Brevet FR2733628A1 — publié le 19961031

Structure de protection et d'alimentation d'un tube à onde progressive. La présente invention concerne les sources d'énergie pour exciter des tubes à onde progressive et, plus particulièrement, des tubes de ce type qui sont utilisés dans les vaisseaux spatiaux. Les satellites de télécommunication et de radiodiffusion, ainsi que d'autres installations de télécommunication, doivent transmettre un rayonnement électromagnétique à des fréquences relati- vement élevées, de l'ordre de 2 à 20 GHz et à une puissance supérieure à 10 Watts. Un tel engin spatial contient une pluralité d'amplificateurs de puissance des radiofréquences (RF) qui génèrent la puissance nécessaire pour la transmission des télécommunications. Les panneaux solaires, les batteries d'accumulateurs et les régulateurs de puissance du vaisseau fournissent l'énergie électrique pour faire fonctionner les amplificateurs. En général, des dispositifs de puissance RF à semi- conducteurs sont préférés aux tubes à vide dans les vaisseaux spatiaux en raison de leur légèreté, de leur robustesse et de leur longévité. Dans un satellite de télécommunication, la légèreté, la fiabilité et le rende- ment de la conversion de puissance (le rendement de la conversion d'une énergie en courant continu en une puissance RF ou radioélectri- que) sont tous des paramètres importants. Toutefois, les dispositifs à semi-conducteurs de l'état actuel de la technique n'ont pas un rende- ment de conversion qui s'approche de celui des tubes amplificateurs à onde progressive pour la production d'une énergie radioélectrique. Cela confère aux tubes à onde progressive un avantage certain par rapport aux dispositifs à semi-conducteurs dans un vaisseau spatial o la puissance électrique disponible est limitée. D'autre part, on dispose de tubes à onde progressive qui sont suffisamment robustes pour supporter les forces de lancement du vaisseau et qui ont une durée de vie qui, bien que limitée, est supérieure à la durée de vie attendue du vaisseau. Les tubes à onde progressive présentent l'avantage d'avoir un gain d'amplification supérieur à celui des dispositifs à semi-conduc- teurs classiques et ont une bande relativement large. C'est pour cette raison que les tubes à onde progressive dominent actuellement dans le domaine de la puissance RF des vaisseaux spatiaux de télécommuni- cation. Chaque tube est généralement associé à une voie de télé- communication et le vaisseau peut transporter jusqu'à plusieurs dizai- nes de tubes à onde progressive, offrant ainsi plusieurs dizaines de voies de télécommunication à large bande. Les tubes amplificateurs à onde progressive présentent certains inconvénients par rapport aux dispositifs d'amplification à semiconducteurs, en particulier parce que les tensions d'alimentation sont de l'ordre de milliers de Volts, ce qui pose des problèmes de claquage des composants de la source d'alimentation et crée aussi des possibilités d'effet corona ou de fuite de courant dans le vide inter- stellaire. Le tube amplificateur à onde progressive contient une structure à onde lente en forme d'hélice qui transporte un signal RF. L'hélice est faite d'un mince fil métallique pour des considérations d'impédance caractéristique. Un claquage dans le tube à onde progres- sive peut produire un arc entre l'anode ou la cathode et le fil de l'héli- ce, faisant circuler du courant continu dans le fil de l'hélice. Le fil de l'hélice s'échauffe en réponse au passage de ce courant d'arc et, si ce courant se prolonge, le fil de l'hélice peut fondre, ce qui détruit le tube. Les coûts de fabrication et de lancement d'un satellite de télécommunication atteignent des dizaines de millions de dollars et chaque voie de télécommunication du satellite peut avoir une valeur locative de l'ordre de un million de dollars par mois. Il est donc très important d'éviter la destruction des tubes à onde progressive se trouvant dans le vaisseau spatial pour éviter les pertes de voies de télécommunication associées et les pertes de revenus qui en découlent et pour éviter, au pire, la nécessité de fabriquer et lancer un vaisseau de remplacement à cause d'une diminution excessive du nombre de voies disponibles avant que le satellite ne devienne inutilisable à cause d'une perte de la commande d'attitude ou d'un manque de combustible de maintien en position. D'ordinaire, chaque tube à onde progressive se trouvant dans le vaisseau spatial est doté de sa propre alimentation régulée (EPC) qui produit des tensions continues (CC) servant à faire fonctionner le tube. L'alimentation régulée est conçue pour couper ou supprimer l'alimentation s'il apparaît un arc interne dans l'hélice du tube, de sorte qu'un arc ne peut pas provoquer le passage d'un courant pendant un temps suffisant pour faire fondre le fil métallique de l'hélice. Pour cela, le courant de l'hélice est surveillé par un régulateur de tension de l'hélice en relation avec la masse. Dans des conditions de fonctionne- ment ordinaires, le faisceau d'électrons qui se déplace de la cathode du tube à onde progressive aux collecteurs est focalisé magnétiquement de sorte qu'il passe par le centre de l'hélice sans provoquer de courant significatif dans l'hélice. Le courant de l'hélice est donc presque nul dans des conditions de fonctionnement normales et on peut déterminer la présence d'un arc en surveillant le courant de l'hélice et en autori- sant la protection par coupure de l'alimentation chaque fois que le courant de l'hélice dépasse une valeur de seuil prédéterminée. Ce seuil peut par exemple être choisi à trois ou quatre milliampères (mA). Comme on l'a déjà mentionné, le rendement de conversion de l'énergie en courant continu en énergie radioélectrique (conversion CC/RF) du tube à onde progressive est l'un de ses principaux avantages par rapport aux dispositifs à semi-conducteurs pour les utili- sations dans les vaisseaux spatiaux. Les fabricants de tubes à onde progressive ont, au cours du temps, produit de nouveaux types de tubes dont certains ont un rendement de conversion CC/RF amélioré. On a constaté que certains au moins des tubes à onde progres- sive qui ont le rendement de conversion CC/RF le plus élevé ont également tendance à présenter un déclenchement des dispositifs de protection contre les surintensités dans l'hélice plus souvent que des tubes à plus faible rendement. Dans le contexte des vaisseaux spatiaux de télécommunication, cela est tout à fait indésirable car un déclen- chement pour surintensité résulte en un arrêt du tube à onde progressi- ve associé et, donc, en une coupure de la voie de télécommunication associée. S'il était possible de redémarrer le tube à onde progressive immédiatement après la coupure, le nombre croissant de coupures pourrait être tolérable. Mais une fois qu'un tube à onde progressive a été arrêté, il faut plusieurs minutes avant de pouvoir le remettre en marche. La raison en est que le fabricant du tube préconise un temps de préchauffage. Ce temps de préchauffage comprend une montée en rampe de la tension du filament pendant une minute, suivie d'un délai de quatre minutes avant l'application d'une forte tension, afin d'empê- cher des contraintes thermiques excessives. Donc, un déclenchement plus fréquent de la protection d'alimentation des tubes à onde progres- sive du fait d'une surintensité dans l'hélice peut résulter en des laps de temps prolongés pendant lesquels la voie de télécommunication se trouve hors service. Une telle situation est intolérable pour les utilisa- teurs de la voie de télécommunication et pour les exploitants du vaisseau spatial qui fournissent les voies. On a constaté que dans ces tubes à onde progressive ayant un fort rendement de conversion mais souffrant de fréquentes coupures, le point normal de fonctionnement du tube à onde progressive, pour lequel le faisceau d'électrons est focalisé, le courant d'hélice faible et le gain et la puissance de sortie élevés, se situe dans une plage de quelques décibels (dB) par rapport à la saturation du tube pour laquel- le le faisceau d'électrons n'est plus focalisé, coupe l'hélice et résulte en un courant d'hélice important. Par exemple, on a constaté qu'un type de tube passait du fonctionnement normal à pleine puissance à un état de surexcitation pour une variation aussi faible que deux dB dans l'excitation RF d'entrée. Le cheminement du signal dans les voies de télécommunica- tion par satellite est géré par des dispositifs sophistiqués comprenant des commandes automatiques du gain et du niveau du signal qui tendent à maintenir les niveaux de fonctionnement du système pour une grande variété de conditions. Toutefois, le chemin de la voie de télécommunication comprend des liaisons montantes et des liaisons descendantes entre le poste au sol et le vaisseau spatial et toutes ces liaisons sont sujettes à des pertes de propagation variables, dues à des événements climatiques aléatoires qui peuvent également affecter la polarisation du signal. Les variations des pertes de propagation, associées aux variations de polarisation, peuvent résulter en des modi- fications relativement brusques du niveau du signal dans le signal montant reçu par le vaisseau spatial. Malgré les commandes automati- ques du niveau et autre, le tube à onde progressive peut se trouver avec des variations du niveau du signal en sa borne d'entrée RF qui sont suffisamment importantes pour décaler son point de fonctionne- ment de un ou deux dB et donc l'amener dans la région de surexci- tation. Cela résultera alors en une coupure de la voie du fait de la détection d'un courant d'hélice excessif. L'utilisation de convertisseurs CC/RF à fort rendement est souhaitable dans les voies de télécommunication par satellite, sans interruptions excessives des voies du fait d'une coupure des sources d'alimentation mais avec néanmoins une protection réelle du dispositif de conversion. Une structure d'alimentation électrique pour un tube à onde progressive comprend une source de tension, ou boucle de courant de cathode, commandable. Un comparateur de coupure compare le signal de courant d'hélice du tube avec une valeur de référence particulière et déclenche la coupure de la source d'alimentation quand le courant d'hélice dépasse la valeur particulière. Un générateur commandable de signal de référence du courant de cathode est présent. Un amplifica- teur d'écart compare le courant de cathode avec le signal de référence du courant de cathode et produit un signal d'écart qui est appliqué à la borne d'entrée de commande d'une source d'excitation de l'anode, pola- risée pour fermer une boucle de contre-réaction, grâce à laquelle le courant de cathode tend à être maintenu dans un rapport fixé avec le signal de référence du courant de cathode. Un générateur de signal d'écart de courant d'hélice compare le signal de courant d'hélice avec une valeur de référence et produit un signal d'écart de courant d'hélice qui est appliqué à la borne d'entrée de commande du générateur de signal de référence du courant de cathode avec une polarité choisie de façon à fermer une boucle de contre-réaction qui tend à limiter le courant d'hélice (ou le maintenir) à une valeur constante inférieure à la valeur particulière pour laquelle se produit la coupure. En conséquence, un premier aspect de la présente invention propose une structure de protection et d'alimentation pour un tube à onde progressive comprenant une cathode, une anode et une hélice, cette structure comprenant: un moyen de détection du courant de cathode couplé à la cathode pour produire un signal de courant de cathode représentatif du courant de cathode du tube à onde progressi- ve; un moyen de détection du courant d'hélice couplé à l'hélice pour produire un signal de courant d'hélice représentatif du courant d'hélice du tube à onde progressive; un moyen de production de tension commandable comprenant une borne d'entrée de commande du courant de cathode et une borne d'entrée de signal de coupure, et comprenant aussi des bornes de sortie couplées à l'anode et à la cathode du tube à onde progressive pour coupler entre la cathode et l'anode du tube à onde progressive une tension de fonctionnement qui peut être comnman- dée en réponse à un signal de commande du courant de cathode appli- qué à la borne d'entrée de commande du courant de cathode, cette tension de fonctionnement étant réduite à zéro en réponse à un signal de coupure appliqué à la borne d'entrée du signal de coupure; un moyen de production d'un signal de coupure, couplé au moyen de détection du courant d'hélice et à la borne d'entrée de signal de coupu- re du moyen de production du courant de cathode commandable afin de comparer le signal de courant d'hélice avec un signal de référence et de produire un signal de coupure quand le signal de courant d'hélice dépasse une valeur particulière; un moyen de production d'un signal de référence du courant de cathode comprenant une borne d'entrée de commande et produisant un signal de référence du courant de cathode; un moyen de commande du courant de cathode, couplé à la borne d'entrée de commande de la tension de cathode du moyen de produc- tion de tension commandable, au moyen de détection du courant de cathode et au moyen de production d'un signal de référence du courant de cathode pour comparer le signal de courant de cathode avec le signal de référence du courant de cathode, pour produire un signal d'écart de commande du courant de cathode représentant la différence entre le signal de courant de cathode et le signal de référence du courant de cathode, et pour appliquer ce signal d'écart de commande du courant de cathode à la borne d'entrée de commande du courant de cathode du moyen de production de tension de cathode commandable avec une polarité choisie pour former une boucle de contre-réaction qui tend à maintenir un rapport constant entre le signal de courant de cathode et le signal de référence du courant de cathode; et un moyen de limitation de l'excitation du courant d'hélice couplé au moyen de détection du courant d'hélice et à la borne d'entrée de commande du moyen de production d'un signal de référence du courant de cathode pour comparer le signal de courant d'hélice à une valeur de référence, pour produire un signal de réglage du seuil de référence du courant de cathode et pour appliquer ce signal de réglage du seuil de référence du courant de cathode à la borne d'entrée de commande du moyen de production d'un signal de référence du courant de cathode avec une polarité choisie pour former une boucle de contre-réaction qui tend à réduire le courant de cathode quand le courant d'hélice augmente, si bien qu'en l'absence d'arc, le courant d'hélice tend à être limité à une valeur inférieure à la valeur particulière. D'après la présente invention, le moyen de production d'un signal de référence du courant de cathode contient un diviseur de tension, comprenant des première et seconde résistances branchées en série aux bornes d'une source de tension de référence, avec une prise o est produit le signal de référence du courant de cathode, le moyen de production d'un signal de référence du courant de cathode compre- nant en outre une impédance couplée entre cette prise et la borne d'entrée de commande du moyen de production d'un signal de référen- ce du courant de cathode, et le moyen de limitation de l'excitation du courant d'hélice contient un moyen d'amplification comportant une première borne d'entrée (-) couplée au moyen de détection du courant d'hélice, une seconde borne d'entrée (+) couplée à un second moyen de production d'un signal de référence et une borne de sortie couplée à la borne d'entrée de commande du moyen de production d'un signal de référence du courant de cathode. Cette impédance peut être un moyen de conduction unidirec- tionnelle du courant. La structure proposée par l'invention peut comprendre en outre un moyen de compensation de la fréquence branché entre la première borne (-) et la borne de sortie du moyen d'amplification. La structure proposée par l'invention peut comprendre en outre un moyen de conduction unidirectionnelle du courant branché entre la première borne (-) et la borne de sortie du moyen d'amplifica- tion pour limiter la plage dynamique du moyen d'amplification. Selon un second aspect, la présente invention propose un procédé d'exploitation d'un tube à onde progressive qui contient une cathode, une anode et une hélice mise à la masse, ce procédé compre- nant les étapes consistant à: - appliquer une tension négative fixée à la cathode, - appliquer une tension négative commandable à l'anode, laquelle tension négative commandable est plus positive que la tension négative fixée, - détecter le courant de cathode qui résulte des tensions fixée et commandable appliquées à la cathode et à l'anode pour produire un signal de détection du courant de cathode, - produire un signal commandable de référence du courant de cathode, - comparer le signal de détection du courant de cathode et le signal commandable de référence du courant de cathode pour produire un signal d'écart de courant de cathode, - régler la tension d'anode en réponse au signal d'écart de courant de cathode de manière contre- réactive afin de tendre ainsi à maintenir un courant de cathode constant dans le tube à onde progres- sive, - détecter la présence d'un courant d'électrons dans l'hélice pour produire un signal de courant d'hélice, - comparer le signal de courant d'hélice à un signal de réfé- rence représentant une valeur particulière du courant d'hélice pour produire un signal de coupure, - établir les tensions de cathode et d'anode à zéro en réponse au signal de coupure, - appliquer un signal RF à l'hélice, signal dont l'amplitude peut varier quelque peu, en résultat de quoi le point de fonctionnement du tube à onde progressive peut arriver dans une région de saturation et provoquer un courant d'hélice et, si ce courant d'hélice atteint la valeur particulière, produire le signal de coupure de façon indésirable, - comparer le signal de courant d'hélice à une valeur fixe qui représente un courant d'hélice inférieur à la valeur particulière pour produire ainsi un signal d'écart de courant d'hélice, commander le signal commandable de référence du courant de cathode en réponse au signal d'écart de courant d'hélice pour commander ainsi le signal de référence du courant de cathode de manière contre-réactive, afin de commander la tension d'anode de manière à essayer de maintenir le courant de cathode à une valeur qui résulte en ce que le courant d'hélice reste en-dessous de la valeur particulière. La présente invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée suivante, considérée en liaison avec les dessins d'accompagnement, dans lesquels: la figure la est un schéma synoptique simplifié des parties de puissance d'un tube à onde progressive, de sa source d'alimentation et des dispositifs de commande de la source d'alimentation selon un aspect de la présente invention, la figure lb est un schéma synoptique simplifié qui montre une partie de la source d'alimentation de la figure la, et la figure 2 est une courbe donnant le courant d'hélice en fonction d'une surexcitation RF, en présence et en l'absence de la partie de l'invention qui limite la rétroaction du courant d'hélice. Sur la figure la, un tube à onde progressive (TWT) désigné dans son ensemble par la référence 10 comprend une cathode 12 qui émet des électrons, représentés par le trait pointillé 8 et accélérés par des champs électriques régnant entre la cathode 12, une anode 14 de formation du faisceau électronique et une pluralité de collecteurs dési- gnés en bloc par la référence 13. Dans des conditions normales de fonctionnement, le faisceau d'électrons 8 passe par le centre d'une bobine hélicoïdale 16 faite d'un fil métallique de petit diamètre et est focalisé par des aimants non montrés, de telle sorte que le faisceau focalisé 8 ne heurte pas l'hélice 16 et ne produise pas une circulation significative de courant électronique dans l'hélice. Le faisceau d'électrons est recueilli par les collecteurs 13. Comme le sait l'homme du métier, des signaux radioélectriques (RF) peuvent être appliqués à une borne d'entrée 18i de l'hélice 16 et apparaissent alors sous forme amplifiée à une borne de sortie 18o se trouvant à l'autre extrémité de l'hélice 16. Un vaisseau spatial de télécommunication typique peut contenir plusieurs dizaines de ces tubes à onde progressive dont chacun est associé à une voie de télécommunication à large bande. Des amplificateurs à tubes à onde progressive de la technique antérieure tels que ceux désignés par 10 sur la figure la sont alimentés de façon individuelle par des sources d'énergie ou EPC comme celle illustrée sous la forme du pavé 30. Ces sources peuvent, dans le contexte des vaisseaux spatiaux, être alimentées par une combinaison parallèle d'accumulateurs rechargés par panneaux solaires. Les tubes à onde progressives et leurs sources d'énergie sont très souvent les plus gros consommateurs d'énergie électrique dans le vaisseau, de sorte qu'il est très important d'avoir un fort rendement de conversion. La source 30 de la figure la comporte une borne 32 de sortie de tension de cathode, une borne 34 de sortie de tension d'anode, des bornes 41 de sortie pour les collecteurs multiples, qui servent à fournir les tensions d'alimentation aux éléments correspondants par des chemins 32', 34' et 41'; la source 30 peut avoir d'autres bornes de sortie non représentées pour fournir de l'énergie à d'autres parties du tube à onde progressive. La source 30 maintient l'anode 14 à une tension positive de plusieurs milliers de volts par rapport à la cathode 12. Il est souhai- table de maintenir l'hélice à la tension de masse, ou à peu près, afin de simplifier le couplage RF et la détection du courant d'hélice. Comme on souhaite maintenir l'hélice à la masse, la cathode est maintenue à un potentiel négatif important et l'anode est maintenue à un potentiel négatif faible. Dans une forme de réalisation de l'invention, la tension de la cathode par rapport à la masse du châssis est de l'ordre de -4000 volts alors que l'anode se trouve à un potentiel de -300+ 300 volts. La plage de tensions pour l'anode permet de régler le courant de cathode comme on le décrira ci-après. La source d'alimentation 30 de la figure la comporte une borne 40 d'entrée de signal de coupure. Quand un signal de coupure se présentant sous la forme d'une transition de la tension à une valeur négative est appliqué à la borne de signal de coupure 40 de la source , la source coupe l'alimentation du tube 10 en réduisant à zéro les tensions à la borne de cathode 32, aux bornes de collecteurs 41 et à la borne d'anode 34. Cela est réalisable par exemple par une coupure de l'alimentation de la source 30. La source 30 de la figure la comporte en outre une borne 36 de détection du courant de cathode (IK), couplée à la masse par une résistance 44 de détection du courant de cathode. Le courant de catho- de produit à la borne 32 est commandé en réponse à un signal d'écart de commande du courant de cathode appliqué à une borne 42 d'entrée de commande. En général, la différence de potentiel entre la cathode et l'anode établit le courant de cathode du tube 10 avec, dans une première forme de réalisation de l'invention, une sensibilité d'environ volts par milliampère de courant de cathode (dans la plage dynami- que normale du tube à onde progressive). Une boucle à rétroaction de commande du courant de cathode du tube à onde progressive est établie par un amplificateur 69 d'écart de courant de cathode dont la borne d'entrée inverseuse (-) est reliée à la résistance 44 de détection du courant de cathode, dont la borne d'entrée non inverseuse (+) est reliée à une référence commandable de courant de cathode se présen- tant sous la forme d'une source de tension globalement désignée par 62 et dont la borne de sortie est reliée par le chemin 42' à la borne 42 d'entrée de commande de la source d'alimentation 30. La polarité de la boucle de commande du courant de cathode est choisie pour établir une condition de contre-réaction, d'une manière connue dans la techni- que, afin de régler la valeur du courant de cathode du tube en analogie avec la tension appliquée à l'amplificateur 69 par la source 62 de réfé- rence de courant de cathode commandable. Comme cela est classique dans les boucles de commande à rétroaction, la source 62 de la référence commandable du courant de cathode de la figure la prend la forme d'un diviseur de tension conte- nant des résistances 63 et 64 branchées en série aux bornes d'une source 60 de tension de référence. La tension de référence voulue qui commande la boucle à rétroaction du courant de cathode est produite au niveau d'une prise 65 située entre les résistances. L'hélice 16 du tube 10 de la figure la a ses spires reliées à la masse. Comme décrit plus en détails ci-après, la circulation d'un courant de faisceau d'électrons dans le tube 10 se fait normalement suivant une boucle qui ne contient pas la masse. Quand l'hélice 16 reçoit des électrons du fait d'un arc dans le tube 10, ou d'une défocali- sation du faisceau d'électrons 8, un courant d'électrons circule vers la masse et revient à la source 30 par l'intermédiaire d'une résistance 20. Ce passage d'un courant dans la résistance 20, qui ne se produit que lorsqu'un courant d'hélice circule, crée une tension positive aux bornes de la résistance, ou à son extrémité d'entrée, et sur le chemin 24'. La tension positive produite dans le chemin 24' est le signal de détection d'un courant d'hélice. Le signal de détection d'un courant d'hélice dans la résistance 20 est couplé à la borne d'entrée inverseuse (-) d'un comparateur de coupure 50 de courant d'hélice. La borne d'entrée non inverseuse (+) du comparateur 50 est couplée à une source de tension de référence qui consiste en une source de tension positive de référen- ce globalement désignée par 60 et aux bornes de laquelle est couplé un diviseur de tension 52 contenant des résistances 54 et 56, la tension de référence apparaissant au niveau d'une prise 58 située entre ces résis- tances. La borne de sortie du comparateur de coupure 50 de courant d'hélice est reliée à une borne 40 d'entrée de signal de coupure de la source 30. Dans des conditions de fonctionnement idéales, aucun courant d'hélice ne circule dans la résistance 20 de détection du courant d'hélice et la tension sur le chemin 24' est nulle. Par consé- quent, la borne d'entrée inverseuse du comparateur 50 est à zéro et une tension de référence positive apparaît au niveau de la prise 58, avec pour résultat que la sortie du comparateur 50 est une valeur positive élevée, ou de niveau logique 1 dans une installation numérique. L'apparition d'un arc allant de la cathode 12 ou de l'anode 14 (ou de toute autre partie de la structure du tube à onde progressive se trouvant à une tension négative) vers l'hélice 16 provoque un passage d'électrons dans la résistance 20 qui déclenche l'apparition d'une tension fortement positive sur le chemin de signal 24'. Quand la tension positive de détection du courant d'hélice sur le chemin 24' dépasse la tension positive de référence se trouvant au niveau de la prise 58, le comparateur 50 applique un signal de transition vers une valeur négative à la borne 40 d'entrée du signal de coupure de la source 30 pour provoquer la coupure. Comme mentionné ci-dessus, une défocalisation du faisceau d'électrons 8 du tube 10 de la figure la due à des niveaux d'excitation du signal RF légèrement supérieurs à la valeur nominale peut provo- quer le passage d'un courant dans l'hélice 16 et fait aussi apparaître une tension positive sur le chemin 24'. Cette tension ne peut pas être distinguée de celle due à un arc, et si le courant d'hélice augmente suffisamment du fait de la défocalisation, la procédure de coupure est amorcée. Ainsi, des niveaux d'excitation du signal RF légèrement supérieurs à la valeur nominale peuvent provoquer un arrêt du tube à onde progressive. Selon un aspect de l'invention, une source de tension 62, qui constitue la référence du courant de cathode pour la boucle de commande du courant de cathode de la figure la, comprend une impé- dance 100 branchée à la prise 65 et à une borne 68 d'entrée de commande de la source 62 de référence du courant de cathode. Comme représenté sur la figure la, l'impédance est un dispositif de conduction unidirectionnelle du courant se présentant sous la forme d'une diode 66 branchée en série avec une résistance 67. La diode 66 est polarisée pour qu'une tension de commande appliquée à la borne d'entrée 68 qui a une valeur plus positive que la tension existant au niveau de la prise polarise en inverse la diode et n'ait pas d'effet sur la tension de référence de commande du courant de cathode appliquée à l'amplifica- teur 69, et pour qu'une tension de commande appliquée à la borne d'entrée 68, qui a une valeur plus négative que la tension existant au niveau de la prise 65, amène la diode 66 à conduire et, à la limite, à effectivement brancher en parallèle une résistance 67 avec la résistan- ce 64. Cette tendance à doubler en parallèle la résistance 64 affecte alors le rapport de division du diviseur de tension de la source de réfé- rence 62 et modifie la valeur de référence. Donc, une tension plus positive que la tension de la prise n'aura, lorsqu'elle est appliquée à la borne 68, aucun effet alors q'une tension plus négative aura tendance à réduire la tension de référence au niveau de la prise 65. Quand la tension de référence au niveau de la prise 65 est réduite, la boucle de rétroaction a tendance à réduire le courant de cathode du tube à onde progressive. Le décalage de tension et l'impédance dynamique de la diode 66 sont rendus négligeables par le gain de la boucle de rétroaction et n'affectent pas le résultat. Selon un autre aspect de l'invention, une autre boucle de contre- réaction est formée par un limiteur de l'excitation du courant d'hélice (IHLx) désigné globalement par la référence 70 sur la figure la, qui est couplé au chemin 24' de signal de courant d'hélice et à la borne 68 d'entrée de commande d'une source 62 de tension de référen- ce du courant de cathode commandable. Le limiteur 70 de l'excitation du courant d'hélice comprend une autre source de tension de référence, désignée globalement par la référence 72 et comprenant des résistan- ces 74 et 76 branchées comme un diviseur de tension aux bornes de la source 60 de tension de référence, la tension de référence qui se trouve au niveau de la prise 77 étant couplée à la borne d'entrée non inver- seuse d'un amplificateur d'écart 78. La borne d'entrée inverseuse de l'amplificateur d'écart 78 est couplée au chemin 24' du signal de courant d'hélice par une résistance de limitation 79. La résistance de limitation 79, associée à un réseau de compensation de fréquence représenté sous la forme d'un condensateur 82, fait que l'amplificateur d'écart 78 a la fonction d'un filtre passe-bas. Le réseau de compensa- tion 82 limite la largeur de bande de fréquences du limiteur d'excita- tion du courant d'hélice à environ une décade (10: 1) au dessus de la largeur de bande de l'amplificateur 69 de commande du courant de cathode. Dans une forme de réalisation de l'invention, la largeur de bande du limiteur 70 d'excitation du courant d'hélice vaut environ 1 kHz. Une autre diode 84 a son anode couplée à la borne de sortie de l'amplificateur d'écart 78 et sa cathode couplée à sa borne d'entrée inverseuse afin de limiter la plage dynamique du limiteur 70 en vue d'avoir une meilleure réponse transitoire. Donc, la structure de la figure la contient une première boucle de rétroaction, qui comprend un amplificateur 69 de l'écart du courant de cathode maintenant le courant de cathode du tube à onde progressive à une valeur constante tant qu'aucun courant d'hélice ne circule. Quand apparaît une condition de surexcitation, le faisceau du tube à onde progressive a tendance à se défocaliser et un certain courant d'hélice circule. La figure 2 montre le tracé 210 du courant d'hélice en fonction de la surexcitation RF. Sur la figure 2, la courbe 210 montre une valeur du courant d'hélice inférieure à un milliampère pour des niveaux de surexcitation RF inférieurs à 0 dB, mais la valeur du courant d'hélice augmente rapidement pour une surexcitation supé- rieure à zéro dB. En l'absence d'une structure de limitation du courant d'hélice conforme à l'invention, le courant d'hélice 210 atteint un point proche de 4 mA pour une surexcitation de 4 dB et déclenche une protection de coupure pour surintensité du courant d'hélice. Une seconde boucle de rétroaction qui contient l'amplificateur 78, la réfé- rence commandable 62 et l'amplificateur d'écart 69 de la figure la, entre en jeu quand le courant d'hélice atteint le point 214 et tend à réduire la différence de potentiel entre l'anode et la cathode pour réduire ainsi le courant de cathode en réponse à une quelconque tendance du courant d'hélice à augmenter au-delà de la valeur (d'envi- ron 3 mA sur la figure) correspondant au point 214 de la figure 2. La seconde boucle de rétroaction vise donc à maintenir le courant d'hélice qui augmente à proximité d'une valeur constante représentée par la partie 216 de la figure 2, inférieure au courant d'hélice (point 212) provoquant le fonctionnement du circuit de protection de coupure pour courant d'hélice qui contient le comparateur 50. Ainsi, des conditions de surexcitation RF rendent la tension de l'anode plus négative pour réduire ainsi le courant de cathode qui tend à son tour à limiter le courant d'hélice à un niveau inférieur à la valeur de déclenchement de la coupure. Cela empêche donc un arrêt du tube à onde progressive dû à des conditions momentanées de surexcitation RF. La coupure pour courant d'hélice se déclenche immédiatement, exactement comme cela serait le cas sans l'invention, lorsque le courant d'hélice s'élève au- dessus d'une valeur prédéterminée. Un arc ne peut pas faire fonction- ner la boucle de limitation du courant d'hélice parce que la boucle de limitation du courant d'hélice a une caractéristique passe-bas attribua- ble aux effets d'un réseau 82 de compensation de la fréquence et ne répondra pas de façon significative à des modifications brusques comme celles dues à un arc, et également parce que la boucle de limi- tation du courant d'hélice a une plage limitée. La figure lb est un schéma synoptique simplifié qui montre certains détails de la source 30 de la figure la. Sur la figure lb, un convertisseur de puissance principal 110 est commandé par un circuit logique marche-arrêt 112 qui reçoit lui-même des signaux de comman- de de coupure depuis la borne 40. Le convertisseur de puissance 110 est couplé à une série de multiplicateurs de tension, représentée sous la forme d'un pavé 114, qui comporte une borne 116 de sortie de régu- lation de l'hélice et qui produit une forte tension négative à la borne 118 pour application à la cathode du tube à onde progressive grâce au chemin 32', et qui produit également des tensions moins négatives sur des bornes 120 pour application par des chemins 41' aux collecteurs du tube à onde progressive. Le multiplicateur de tension 114 produit aussi environ -600 volts sur une borne 122 pour application en tant que source à un régulateur de la tension d'anode. La borne 116 de sortie de régulation d'hélice du multiplica- teur de tension 114 de la figure lb est reliée à la masse par un disposi- tif de commande 130 de la régulation d'hélice qui est branché à la borne 118 de sortie de la tension de cathode pour détecter la tension de cathode et pour ajuster le tension au niveau de la borne 116 de sortie de régulation d'hélice suffisamment pour maintenir constante la tension de cathode au niveau de la borne 118. Pour cela, une source 132 de tension continue, qui peut avoir par exemple une valeur de 200 volts, est branchée par l'intermédiaire de résistances d'abaissement 134 et 136 aux bornes des chemins principaux de conduction du courant (collecteur vers émetteur) d'une paire de transistors bipolaires NPN-PNP complémentaires, 138 et 140. Les émetteurs des transistors 138, 140 sont reliés l'un à l'autre et sont reliés à la masse par une résistance 20 de détection du courant d'hélice. Ainsi, les émetteurs des transistors 138 et 140 sont à la masse ou presque. Les bases des transistors 138 et 140 sont excitées par un excitateur/amplificateur d'écart représenté en 142, pour fermer une boucle de contre-réaction qui commande la sortie de régulation d'hélice sur la borne 116 afin de maintenir une tension constante sur la borne 118 et au niveau de la cathode du tube à onde progressive. La protection des transistors et la limitation de la plage se font par une autre diode Zéner 146 et par des diodes 148 et 150. Lors d'une excitation par l'excitateur/amplificateur d'écart 142, l'un ou l'autre des transistors 138 et 140 conduit davan- tage que l'autre, ce qui résulte en un effet de va-et-vient (push-pull) au niveau de la borne 116 de sortie de régulation d'hélice du multiplica- teur de tension. Quand par exemple le transistor 138 est bloqué et le transistor 140 passant, la borne négative de la source 132 est tirée vers le potentiel de la masse, avec pour résultat que le collecteur du transistor 138 ne conduisant pas devient davantage positif. De façon similaire, lorsque le transistor 138 conduit plus que le transistor 140, la sortie en 116 de régulation d'hélice est décalée vers le potentiel de masse et rend la tension à la borne 118 de tension de cathode davan- tage négative. Le courant de cathode est surveillé par un détecteur conte- nant un transformateur comme représenté par l'enroulement 160, qui agit conjointement avec un détecteur à découpage 162 pour produire le signal de détection du courant désiré sur la borne de sortie 36. Un régulateur 124 de la tension d'anode produit une tension d'anode sur la borne 34 pour application à l'anode du tube à onde progressive par l'intermédiaire du chemin 34', sous la commande d'un signal de commande du courant de cathode appliqué au pavé 124 par l'intermédiaire d'un chemin de signal 42' et d'une borne 42. Le régula- teur 124 de la tension d'anode peut être tout type classique de régula- teur qui ajuste la tension d'anode comme décrit ci-dessus pour mainte- nir le courant de cathode souhaité. L'homme du métier comprendra que le passage d'un courant de la borne 118 du multiplicateur de tension 114 de la figure lb à l'anode 14 ou aux collecteurs 13 par l'intermédiaire de la cathode 12 du tube 10 et son retour au multiplicateur de tension ne comporte pas de chemin passant par la masse. Par conséquent, dans des conditions normales de fonctionnement du tube à onde progressive, aucun courant appréciable ne circule dans la résistance 20 des figures la et lb. Quand un courant d'hélice circule, le courant d'hélice doit aller à la masse et revenir au multiplicateur de tension par la résistance 20 et par le régulateur 130 de la tension de cathode. Cela donne donc l'indi- cation souhaitée du courant d'hélice dans la résistance 20. Il faut noter que l'on peut utiliser une caractéristique de redé- marrage rapide automatique en liaison avec la présente invention. Le redémarrage rapide automatique applique une tension complète en 200 millisecondes ou moins après une coupure. Cela permet un redémarra- ge rapide après un arc unique, mais ce redémarrage rapide n'est pas répété; une coupure ultérieure fait recommencer toute la séquence complète de redémarrage pour empêcher un endommagement dû à des redémarrages rapides répétés en présence d'un défaut. D'autres formes de réalisation de la présente invention appa- raîtront évidentes à l'homme du métier. Par exemple, alors que l'on a décrit et représenté un circuit de protection analogique, on pourra aussi bien utiliser un circuit équivalent commandé de manière numéri- que. Le couplage RF dans l'hélice peut se faire par des coaxiaux, des guides d'onde ou d'autres types de lignes de transmission. Bien que les termes de "comparateur" et "amplificateur" aient été utilisés par souci de clarté, ils ne sont en pratique pas très différents. Il est bien entendu que la description qui précède n'a été donnée qu'à titre purement illustratif et non limitatif et que des varian- tes ou des modifications peuvent y être apportées dans le cadre de la présente invention. REVENDICATIONS 1. Structure de protection et d'alimentation pour un tube à onde progressive (10) comprenant une cathode (12), une anode (14) et une hélice (16), ladite structure étant caractérisée en ce qu'elle comprend: - un moyen (44) de détection du courant de cathode couplé à ladite cathode pour produire un signal de courant de cathode représen- tatif du courant de cathode dudit tube à onde progressive, - un moyen (20) de détection du courant d'hélice couplé à ladite hélice pour produire un signal de courant d'hélice représentatif du courant d'hélice dudit tube à onde progressive, - un moyen de production de tension commandable compre- nant une borne d'entrée de commande du courant de cathode et une borne d'entrée de signal de coupure, et comprenant aussi des bornes de sortie couplées à ladite anode et à ladite cathode dudit tube à onde progressive, pour coupler entre ladite cathode et ladite anode dudit tube à onde progressive une tension de fonctionnement qui peut être commandée en réponse à un signal de commande du courant de catho- de appliqué à ladite borne d'entrée de commande du courant de catho- de, ladite tension de fonctionnement étant réduite à zéro en réponse à un signal de coupure appliqué à ladite borne d'entrée de signal de coupure, un moyen de production d'un signal de coupure couplé audit moyen de détection du courant d'hélice et à ladite borne d'entrée de signal de coupure dudit moyen de production du courant de cathode commandable afin de comparer ledit signal de courant d'hélice avec un signal de référence et de produire ledit signal de coupure quand ledit signal de courant d'hélice dépasse une valeur particulière, - un moyen de production d'un signal de référence du courant de cathode comprenant une borne d'entrée de commande et produisant un signal de référence du courant de cathode, - un moyen de commande du courant de cathode couplé à ladite borne d'entrée de commande de la tension de cathode dudit moyen de production de tension commandable, audit moyen de détec- tion du courant de cathode et audit moyen de production d'un signal de référence du courant de cathode, pour comparer ledit signal de courant de cathode avec ledit signal de référence du courant de cathode, pour produire un signal d'écart de commande du courant de cathode qui représente la différence entre ledit signal de courant de cathode et ledit signal de référence du courant de cathode, et pour appliquer ledit signal d'écart de commande du courant de cathode à ladite borne d'entrée de commande du courant de cathode dudit moyen de produc- tion de tension de cathode commandable avec une polarité choisie pour former une boucle de contre-réaction qui tend à maintenir un rapport constant entre ledit signal de courant de cathode et ledit signal de référence du courant de cathode, et - un moyen (70) de limitation de l'excitation du courant d'hélice, couplé audit moyen de détection du courant d'hélice et à ladi- te borne d'entrée de commande dudit moyen de production d'un signal de référence du courant de cathode pour comparer ledit signal de courant d'hélice à une valeur de référence, pour produire un signal de réglage du seuil de référence du courant de cathode et pour appliquer ledit signal de réglage du seuil de référence du courant de cathode à ladite borne d'entrée de commande dudit moyen de production d'un signal de référence du courant de cathode avec une polarité choisie pour former une boucle de contre-réaction qui tend à réduire ledit courant de cathode quand ledit courant d'hélice augmente, si bien qu'en l'absence d'arc, le courant d'hélice tend à être limité à une valeur inférieure à ladite valeur particulière. 2. Structure selon la revendication 1, caractérisée en ce que - ledit moyen de production d'un signal de référence du courant de cathode contient un diviseur de tension, comprenant des première et seconde résistances branchées en série aux bornes d'une source de tension de référence, avec une prise o est produit ledit signal de référence du courant de cathode, ledit moyen de production d'un signal de référence du courant de cathode comprenant en outre une impédance couplée entre ladite prise et ladite borne d'entrée de commande dudit moyen de production d'un signal de référence du courant de cathode, et - ledit moyen de limitation de l'excitation du courant d'hélice contient un moyen d'amplification comportant une première borne d'entrée (-) couplée audit moyen de détection du courant d'hélice, une seconde borne d'entrée (+) couplée à un second moyen de production d'un signal de référence, et une borne de sortie couplée à ladite borne d'entrée de commande dudit moyen de production d'un signal de réfé- rence du courant de cathode. 3. Structure selon la revendication 2, caractérisée en ce que ladite impédance comprend un moyen de conduction unidirectionnelle du courant. 4. Structure selon la revendication 2, caractérisée en ce qu'elle comprend en outre un moyen de compensation de la fréquence branché entre ladite première borne (-) et ladite borne de sortie dudit moyen d'amplification. 5. Structure selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'elle comprend en outre un moyen de conduction unidirectionnelle du courant branché entre ladite première borne (-) et ladite borne de sortie dudit moyen d'amplification pour limiter la plage dynamique dudit moyen d'amplification. 6. Procédé d'exploitation d'un tube à onde progressive qui contient une cathode, une anode et une hélice mise à la masse, ledit procédé étant caractérisé en ce qu'il comprend les étapes consistant à - appliquer une tension négative fixée à ladite cathode, - appliquer une tension négative commandable à ladite anode, laquelle tension négative commandable est plus positive que ladite tension négative fixée, - détecter le courant de cathode qui résulte desdites tensions fixée et commandable appliquées à la cathode et à l'anode pour produi- re un signal de détection du courant de cathode, - produire un signal commandable de référence du courant de cathode, -comparer ledit signal de détection du courant de cathode et ledit signal commandable de référence du courant de cathode pour produire un signal d'écart de courant de cathode, - régler ladite tension d'anode en réponse audit signal d'écart de courant de cathode de manière contre-réactive afin de tendre ainsi à maintenir un courant de cathode constant dans ledit tube à onde progressive, - détecter la présence d'un courant d'électrons dans ladite hélice pour produire un signal de courant d'hélice, - comparer ledit signal de courant d'hélice à un signal de référence représentant une valeur particulière dudit courant d'hélice pour produire un signal de coupure, - établir lesdites tensions de cathode et d'anode à zéro en réponse audit signal de coupure, - appliquer un signal RF à ladite hélice, signal dont l'amplitu- de peut varier quelque peu, en résultat de quoi le point de fonctionne- ment dudit tube à onde progressive peut arriver dans une région de saturation et provoquer un courant d'hélice et, si ledit courant d'hélice atteint ladite valeur particulière, produire ledit signal de coupure de façon indésirable, - comparer ledit signal de courant d'hélice à une valeur fixe qui représente un courant d'hélice inférieur à ladite valeur particulière pour produire ainsi un signal d'écart de courant d'hélice, commander ledit signal commandable de référence du courant de cathode en réponse audit signal d'écart de courant d'hélice, pour commander ainsi ledit signal de référence du courant de cathode de manière contre-réactive, pour commander ladite tension d'anode de manière à essayer de maintenir ledit courant de cathode à une valeur qui résulte en ce que ledit courant d'hélice reste en-dessous de ladite valeur particulière.