Brevet FR2760899A1 — publié le 19980918

COUPLEUR HYPERFREQUENCE A STRUCTURE PLANE L'invention concerne les coupleurs dans le domaine des ondes hyperfréquences et, plus particulièrement, un coup leur hyperfréquence dans lequel les entrées et les sorties sont situées dans un même plan de manière à obtenir une structure plane. Les coupleurs hyperfréquences sont utilisés, par exemple, dans les domaines des radars et des faisceaux hertziens, pour réaliser des combinaisons de signaux entre plusieurs voies de transmission, dans les appareils d'émission comme dans ceux de réception, de manière à obtenir leur addition ou leur soustraction. Dans la transmission par faisceaux hertziens, la tendance actuelle est de connecter l'antenne d'émission soit à un émetteur principal, soit à un émetteur secondaire lorsque le premier est défaillant. Pour réaliser une telle commutation d'un émetteur à l'autre, il est nécessaire d'utiliser un coupleur comprenant deux entrées, l'une connectée à l'émetteur principal et l'autre à l'émetteur secondaire, et une sortie qui est connectée à l'antenne d'émission. En fonctionnement normal, le coupleur doit transmettre à l'antenne toute la puissance de l'émetteur principal tandis qu'en cas de défaillance de l'émetteur principal, l'antenne doit recevoir de l'émetteur secondaire une puissance calibrée par rapport à celle de l'émetteur principal, en général une partie de cette puissance de l'émetteur principal. Les couplages de faisceaux hertziens, afin d'obtenir cette commutation, sont réalisés par une combinaison de tronçons de guide d'onde et d'un coupleur de type classique en guide d'onde, combinaison qui conduit à une réalisation compliquée, encombrante, de réglage délicat et d'un coût élevé. Le but de l'invention est donc de réaliser un coupleur hyperfréquence pour coupler à une antenne d'émission soit un émetteur principal, soit un émetteur secondaire qui soit de fabrication simple, sans réglage, peu encombrant et d'un coût relativement bas. Ces buts sont atteints grâce à une structure caractérisée en ce qu'elle comprend - un premier guide d'onde situé dans un premier plan qui connecte l'émetteur principal à l'antenne d'émission, - un deuxième guide d'onde situé dans un deuxième plan dont l'entrée est connectée à l'émetteur secondaire et qui présente un parcours dont une partie est juxtaposée au premier guide d'onde, et - un dispositif de couplage qui est interposé entre le premier guide d'onde et le deuxième guide d'onde le long de la partie de parcours juxtaposée. Le dispositif de couplage est constitué par la paroi de séparation entre les deux guides d'onde sur la partie de parcours juxtaposée, ladite paroi étant percée d'orifices de couplage. Le premier guide d'onde est réalisé dans une première demi-coquille ouverte tandis que le deuxième guide d'onde est réalisé dans une deuxième demi-coquille ouverte, les deux demi-coquilles étant assemblées en interposant entre elles un dispositif de couplage constitué par une plaque qui réalise la paroi de séparation entre les deux guides d'onde au moins sur leur trajet juxtaposé. Le trajet du deuxième guide d'onde se termine sur une charge adaptée. L'entrée du deuxième guide d'onde est disposée dans le même plan que le premier guide d'onde et est connectée à la partie de parcours juxtaposée par une partie inclinée pour l'amener dans le deuxième plan. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description suivante d'exemples particuliers de réalisation, ladite description étant faite en relation avec les dessins joints dans lesquels - la figure 1 est une vue éclatée d'un premier exemple de réalisation d'un coupleur hyperfréquence selon l'invention - la figure 2 est une succession de vues en coupe des différents éléments du coupleur hyperfréquence de la figure 1 selon la ligne Il-Il - la figure 3 est une vue en coupe du coupleur hyperfréquence lorsque les élément des figures 1 et 2 sont assemblés - la figure 4 est une vue de dessus écorchée d'un deuxième exemple de réalisation d'un coupleur hyperfréquence selon l'invention, et - la figure 5 est une vue en coupe du coupleur hyperfréquence selon la ligne V-V de la figure 4. Un coupleur hyperfréquence 10 selon l'invention comprend, vu de l'extérieur, une première entrée 12 qui est connectée à un émetteur dit principal (non représenté), une deuxième entrée 14 qui est connectée à un émetteur dit secondaire (non représenté) et une sortie 16 qui est connectée à une antenne d'émission (non représentée). La première entrée 12 est connectée directement à la sortie 16 par un premier guide d'onde 18 tandis que la deuxième entrée 14 est connectée à la sortie 16 par un deuxième guide d'onde 20 et d'un dispositif de couplage 22 entre le deuxième guide d'onde 20 et le premier guide d'onde 18. Selon une forme préférée de réalisation, le premier guide d'onde 18 est partiellement réalisé sur trois côtés dans une première demi-coquille 24 tandis que le deuxième guide d'onde 20 est partiellement réalisé sur trois côtés dans une deuxième demi-coquille 26. Le quatrième côté des premier et deuxième guides d'onde est réalisé par le dispositif de couplage 22 constitué, par exemple, par une plaque comportant des orifices de couplage 28. Pour réaliser ce couplage, le premier et le deuxième guide d'onde sont juxtaposés sur une partie 30A, 30B de leur parcours et c'est sur cette partie que sont percés les orifices de couplage 28. La référence 30A désigne la partie juxtaposée correspondant au guide d'onde 20 tandis que la référence 30B désigne la partie juxtaposée correspondant au guide d'onde 18. Dans une forme préférée de réalisation selon les figures 1 et 4, le deuxième guide d'onde 20 est réalisé en partie dans la deuxième demi-coquille 26 pour au moins la partie juxtaposée 30A et en partie dans la première demi-coquille 24 pour la partie 32 reliant la deuxième entrée 14 à la partie juxtaposée 30A, la liaison entre les parties 30A et 32 étant réalisée par une partie de guide d'onde en pente 50 qui est réalisée progressivement dans les deux demi-coquilles 24 et 26. Le trajet du deuxième guide d'onde 20 dans la deuxième demi-coquille 26 se termine sur une charge adaptée 36 (figures 1 et 4) de manière à absorber la puissance non transmise au premier guide d'onde 18 par le dispositif de couplage 22. Les longueurs des trajets des premier et deuxième guides d'onde et, plus particulièrement, entre leur entrée 12 et 14 et les orifices 28 du dispositif de couplage 22, sont déterminées pour obtenir la meilleure adaptation. Il en est de même de la longueur du deuxième guide d'onde 20 entre le dispositif de couplage 22 et la charge adaptée 36. La plaque réalisant le dispositif de couplage 22 n'est nécessaire que sur le trajet de juxtaposition des premier et deuxième guides d'onde. Cependant, cette plaque est utilisée pour réaliser le quatrième côté des deux guides d'onde avant et après les orifices de couplage 28 de manière à simplifier la fabrication des deux demi-coquilles ainsi que la fixation de la plaque entre les deux demi-coquilles. Cette plaque vient se loger dans un creux 42 de la demi-coquille 26 et est maintenue en place par un épaulement périphérique 48 du creux 42 ainsi que par des vis de fixation 44 qui traversent des orifices 46 de la plaque pour réaliser l'assemblage des trois éléments des deux demi-coquilles 24 et 26 et de la plaque 22. Sur la figure 5, la ligne JJ désigne le plan de jonction des deux demi-coquilles 24 et 26. De manière connue, les deux demi-coquilles 24 et 26 et la plaque 22 sont en métal tel que l'aluminium. Les positions et les diamètres des orifices 28 sont calculés par des procédés connus pour obtenir le coefficient de couplage désiré. Les dimensions des guides d'onde 18 et 20 sont déterminés par des procédés connus pour obtenir un certain mode de propagation en fonction des bandes de fréquences des signaux hyperfréquence. Le coupleur hyperfréquence qui vient d'être décrit en relation avec les figures 1 à 5 est simple à réaliser, par exemple par fraisage des demi-coquilles et par perçage des orifices calibrés 28 de la plaque 22 puis assemblage des trois éléments. On obtient alors les caractéristiques de couplage sans mettre en oeuvre une procédure de réglage du couplage. REVENDICATIONS 1. Coupleur hyperfréquence entre une antenne d'émission et un émetteur principal d'une part et un émetteur secondaire d'autre part, caractérisé en ce qu'il comprend - un premier guide d'onde (18) situé dans un premier plan dont l'entrée (12) est connectée à l'émetteur principal et dont la sortie (16) est connectée à l'antenne d'émission, - un deuxième guide d'onde (20) situé dans un deuxième plan dont l'entrée (14) est connectée à l'émetteur secondaire et qui présente un trajet dont une partie (30A) est juxtaposée au premier guide d'onde (18), et - un dispositif de couplage (22) qui est interposé entre le premier guide d'onde (18) et le deuxième guide d'onde (20) le long de la partie du trajet juxtaposée (30). 2. Coupleur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif de couplage (22) est constitué par les parois de séparation entre les deux guides d'onde (18, 20) sur la partie de trajet juxtaposée (30), lesdites parois étant percées d'orifices (28) calibrés en positions et diamètres. 3. Coupleur selon la revendication 1, caractérisé en ce que - le premier guide d'onde (18) est réalisé sur trois côtés dans une première demi-coquille (24), - le deuxième guide d'onde (20) est réalisé sur trois côtés dans une deuxième demi-coquille (26), - le quatrième côté du premier (18) et du deuxième (20) guides d'onde étant réalisé, sur au moins la partie de trajet juxtaposée (30), par une plaque amovible (22) percée d'orifices calibrés en positions et en diamètres sur la partie de trajet juxtaposée (30). 4. Coupleur selon l'une quelconque des revendications précédentes 1 à 3, caractérisé en ce que - l'entrée (14) du deuxième guide d'onde (20) est située dans le plan du premier guide d'onde (18), - le deuxième guide d'onde (20) présente entre l'entrée (14) et la partie du trajet juxtaposée (30), un plan incliné (50) pour effectuer la liaison entre le premier plan et le deuxième plan. 5. Coupleur selon l'une quelconque des revendications précédentes 1 à 4, caractérisé en ce que le deuxième guide d'onde (20) est muni après le dispositif de couplage (22) d'une charge adaptée (36). 6. Coupleur selon l'une quelconque des revendications précédentes 1 à 5, caractérisé en ce que la longueur de la plaque percée ainsi que les positions et les diamètres des orifices (28) du dispositif de couplage 22 sont calculés en fonction des bandes de fréquences des signaux hyperfréquence des émetteurs.