chacune interrompues, exactement au milieu, par au moins une fente axiale ( 11 à 14), dont la profondeur est calculée de manière analogue à celle des fentes dans la surface périphérique du rotor afin de créer d'autres pièges X/2. Cette solution présente l'avantage que la fabrication du commutateur de guide d'ondes exige le respect de tolérances moins étroites que jusqu'à présent et qu'il est donc plus économique D'autre part, il ne peut pas entraîner les difficultés citées quant au montage et au fonctionnement du commutateur. Les pièges A /2, également de forme coudée, ainsi que la transformation en court-circuit ainsi obtenue dans la technique de la haute fréquence sont en fait bien connus en soi Toutefois, la notion à la base de la présente invention consiste en ce que d'abord la combinaison d'au moins deux pièges X /2 chaque fois, l'un étant dans le rotor et l'autre dans la zone de la paroi de boîtier opposée, est placée entre deux raccords voisins, ce qui assure des valeurs élevées d'affaiblissement diaphonique en dépit d'un interstice suffisamment grand ou large d'un point de vue mécanique entre le rotor et la paroi de boîtier qui l'entoure. Selon une autre caractéristique de l'invention, il est créé un commutateur de guide d'ondes du type décrit ci- dessus, dans lequel au moins les fentes dans la paroi interne de l'alésage cylindrique du boîtier sont élargies et qu'elles ont une section transversale approximativement en demi-cercle. Un tel guide d'ondes présente l'avantage que la profondeur de la fente dans la paroi interne du boîtier peut être maintenue inférieure à la profondeur de la fente dans le rotor Cela est très avantageux pour des raisons de résistance mécanique du boîtier En fait, la largeur de la fente dans le rotor pourrait aussi être augmentée et par conséquent sa profondeur réduite, toutefois il n'y a normalement aucune raison à cela car la profondeur de la fente est sensiblement inférieure au demidiamètre du rotor et qu'il reste donc une épaisseur de paroi suffisante par rapport aux voies voisines. Selon encore une autre caractéristique de l'invention, il est créé un commutateur de guide d'ondes du type décrit ci-dessus, dans lequel au moins les fentes dans la paroi interne de l'alésage cylindrique du boîtier ont un profil en contre-dépouille. Un tel commutateur de guide d'ondes présente avant tout des avantages quant à la technique de production, car au lieu de fraiser dans la paroi interne de l'alésage cylindrique du boîtier des fentes comparativement petites et profondes, des alésages axiaux ou longitudinaux peuvent être prévus dans la paroi du boîtier à l'endroit correspondant, ces alésages débouchant par l'intermédiaire de fentes de faible profondeur dans la paroi interne du boîtier En cas de besoin, les fentes peuvent être configurées de la même manière dans le rotor. Une amélioration supplémentaire de l'affaiblissement diaphonique est assurée par un commutateur de guide d'ondes du type décrit ci-dessus, caractérisé en ce qu'au moins une partie de la section transversale au moins des fentes dans la paroi interne de l'alésage du boîtier est remplie d'une matière procurant une grande atténuation, et en particulier d'un diélectrique avec beaucoup de pertes En combinaison avec la caractéristique du profil des fentes en contre- dépouille, la matière procurant une grande atténuation peut être introduite, en particulier sous forme de tige cylindrique, dans chaque fente ou dans la partie cylindrique de celle-ci. La forme de réalisation de commutateur de guide d'ondes la plus fréquemment utilisée est celle dans laquelle le boîtier présente quatre raccords opposés par paires, et dans laquelle le rotor a deux voies en quart de cercle symétriquement inversées l'une par rapport à l'autre et peut tourner suivant des pas de 900 Le rotor est alors muni de deux fentes axiales opposées, situées en fait chaque fois au milieu des zones périphériques entre les orifices des voies différentes. Les caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront d'ailleurs de la description qui va suivre à titre d'exemple en référence aux dessins annexés qui montrent figure 1: une vue en perspective, partiellement en coupe, figure 2: une vue latérale, figure 3: une coupe suivant la ligne III-III de la figure 2, figure 4: une coupe transversale suivant la ligne IV- IV de la figure 2, figure 5: une coupe transversale correspondant à la figure 4, pour une autre forme de réalisation, et figure 6: une coupe transversale correspondant à la figure 4, pour une troisième forme de réalisation. Le commutateur de guide d'ondes représenté sur les figures 1 à 4 comprend un boîtier 1 avec un alésage cylindrique creux, dans lequel est monté un rotor 4 par l'intermédiaire des paliers 2 et 3, de manière à tourner. Le boîtier 1 est fermé par un couvercle 5 qui présente une ouverture centrale pour le passage d'un tourillon 6 d'un seul tenant avec le rotor 4, une commande non représente entrant en prise avec ce tourillon, le rotor 4 pouvant être entraîné en rotation suivant des pas de 900 dans le présent exemple de réalisation. L'exemple de réalisation est étudié pour des guides d'ondes rectangulaires La présente proposition est toutefois indépendante de la section transversale du guide d'ondes Le boîtier 1 comporte quatre raccords A, B, C, D (comparer en particulier à la figure 4) Les figures 1 et 2 montrent le commutateur lorsqu'on le regarde dans la direction du raccord C En fonction de sa position -en rotation, le rotor 4 relie soit les raccords A et B d'une part, ainsi que les raccords C et D d'autre part, soit les raccords A et D d'une part et les raccords B et C d'autre part Pour ce faire, le rotor 4 a deux voies 7 et 8 de forme symétrique inversée, dont la section transversale correspond à celle des guides d'ondes à raccorder. La diaphonie entre des voies qui ne sont pas reliées, par exemple dans le cas de la figure 4 de la voie A-D à la voie B-C, est conditionnée avant tout par les interstices inévitables entre le rotor et le boîtier, ici de nouveau essentiellement par l'interstice entre la surface d'enveloppe ou périphérique du rotor 4 et la paroi interne de l'alésage cylindrique du boîtier 1 C'est pourquoi on s'est efforcé jusqu'à présent de rendre cet interstice aussi petit que possible lors de la fabrication, du montage et du fonctionnement Mais on se heurte alors toutefois aux limites indiquées au début La présente proposition prend à certains égards un chemin inverse: le rotor 4 est adapté dans le boîtier 1 avec un interstice périphérique relativement grand, par exemple de 0,05 à 0,1 mm, et la propriété non souhaitée en soi des interstices partiels entre raccords voisins c'est-à-dire la propagation des ondes électriques, est exploitée pour l'obtention d'une transformation Pour ce faire, chacune des zones de la paroi interne de l'alésage cylindrique du boîtier 1 situées entre les raccords est interrompue, exactement au centre, par au moins chaque fois une fente axiale, donc par les fentes 11 à 14 dans l'exemple de réalisation En outre, les surfaces périphériques du rotor situées entre des orifices voisins de voies différentes sont également interrompues par au moins une fente axiale chaque fois, donc par les fentes 41 ou 42 dans l'exemple de réalisation La profondeur aussi bien des fentes 11 à 14 que des fentes 41 et 42 est chaque fois dimensionnée de telle manière qu'en liaison avec les longueurs de l'interstice entre la paroi interne de l'alésage cylindrique du boîtier et les zones de la surface périphérique du rotor correspondantes, calculées chaque fois à partir de la fente axiale concernée jusqu'à l'emplacement du joint le plus proche entre l'orifice d'une voie de rotor et le raccord associé du boîtier, on obtienne un piège coudé X /2 Le court-circuit formé par le fond de chaque fente est transformé dans le plan périphérique en circuit ouvert et retransformé en court-circuit par l'interstice suivant Ce court- circuit ponte l'interstice mécanique ou le joint entre chaque raccord du boîtier et l'orifice de la voie de rotor associée Il s'ensuit que les fentes actives du boîtier et du rotor doivent chaque fois être exactement situées l'une en face de l'autre Il en résulte aussi que, au lieu d'avoir chaque fois une fente aussi bien dans le boîtier que dans le rotor, deux fentes axiales parallèles peuvent être prévues dans les zones de paroi interne individuelles ou dans les zones de surface périphériques. Les fentes ne doivent pas non plus avoir nécessairement la même section transversale Un exemple de réalisation correspondant est représenté en coupe transversale sur la figure 5 Ici, le boîtier comporte quatre fentes lla à 14 a, qui ont chacune un profil approximativement en demi-cercle La plus grande largeur de la fente permet ainsi une profondeur de fente réduite, pour un même effet électrique Lorsque l'épaisseur de la paroi du boîtier est faible, cette forme de réalisation est avantageuse Les fentes dans le rotor peuvent avoir, en cas de besoin, le même profil de section transversale (non représenté). Un profil à contre-dépouille peut aussi être choisi pour les fentes aussi bien dans le boîtier que dans le rotor La figure 6 montre cette forme de réalisation. L'avantage, sur le plan de la fabrication, réside dans le fait que les fentes llb à 14 b dans le boîtier 1 et les fentes 41 b, 42 b dans le rotor 4 peuvent être obtenues par des alésages axiaux ou longitudinaux correspondants, qui ont alors simplement besoin d'être fraisés en direction de la surface périphérique. On obtient une amélioration supplémentaire de l'affaiblissement diaphonique si les fentes sont remplies d'une matière procurant une grande atténuation, de préférence un diélectrique avec beaucoup de pertes Bien que cette mesure ne soit indiquée ici que pour l'exemple de réalisation suivant la figure 6, par le diélectrique 20 représenté par les hachures, elle peut être appliquée à toutes les formes de fentes Avec la section transversale de fente montrée à la figure 6, on obtient en outre l'avantage supplémentaire que le diélectrique 20 sous forme de tiges cylindriques adéquates peut être introduit dans la partie cylindrique des fentes llb à 14 b ou 41 b et 42 b et y rester fixé. Bien que l'invention ait été particulièrement montrée et décrite en se référant à un mode de réalisation préféré de celle-ci, il sera compris aisément par les personnes expérimentées dans cette technique que des modifications dans la forme et dans des détails peuvent être effectuées sans sortir de l'esprit et du domaine de l'invention. REVENDICATIONS 1 Commutateur de guide d'ondes, composé d'un boîtier ( 1) avec des raccords, en particulier pour des guides d'ondes rectangulaires, et d'un rotor ( 4) placé dans un alésage cylindrique du boîtier, ce rotor pouvant tourner par pas autour d'un axe perpendiculaire au plan contenant les axes longitudinaux des guides d'ondes, comportant des voies ( 7, 8) par lesquelles des positions différentes du rotor permettent la liaison électrique de raccords différents entre eux, et présentant au moins une fente axiale ( 41, 42) dans chacune de ses surfaces périphériques situées entre les raccords voisins de voies différentes ( 7, 8), fente dont la profondeur est dimensionnée de telle manière qu'elle crée, en liaison avec les longueurs des interstices entre la paroi interne de l'alésage cylindrique du boîtier et les zones de surface périphériques du rotor correspondantes des pièges coudés X /2, caractérisé en ce que les zones de paroi interne de l'alésage cylindrique du boîtier ( 1) situées entre les raccords (A à D) sont chacune interrompues, exactement au milieu, par au moins une fente axiale ( 11 à 14), dont la profondeur est calculée de manière analogue à celle des fentes ( 41, 42) dans la surface périphérique du rotor afin de créer d'autres pièges X/2. 2 Commutateur de guide d'ondes suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'au moins les fentes (Ila à 14 a) dans la paroi interne de l'alésage cylindrique du boîtier ( 1) sont élargies et en ce qu'elles ont une section transversale approximativement en demi-cercle. 3 Commutateur de guide d'ondes suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'au moins les fentes (llb à 14 b) dans la paroi interne de l'alésage cylindrique du boîtier ( 1) ont un profil en contre-dépouille. 4 Commutateur de guide d'ondes suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'au moins une partie de la section transversale au moins des fentes dans la paroi interne de l'alésage du boîtier est remplie d'une matière procurant une grande atténuation ( 20), et en particulier d'un diélectrique avec beaucoup de pertes. Commutateur de guide d'ondes suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le boîtier ( 1) présente quatre raccords (A à D) opposés par paires, et en ce que le rotor ( 4) a deux voies ( 7, 8) en quart de cercle symétriquement inversées l'une par rapport à l'autre et peut tourner suivant des pas de 900.