Brevet FR2944916A1 — publié le 20101029

Dispositif de transition entre un guide d'onde en bande Ka et un connecteur coaxial La présente invention concerne un dispositif de transition entre un guide d'onde fonctionnant dans la bande Ka et un connecteur coaxial. Elle s'applique par exemple dans le domaine des antennes et des amplificateurs. Les antennes et les amplificateurs fonctionnant en bande Ka (entre 26,5 et 40 Gigahertz) comportent généralement des guides d'onde de section très réduite. Par exemple, une section de 7,11 x 3,56 millimètres constitue une section standard. Pour de telles longueurs d'ondes, les tolérances d'usinage et de positionnement sont très strictes, de l'ordre d'une vingtaine de micromètres seulement. Afin d'obtenir de bonnes performances radioélectriques au niveau de la connectique du guide d'onde, des perles de verre isolantes comportant une âme conductrice, des "perles K" par exemple, sont couramment utilisées pour la mise en place d'un connecteur coaxial. Ainsi, une transition classique entre un guide d'onde et un connecteur coaxial en bande Ka comporte une perle de verre brasée dans un trou usiné dans la paroi supérieure du guide d'onde et un connecteur coaxial enfichable sur l'âme conductrice de la perle. L'adaptation d'impédance s'effectue en brasant un plongeur conducteur cylindrique à l'extrémité de l'âme qui pénètre dans le guide. Un court-circuit est disposé dans le guide à une distance adéquate du plongeur, inférieure à un quart de la longueur d'onde guidée. Afin d'obtenir un coefficient de réflexion suffisamment faible, il faut recourir à des éléments de réglage, tels que des vis pour compenser les variations dimensionelles et ainsi adapter finement l'impédance. Malheureusement, un tel assemblage conduit au final à des coûts de réalisation élevés et ne peut pas être intégré directement dans un circuit complexe en guide d'onde, tel qu'un circuit de distribution d'antenne, en raison de la nécessité des réglages à effectuer. L'invention a notamment pour but de réduire les coûts de réalisation des dispositifs comportant un guide d'onde en bande Ka. Pour cela, elle se propose notamment de réduire l'influence de la précision sur la longueur de l'âme conductrice dépassant à l'intérieur du guide ainsi que l'influence de la précision de montage du plongeur à l'extrémité de l'âme. A cet effet, l'invention a pour objet un dispositif de transition entre un guide d'onde et un connecteur. Le guide d'onde est formé par un guide ouvert fermable par un couvercle. Le guide d'onde comporte un orifice sur lequel une perle de verre comportant une âme conductrice est disposée, une extrémité de l'âme conductrice pénétrant à l'intérieur du guide d'onde et l'autre extrémité de l'âme conductrice à l'extérieur du guide d'onde étant connectable au connecteur. Le guide d'onde comporte une marche réduisant localement la hauteur du guide à proximité de l'âme conductrice, la marche permettant d'adapter l'impédance et de générer un mode fondamental dans le guide, de telle sorte que les performances radioélectriques de la transition entre le guide d'onde et le connecteur ne dépendent que de la précision de l'usinage du guide ouvert et du couvercle et de la précision de positionnement du couvercle sur le guide ouvert. Avantageusement, le guide d'onde peut fonctionner en bande Ka. Dans un mode de réalisation préférentiel, la distance entre le guide d'onde et l'extrémité de l'âme conductrice située à l'intérieur du guide d'onde peut être ajustable par arasement calibré de ladite extrémité préalablement à la fermeture du couvercle. Par exemple, le connecteur peut être un connecteur coaxial ou 25 une ligne microstrip. Avantageusement, le couvercle peut être vissable sur le guide ouvert. Avantageusement là encore, la perle de verre peut être disposée sur l'orifice par brasure. 30 Le guide d'onde peut comporter en plus une ou plusieurs vis d'adaptation d'impédance. Outre de réduire considérablement les coûts de réalisation, 35 l'invention a encore pour principal avantage qu'elle permet d'obtenir une transition entre un guide d'onde et un connecteur qui soit fiable et performante en l'absence de tout élément de réglage. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à l'aide de la description qui suit faite en regard de dessins annexés qui représentent : la figure 1, par une vue en coupe, un premier exemple de transition selon l'invention, entre un guide d'onde et un connecteur coaxial; la figure 2, par une vue en coupe, un second exemple de transition selon l'invention, entre un guide d'onde et une ligne microstrip. La figure 1 illustre par une vue en coupe un premier exemple de transition selon l'invention, entre un guide d'onde 1 et un connecteur coaxial 4. Le guide d'onde 1 comporte deux parties: un guide ouvert la et un couvercle 1 b. Par exemple, le guide ouvert la et le couvercle 1 b peuvent être assemblés par vissage ou par tout autre procédé. Une perle de verre isolante 2 comportant une âme conductrice 3 peut être sur le couvercle 1 b, l'âme 3 pénétrant ainsi dans le guide 1. Le connecteur coaxial 4 vient s'enficher sur l'âme conductrice 3. L'adaptation d'impédance entre le guide d'onde 1 et le connecteur coaxial 4 est réalisée uniquement grâce à une marche 5 usinée dans le fond du guide ouvert la, la marche 5 réduisant localement la hauteur H1 du guide 1. La marche 5 permet simultanément de faciliter la génération du mode fondamental TEOI dans le guide par la proximité de l'âme conductrice 3 avec le coté de la marche 5 et d'obtenir l'impédance requise par sa hauteur, sa longueur et sa position. Avantageusement, après brasure de la perle de verre, une mise à longueur précise de la longueur de l'âme 3 pénétrant dans le guide 1 peut être réalisée par arasement, à l'aide d'un calibre non représenté sur la figure 1 par exemple. Ce procédé permet de s'affranchir au mieux des variations dimensionnelles induites par les tolérances de fabrication et d'usinage, ainsi que par la brasure. De plus, il n'y a plus aucun assemblage mécanique à réaliser à l'extrémité de l'âme 3, qui joue à elle seule le rôle de plongeur. Au final, la distance entre l'extrémité de l'âme 3 et le fond du guide ouvert la est de plusieurs dixièmes de millimètre. Ainsi, les performances radioélectriques de cette transition selon l'invention entre le guide d'onde 1 et un connecteur coaxial 4 ne sont liées qu'à la précision de l'usinage du guide 1, notamment l'usinage de la marche d'adaptation d'impédance 5 dans le guide ouvert la, ainsi qu'à la précision de positionnement du couvercle 1 b sur le guide ouvert la. Une étude de sensibilité menée par la demanderesse a montré que, pour une tolérance égale à +/-0,02 millimètres, le taux d'ondes stationnaires de la transition varie entre 1,07 et 1,4. Et il faut noter que, avantageusement, il est éventuellement possible d'améliorer ces performances en ajoutant des éléments de réglage, une vis d'adaptation d'impédance par exemple. La figure 2 illustre par une vue en coupe un second exemple de transition selon l'invention, entre un guide d'onde 11 et une ligne microstrip 14. Le guide d'onde 11 comporte deux parties: un guide ouvert 11 a et un couvercle 11 b. Par exemple, le guide ouvert 11 a et le couvercle 11 b peuvent être assemblés par vissage ou par tout autre procédé. Une perle de verre isolante 12 comportant une âme conductrice 13 peut être brasée sur le guide ouvert 11a du côté intérieur, l'âme 13 ressortant ainsi du guide 11 par le côté extérieur du guide ouvert 11a. La ligne microstrip 14 vient se connecter sur l'âme conductrice 13 à l'extérieur du guide 11. Une marche d'adaptation d'impédance 15 est usinée à l'intérieur du couvercle 11 b, la marche 15 réduisant localement la hauteur H2 du guide 11. Une mise à longueur précise de la longueur de l'âme 13 pénétrant dans le guide 11 est réalisée après brasure de la perle par arasement à l'aide d'un calibre non représenté sur la figure 2. Là encore, l'extrémité de l'âme 13 joue à elle seule le rôle de plongeur. Au final, la distance entre l'extrémité de l'âme 13 et le couvercle 11 b est de plusieurs dixièmes de millimètre. REVENDICATIONS1. Dispositif de transition entre un guide d'onde (1, 11) et un connecteur, le guide d'onde étant formé par un guide ouvert (1a, 11 a) fermable par un couvercle (1 b, 11 b), le guide d'onde comportant un orifice sur lequel une perle de verre (2, 12) comportant une âme conductrice (3, 13) est disposée, une extrémité de l'âme conductrice pénétrant à l'intérieur du guide d'onde et l'autre extrémité de l'âme conductrice à l'extérieur du guide d'onde étant connectable au connecteur (4, 14), le guide d'onde étant caractérisé en ce qu'il comporte une marche (5, 15) réduisant localement la hauteur (H1, H2) du guide à proximité de l'âme conductrice, la marche permettant d'adapter l'impédance et de générer un mode fondamental dans le guide, de telle sorte que les performances radioélectriques de la transition entre le guide d'onde et le connecteur ne dépendent que de la précision de l'usinage du guide ouvert et du couvercle et de la précision de positionnement du couvercle sur le guide ouvert. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le guide d'onde (1, 11) fonctionne en bande Ka. 3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la distance entre le guide d'onde (1, 11) et l'extrémité de l'âme conductrice (3, 13) située à l'intérieur du guide d'onde est ajustable par arasement calibré de ladite extrémité préalablement à la fermeture du couvercle (1 b, 11 b). 4. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le connecteur est un connecteur coaxial (4). 5. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le connecteur est une ligne microstrip (14). 6. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le couvercle (1 b, 11 b) est vissable sur le guide ouvert (la, 11 a). 7. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la perle de verre (2, 12) est disposée sur l'orifice par brasure. 8. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte une 5 ou plusieurs vis d'adaptation d'impédance.