Brevet FR2669147A1 — publié le 19920515

L'invention concerne un raccord mobile de guides d'ondes. Les raccords rigides de guides d'ondes sont de même que les guides d'ondes eux- mêmes en majeure partie standardisés Pour des cas d'utilisation dans lesquels il demeure un interstice conditionné par les tolérances entre les brides à assembler ensemble ou dans lesquels les axes longitudinaux des systèmes conducteurs de guide d'ondes en question ne sont pas alignés entre eux et/ou sont décalés de la valeur d'un petit angle, on connaît des éléments de raccord spéciaux sous la forme de courtes pièces de compensation de tolérances (DE-PS 37 27 198) Elles se composent essentiellement de deux tronçons de guides d'ondes, l'établissement du contact entre leurs plans de connexion étant effectué par l'intermédiaire d'un piège J/2 mécaniquement et sans contact direct Ces éléments de raccord connus ne sont donc appropriés qu'à la compensation de tolérances longitudinales jusqu'à quelques millimètres et à la compensation d'un décalage angulaire entre axes jusqu'à quelques degrés, sinon l'interstice mécanique entre les deux tronçons de guides d'ondes mis en contact sans contact physique devient trop grand pour pouvoir être encore ponté du point de vue électrique au moyen du piège sans réflexion Les éléments de raccord connus sont en outre essentiellement prévus pour la compensation de tolérances statiques. On connaît déjà, par la publication EP 02 01 950 Al, un raccord mobile de guides d'ondes suivant deux axes, c'est-à-dire basculant ou pivotant, qui présente les caractéristiques suivantes: deux connecteurs de guide d'ondes espacés l'un de l'autre, dont les surfaces de connecteur orientées l'une vers l'autre sont conçues sous forme de surface en calotte sphérique, une pièce médiane pour guide d'ondes, à surface extérieure sphérique, deux pièces intermédiaires pour guide d'ondes à surfaces en forme de calotte sphérique, entre chaque connecteur de guide d'ondes et la pièce médiane pour guide d'ondes, des pièges entre tous les éléments mobiles les uns par rapport aux autres. En dépit de sa conception comparativement compliquée, ce raccord de guides d'ondes connu n'est toutefois pas approprié en tant qu'élément de jonction entre un système fixe de guide d'ondes et un système de guide d'ondes soumis à des oscillations mécaniques, étant donné que le raccord de guides d'ondes n'autorise ou ne peut compenser aucun mouvement de translation entre les systèmes de guide d'ondes reliés. Le but de l'invention est donc de proposer un raccord de guides d'ondes du type ci-dessus indiqué, propre à accepter des translations, des rotations et des basculements variables dans le temps, tels qu'ils peuvent se produire par exemple entre un émetteur à micro-ondes monté vibrant et un système de guide d'ondes fixe qui assure la transmission. Ce but est atteint suivant l'invention par un raccord de guides d'ondes mobile suivant trois axes comportant: deux connecteurs de guide d'ondes espacés l'un de l'autre, dont les surfaces de connecteur orientées l'une vers l'autre sont conçues sous forme de surfaces en calotte sphérique; une pièce intermédiaire pour chacun des guides d'ondes, à contre-surface en forme de calotte sphérique; une pièce médiane de guide d'ondes comportant de chaque côté un prolongement tubulaire frontal qui entre en contact de manière mobile et télescopique avec une partie d'extrémité à paroi mince de la pièce intermédiaire de guide d'ondes située du même côté; un dispositif à biellettes qui part de la pièce médiane et qui s'appuie sur les deux pièces intermédiaires de guide d'ondes et maintient la pièce médiane constamment avec le même écartement par rapport aux deux pièces intermédiaires de guide d'ondes; des pièges À/2 entre tous les éléments voisins, mobiles les uns par rapport aux autres, afin d'assurer leur mise en contact au moyen d'un court-circuit électriquement équilibré. Dans ce raccord de guides d'ondes, le centre géométrique d'un connecteur de guide d'ondes peut décrire des mouvements quelconques, correspondant à la surface d'une sphère avec un diamètre de l'ordre de 10 mm, par exemple, par rapport au centre géométrique fixe de l'autre connecteur de guide d'ondes, sans que pour autant le coefficient de réflexion du raccord en soit notablement modifié. D'une manière préférable les deux connecteurs de guide d'ondes comportent chacun sur leurs bords périphériques orientés l'un vers l'autre un anneau à bride, et les bords frontaux libres sont espacés l'un de l'autre et s'assemblent chacun de manière télescopique avec une surface périphérique bombée à l'extrémité d'une douille. Une telle construction procure un centrage de la pièce médiane de guide d'ondes avec pour résultat que l'usure mécanique, due à l'appui du côté frontal, de la pièce médiane sur l'une des pièces intermédiaires, et les variations du coefficient de réflexion peuvent être éliminées dans une large mesure, étant donné que les interstices frontaux sont de façon constante de même dimension des deux côtés de la pièce médiane En outre, grâce à un dimensionnement approprié de la longueur électrique de la pièce médiane du guide d'ondes, on peut obtenir une compensation réciproque des perturbations drordre inductif ou capacitif provoquées par les interstices en question et qui persistent en dépit du piège /2. D'une manière également préférable une broche est placée entre chaque connecteur de guide d'ondes et la pièce intermédiaire de guide d'ondes correspondante pour limiter le décalage angulaire entre ces éléments, cette broche étant reliée fixe à un élément et pénétrant dans un évidement de l'autre élément, dimensionné en fonction du décalage angulaire maximal Une telle construction permet d'obtenir un blindage HF très élevé du raccord de guides d'ondes. La limite d'écart angulaire ainsi réalisée empêche la formation de réflexions à la suite d'un "déplacement" incontrôlé des pièces mobiles en rotation les unes par rapport aux autres et ainsi des sections de guide d'ondes qui se succèdent et qui sont toujours entourées par ces éléments. 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 représentent de manière simplifiée un raccord de guide d'ondes conforme à l'invention, et sur lesquels La figure 1 est une coupe longitudinale, La figure 2 est une vue extérieure, en partie éclatée, suivant la flèche X de la figure 1, La figure 3 est une coupe partielle suivant la ligne A-A de la figure 1, La figure 4 est une coupe partielle suivant la ligne B-B de la figure 1, et La figure 5 représente le détail Z de la figure 1, en vue agrandie. Le raccord de guides d'ondes représenté sur les figures 1 et 2 comporte deux connecteurs de guide d'ondes situés face à face avec un espace t, chacun d'eux ayant sa surface de connecteur tournée vers l'extérieur configurée pour un assemblage à vis avec, par exemple des tronçons de guide d'ondes standardisés (non représentés) Les surfaces des connecteurs de guide d'ondes la et b, qui sont tournées l'une vers l'autre, sont en forme de surfaces de calotte sphérique lia, llb Une pièce intermédiaire 2 a, 2 b de guide d'ondes fait suite à chaque connecteur de guide d'ondes la, lb Ces pièces intermédiaires de guide d'ondes présentent des contre-surfaces correspondantes 21 a, 21 b en forme de calotte sphérique Les surfaces en calotte sphérique lla ou llb et les contre-surfaces en calotte sphérique 21 a ou 21 b ne s'appuient directement l'une contre l'autre que dans une zone extérieure annulaire En choisissant des matériaux assortis de manière adéquate ou en adoptant d'autres mesures, on obtient que les connecteurs de guide d'ondes et les pièces intermédiaires correspondantes puissent tourner et basculer les uns par rapport aux autres avec un faible frottement Au demeurant, il est prévu entre les surfaces en calotte sphérique lla et llb ainsi qu'entre les contre- surfaces en calotte sphérique 2 la et 21 b des interstices périphériques 31 a ou 31 b, qui constituent associés à une rainure axiale périphérique 32 a ou 32 b, située dans la pièce intermédiaire correspondante 2 a ou 2 b, un piège À/2 coudé. Entre les pièces intermédiaires 2 a et 2 b de guide d'ondes est située une pièce médiane 4, qui présente, des deux côtés, un prolongement tubulaire 41 a, 41 b par lequel elle entre en contact de manière mobile et télescopique avec une partie d'extrémité 22 a ou 22 b à paroi mince de la pièce intermédiaire 2 a ou 2 b de guide d'ondes correspondante située du même côté On assure ainsi que les connecteurs de guide d'ondes la et lb puissent se déplacer l'un par rapport à l'autre suivant l'axe A du raccord, avec un certain degré de liberté Grâce au profil, visible à la figure 4, de la périphérie extérieure du prolongement tubulaire 41 b (qui est aussi valable pour le prolongement tubulaire 41 a), on obtient une sécurité contre un décalage des éléments qui se déplacent les uns par rapport aux autres Un tel risque de décalage existe du fait que les prolongements tubulaires 4 la ou 41 b et les parties d'extrémité 22 a ou 22 b à paroi mince avec lesquelles ils s'assemblent ne se déplacent pas les uns par rapport aux autres suivant une relation de contact mutuel mais qu'au contraire un interstice doit demeurer entre eux pour des raisons de tolérances La longueur axiale de cet interstice, qui est désigné par S à la figure 5, est dimensionnée de telle manière qu'on obtient un autre piège À/2, en liaison avec une autre rainure axiale 23 a ou 23 b dans chacune des pièces intermédiaires 2 a ou 2 b de guide d'ondes. Les pièces intermédiaires 2 a ou 2 b sont complétées par des brides profilées 5 a ou 5 b Une réalisation d'un seul tenant des éléments 2 a, 5 a ou 2 b, 5 b n'est pas possible pour des raisons techniques de fabrication, entre autres à cause des rainures axiales 23 a ou 23 b Les brides profilées a, 5 b entourent les prolongements tubulaires 41 a ou 41 b de la pièce médiane 4, en ménageant également un interstice s' (voir figure 5) Comme on le voit également sur la figure 5, les interstices S ou s' sont remplis d'une matière plastique 10 qui, dans son appariement avec le métal, présente un faible coefficient de frottement ainsi qu'une certaine élasticité On utilise de manière préférable, de courts segments de tube souple rétractable fait d'une matière plastique appropriée qui sont emmanchés sur les parties d'extrémité 22 a ou 22 b à paroi mince des pièces intermédiaires 2 a ou 2 b et sur les prolongements tubulaires 4 la ou 41 b de la pièce médiane 4 La longueur axiale de l'interstice s' est dimensionnée de telle manière qu'un autre piège À/2 est créé en liaison avec une troisième rainure axiale 51 a ou 51 b dans la bride profilée 5 a ou 5 b concernée On tient compte de la constante diélectrique relative de la matière plastique 10 pour le dimensionnement du piège dont les interstices S et s' sont parties constituantes. La pièce médiane 4 comporte sur des faces opposées deux dispositifs à biellettes 6 dont la fonction consiste à maintenir la pièce médiane 4 en permanence de manière centrale précise entre les brides profilées 5 a ou 5 b et ce, indépendamment des variations de l'écart 1 entre les connecteurs de guide d'ondes la ou lb D'une part la (petite) discontinuité électrique inévitable qui existe, en débit du piège, entre la pièce médiane 4 et les pièces intermédiaires de guide d'ondes qui s'y raccordent est symétriquement répartie et, d'autre part, cela permet d'obtenir, par un dimensionnement approprié de la longueur électrique de la pièce médiane 4, une compensation mutuelle de ces discontinuités Les dispositifs à biellettes 6 empêchent en outre l'apparition d'une usure mécanique découlant de l'appui frontal de la pièce médiane 4 contre l'une des pièces intermédiaires 2 a ou 2 b Une comparaison des figures 1 et 2 permet de mieux comprendre la construction et la fonction des dispositifs à biellettes 6. Chacun des dispositifs à biellettes se compose de deux biellettes 61 et 62 qui sont montées articulées sur le coulisseau d'une glissière, désignée dans son ensemble par 63 et située sur la pièce médiane 4, les autres extrémités de ces biellettes étant articulées sur les brides profilées a ou 5 b. La conception décrite jusqu'ici concerne les pièces indispensables en particulier également du point de vue électrique pour l'obtention de la translation, de la rotation et du basculement recherchés des connecteurs la et lb de guides d'ondes l'un par rapport à l'autre D'autres éléments sont également nécessaires pour des raisons mécaniques ou prévus pour améliorer les propriétés électriques Appartiennent en particulier à cette catégorie les anneaux de centrage 7 a, 7 b qui sont vissés sur les connecteurs la ou lb de guides d'ondes et qui assurent la position centrale ainsi que la fixation mécanique des pièces intermédiaires correspondantes 2 a ou 2 b Chacun des anneaux de centrage 7 a, 7 b est muni à proximité de sa périphérie extérieure d'une broche 7 la ou 71 b qui s'engage dans un évidement en forme de fente qui lui est associé et qui est situé à proximité de la périphérie extérieure de la pièce intermédiaire 2 a ou 2 b du même côté, et l'angle de décalage entre ces deux éléments et par conséquent aussi l'angle de décalage maximal possible entre le connecteur la et le connecteur lb de guide d'ondes sont limités de cette manière (voir aussi figure 3). Des anneaux à bride 8 a ou 8 b sont vissés sur les anneaux de centrage 7 a ou 7 b et se prolongent par des parties tubulaires 8 la ou 8 Bb qui se terminent en formant un écart b entre elles Les parties tubulaires s'assemblent de manière télescopique avec une douille métallique 9 qui présente à ses deux bords des surfaces périphériques bombées 9 la ou 91 b, comportant des rainures pour recevoir des bagues d'étanchéité 92 a ou 92 b La totalité de l'espace intermédiaire entre les connecteurs la et lb de guide d'ondes est ainsi entourée par un blindage mécanique continu de telle manière que le raccord de guides d'ondes est entièrement blindé H F, sans que pour autant la mobilité des connecteurs la ou lb l'un par rapport à l'autre en soit affectée La douille 9 présente en son milieu un renflement 93 qui, en association avec les bords frontaux des parties tubulaires 81 a, 81 b limite le déplacement de la douille 9 vers la gauche et vers la droite. 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 Raccord de guides d'ondes mobile suivant trois axes, caractérisé en ce qu'il comprend: deux connecteurs (la, lb) de guide d'ondes espacés l'un de l'autre, dont les surfaces de connecteur orientées l'une vers l'autre sont conçues sous forme de surfaces en calotte sphérique (lla, llb); une pièce intermédiaire ( 2 a, 5 a; 2 b, 5 b) pour chacun des guides d'ondes, à contre-surface en forme de calotte sphérique ( 21 a, 21 b); une pièce médiane ( 4) de guide d'onde comportant de chaque côté un prolongement tubulaire frontal ( 41 a, 41 b) qui entre en contact de manière mobile et télescopique avec une partie d'extrémité ( 22 a, 22 b) à paroi mince de la pièce intermédiaire de guide d'ondes située du même côté; un dispositif de bras oscillants ( 6) qui part de la pièce médiane ( 4) et qui s'appuie sur les deux pièces intermédiaires ( 5 a, 5 b) de guide d'ondes et maintient la pièce médiane ( 4) constamment avec le même écartement par rapport aux deux pièces intermédiaire de guides d'ondes; des pièges À/2 ( 31 a, 32 a; 31 b, 32 b; 23 a; 23 b; 51 a; 51 b) entre tous les éléments voisins, mobiles les uns par rapport aux autres, afin d'assurer leur mise en contact au moyen d'un court-circuit électriquement équilibré. 2 Raccord de guides d'ondes suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les deux connecteurs (la, lb) de guide d'ondes comportent chacun sur leurs bords périphériques orientés l'un vers l'autre un anneau à bride ( 8 a, 8 b), et en ce que les bords frontaux libres sont espacés l'un de l'autre et s'assemblent chacun de manière télescopique avec une surface périphérique bombée ( 91 a, 91 b) à l'extrémité d'une douille ( 9). 3 Raccord de guides d'ondes suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'une broche ( 71 a, 71 b) est placée entre chaque connecteur de guide d'ondes et la pièce intermédiaire ( 2 a, 2 b) de guide d'ondes correspondante pour il limiter le décalage angulaire entre ces éléments, cette broche étant reliée fixe à un élément et pénétrant dans un évidement de l'autre élément, dimensionné en fonction du décalage angulaire maximal.