Brevet FR2850793A1 — publié le 20040806

Transition entre un circuit micro-ruban et un guide d'onde et unité extérieure d'émission réception incorporant la transition. L'invention se rapporte à une transition entre un circuit micro5 ruban et un guide d'onde. Plus particulièrement, la transition objet de l'invention correspond à une transition pour un circuit d'émission d'une unité extérieure d'émission/réception. L'invention se rapporte également à l'unité extérieure d'émission/réception. Les transmissions par satellite bidirectionnelle étant appelées à se développer dans le domaine du grand public, il est recherché actuellement des solutions bas cot afin de pouvoir les diffuser à grande échelle. Pour un système bidirectionnel, il est préférable d'utiliser une même antenne moins coteuse que deux antennes. Un problème connu est le respect des normes de transmission définies par les organismes publiques d'attribution de fréquence qui demande à ce que les signaux émis rentrent dans un gabarit spécifique. Un autre problème connu concerne le couplage entre l'émission et la réception. En effet, la même antenne étant utilisée à la fois pour l'émission et la 20 réception, les signaux émis de forte puissance viennent perturber les signaux reçus de faible puissance. Bien que les bandes d'émission et de réception soient disjointes, il est nécessaire d'avoir un très bon filtrage à la réception afin de réduire la saturation de l'amplificateur à faible bruit. L'oscillateur local utilisé pour l'émission peut être à une fréquence 25 se situant très près de la bande d'émission et ne permet pas d'avoir un filtre passe-bande efficace pour une fréquence si proche. En outre, le signal correspondant à l'oscillateur local se trouve être autant amplifié que le signal émis. Il est connu d'utiliser un filtre réjecteur de bande supplémentaire pour atténuer la raie de fréquence correspondant à l'oscillateur local. La figure 1 représente un exemple d'unité extérieure 1 selon l'état de la technique. En sortie du mélangeur 3, un filtre passe-bande 4 sélectionne la bande d'émission et atténue le signal correspondant à la fréquence de l'oscillateur local 2. Cependant un tel filtrage n'est pas suffisant et nécessite l'ajout d'un filtre réjecteur de bande 5 pour atténuer le signal 35 correspondant à la fréquence de l'oscillateur local 2 d'au moins 50 dB. Un amplificateur de puissance 6 amplifie ensuite le signal à émettre avant que celui-ci ne soit transformer en onde électromagnétique par une transition entre un circuit en technologie micro-ruban et un guide d'onde 8 relié à un cornet 9. L'utilisation du filtre réjecteur de bande 5 a pour effet de supprimer la composante correspondant à l'oscillateur local 2. Ainsi, la fréquence de l'oscillateur local 2 n'est plus gênante pour l'émission. Par ailleurs, l'éventuel 5 écho du signal correspondant à la fréquence de l'oscillateur local 2 étant fortement atténuée, celle-ci intervient d'autant moins dans la saturation de l'amplificateur à faible bruit du circuit de réception. Par contre, la réalisation de filtre en technologie micro-ruban nécessite un allongement des lignes micro-ruban et l'ajout d'amplificateurs 10 11 et 12. La technologie micro-ruban ne permet pas d'obtenir un bon facteur de qualité pour la réalisation du filtre réjecteur de bande 5. Il est relativement difficile d'avoir 50 dB d'atténuation, ce qui nécessite d'augmenter les contraintes sur le filtre passe-bande 4. L'invention propose de remédier au problème lié au filtre réjecteur de bande en introduisant une ou plusieurs cavités résonantes au niveau de la transition entre le circuit micro-ruban et le guide d'onde. L'invention est une transition entre un circuit en technologie microruban et un guide d'onde, le guide d'onde étant muni d'une sonde 20 électriquement reliée au circuit micro-ruban, ladite sonde étant placée dans un plan perpendiculaire au sens de propagation de l'onde, ledit plan étant situé à une distance multiple impaire du quart de la longueur d'onde guidée d'un fond du guide. La transition comporte au moins une première cavité résonnante couplée par un premier trou placé au niveau dudit plan. Préférentiellement, la première cavité est dimensionnée pour résonner à une fréquence déterminée afin que la transition se comporte en filtre réjecteur de bande pour ladite fréquence déterminée. Le guide est de section rectangulaire et que le trou est une fente. Selon une variante, le guide d'onde comporte une deuxième 30 cavité couplée au guide d'onde par un deuxième trou, le deuxième trou étant diamétralement opposé au premier trou. La première et la deuxième cavité sont dimensionnées pour résonner à deux fréquences voisines l'une de l'autre afin que la transition se comporte en filtre réjecteur de bande, la bande étant d'une largeur correspondant à la tolérance de fréquence 35 correspondant à la tolérance de fabrication desdites cavités. L'invention est également une unité extérieure d'un système d'émission/réception comportant un circuit d'émission réalisé en technologie micro-ruban et une antenne d'émission/réception de type guide d'onde, le circuit d'émission comportant au moins un oscillateur local. L'unité comporte une transition telle que précédemment définie entre le circuit d'émission et l'antenne. Préférentiellement, la fréquence de résonance de la cavité correspond à la fréquence d'oscillation de l'oscillateur local, à une tolérance de fabrication près. Les fréquences de résonance des deux cavités sont placées de part et d'autre de la fréquence de l'oscillateur local. L'invention sera mieux comprise, et d'autres particularités et avantages apparaîtront à la lecture de la description qui va suivre, la description faisant référence aux dessins annexés parmi lesquels: la figure 1 représente une unité extérieure selon l'état de la technique, la figure 2 représente une unité extérieure selon l'invention, les figures 3 et 4 représentent un premier mode de réalisation d'une transition selon l'invention, les figures 5 et 6 représentent un deuxième mode de réalisation d'une transition selon l'invention. La figure 1 ayant déjà été décrite, celle-ci ne sera pas plus détaillée. La figure 2 représente schématiquement un système de communication bidirectionnelle selon l'invention. Le système de 25 communication est par exemple un système de communication par satellite qui comporte une unité extérieure 100 reliée à une unité intérieure 200 par l'intermédiaire de deux câbles coaxiaux 201 et 202. L'unité extérieure 100 comporte un circuit d'émission 101 et un circuit de réception 102 réalisé en technologie micro-ruban. Un guide d'onde 30 103 réalise la jonction entre un cornet 104 et, d'une part, le circuit d'émission 101 par l'intermédiaire d'une transition 105, et d'autre part, le circuit de réception 102 par l'intermédiaire d'une transition 106. Des moyens (non représentés) de focalisation, tel que par exemple un réflecteur parabolique, font face au cornet afin de diriger les ondes dans une direction donnée. La 35 transition 105 reliant le circuit d'émission 101 et le guide d'onde 103 inclut un filtrage réjecteur de bande et sera détaillée plus en détail à l'aide des figures 3 à 6. Le circuit d'émission comporte un oscillateur local 107 couplé à un mélangeur 108 pour effectuer une transposition des signaux situés dans une bande de fréquence intermédiaire d'émission, par exemple comprise entre 950 et 1450 MHz, dans la bande de fréquence d'émission, par exemple 5 comprise entre 29,5 et 30 GHz. La fréquence de l'oscillateur local 107 se trouve être à une fréquence de 28,55 GHz soit très proche de la bande de fréquence émise. Un filtre passe-bande 109 sélectionne la bande d'émission et rejette la bande image située entre 27,1 et 27,6 GHz, le dimensionnement de ce filtre passe-bande 109 se fait sans tenir compte de la présence de 10 l'oscillateur local 107. Un amplificateur de puissance 110, placé entre le filtre passe-bande 109 et la transition 105, amplifie les signaux à émettre. Un amplificateur supplémentaire 111 est placé entre le mélangeur 108 et le filtre 109. Comme indiqué précédemment, la transition 105 inclut un filtre 15 réjecteur de bande pour éliminer la fréquence de l'oscillateur local 107. Les figures 3 et 4 montrent un premier mode de réalisation d'une transition 105 selon l'invention. La figure 3 représente les contours actifs de la transition et la figure 4 représente une vue éclatée en coupe de la transition. La transition 105 fait la jonction entre le guide d'onde 103 et le 20 circuit d'émission 101 non représenté sur les figures mais qui est supporté par le substrat 120. Une ligne micro-ruban 121 portée par le substrat 120 et reliée au circuit d'émission 101 se transforme en sonde 122 à l'intérieur du guide. Le substrat 120 est placé à une distance D d'un fond 123 du guide d'onde 103, D étant un multiple impair du quart de la longueur d'onde guidé 25 par le guide d'onde 103. Au niveau de la transition 105, une fente 124 délimitée par deux volets 125 et 126 et placée sur un coté du guide d'onde 103 au niveau du substrat 120. Cette fente 124 débouche sur une cavité 127. La cavité 127 est dimensionnée de sorte que celle-ci ait une fréquence de résonance qui 30 soit sensiblement égale à la fréquence de l'oscillateur local 107. La présence de la cavité 127 agit comme un piège de fréquence et se comporte comme un filtre réjecteur de bande de très bonne qualité. Au niveau de la réalisation, la transition est réalisée en deux parties comme montré sur la figure 4. Chaque partie peut être constituée de 35 deux demi-coquilles réalisées par exemple par moulage et/ou usinage. L'utilisation d'une cavité 127 placée au niveau de la transition 105 permet de ne pas augmenter la taille du guide d'onde comme le ferait un filtre conventionnel en guide d'onde. Une difficulté de réalisation provient des tolérances sur les dimensions de la cavité 127. Cette cavité doit être usinée de manière 5 suffisamment précise pour que la fréquence de résonance soit très proche (idéalement égale) de la fréquence de l'oscillateur local. Or une telle précision d'usinage peut paraître coteuse pour une production en grande série. Selon une variante de réalisation représentée à l'aide des figures 10 5 et 6, une deuxième cavité 128 couplée au guide 103 par une deuxième fente 129 est ajoutée au niveau de la transition 105. La deuxième fente 129 est centrée par rapport au substrat 120 et placée sur un coté du guide d'onde 103 qui est par exemple à l'opposé de la première fente 124. Les première et deuxième cavités 127 et 128 sont dimensionnées 15 de sorte que leurs fréquences de résonance soient situées de part et d'autre de la fréquence de l'oscillateur local 107 et espacées d'une bande de fréquence légèrement supérieure à la variation de fréquence qui résulte de la tolérance de fabrication desdites cavités 127 et 128. Ainsi, avec deux cavités, on réalise un filtre réjecteur de bande pour la fréquence de 20 l'oscillateur local 107 tout en pouvant utiliser des tolérances de fabrication peu coteuses. D'autres variantes de l'invention sont possibles. Les exemples de réalisation préférés montrent un guide d'onde de section rectangulaire mais il est tout à fait possible d'avoir un guide d'onde de section circulaire, carré 25 ou en ellipse. Egalement, les fentes peuvent être remplacées par n'importe quel type de trou de couplage et la forme des cavités importe peu pourvu qu'elles aient une fréquence de résonance accordée sur l'oscillateur local comme indiqué avec les deux modes de réalisation. REVENDICATIONS 1. Transition (105) entre un circuit en technologie microruban et un guide d'onde (103), le guide d'onde (103) étant muni d'une 5 sonde (122) électriquement reliée au circuit micro-ruban, ladite sonde étant placée dans un plan perpendiculaire au sens de propagation de l'onde, ledit plan étant situé à une distance (D) multiple impaire du quart de la longueur d'onde guidée d'un fond du guide, caractérisée en ce que la transition comporte au moins une première cavité résonnante (127) couplée par un 10 premier trou (124) placé au niveau dudit plan. 2. Transition selon la revendication 1, caractérisée en ce que la première cavité (127) est dimensionnée pour résonner à une fréquence déterminée afin que la transition se comporte en filtre réjecteur de 15 bande pour ladite fréquence déterminée. 3. Transition selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce que le guide est de section rectangulaire et que le trou est une fente. 4. Transition selon la revendication 1, caractérisée en ce que le guide d'onde comporte une deuxième cavité (128) couplée au guide d'onde par un deuxième trou (129), le deuxième trou étant diamétralement opposé au premier trou. 5. Transition selon la revendication 4, caractérisée en ce que la première et la deuxième cavités (127, 128) sont dimensionnées pour résonner à deux fréquences voisines l'une de l'autre afin que la transition se comporte en filtre réjecteur de bande, la bande étant d'une largeur 30 correspondant à la tolérance de fréquence correspondant à la tolérance de fabrication desdites cavités. 6. Unité extérieure (1) d'un système d'émission/réception comportant un circuit d'émission (101) réalisé en technologie micro-ruban et 35 une antenne d'émission/réception (104) de type guide d'onde, le circuit d'émission comportant au moins un oscillateur local (107), caractérisée en ce qu'elle comporte une transition (105) selon l'une des revendications 1 à 5 entre le circuit d'émission (101) et l'antenne (104). 7. Unité selon la revendication 6 lorsqu'elle dépend de la revendication 2, caractérisée en ce que la fréquence de résonance de la cavité (127) correspond à la fréquence d'oscillation de l'oscillateur local (107), à une tolérance de fabrication près. 8. Unité selon la revendication 6 lorsqu'elle dépend de la revendication 5, caractérisée en ce que les fréquences de résonance des deux cavités (127, 128) sont placées de part et d'autre de la fréquence de l'oscillateur local (107).