Brevet FR2717903A1 — publié le 19950929

DISPOSITIF DE PROTECTION D'UN RECEPTEUR L'invention concerne les dispositifs qui permettent de protéger les récepteurs contre la réception de signaux de haute énergie qui pourraient les endommager, notamment dans le cas de récepteurs de signaux radar qui sont associés à des émetteurs fournissant des impulsions haute fréquence de valeur crête élevée. Dans les radars, cette protection est habituellement obtenue par des tubes à gaz disposés dans les voies de réception. Ces tubes s'allument lorsque le signal reçu a une valeur supérieure à un certain seuil déterminé et réalisent des court-circuits qui réfléchissent le signal reçu et ce dernier ne peut atteindre le récepteur. Par contre, lorsque le signal reçu est inférieur au seuil, les tubes restent éteints et le signal se propage vers le récepteur. Ces tubes à gaz présentent un certain nombre d'inconvénients parmi lesquels on citera un temps de réponse assez long ; c'est ainsi qu'ils mettent un certain temps à s'allumer de sorte qu'ils laissent passer vers le récepteur une pointe d'énergie importante ; également, apres une impulsion d'émission qui les a allumés, ils mettent un temps non négligeable à s'éteindre et empêchent donc la réception des signaux utiles. Un autre inconvénient est que leurs caractéristiques varient au cours du temps et qu'ils deviennent alors inopérants après un certain temps de fonctionnement. Enfin, leur fenêtre d'entrée, généralement en verre, limite la puissance moyenne à appliquer. I1 faut alors faire appel à d'autres composants placés en amont, tel qu'un limiteur à ferrite. Le but de la présente invention est donc de réaliser un dispositif de protection d'un récepteur qui a un temps de réponse court, aussi bien en début du signal reçu qu'après la fin de ce dernier. Un autre but de la présente invention est de réaliser un dispositif de protection d'un récepteur qui peut supporter des puissances importantes et ne rend donc pas nécessaire l'usage de composants supplémentaires. Un autre but de la présente invention est de réaliser un dispositif de protection d'un récepteur dont la durée de vie est pratiquement illimitée. Enfin, un autre but de la présente invention est de réaliser un dispositif de protection d'un récepteur de signaux hyperfréquence dont la limitation de puissance peut être contrôlée. L'invention se rapporte à un dispositif de protection d'un récepteur de signaux hyperfréquence contre les signaux haute énergie qui pourraient l'endommager comprenant un guide d'onde rectangulaire connecté à une antenne réceptrice, une ligne coaxiale connectee au récepteur et une cellule de transition entre le guide d'onde et la ligne coaxiale, caractérisé en ce qu'il comprend en outre une ligne coaxiale court-circuitée à son extrémité qui est placée en parallèle sur un prolongement du guide d'onde et terminé par un court-circuit, ladite ligne coaxiale court-circuitée étant munie d'au moins une diode montée entre les conducteurs central et extérieur. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description suivante d'un exemple particulier de réalisation, ladite description étant faite en relation avec la figure unique qui est une vue en coupe longitudinale d'un guide d'onde muni du dispositif de protection selon l'invention. Une antenne d'émission-réception, non représentée, est connectée à un récepteur, également non représenté, par un guide 1 de section rectangulaire et une ligne coaxiale 2 qui est couplée au guide 1 par une cellule de transition 3 de type classique. La figure unique est une vue en coupe longitudinale suivant un plan médian perpendiculaire au grand côté du guide 1. La cellule de transition 3 comporte essentiellement un élément de guide d' onde 6 qui se termine par un court-circuit 7 et un conducteur central 4 de la ligne coaxiale 2 qui plonge dans le guide 1 et qui est maintenu en place par un manchon 5 en matière diélectrique telle que du téflon. On remarquera que la ligne coaxiale 2 qui est représentée est en fait une fiche coaxiale de raccordement qui permet d'une part, la connexion avec le guide 1 et d'autre part, la connexion avec une ligne coaxiale proprement dite reliée au récepteur à protéger. L'élément 7 de guide d'onde 6 prolonge le guide 1 d'une longueur égale à un nombre entier impair de quarts de longueur d'onde par rapport au conducteur 4 de manière à ramener une impédance très grande au niveau de la cellule de transition 3. Selon l'invention, le dispositif de protection a pour but de désadapter la cellule de transition 3 lorsque celle-ci reçoit un signal de forte puissance en provenance de l'antenne. Par contre, ce dispositif ne modifie pas les caractéristiques de la cellule de transition lorsque celle-ci reçoit un signal de faible puissance. A cet effet, le dispositif de protection comprend une ligne coaxiale 8 qui est terminée par un court-circuit 9 et qui présente des diodes de limitation 10 et 11 du type PIN montées tête bêche entre un conducteur central 12 et un conducteur extérieur 13. La longueur de la ligne coaxiale 8 est égale à un nombre entier impair de quarts de longueur d'onde de maniere à ramener une forte impédance au niveau de l'élément de guide d'onde 6, ce qui ne perturbe pas les caractéristiques de la cellule de transition 3. Les diodes 10 et 11 sont disposées à une distance L de l'élément de guide d'onde 6 de manière à ramener une impédance capacitive au niveau du guide d'onde lorsqu'elles sont court-circuitées par un signal de forte puissance. Cette impédance capacitive est en série avec l'impédance selfique du conducteur central 12 et réalise avec cette dernière un circuit résonnant série qui a une impédance nulle (court-circuit) à la fréquence des signaux hyperfréquence. Tout se passe comme si le court-circuit 7 était ramené dans le plan du conducteur 12, de sorte que l'impédance ramenée dans le plan du conducteur 4 n'est plus très grande. Il en résulte ainsi une désadaptation de la transition 3, ce qui conduit à une limitation de la puissance transmise vers la ligne coaxiale 2 et donc vers le récepteur. En déplaçant la position de la ligne coaxiale 8 par rapport au plan de la cellule de transition 3, on modifie l'impédance ramenée dans le plan de ladite cellule et donc la puissance transmise au récepteur. Le dispositif de protection selon l'invention presente les avantages suivants par rapport aux dispositifs de l'art antérieur - il est en parallèle sur le guide d'onde de sorte que les diodes 10 et 11 ne sont pas sur le trajet de propagation des signaux hyperfréquence vers le récepteur et ne sont donc pas soumis à la puissance crête desdits signaux. Il en résulte alors une durée de vie plus grande des diodes. - Le temps de réponse des diodes 10 et 11 étant très court, il en résulte une limitation quasi-instantanée de la puissance transmise et un temps de recouvrement très court également. - Le taux de limitation de la puissance transmise peut être contrôlé en modifiant la position de la ligne coaxiale à diodes 8 par rapport au plan de la cellule de transition. REVENDICATIONS 1. Dispositif de protection d'un récepteur contre la réception de signaux haute énergie qui pourraient l'endommager comprenant un guide d'onde rectangulaire (1) connecté à une antenne réceptrice, une ligne coaxiale (2) connectée au récepteur et une cellule de transition (3) entre le guide d'onde (1) et la ligne coaxiale (2), caractérisé en ce qu'il comprend en outre une ligne coaxiale (8) court-circuitée à son extrémité qui est placée en parallèle sur un prolongement (6) du guide d'onde (1) et termine par un court-circuit (7), ladite ligne coaxiale court-circuitée (8) étant munie d'au moins une diode (10 ou 11) montée entre les conducteurs central (12) et extérieur. 2. Dispositif de protection selon la revendication 1 caractérisé en ce que la longueur du prolongement (6) du guide d'onde (1)- ainsi que celle de la ligne coaxiale court-circuitee (8) - sont égales à un nombre entier impair de quarts de longueur d'onde des signaux hyperfréquence de manière à ne pas perturber le fonctionnement de la cellule de transition en présence de signaux de faible énergie. 3. Dispositif de protection selon la revendication 1 ou 2 caractérisé en ce que la position de la diode (10 ou 11) de la ligne coaxiale court-circuitée (8) est telle que le guide d'onde (1) est court-circuité dans le plan de ladite ligne coaxiale (8) lorsque ladite diode (10 ou 11) devient conductrice en présence de signaux dont l'énergie dépasse un certain seuil. 4. Dispositif de protection selon la revendication 3, caractérisé en ce que la distance entre la ligne coaxiale court-circuitée (8) et la cellule de transition (3) est telle que l'impédance ramenée au niveau de ladite cellule de transition (3) lorsque la diode (10 ou 11) de la ligne coaxiale court-circuitée est conductrice désadapte la cellule de transition (3) qui réfléchit alors tout ou partie des signaux hyperfréquence. 5. Dispositif de protection selon la revendication 4, caractérisé en ce que la distance entre la ligne coaxiale court-circuitée (8) et la cellule de transition (3) est déterminée en fonction du taux des signaux hyperfréquence haute energie à réfléchir.