Brevet FR3097378A1 — publié le 20201218

Description Titre de l'invention : Jonction de séparation et/ou combinaison de signaux orthogonaux en polarisation d'ondes radiofréquences [0001] La présente invention concerne le domaine de la transmission (émission et/ou réception) d'ondes radiofréquences. [0002] Plus particulièrement, le domaine des dispositifs de transmission mettant en oeuvre des diplexeurs de polarisation orthogonale (en anglais Orthogonal Mode Transducer), couramment désignés par l'acronyme OMT, insérés entre une unité électronique apte à générer et/ou capter des signaux radiofréquences et une antenne par exemple parabolique. [0003] Plus précisément, les diplexcurs de polarisation OMT sont des dispositifs qui servent à combiner en mode émission ou séparer en mode réception deux signaux orthogonaux en polarisation (Verticale et Horizontale). Ainsi, il est possible d'utiliser une même bande de fréquence pour émettre et recevoir simultanément des signaux distincts, dont les champs électriques sont perpendiculaires entre eux. [0004] Des diplexcurs de polarisation OMT connus comprennent des jonctions de sé- paration/combinaison de signaux orthogonaux en polarisation d'ondes radiofréquences, qui sont réalisées dans un corps qui présente une cavité principale formant un guide d'ondes principal, qui présente une extrémité borgne et une extrémité généralement couplée à une antenne par exemple parabolique, et des cavités auxiliaires formant des guides d'ondes auxiliaires, qui présentent des extrémités qui communiquent latéralement avec la cavité principale dans le voisinage de son extrémité borgne et des extrémités couplées à une unité électronique. Les parties adjacentes de la cavité principale formant un guide d'ondes principal et des cavités auxiliaires formant des guides d'ondes auxiliaires sont généralement appelées des jonctions. [0005] Néanmoins, il est essentiel que, en émission et/ou en réception, ces jonctions assurent une isolation inter-polarisation entre les deux signaux orthogonaux en polarisation de sorte à éviter des échanges d'énergie qui produiraient des interférences et des bruits néfastes pour la communication. [0006] Selon une mode de réalisation, il est proposé une jonction de séparation et/ou com- binaison de signaux orthogonaux en polarisation d'ondes radiofréquences, qui comprend : [0007] un corps qui présente une cavité principale formant un guide d'ondes principal, qui présente une extrémité borgne, et des cavités auxiliaires formant des guides d'ondes auxiliaires, qui communiquent latéralement avec la cavité principale dans le voisinage de son extrémité borgne, 2 [0008] et un insert de déviation situé à l'extrémité borgne de la cavité principale et en regard des cavités auxiliaires, l'insert de déviation présentant des formes différentes respectivement du côté des cavités auxiliaires. [0009] Ainsi, en émission et/ou en réception, l'isolation inter-polarisation entre les deux signaux orthogonaux en polarisation est améliorée. [0010] Les cavités auxiliaires peuvent communiquer avec la cavité principale, en des endroits opposés. [0011] La cavité principale peut comprendre une portion principale, adjacente à l'extrémité borgne, de section cylindrique, et les cavités auxiliaires peuvent comprendre des portions auxiliaires, adjacentes à la portion cylindrique, de sections rectangulaires. [0012] Les axes des portions auxiliaires rectangulaires des cavités auxiliaires peuvent couper orthogonalement l'axe de la portion principale cylindrique de la cavité principale. [0013] Les portions auxiliaires rectangulaires des cavités auxiliaires peuvent être diamé- tralement opposées par rapport à la portion principale cylindrique de la cavité principale. [0014] Les grands côtés de l'une des portions auxiliaires rectangulaires peuvent s'étendre longitudinalement à la cavité principale et les grands côtés de l'autre portion auxiliaire rectangulaire peuvent s'étendre orthogonalement à la cavité principale. [0015] L'insert de déviation peut comprendre des parties qui présentent des faces bombées opposées respectivement du côté ou en regard des cavités auxiliaires. [0016] L'une des faces bombées peut être plus large que l'autre face bombée. [0017] L'insert de déviation peut comprendre une partie en saillie qui présente des faces bombées opposées respectivement du côté ou en regard des cavités auxiliaires. [0018] La jonction peut résulter d'une fabrication par impression 3D. [0019] Une jonction de séparation et/ou combinaison de signaux orthogonaux en pola- risation d'ondes radiofréquences va maintenant être décrite à titre d'exemple de réalisation non limitatif, illustré par le dessin dans lequel : [0020] [fig.1] représente une coupe partielle longitudinale d'une jonction ; [0021] [fig.2] représente une vue axiale de ladite jonction, dans la direction de II-II de la figure 1 ; [0022] [fig.3] représente une coupe partielle radiale de ladite jonction, selon de la figure 1; et [0023] [fig.4] représente une vue en perspective d'un insert de déviation de ladite jonction. [0024] Une jonction 1, incluse dans un diplexeur de polarisation OMT, en vue de séparer et/ ou combiner des signaux orthogonaux en polarisation d'ondes radiofréquences, comprend un corps 2 dans lequel sont aménagées une cavité principale 3 formant un guide d'ondes principal, qui présente une extrémité borgne 4, et des cavités auxiliaires 5 et 6 formant des guides d'ondes auxiliaires, qui communiquent latéralement avec la 3 cavité principale 3 dans le voisinage de son extrémité borgne 4. [0025] Plus précisément, selon une variante de réalisation, la cavité principale 3 comprend une portion terminale principale 7 adjacente à l'extrémité borgne 4 et de section cylindrique, l'extrémité borgne 6 étant disposée radialement par rapport à cette portion cylindrique d'extrémité 7. [0026] La portion terminale principale 7 est prolongée à l'opposé de l'extrémité borgne radiale 4 par une portion de jonction, non représentée, qui chemine, selon un parcours de forme adaptée, de sorte que son extrémité terminale soit couplée à une antenne par exemple parabolique, non représentée, apte à émettre et/ou capter une onde radiofréquences. [0027] Les cavités auxiliaires 5 et 6 comprennent des portions terminales auxiliaires 8 et 9, de sections rectangulaires, qui communiquent radialement avec la portion terminale principale 7 de la cavité principale 3 dans le voisinage de l'extrémité borgne radiale 4 et qui sont situées de façon diamétralement opposée par rapport à la portion terminale principale 7. [0028] Les portions terminales auxiliaires 8 et 9 sont prolongées à l'opposé de l'extrémité borgne radiale 4 par une portion de liaison, non représentée, et chemine, selon des parcours de formes adaptées, de sorte que leurs extrémités terminales soient couplées à des moyens distincts aptes à émettre et/ou capter des ondes radiofréquences d'une unité électronique, non représentée. [0029] La portion terminale auxiliaire 8 est située de sorte que son axe coupe perpendicu- lairement l'axe de la portion terminale principale 7, que ses grands côtés opposés 10 et 11 soient situés radialement à la portion terminale principale 7, que ses petits côtés opposés 12 et 13 soient situés longitudinalement à la portion terminale principale 7 et que la distance entre ses petits côtés opposés 12 et 13 soit égale au diamètre de la portion terminale principale 7 de sorte à rejoindre tangentiellement cette dernière. [0030] La portion terminale auxiliaire 9 est située de sorte que son axe coupe perpendicu- lairement l'axe de la portion terminale principale 7, que ses grands côtés opposés 14 et 15 soient situés longitudinalement à la portion terminale principale 7, que ses petits côtés opposés 16 et 17 soient situés radialement à la portion terminale principale 7 et que la distance entre ses grands côtés opposés 14 et 15 soit inférieure au diamètre de la portion terminale principale 7. [0031] La jonction 1 est configurée de sorte à fonctionner de la manière suivante. [0032] En mode réception, une onde radiofréquence incluant des signaux orthogonaux en polarisation, par exemple issue de l'antenne précitée, est acheminée dans la cavité principale 2 en direction de l'extrémité borgne 4. [0033] Depuis la portion terminale principale 7 de la cavité principale 2, cette onde radio- fréquence est divisée vers les cavités auxiliaires 5 et 6 en deux ondes radiofréquences incluant respectivement les signaux orthogonaux en polarisation. [0034] Ces ondes radiofréquences séparées pénètrent dans les portions terminales 8 et 9 des cavités auxiliaires 5 et 6 et cheminent alors dans les cavités auxiliaires 5 et 6 en direction des moyens de captation précités de l'unité électronique précitée. L'unité électronique traite alors les signaux reçus séparément. [0035] Réciproquement, en mode émission, les moyens précités d'émission de l'unité élec- tronique précitée émettent des ondes radiofréquences incluant respectivement des signaux distincts orthogonaux en polarisation, respectivement dans les cavités auxiliaires Set 6. [0036] Les ondes radiofréquences cheminent dans les cavités auxiliaires 5 et 6, traversent les portions terminales 8 et 9 puis pénètrent dans la portion terminale 7 de la cavité principale 3. Alors, les ondes radiofréquences issues des cavités auxiliaires 5 et 6 se combinent de sorte à former une onde radiofréquence résultante incluant les signaux distincts orthogonaux en polarisation. [0037] Cette onde radiofréquence résultante chemine alors dans la cavité principale 3 en s'éloignant de l'extrémité radiale 4, jusqu'à l'antenne précitée. [0038] En mode de communication bidirectionnelle, une des deux unités électroniques émet des ondes radiofréquences tandis que la seconde unité électronique reçoit des ondes radiofréquences dans la même bande de fréquences mais avec une polarisation orthogonale. L'onde émise par l'unité électronique émettrice voyage dans la structure comme décrit précédemment. Simultanément, le signal capté par l'autre unité électrique réceptrice et qui provient de l'antenne, voyage dans la structure en sens inverse avec un mode de polarisation orthogonal, comme décrit précédemment. [0039] Il résulte de ce qui précède que la jonction 1 est apte à combiner dans un sens de cir- culation et à séparer dans l'autre sens de circulation, sur une même bande de fréquence, des signaux distincts, dont les champs électriques sont perpendiculaires entre eux. [0040] La jonction 1 comprend en outre un insert de déviation 18 qui est situé en saillie par rapport à l'extrémité borgne 4 de la cavité principale 3 et en regard des cavités auxiliaires 8 et 9, de sorte à faciliter la séparation et/ou la combinaison des signaux orthogonaux en polarisation. [0041] Avantageusement, l'insert de déviation 18 présente des formes différentes respec- tivement en regard ou du côté des cavités auxiliaires 5 et 6. La face de l'insert de déviation 18 présente, du côté opposé à l'extrémité radiale 4, une forme discontinue. [0042] Selon un exemple de réalisation, l'insert de déviation 18 est configuré de la manière suivante. [0043] L'insert de déviation 18 est accolé à l'extrémité radiale 4 de de la portion terminale 7 de la cavité principale 3 et comprend une partie 19 qui présente, du côté de la cavité auxiliaire 5, une face bombée 20 dont les génératrices s'étendent parallèlement à l'axe de la portion terminale 7 et une partie 21 qui présente, du côté dc la cavité auxiliaire 6, une face bombée 22 dont les génératrices s'étendent parallèlement à l'axe de la portion terminale 7, les faces 20 et 22 étant opposées et bombées en sens inverses. [0044] Perpendiculairement aux axes parallèles des portions terminales 8 et 9 des cavités auxiliaires Set 6, la face bombée 20 est, entre des génératrices terminales 23 et 24, plus large que la face bombée 22, entre des génératrices terminales 25 et 26. La face 20 est moins bombée que la face 22. [0045] La partie 19 présente des faces plates 27 et 28 qui joignent respectivement les géné- ratrices terminales 23 et 24 et les génératrices terminales 25 et 26 et qui sont situées dc part et d'autre de la partie 21 et du côté de la cavité auxiliaire 6. Les faces plates 27 et 28 sont dans un même plan qui est perpendiculaire aux axes des portions terminales 8 et 9 des cavités auxiliaires 5 et 6. [0046] Par exemple, les faces bombées 20 et 22 présentent des sections en forme dc portions de cercles ou d'ellipses. [0047] L'insert dc déviation 18 comprend en outre, à l'opposé de l'extrémité radiale 4, une partie 29 en saillie par rapport à une face radiale d'extrémité 30 de la partie 19. La partie en saillie 29 présente, du côté de la cavité auxiliaire 6, une face bombée 31 qui prolonge la face bombée 22 et, du côté de la cavité auxiliaire 5, une face bombée 32 qui s'étend depuis la face radiale 30 de la partie 19, les faces bombées 31 et 32 se rejoignant dans le prolongement des génératrices 25 et 26. La partie en saillie 29 présente une face radiale d'extrémité 33. [0048] Selon une variante de réalisation, les arêtes de l'insert de déviation 18 pourraient être chanfreinées. [0049] L'insert de déviation 18 est décalé du côté de la cavité auxiliaire 6 par rapport à l'axe de la portion principale 7 de la cavité principale 3. [0050] Selon une variante de fabrication, le corps 2 de la jonction 1 peut comprendre plusieurs parties assemblées, l'insert de déviation 18 étant rapporté au moment du montage. [0051] Selon une autre variante de fabrication, le corps 2 de la jonction 1 peut être obtenu directement par un système d'impression 3D. 6 REVENDICATIONS[Revendication 1] Jonction dc séparation et/ou combinaison dc signaux orthogonaux en polarisation d'ondes radiofréquences, comprenant : un corps (2) qui présente une cavité principale (3) formant un guide d'ondes principal, qui présente une extrémité borgne (4), et des cavités auxiliaires (5, 6) formant des guides d'ondes auxiliaires, qui communiquent latéralement avec la cavité principale dans le voisinage de son extrémité borgne, et un insert de déviation (18) situé à l'extrémité borgne de la cavité principale et en regard des cavités auxiliaires, l'insert de déviation (18) présentant des formes différentes respectivement du côté des cavités auxiliaires. [Revendication 2] Jonction selon la revendication 1, dans laquelle les cavités auxiliaires (5, 6) communiquent avec la cavité principale (3), en des endroits opposés. [Revendication 3] Jonction selon l'une des revendications 1 et 2, dans laquelle la cavité principale (3) comprend une portion principale (7), adjacente à l'extrémité borgne (4), de section cylindrique et les cavités auxiliaires (5, 6) comprennent des portions auxiliaires (8, 9), adjacentes à la portion cylindrique (7), de sections rectangulaires. [Revendication 4] Jonction selon la revendication 3, dans laquelle les axes des portions auxiliaires rectangulaires (8, 9) des cavités auxiliaires (5, 6) coupent orthogonalement l'axe de la portion principale cylindrique (7) de la cavité principale (7). [Revendication 5] Jonction selon l'une des revendications 3 et 4, dans laquelle les portions auxiliaires rectangulaires (8, 9) des cavités auxiliaires sont diamétralement opposées par rapport à la portion principale cylindrique (7) de la cavité principale (3). [Revendication 6] Jonction selon l'une quelconque des revendications 3 à 5, dans laquelle les grands côtés de l'une des portions auxiliaires rectangulaires s'étendent longitudinalement, à la cavité principale elles grands côtés de l'autre portion auxiliaire rectangulaire s'étendent orthogonalement à la cavité principale. [Revendication 7] Jonction selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle l'insert de déviation (18) comprend des parties (19,21) qui présentent des faces bombées opposées (20, 22) respectivement du côté ou en regard des cavités auxiliaires (5, 6). [Revendication 8] Jonction selon la revendication 7, dans laquelle l'une (20) des faces 7 [Revendication 9] bombées est plus large que l'autre face bombée (22). [Revendication 10] Jonction selon l'une des revendications 7 et 8, dans laquelle l'insert de déviation (18) comprend une partie en saillie (29) qui présente des faces bombées opposées (31, 32) respectivement du côté ou en regard des cavités auxiliaires (5, 6). Jonction selon l'une quelconque des revendications précédentes, résultant d'une fabrication par impression 3D.