Brevet FR2718889A1 — publié le 19951020

Support de maintien et de guidage d'une charae adaptée dans un guide d'ondes La présente invention porte sur un support de maintien et de guidage d'une charge adaptée dans un guide d'ondes, assurant le positionnement coaxial de la charge le long du guide d'ondes. Ces charges adaptées sont des charges dites absorbantes, destinées à absorber la totalité de l'énergie des ondes électromagnétiques transmises dans les guides d'ondes. Ce sont en général des corps à géométrie progressive, en particulier des corps coniques, ayant une longueur multiple de la longueur d'onde guidée. Elles sont souvent réalisées par moulage en une matière plastique, par exemple en résine époxy, chargée de graphite ou de poudre de fer. De telles charges absorbantes ne sont pas en pratique totalement absorbantes, mais possèdent une certaine réflectivité. Ces charges absorbantes sont en particulier utilisées dans les guides d'ondes, pour des mesures de précision en hyperfréquence, telles que notamment la mesure de réflectivité de tronçons de guides d'ondes de transition ou la mesure de directivité de coupleurs directionnels réalisés en guides d'ondes. Pour ces mesures de précision, il est alors nécessaire de déterminer la réflectivité des charges absorbantes et de s'en affranchir. A cet effet ces charges absorbantes sont montées coulissantes dans les guides d'ondes. Le déplacement de la charge absorbante dans le guide d'ondes permet de mettre en évidence le caractère vectoriel de sa réflexion et de quantifier alors son coefficient de réflexion. Des techniques de calibrage connues sont utilisées dans des appareils de mesure en hyperfréquence, comme par exemple les analyseurs vectoriels de réseaux, pour isoler ce coefficient de réflexion et s'affranchir de son influence. Ce déplacement de la charge absorbante est généralement assuré par un support coulissant dans le guide d'ondes, sur lequel la charge absorbante est alignée axialement et fixée à l'une de ses extrémités. Un tel support est constitué par un corps allongé en matière plastique flexible, par exemple en polytétrafluoréthylène, ayant en section droite des dimensions légèrement inférieures à celles internes du guide d'onde et ayant une longueur multiple de la longueur d'onde guidée. Ce support ne permet pas toujours un maintien coaxial de la charge absorbante tout au long de sa course dans le guide d'ondes. Des variations dimensionnelles du guide d'ondes et du support avec des variations de température peuvent conduire à un léger décalage axial de la charge absorbante par rapport au guide d'ondes, compte tenu des coefficients de dilatation différents des matériaux en jeu, à savoir du métal du guide d'ondes et de la matière plastique du support. Ceci peut également être le cas lors de simples défauts internes de fabrication du guide d'ondes. Or l'une des exigences, pour éviter toute erreur sur le coefficient de réflexion de la charge absorbante et celle résultante sur la mesure de précision effectuée, est le maintien rigoureux en position coaxiale de la charge absorbante tout au long de sa course dans le guide d'ondes. La présente invention a pour but de satisfaire à cette exigence, en évitant tout décalage de l'axe de la charge adaptée par rapport à l'axe du guide d'ondes. Elle a pour objet un support de maintien et de guidage d'une charge adaptée, montée coulissante dans un guide d'ondes, ledit support étant constitué par un corps allongé en matière plastique flexible, présentant en section droite sensiblement les mêmes dimensions que celles internes de section dudit guide d'ondes et ayant un axe longitudinal aligné avec celui de ladite charge adaptée fixée à l'une de ses extrémités, caractérisé en ce qu'il présente sur sa longueur des premières et des deuxièmes portions périphériques, alternées les unes avec les autres et ayant des cotes externes supérieures pour les premières et inférieures pour les deuxièmes aux cotes internes de parties correspondantes dudit guide d'ondes, et en ce qu'il comporte des moyens internes de déformation élastique desdites premières portions, en assurant le positionnement coaxial dudit support et donc de la charge adaptée dans ledit guide d'ondes. Ce support peut présenter avantageusement en outre au moins l'une des caractéristiques additionnelles suivantes: - lesdits moyens internes sont des rainures longitudinales, chacune sous-jacente à l'une desdites premières portions périphériques, s'étendant sous cette première portion périphérique et une partie de l'une des deux deuxièmes portions périphériques attenantes à celle-ci et ouverte sensiblement sur un bord de jonction entre cette première portion périphérique et l'autre deuxième portion périphérique attenante. - il comporte en outre une série de gorges, transversales à l'axe dudit support, coupant lesdites rainures longitudinales et divisant chaque première portion périphérique en une suite de segments déformables indépendamment les uns des autres. - lesdites gorges sont de largeur réduite et sont équidistantes les unes des autres, en présentant entre elles un pas sensiblement égal au quart de la longueur d'onde guidée dans ledit guide d'ondes. Les caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description de modes de réalisation illustrés à titre d'exemples dans les dessins ci-annexés. Dans ces dessins: - la figure 1 est une vue partielle en perspective, montrant un support de maintien et de guidage selon l'invention d'une charge adaptée coulissante dans un guide d'ondes circulaire, - les figures 2 et 3 sont deux vues, l'une frontale et l'autre latérale, du support de la figure 1, - la figure 4 est une vue frontale d'une variante de réalisation du support, pour un guide d'ondes rectangulaire. Dans la figure 1, on a représenté un guide d'ondes 1, de section circulaire, dans lequel est montée une charge adaptée 2 fixée sur un support 3. Ce support assure le maintien et le guidage de la charge adaptée, pour son coulissement axial dans le guide d'ondes. La charge adaptée est alignée et fixée axialement, sur l'une des extrémités du support. Cette charge adaptée 2 est dite également charge absorbante. Elle est constituée par un corps conique, par exemple en résine époxy chargée de poudre de fer. Pour sa fixation au support 3, elle est alésée axialement sur sa seule portion terminale de plus grande section et le support sur toute sa longueur. Cette fixation est assurée par une tige filetée 4, qui est vissée dans l'alésage de la charge adaptée et traverse le support. Un écrou 5 monté sur la tige est bloqué contre le support à l'opposé de la charge adaptée ainsi elle-même bloquée. La partie terminale de la tige, qui est saillante sur le support et le guide d'ondes, permet l'actionnement du support pour le coulissement de la charge adaptée avec le support dans le guide d'ondes. Le support 3 est constitué par un corps allongé réalisé d'un seul tenant, en matière plastique, par exemple en PTFE. Sa section droite correspond sensiblement à celle interne du guide d'ondes. Elle est cependant prévue ainsi que précisé ci-après, pour assurer un maintien rigoureux de l'axe de la charge adaptée sur l'axe du guide d'ondes, au cours du coulissement de la charge adaptée, ceci indépendamment des conditions environnantes, notamment de température, donnant lieu à des variations dimensionnelles différentes du guide d'ondes et du support, ou de la présence possible de défauts internes de construction sur l'intérieur du guide d'ondes. Le support 3 est tout d'abord précisé en se référant à la figure 1 et plus particulièrement à la figure 2, dans laquelle on a illustré comparativement en pointillés le contour interne du guide d'ondes circulaire, désigné sous la référence 1 de ce guide d'onde. Ce support 3 est de forme initiale cylindrique, dont le rayon externe A est légèrement supérieur à celui interne B du guide d'ondes. Il est rectifié pour définir des méplats longitudinaux 10, qui sont alternés avec des portions semi-cylindriques 11 de sa forme initiale. Ces méplats sont chacun & une distance D de l'axe du support, cette distance D définissant la cote externe des méplats et étant inférieure au rayon de la section interne du guide. Ces méplats sont identiques entre eux et séparés les uns des autres par des portions semi-cylindriques également identiques entre elles. Ils sont dans cette réalisation au nombre de quatre, en étant deux à deux symétriques et avec entre eux des portions semi-cylindriques également deux à deux symétriques. Bien entendu ce nombre peut être différent, en particulier de trois, cinq ou six, les méplats étant régulièrement répartis et séparés par des portions semi-cylindriques affectées au maintien coaxial du support dans le guide d'ondes circulaire. Pour ce maintien coaxial du support, les portions semi-cylindriques 11 sont rendues élastiquement déformables. A cet effet, le support 3 comporte des rainures droites 12, qui sont profondes et usinées sur la longueur du support. Ces rainures 12 sont ici au nombre de quatre. Chacune d'elles s'étend sous la portion semi-cylindrique concernée et la majeure partie de la largeur de l'un des deux méplats attenants. Elle est ouverte sur le bord de jonction entre cette portion semi-cylindrique et l'autre méplat attenant, ou en variante à proximité de ce bord de jonction mais sur cet autre méplat attenant. Ces rainures définissent des bras longitudinaux 13, indépendants et déformables, à chacun desquels appartient l'une des différentes portions semicylindriques 11. Les quatre rainures sont identiques et orthogonales l'une à la suivante. Leur profondeur est approximativement égale au rayon A du cyclindre initial formant le support. Ainsi qu'illustré, elles forment un angle légèrement supérieur à 90- avec le méplat sur lequel chacune d'elles est ouverte, cet angle étant de 110- environ. Elles ont une largeur suffisante pour permettre l'insertion et le coulissement à frottement du support 3 dans le guide d'ondes par écrasement des rainures. Elles permettent le serrage élastique des portions semi-cylindriques 11 contre les parois internes du guide d'ondes et le maintien coaxial du support dans le guide, du fait de la tendance des rainures à retrouver leur largeur initiale. Cette largeur est prévue de l'ordre de 2 à 4 fois la différence entre les rayons A et B. La description de ce support 3 est complétée en se référant aux figures 1 et 2 et plus particulièrement à la figure 3. Le support 3 est prévu de longueur multiple de la longueur d'onde dans le guide d'ondes. Il présente en outre une série de gorges périphériques 15, qui sont réalisées de manière continue sur les portions semi-cylindriques 11 et les méplats, transversalement à l'axe du support, et qui coupent les rainures longitudinales 12. Ces gorges ont une très faible largeur et sont équidistantes les unes des autres, en présentant un pas P égal au quart de la longueur d'onde dans le guide d'ondes. Elles ont une profondeur relativement importante, cette profondeur étant approximativement égale à la moitié du rayon A du cylindre initiale formant le support, ainsi qu'il apparat clairement dans la figure 2 dans laquelle le fond des gorges a été illustré en pointillés et désigné par la référence 15 des gorges. Ces gorges 15 divisent chacun des bras longitudinaux 13 du support 3 en une suite de segments identiques 16, cette suite comprenant n+1 segments pour n gorges. Ces segments se rétractent et se rel chent individuellement, chacun dans la limite de la déformation rendue possible par la rainure sous-jacente. Ils contribuent ainsi individuellement au serrage du support contre les parois internes du guide d'ondes pour assurer le maintien coaxial précis du support dans ce guide d'ondes. Leur action individuelle permet de compenser les possibles variations de diamètre du guide d'ondes le long de la course du support ou les possibles défauts sporadiques de construction sur les parois internes du guide d'ondes le long de cette course du support. Dans la figure 4, on a montré un guide d'ondes rectangulaire 20 illustré par le seul contour interne de sa section, et un support 21 de section sensiblement correspondante, initialement rectangulaire et légèrement supérieure à celle interne du guide d'ondes. Ce support 21 est rectifié pour présenter des particularités analogues à celles du support 3 précité, dont les différences sont essentiellement précisées ci-après et résultent de la section rectangulaire du guide d'ondes 20. Il présente en effet sur sa longueur des méplats 22 et 23, dont les côtes notés L et 1 sont légèrement inférieures à celles correspondantes de la section interne du guide d'ondes 20, et des portions saillantes 24 et 25, qui sont dans ce cas droites et résultent de la forme initiale du support et qui présentent donc des côtes L' et 1' légèrement supérieures à celles internes correspondantes du guide d'ondes. Les méplats sont usinés sur la majeure partie de la largeur des côtés de la forme initiale du support, en étant identiques sur deux les côtés opposés et en étant alternés avec les portions saillantes sur la périphérie du support. Dans cette réalisation, chaque côté présente un seul méplat et une seule portion saillante. Sur deux côtés consécutifs ou deux côtés opposés du support, les deux méplats sont usinés depuis les bords diagonalement opposés de ces deux côtés, chacun ayant une largeur proportionnelle à celle du côté où il est formé. Bien entendu en variante, chaque côté du support peut présenter deux méplats de même largeur ou non, qui sont séparés par une partie saillante intermédiaire, les côtés opposés du support étant rectifiés en présentant une symétrie par rapport à l'axe du support. Ce support 21 présente aussi des rainures droites 26 et 27 qui sont affectées à la déformation élastique des parties saillantes 24 et 25, indépendamment les unes des autres, et définissent à cet effet des bras longitudinaux incluant chacun l'une des parties saillantes. Chacune de ces rainures est sous jacente et parallèle à la partie saillante à laquelle elle est affectée et s'étend sous une partie importante de la largeur du méplat attenant à cette partie saillante et situé sur le même côté du support. Elle est perpendiculaire à l'autre méplat attenant situé sur le côté consécutif du support, en étant ouverte sur ce dernier méplat à proximité du bord longitudinal de jonction de cet autre méplat et de la partie saillante considérée, ce bord de jonction étant l'arête définie par les deux côtés concernés du support. Ce support présente également en outre des gorges périphériques, étroites et profondes, non représentées, qui coupent les rainures et divisent chacune des parties saillantes notamment en une suite de segments indépendants. Ce support 21 dans le guide d'ondes rectangulaire a la même fonction que le support 3 précité dans le guide d'ondes circulaire. Il est également d'une seule pièce et aisé à réaliser et à monter ou démonter dans le guide d'ondes rectangulaire. Le support pour un guide d'ondes de section carrée résulte directement de la transposition du support précité, destiné au guide d'ondes rectangulaire. REVENDICATIONS 1/ Support de maintien et de guidage d'une charge adaptée, montée coulissante dans un guide d'ondes, ledit support étant constitué par un corps allongé en matière plastique flexible, présentant en section droite sensiblement les mêmes dimensions que celles internes de section dudit guide d'ondes et ayant un axe longitudinal aligné avec celui de ladite charge adaptée fixée à l'une de ses extrémités, caractérisé en ce qu'il présente sur sa longueur des premières et des deuxièmes portions périphériques, (11-10; 24-25, 22-23), alternées les unes avec les autres et ayant des cotes externes supérieures pour les premières (11; 2425) et inférieures pour les deuxièmes (10; 22-23) aux cotes internes de parties correspondantes dudit guide d'ondes (1, 20), et en ce qu'il comporte des moyens internes (12; 27, 26) de déformation élastique desdites premières portions, pour assurer le positionnement coaxial dudit support (2; 21) et donc de la charge adaptée (2) dans ledit guide d'ondes. 2/ Support selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens internes (12; 27, 26) sont des rainures longitudinales, chacune sous-jacente à l'une desdites premières portions périphériques (11; 22-23), s'étendant sous cette première portion périphérique et une partie de l'une des deux deuxièmes portions périphériques attenantes à celle-ci et ouverte sensiblement sur un bord de jonction entre cette première portion périphérique et l'autre deuxième portion périphérique attenante. 3/ Support selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comporte en outre une série de gorges (15), transversales à l'axe dudit support, coupant lesdites rainures longitudinales (12; 27, 26) et divisant chaque première portion périphériques en une suite de segments (16) déformables indépendamment les uns des autres. 4/ Support selon la revendication 2, caractérisé en ce que lesdites gorges (15) sont de largeur réduite et sont équidistantes les unes des autres, en présentant entre elles un pas sensiblement égal au quart de la longueur d'onde guidée dans ledit guide d'ondes. 5/ Support selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que lesdites deuxièmes portions périphériques (10, 2223) sont des méplats longitudinaux, réalisés sur ledit support prévu initialement de section légèrement supérieure à celle interne dudit guide d'ondes.