Brevet FR2912556A1 — publié le 20080815

ARME MICRO-ONDE Domaine technique et art antérieur L'invention concerne une arme micro-onde. L'invention s'applique aux armes micro-onde de forte puissance embarquées, par exemple, dans un vecteur de type missile, obus, bombe ou drone. La puissance des micro-ondes peut être égale, par exemple, à quelques GW. Selon l'art connu, une arme micro-onde comprend un système de génération de micro-ondes et un cornet permettant de focaliser l'énergie micro-onde sur une cible afin de détruire celle-ci. Le schéma de principe d'une telle arme est 15 représentée en figure 1. Le système de génération de micro-ondes comprend une cathode 1, une anode 2, un système d'alimentation à base d'étages de générateur de Marx Ei, Ci (i=l, 2, 3, 4, 5), et des blocs d'alimentation 6, 7. L'anode 2 constitue une enceinte 20 cylindrique dans laquelle sont placés les générateurs de Marx. La cathode 1 est insérée dans une plaque électriquement isolante 5 qui referme une extrémité de l'enceinte cylindrique. Les étages de générateur de Marx sont constitués d'une alternance d'éclateurs Ei 25 (i=1, 2, 3, 4, 5) et de condensateurs Ci (i=1, 2, 3, 4, 5) baignant dans une atmosphère diélectrique A (huile diélectrique ou gaz diélectrique sous pression). Les blocs d'alimentation 6, 7 alimentent les étages de générateurs de Marx. Une différence de potentiel 30 élevée, typiquement comprise entre 100kV et quelques MV, est appliquée entre la cathode 1 et l'anode 2. Le 10 cornet 3 qui permet de focaliser l'énergie micro-onde prolonge, du côté de la cathode 1, l'enceinte cylindrique qui constitue l'anode 2. Une feuille conductrice F électriquement reliée à l'anode 2 sépare le cornet de l'anode. La différence de potentiel entre cathode et anode mentionnée ci-dessus est alors établie entre deux plans proches l'un de l'autre, à savoir le plan Pi dans lequel se situe une extrémité de la cathode et le plan P2 dans lequel se situe la feuille conductrice F. Une fenêtre de sortie 4 transparente aux micro-ondes ferme le cornet 3. Le vide est fait dans le cornet 3 ainsi qu'entre la feuille F et la plaque électriquement isolante 5. Comme cela apparaît sur la figure 1, l'enceinte cylindrique 2 et le cornet 3 ont des dimensions sensiblement équivalentes. Il s'en suit que l'arme micro-onde présente un volume et une masse importants, ce qui est préjudiciable en termes de poids et d'encombrement. L'invention ne présente pas cet inconvénient. Exposé de l'invention En effet, l'invention concerne une arme micro- onde comprenant une anode et une cathode entre lesquelles est établie une différence de potentiel, un système d'alimentation constitué d'étages de générateur de Marx pour établir la différence de potentiel et un cornet pour focaliser une onde hyperfréquence à émettre. Le système d'alimentation comprend au moins un ensemble d'étages de générateurs de Marx montés en série, à l'extérieur du cornet, entre une première borne et une deuxième borne, la première borne étant électriquement reliée à la cathode et la deuxième borne étant électriquement reliée à l'extrémité du cornet par laquelle l'onde hyperfréquence est émise. Selon un premier mode de réalisation de l'invention, les étages de générateur de Marx sont baignés dans une atmosphère diélectrique et une plaque d'isolation électrique placée entre la cathode et l'anode sépare l'atmosphère diélectrique d'un vide fait 10 entre la cathode et le cornet. Selon un deuxième mode de réalisation de l'invention, une structure électriquement isolante entoure la cathode et le cornet en prenant appui, d'une part, sur un élément d'extension de la cathode et, 15 d'autre part, sur un élément d'extension de l'extrémité du cornet par laquelle l'onde hyperfréquence est émise, le cornet étant muni de trous, une pompe à vide permettant de faire le vide dans une enceinte délimitée par l'élément d'extension de la cathode, la structure 20 électriquement isolante et une fenêtre de sortie transparente aux micro-ondes qui ferme l'extrémité du cornet par laquelle l'onde hyperfréquence est émise. Selon un perfectionnement du deuxième mode de réalisation de l'invention, la structure électriquement 25 isolante est constituée d'une succession d'anneaux isolants séparés les uns des autres par des répartiteurs, chaque répartiteur ayant son potentiel fixé par au moins un étage du générateur de Marx. De façon générale, l'arme micro-onde selon 30 l'invention comprend au moins un ensemble d'étages de générateur de Marx. Selon un mode de réalisation particulier, l'arme micro-onde comprend quatre ensembles d'étages de générateur de Marx uniformément répartis dans l'espace qui entoure le cornet. Brève description des figures D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture d'un mode de réalisation préférentiel fait en référence aux figures jointes parmi lesquelles : la figure 1 représente une arme micro-onde selon l'art antérieur ; la figure 2 représente le schéma de principe d'un premier mode de -réalisation d'arme micro-onde selon l'invention ; la figure 3 représente le schéma de principe d'un deuxième mode de réalisation d'arme micro-onde selon l'invention ; - - la figure 4 représente le schéma de principe d'un perfectionnement du deuxième mode de réalisation 20 d'arme micro-onde selon l'invention ; La figure 5 représente une mise en oeuvre d'arme micro-onde selon le schéma de principe de la figure 4. Sur toutes les figures, les mêmes références 25 désignent les mêmes éléments. Description détaillée de modes de mise en oeuvre de l'invention. La figure 2 représente le schéma de principe 30 d'un premier mode de réalisation d'arme micro-onde selon l'invention. Le cornet 3 est utilisé comme retour de courant des étages de générateur de Marx. Les étages de générateur de Marx constituent un système d'alimentation ayant une première borne électriquement reliée à la cathode 1 et une deuxième borne électriquement reliée à l'extrémité du cornet 3 par laquelle l'énergie micro-onde est émise. Une atmosphère diélectrique A entoure le cornet 3 et baigne les étages de générateur de Marx. Une plaque électriquement isolante 5 placée entre la cathode et l'anode sépare l'atmosphère diélectrique k du vide formé entre la cathode 1 et le cornet 3. Des blocs d'alimentation 6, 7 alimentent les étages de générateur de Marx. La figure 3 représente un deuxième mode de réalisation de l'invention. Selon le deuxième mode de réalisation de l'invention, une structure S électriquement isolante, préférentiellement cylindrique, entoure la cathode 1 et le cornet 3. La structure S prend appui, d'une part, sur un élément d'extension, par exemple une face plane, de la cathode 1 et, d'autre part, sur un élément d'extension, par exemple une face plane, de l'extrémité du cornet 3 par laquelle l'énergie micro-onde est émise. Le cornet 3 est muni de trous t dont les dimensions sont suffisamment petites devant la longueur d'onde des micro-ondes pour ne pas gêner la propagation de celles-ci. Une pompe à vide 8 fait le vide dans l'enceinte délimitée par la structure S, l'élément d'extension de la cathode 1 et la fenêtre 4. Avantageusement, l'isolation électrique entre le conducteur de retour de courant formé par le cornet 3 et les étages du générateur de Marx se fait alors sans qu'il soit nécessaire de baigner les étages du générateur de Marx dans une atmosphère diélectrique (huile diélectrique ou gaz diélectrique sous pression). La figure 4 représente le schéma de principe d'un perfectionnement du deuxième mode de réalisation d'arme micro-onde selon l'invention. Selon le perfectionnement du deuxième mode de réalisation---de l'invention, la structure électriquement isolante S est constituée d'une succession d'anneaux isolants a séparés les uns des autres par des répartiteurs R. Les répartiteurs R sont des éléments conducteurs dont le potentiel est fixé par les étages du générateur de Marx. Il s'en suit avantageusement une minimisation des risques de claquage de la structure S. La figure 5 représente une mise en oeuvre d'une arme micro-onde selon le schéma de principe du perfectionnement représenté en figure 4. La structure S est constituée d'une succession d'anneaux isolants a séparés les uns des autres par les répartiteurs R. Les condensateurs Ci et les éclateurs Ei sont placés entre les répartiteurs R.25 REVENDICATIONS 1. Arme micro-onde comprenant une anode et une cathode entre lesquelles est établie une différence de potentiel, un système d'alimentation constitué d'étages de générateur de Marx (Ei, Ci) pour établir la différence de potentiel et un cornet (3) pour focaliser une onde hyperfréquence à émettre, caractérisée en ce que le système d'alimentation comprend au moins un ensemble d'étages de générateur de Marx montés en série, à l'extérieur du cornet (3), entre une première_borne et une deuxième borne, la première borne étant électriquement reliée à la cathode (1) et la deuxième borne étant électriquement reliée à l'extrémité du cornet (3) par laquelle l'onde hyperfréquence est émise. 2. Arme micro-onde selon la revendication 1, caractérisée en ce que les étages de générateur de Marx () sont baignés dans une atmosphère diélectrique (A) et en ce qu'une une plaque d'isolation électrique (5) placée entre la cathode (1) et l'anode (2) sépare l'atmosphère diélectrique (A) d'un vide fait entre la cathode (1) et le cornet (3). 3. Arme micro-onde selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'une structure électriquement isolante (S) entoure la cathode (1) et le cornet (3) en prenant appui, d'une part, sur un élément d'extension de la cathode (1) et, d'autre part, sur un élément d'extension de l'extrémité du cornet (3)par laquelle l'onde hyperfréquence est émise, le cornet (3) étant muni de trous (t), une pompe à vide (8) permettant de faire le vide dans une enceinte délimitée par l'élément d'extension de la cathode (1), la structure électriquement isolante (S) et une fenêtre de sortie (4) transparente aux micro-ondes qui ferme l'extrémité du cornet (3) par laquelle l'onde hyperfréquence est émise. 4. Arme micro-onde selon la revendication 3, caractérisée en ce que la structure électriquement isolante (S) est constituée d'une succession d'anneaux isolants (a) séparés les uns des_autres par des répartiteurs (R), chaque répartiteur (R) ayant son potentiel fixé par le potentiel d'au moins un étage du générateur de Marx. 5. Arme micro-onde selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle comprend une pluralité d'ensembles d'étages de générateur de Marx uniformément répartis dans l'espace qui entoure le cornet (3).25