FR 2070656 A1 19710917 FR 7014508 A 19700421 70 14508 1 2070656 La présente invention concerne un guide d'ondes optiques et plus particulièrement des circuits optiques variés faisant intervenir des guides d'ondes à rubans minces pour ondes lumineuses. Dans la demande de brevet français N° 69 15323 du 12 mai 5 1969 déposée par la même Demanderesse, on décrit un guide d'ondes diélectriques pour guider des ondes électromagnétiques dans les gammes de l'infra-rouge, de la lumière, visible et de l'ultra-violet dans le spectre des ondes électromagnétiques qui sont appelées collectivement ondes optiques. De tels guides d'ondes sont particuliè-10 rement intéressants du fait qu'ils sont très petits et qu'ils peuvent être fabriqués très économiquement par utilisation de techniques courantes de fabrication de semi-conducteurs. Toutefois, pour que ce type de guide d'ondes soit utile dans un système de télécommunications, on doit réaliser des pièces détachées de cir-15 euits qui peuvent accomplir des fonctions telles qu'une modulation, une division d'énergie, la séparation d'un canal, le passage d'une bande, l'élimination d'une bande, et qui, en même temps, soient compatibles avec la structure du guide d'ondes. On décrira ci-après des filtres de types variés selon l'in-20 vention qui comprennent une combinaison de quelques éléments fondamentaux de circuits optiques, à savoir entre autres, des éléments de' terminaison réactifs, des coupleurs directionnels, des circuits résonnants et des diviseurs d'énergie. Par exemple, un coupleur directionnel peut être formé soit par deux rubans diélectriques de 25 guidage d'ondes de longueur et d'un espacement spécifiés soit par-deux rubans qui se rencontrent. Dans le premier arrangement le rapport de division de puissance varie en fonction de la longueur de l'intervalle de couplage et de l'espacement entre les rubans. Dans le second arrangement, le rapport de division de puissance JO varie en fonction de l'angle d'intersection. L'un eu l'autre de ces coupleurs peut être transforme en une terminaison réactive par connexion l'une à l'autre des deux branches d'une des deux paires de branches conjuguées du coupleur» Selon une variante, une division longitudinale d'une bande unique en 35 deux branches qui sont ensuite reliées l'une à l'autre à leurs extrémités respectives pour former une boucle fermée produit aussi une terminaison réactive. Des terminaisons de ce type sont utilisées au lieu de miroirs et ont l'avantage d'être plus simples et, par suite, moins coûteuses. 40 On décrira différents arrangements formant filtres utilisant &*D origina des combinaisons de boucles résonnantes, de coupleurs différentiel: et de terminaisons réactives. DVauzres caractéristiques et avantages ressortir-:rit -Je la description qui va suivre, faite en regaro des dessins Annexés et donnant;, à titre explicatif mis nullement limitatif, des formes de-réalisation conformes à l'invention. Sur ces dessins : les figures 1 et 2 sont des vues de deux exemples de réalisation d'un coupleur directionnel ; les figures et 4 sont des vues d'arrangements .pour terminer un guide d'ondes diélectriques par une réaetance ; les figures 5A et 53 sont -des vues de structures de cavités résonnantes : la figure 6 es^ une vue d'un filtre éliminateur de bande classique pour Ondes ultra-courtes ; les figures 7A, "73, 8A, SB. 80, 10, 11, 12 et 13 sont des vues de différents exemples de réalisation de filtres éliminateurs de bande selon lrinvention ; la figure 14 est une vue d'un filtre passe-bande classique pour ondes ultra-courtes ; les figures 15A. 153 et I5C sont des vues de filtres passe-ban.-e selon l'invention : la figure 16 e^t une vue d'un filtre éliminateur de bande classique pour ondes ultra-courtes ; la figure 17 est une vue d'un filtre de séparation de canal selon l'invention ; la figure 18 est une vue d'une variante du filtre séparateur de canal utilisant une seule cavité par canal ; la figure 19 est une vue d'un arrangement mécanique pour accorder une cavité ; et la figure 20 est une vue d'un autre arrangement de réglage 2ri vs c1 abord décrire un certain nombre d'éléments fondamentaux utilisés pour constituer les circuits. Parmi ces éléments, le premier représenté sur la figure 1, est un coupleur directionnel .omeren^nt deux rubans diélectriques transparents .à faibles pertes j 10 et 11, enrobés dans une seconde matière diélectrique transparente 11, d'un indice de réfraction plus bas. Les rubans sont enrobés fars le substrat 12, où bien totalement, auquel cîi la seconde matière diélectrique est en contact ave:-- toutes les surfaces BAD ORIGINAL copy /U I^DUO 20/Uàbb des rubans 10 et 11 ou bien partiellement, auquel cas la seconde matière diélectrique est en contact seulement avec certaines des surfaces des rubans. Dans l'exemple illustré par la figure 1, les rubans sont partiellement enrobés, la surface supérieure de chaque 5 ruban étant exposée au milieu environnant qui est l'air, d'une manière typique. Une troisième matière diélectrique peut être mise en contact avec la surface exposée du ruban ou tout près de cette surface exposée de façon à modifier la longueur électrique du ruban d'une manière qui sera expliquée ci-après dans le détail. 10 Les rubans, qui sont normalement très espacés l'un de l'autre sont situés relativement près l'un de l'autre sur un intervalle de couplage L. La puissance transférée par couplage entre les rubans dépend de leur indice!de réfraction n, de l'intervalle de couplage S ' L, de la largeur a des rubans, de leur espacement ç_ et de l'indice 15 de réfraction'du substrat„ Un transfert total de puissance est obtenu quand : 2 a % + A -3 ~%-Jl-S- 2 / -, & \ a "2(D jL = ZiÂ 2L "V A 20 où : A = A A est la longueur d'onde^ dans l'espace libre des ondes guidées ; n( 1 - A ) ( 1 -&) est l'indice de réfraction de la région du 25 substrat comprise entre les rubans de guidage ; et n(l - A) est l'indice de réfraction de la partie restante du substrat. Dans le cas particulier où ^ = 0,01 ; £= 0, n = 1,5 et a = c = A, l'intervalle de couplage L pour un transfert total de 30 puissance est égal à 700/L Pour un coupleur à 3 décibels, L/2= 350 ■ ou un multiple impair de cette longueur d'onde» La longueur de l'intervalle de couplage nécessaire pour transférer une fraction donnée de la puissance entre les rubans peut être commodément modifiée par commande de l'indice de réfraction de la 35 région du substrat qui est comprise entre les rubans. Par exemple si û- 0,17- la longueur de couplage est réduite à la moitié de celle qui a été calculée précédemment pour S = 0° La figure 2 représente un second exemple de réalisation d'un coupleur directionnel selon l'invention qui comprend deux rubans 40 de guidage d'ondes croisés 20 et 21 enrobés dans un substrat diébad original copy ' 70 14508 4 2070656 lectrique 22, Quand l'angle 6 entre les rubans est égal à 90°C, aucune fraction de l'énergie se propageant le long de l'un ou l'autre ruban n'est transférée au second ruban. Lorsque l'angle d'intersection diminue, la puissance transférée entre les rubans 5 augmente et atteint une valeur maximale égale à 0,5 en valeur relative lorsque © approche de zéro. En négligeant les pertes, la puissance transférée varie approximativement comme le cosinus de l'angle formé entre les bandes. Ainsi, lors du fonctionnement, un signal d'amplitude E se propageant le long de la bande 20, dans le 10 sens indiqué par la flèche 23 se divise à l'intersection des bandes 20 et 21. En négligeant les pertes, une composante du signal O , proportionnelle à 0,707 E/cos 0, représentée par la flèche 24, est transférée a la bande 21. La fraction restante du signal, représentée par la flèche 25, continue à se propager le long de la 15 bande 20. Dans la description qui suit, il est bien entendu que les éléments considérés à titre d'exemple et les lignes de transmission des différents modes d'exécution comprennent, comme sur la figure 1, une bande de guidage transparente enrobée partiellement ou to-20 talement dans un substrat diélectrique transparent d'un indice de réfraction plus petit«Toutefois, pour simplifier, on se référera seulement au ruban de guidage de la ligne de transmission, étant entendu que le ruban de guidage est toujours enrobé dans un substrat approprié. 25 La figure 3 représente un premier mode d'exécution d'une ter- ondes minaison réactive destinée à être utilisée avec un guide/diélectrique. Conformément à l'invention, la terminaison est formée par division longitudinale du ruban de guidage 30 en deux branches 32 et 33 qui sont réunies à leur extrémité de' façon à former une bou-30 cle fermée. Lors du fonctionnement, l'énergie électromagnétique ondulatoire incidente indiquée par la flèche 35 se divise en.deux composantes 36 et 37 qui se propagent respectivement dans les branches 32 et 33. Ces composantes parcourent des trajets de propagation 35 identiques autour de la boucle et se recombinent dans le ruban 30 suivant un faisceau d'ondes unique.38 qui se propage dans le sens opposé. Par conséquent, il en résulte que toute l'énergie ondulatoire incidente est réfléchie par la boucle. D'une manière avantageuse, la dérivation est accomplie sur un intervalle étendu, la 40 dimension transversale de la bande 30 augmentant graduellement au BAD OWGiNAL 70 14508 ' 2070656 • fur et à mesure que la division se produit. La figure 4 représente un autre exemple de réalisation d'une terminaison réactive utilisant un coupleur à trois décibels du type représenté sur la figure 1. Dans ce mode d'exécution, un ru-5 ban de guidage 40 est couplé à la branche 1 d'un coupleur- 45 à 3 décibels formé par deux rubans diélectriques 4l et 44 qui ont la même étendue. La branche 2, qui est conjuguée de la branche 1, est avantageusement terminée par une résistance simulée par une matière à pertes 42. La seconde paire de branches conjuguées 3 et 4 10 du coupleur 45 sont couplées l'une à l'autre par un second ruban de guidage 43. Lors du fonctionnement, un signal d'entrée E/0, représenté par une flèche 46, est appliqué au coupleur 45 dans lequel il est divisé en deux composantes égales 0,707 E/0 et 0,707 E/90, repré-15 • sentées respectivement par les flèches' 47 et 48. La'composante 47 est guidée par le ruban de guidage 43 vers là branche 4 du coupleur 45 dans laquelle elle est divisée à son tour de façon à produire une composante 0,5 E/90 + 6 dans la branche 1 et une composante 0,5 E/0 +6 dans la branche 2, l'angle 0 étant le dé-20 phasage produit dans le ruban de guidagé 43. De même, la composante 48.est guidée par le ruban de guidage 43 vers la branche 3. du coupleur 45 dans laquelle elle est elle aussi divisée de façon à produire une composante 0,5 E/90 +Q dans la branche 1 et une composante 0,5 E/180 +6 dans la branche 2C Puisque les deux composantes 25 dans la branche 1 ont la même phase, "elles s'additionnent de façon à produire un signal de sortie 49 égal à E/90 +6 . D'autre part, les deux composantes dans la branche 2, qui sont en opposition de phase, se retranchent l'une de l'autre en produisant, d'une manière idéale, dans la branche 2, un signal nul. La terminaison résis-30 tante 42 absorbe tout signal résultant pouvant être produit dans la branche 2 par suite d'un déséquilibre quelconque dans le système. Les derniers éléments à considérer sont les structures formant cavités résonnantes des figures 5A et 5B» L'exemple de cavi-35 té de la figure 5A comprend une boucle fermée circulaire constituée par un ruban de guidage 50 enrobé dans un substrat 51. La boucle peut, en général, avoir n'importe quelle forme, comme 3ela sera illustré par les différents circuits qui seront considérés ci-après dans le détail. 40 La seconde cavité, représentée par la figure 5B, est une va- t ' ~~ bad oo'ginal / U l u u 6 ,Z.U /• 'J O DU riante âe la cavité en boucle dans laquelle le rayon intérieur r de la boucle est nul. Cette cavité-en cercle est basée sur le fait reconnu que, quand la largeur du ruban de guidage 50 est grande devant la longueur d'onde du .signal, la majeure partie du champ électromagnétique tend à se propager près du bord extérieur de la boucle» Ainsi , la -pcsitic 2 du bord intérieur de la boucle n'a plus d'importance dans le froeessus de guidage et le rayon intérieur en ■question peut être ré »uit à zéro. On passe ainsi de la cavité en boucle de la figure 5--- à. la cavité en cercle de la figure 5B qui comprend un disque 52 en une matière diélectrique enrobé dans un substrat 53- Un avantage de la cavité en cercle est qu'elle est beaucoup plus simple et, païj conséquent, d'une fabrication beaucoup moins coûteuse»" En outre, elle a un rayon plus petit qu'une cavité en boucle ayant les mêmes pertes par rayonnement. D'une manière fondamentale, tous les modes d'exécution d'un filtre qui vont être décrits ci-après sont équivalents au filtre éliminateur de bande connu, pour ondes ultra-courtes, représenté par la figure 6„ En général, ce dernier comprend un tronçon de guide d'ondes rectangulaire 60 et une cavité résonnante 61, à ondes stationnaires, accordée sur la fréquence centrale de la bande de fréquences à éliminer « Un couplage entre le guide d'ondes 60 et la cavité 6l est assuré par une paire de trous 62 et 63, longitu-dinalement espacés. D'une manière typique, la largeur de la bande éliminée varie en fonction à la fois de la dimension des ouvertures et de leur espacement. Moyennant certaines modifications imposées, par. les longueurs d'ondes beaucoup plus courtes correspondant aux fréquences optiques, chacun des filtres qui vont être décrits ci-a"orès est semblable au filtre à ondes ultra-courtes par le fait que chacun d'eux comprend une ligne de transmission couplée, par une paire de régions de couplage espacées, à une cavité résonnante qui est accordée généralement sur la fréquence centrale de la bande de fréquence à éliminer. Toutefois, alors que l'on peut réaliser une. cavité résonnante pour onde;: ^itra-courtes d'une longueur de l'ordre de la longueur d'ondes, ceci ne peut pas être réalisé commcaoment à ces fréquences optiques. En outre, même des mt-rvailes de couplage relativement courts présentent des caractéristiques ass^ciees à ci.es ondes progressives aux fréquences optiques et reviennent directionnels, provoquant ainsi une cropa^ati:n de l'cnie couplée dans une BAD ORIGfNAL 1 / V 7 zu /uor>o seule direction dans la cavité. Etant donné ces différences on ne peut pas réaliser un filtre aux fréquences optiques par le simple expédient consistant à réduire, toutes proportions gardées, les dimensions d'un filtre pour ondes ultra-courtes. 5 La figure "Jk représente un premier mode d'exécution d'un fil tre éliminateur de bande.selon l'invention. Le filtre comprend une ligne de transmission qui comporte un ruban diélectrique 70. couplé à une cavité résonnante 76 en forme d'un "huit", le long de deux intervalles de couplage 72'et 73, espacés longitudinalement. j 10 La cavité"76 peut être formée d'une .manière parmi deux manie- ; res. Dans un premier arrangement, les deux parties 77 et 78 de la cavité en forme d'un "huit", dans la région de croisement, sont en fait séparées l'une djp l'autre par une couche de-matière diélectrique transparente. Dans un second arrangement, tel que celui 15 qui est illustré par la figure 7A, les deux parties 77 et 78 se Rencontrent. Dans ce dernier cas, ces deux, parties se'croisent perpendiculairement "pour éviter un couplage entre elles. Ainsi qu'il a été exposé précédemment en référence à la figure 1, un transfert d'ondes" à des fréquences optiques entre des 20 rubans, même dans des intervalles très petits, produit un couplage directionnel. Ainsi, l'énergie ondulatoire transférée entre le ruban formant ligne de transmission 70 et le ruban 75 formant ca- j vité, sur chacun des deux intervalles de couplage, produit une onde progressive qui s.' éloigne de chacun des intervalles de cou-25 plage dans une seule direction. Pour produire une onde station-naire dans la cavité 76, la structure formant filtre est arrangée de telle manière que les deux ondes transférées par couplage se propagent dans des directions opposées le long de la bande 75- Dans le mode d'exécution de l'invention de la figure Jk, ceci est réa-30 lisé grâce à la forme en "huit" de la cavité 76." Lors du fonctionnement, un signal contenant des compospntes j fréquence qui s'étendent dans une gamme de fréquence allant de j f-^ à fg, se propage le long du ruban 70. Une petite fraction de cette énergie ondulatoire est introduite dans la cavité J6, par 35 chacun des - intervalles de couplage 72 et 73. Ainsi qu'il est indiqué par des flèches le long du ruban'formant cavité 75, l'énergie transférée par couplage est directionnelle et s'éloigne des régions de couplage dans les directions indiquées. A cause de la forme en huit de la cavité 76, toutefois, les deux ondes se propa-40 gent le long du ruban 75 dans des sens opposés, de façon à établir bad original copy ' I v i i w v 8 z. \j / \J KJ *jyj des ondes stationnaires à la fréquence de résonance f^ de.la cavité. Dans un filtre éliminateur de bande pour ondes ultra-courtes du type représenté sur la figure 6, la largeur de la bande élirai-5 née varie en fonction à la fois de l'espacement entre les trous de couplage et du coefficient de couplage des trous. Toutefois, dans le mode d'exécution de l'invention de la. figure Jh, la largeur de bande est indépendante de l'espacement entre les'intervalles de couplage 72 et 73, et dépend seulement du coefficient de couplage. 10 " En désignant la largeur de bande du filtre par 2Af, les com posantes aux fréquences éliminées f^+Af sont réfléchies le long du ruban 70. Les composantes restantes du signal continuent à se propager le long du| ruban 70. Pour fixer les limites de la bande éliminée, une série de 15 cavités peuvent être connectées en série, comme dans la représen-^ tation schématique de la figure 7B. Dans ce mode d'exécution, \ trois cavités 76', 76" et 76 sont couplées à la ligne de transmission 70'. Les cavités peuvent être accordées soit sur la même fréquence soit sur des fréquences différentes décalées. 20 Etant donné que la cavité'76 est très longue par rapport à la longueur d'onde du signal, c'est une cavité à plusieurs fréquences de résonance dont la longueur.est égale à un nombre entier de demi longueurs d'onde. De préférence, la cavité 76 est suffisamment courte pour que la fréquence de résonance adjacente suivante se 25 situe à l'extérieur de la'bande f-^ . f2« Toutefois, lorsque la courbure de la boucle est réduite pour diminuer les dimensions totales de la cavité, les pertes par rayonnement tendent à augmenter Ces limitations antagonistes sont partiellement supprimées avec l'arrangement de la figure 8a. Dans ce mode d'exécution de 30 l'invention, une cavité 80, en bo.ucle circulaire, qui a une dimension approximativement égale à la moitié de celle de la cavité en huit de la figure 7a, est utilisée. Pour établir deux intervalles de couplage pour l'entrée d'énergie ondulatoire dans la cavité 80 dans des directions opposées, la bande 81 formant ligne de-35 transmission a la forme d'une boucle 84. Un intervalle de couplage 82, entre la cavité 80 et le ruban 8l, est situé le long de ce ruban à l'extérieur de la. boucle 84. La seconde région 83, pour établir un couplage entre la cavité 80 et le ruban 81 est située le long de la boucle» Pour éviter tout couplage de diaphonie, le -40... croisement peut être-réalisé de telle manière que les deux extré- BAD ORIGINAL COPY 9 ZVJV'UUJO mités de la boucle 84 se rencontrent perpendiculairement entre elles, comme représenté, ou que les deux extrémités sont séparées par une couche de matière-à faibles pertes. L'exemple de filtre de la figure 8b est essentiellement sem-5 biable à celui qui est représenté sur la figure 8A, sa^ que la cavité 30, en boucle, est remplacée par une cavité en cercle plein 86. Dans l'un ou l'autre mode d'exécution de l'invention, la cavité est accordée à une fréquence intérieure à la bande de fréquences à éliminer. Dans la cavité en boucle, la longueur de la boucle est 10 un multiple entier de la longueur d'onde passant dans le guide d'ondes, correspondante à la fréquence intéressante. Dans la cavité en cercle plein, la longueur 2nr du contour extérieur du disque est rendue égale à un multiple entier de la longueur d'onde, dans le guide d'ondes, correspondant à la fréquence intéressante, r étant 15 le rayon du disque. En pratique, aux fréquences optiques qui correspondent à des longueurs d'onde très petites, on peut utiliser \ unt cavité de n'importe quelle dimension commode, et le réglage d'accord est accompli de la manière qui sera expliquée ci-après. Une seconde cavité peut être couplée au système, ainsi qu'il 20 est représenté schématiquement sur la figure 8C, d'après laquelle deux cavités 87 et 88, du type en boucle ou du type en cercle, sont couplées à la ligne de transmission 81' et à la boucle 34!„ Comme dans le mode d'exécution précédent de l'invention, représenté sur la figure JB. les cavités peuvent être accordées à la même 25 fréquence ou à des fréquences différentes. Les figures 9, 10, 11, 12 et 13 représentent différentes autres variantes du filtre éliminateur de bande selon l'invention. Dans la première de ces variantes, représentée par la figure 9, la cavité 90 rencontre la ligne de transmission 91 à angle droit dans 30 deux positions longitudinalement espacées 92 et 93- Entre ces deux positions, la ligne de transmission est couplée directionnellement aux deux cotés de la cavité rencontrée, le long de deux intervalles de couplage 94 et 95. Comme dans les modes d'exécution des figures 7 et 3, les signaux introduits dans la cavité 30, r-ux em-35 placements des deux intervalles, se propagent dans des directions opposées» Pour éviter un couplage parasite entre la cavité 90 et la ligne de transmission 91, celles-ci sont selon une variante isolées électriquement l'une.de l'autre, aux points de croisement 92 et 93 40 par une couche de matière à faibles pertes diélectriques interpo BAD ORIGINAL COPY .70 14508 10 2070656 sée entre elles. Dans ce dernier arrangement, l'angle formé entre la cavité et la ligne de transmission aux- deux points de croisement peut être différent de 90°„ Dans le mode d'exécution de l'invention de la figure 10, la 5 cavité 100 se présente sous forme d'un "huit" à branches à angle droit dont les deux boucles sont disposées -symétriquement des ceux cotés d'une ligne de transmission-sécante 101. Pour empêcher tout couplage parasite entre les-parties de ruban 102 et 103 de la cavité 100 dans la région de croisement 104, ces parties de ruban 10 102 et 103 se rencontrent à angle droit."Pour réaliser des couplages égaux entre la ligné de transmission et les deux parties de ruban, la ligne de transmission 101 rencontre la. cavité dans la région de croisement 104 de façon à constituer la, bissectrice de l'angle formé entre les'parties de ruban 102 et. 103» 15 L'inconvénient du mode d'exécution de l'invention de la fi gure 10 réside dans le fait que l'angle de. couplage entre la ligne de transmission et la cavité 100 est fixé à-45°. Toutefois, ce couplage peut être réduit par adjonction d'un élément diélectrique d'espacement entre la cavité et la ligne de transmission au crc-i-20 sement. j - Les figures 11 et 13 représentent d'autres modes d'exécution qui laissent une certaine latitude dans le choix de l'angle d'intersection entre la cavité et la ligne de transmission» Dans le mode d'exécution de la figure 11, la cavité 110, qui 25 comprend un tronçon de ligne de transmission 111 terminé par une réactance aux deux: extrémités, peut être réalisée de façon à rencontrer la ligne de transmission 112 suivant un angle arbitraire„ Les terminaisons de cavité particulières 113 et 114 utilisées dans ce mode d!exécution de l'invention sont celles qui sont illustrées 30 par la figure 3- Selon une variante, 1:arrangement de terminaison de la figure 4 peut être aussi utilisé„ La figure 12 représente une variante du filtre de la figure 11 dans laquelle la cavité, qui comprend un tronçon, de ligne de transmission 125 terminé par des réactances aux deux extrémités, est 35 couplée directionnellement au trajet 121 de propagation d'ondes de signal sur un intervalle de couplage 12J. Dans ce mode d'exécution de l'invention, les terminaisons réactives 122 et 123 sont du type illustré par la figure 4S Dans le mode' d'exécution de l'invention de la figure 13, la 40 cavité 133 a une forme ovale et rencontre la ligne de transmission bad original 70 14508 ii 2070656 124 à deux emplacements longitudinalement espacés. Pour assurer dés couplages égaux aux deux intersections, les angles d'intersection a entre la ligne de transmission et les tronçons de cavité 132 et 131 sont égaux. Plus cet angle est petit, plus le couplage 5 est fort et plus la largeur de bande du filtre est grande. Bien que cela ne soit pas représenté, il est bien entendu que, dans chacun des filtres décrits précédemment, une série de cavités peuvent être disposées en série le long du trajet de propagation des ondes de façon à contrôler la caractéristique du filtre, et 10 que les cavités peuvent être accordées soit sur la même fréquence soit sur des fréquences différentes selon les exigences des différentes applications particulières. La figure 14 qui est incluse en vue de faciliter l'explication, représente un filtre passe-bande typique pour ondes ultra-15 courtes comprenant un tronçon de guide d'ondes rectangulaire 140 dans lequel se trouve une cavité l4l. Cette dernière est forméè par deux réactances espacées longitudinalement, constituées par deux cloisons métalliques 142 et 143 percées de trous de couplage 144 et 145. 20 Lors du fonctionnement, un signal contenant des composan tes de fréquences comprises entre f-^ et f^, se propageant le long du guide d'ondes 140, arrive dans la cavité 141. Cette dernière, qui est accordée sur une fréquence f^ inte'rieûre à ladite bande, laisse passer seulement les composantes du signal dont les fré-25 quences sont comprises dans la bande f^ +Af, la largeur de bande 2Af de la cavité dépendant des coefficients de couplage des ouvertures 144 et 145. Les composantes restantes du signal de fréquences f1»..(fi - Af), (f + Af) ... fg sont réfléchies par le filtre. La figure 15A représente un filtre passe-bande à fréquences 30 optiques selon l'invention. Si on compare les éléments de ce dernier filtre à ceux du filtre représenté par la figure 14, le ruban 150 correspond au guide d'ondes 140, la cavité 151 correspond à la cavité 141, les boucles 152 et 153 correspondent aux cloisons 142 et 143, et les intervalles de couplage 15^ et 155 entre la 35 cavité 151 et les boucles 152 et 153 correspondent respectivement aux trous de couplage 144 et 145. La bande passante du filtre représenté par la figure 15A est déterminée par la fréquence f^ pour laquelle la cavité 151 résonne, et le couplage (charge) est déterminé par les intervalles de cou-40 plage 154 et 155. Le fonctionnement de ce filtre est semblable à 70 14508 12 2070656 celui de la figure 14. La figure 15B rëprésente un filtre passe-bande dans lequel la cavité en boucle.151 de la figure 15A est remplacée par une cavité en cercle 158. Les deux filtres sont semblables sous tous les au-5 très aspects* On comprendra que les terminaisons en boucles 152 et 153 peuvent, selon une variante, être remplacées par la terminaison représentée sur la figure 4. En outre, les limites de la bande passante peuvent être contrôlées par utilisation d'une série de cavi-.0 tés, comme représenté schématiquement sur la figure 15C, d'après laquelle trois ■ cavités 1-51', 151" et 151"1 sont branchées en cascade entre les boucles de terminaison de ligne 152' et 153'• Les cavités peuvent être accordées sur la même fréquence ou bien sur des fréquences différentes décalées. ■5 La troisième structure de filtre que l'on examinera maintenant est un filtre séparateur de canal dans lequel un canal parmi une série de canaux est séparé des autres. La figure 16 représente un filtre séparateur de canal typique connu, destiné à être utilisé en ondes ultra-courtes et comprenant un tronçon de guide d'ondes ïO rectangulaire 160 et deux cavités longitudinalement espacées 161 et 162. Ces cavités, qui sont accordées sur la fréquence f^ du canal à séparer, sont séparées longitudinalement par une distance de (2n+ l)Ai, n étant un nombre entier et A*étant la longueur T d onde du guide d ondes à la fréquence F^. '.5 Des moyens appropriés, tels que des trous 163 et 164 sont pré vus pour le couplage entre les cavités l6l et 162 et la ligne de transmission 160. Le canal à séparer est transféré par couplage d'une des cavités l6l à un guide d'ondes de sortie 165 par l'intermédiaire d'un second trou de couplage 166 ménagé dans la cavité l6l. >0 Les signaux des canaux restants f^... fi ^ ... fn conti nuent à se propager le long du guide d'ondes 160. Un filtre séparateur de canal optique selon l'invention comprend une ligne de transmission optique, deux cavités espacées longitudinalement, des types représentés sur les figures J-I3, et >5 une seconde ligne de transmission couplée à une des cavités. La figure 17 représente un exemple de réalisation particulier d'un tel filtre dans lequel deux cavités longitudinalement espacées 170 et 171, du type représenté sur la figure 11, sont couplées à une ligne de transmission 172. Le canal éliminé est extrait de la cavi-40 té 170 par une ligne 173 "terminée par une boucle. La cavité 170 et 70 14508 i3 2070656 la ligne 173 sont couplées l'une à l'autre par la région 1J4 qui est située entre elles„ Ainsi qu'il a été indiqué précédemment, on peut utiliser nrimporte laquelle des autres cavités décrites précédemment, ou des 5 combinaisons de celles-ci au lieu de la cavité particulière représentée. De même, la terminaison en boucle ouverte de la figure 3 peut être utilisée au lieu de l'arrangement à boucle fermée de la figure 1. L* emploi de deux cavités dans chacun des filtres séparateurs 10 de canal représentés par les figures 16 et 17 est nécessaire si toute l'énergie à la fréquence f^ doit être extraite du montage. Par exemple, si la seconde cavité 162 de la figure 16 était supprimée, l'énergie introduite dans le guide d'ondes 160 par la cavité l6l à travers le trou 163 s'éloignerait de la cavité 161 dans la 15 direction avant et dans la direction rétrograde. La composante transférée par couplage qui se propage dans la direction avant serait partiellement compensée par une partie de -l'onde incidente. Toutefois, aucun signal ne se propagerait dans la direction rétrograde. pour annuler la composante de signal se propageant dans la 20 direction rétrograde. La seconde cavité 162 a pour fonction de fournir un tel signal. De même, dans le mode d'exécution de l'invention de la figure 17, une cavité 171 est prévue pour annuler la composante de signal se propageant dans le sens rétrograde, transférée à la ligne 172 par la cavité 170. 25 II est clair, d'après la discussion précédente, qu'une seconde cavité est nécessaire seulement à cause de l'énergie ondulatoire, ramenée dans le trajet de transmission principal dans la direction rétrograde. Ainsi, si ce couplage bidirectionnel pouvait être éliminé, la seconde cavité pourrait elle aussi être éliminée. 50 On se rendra compte, d'après la description du coupleur direc tionnel représenté par la figure 1, que, à des fréquences optiques un couplage sur des intervalles matériels très petits tend à être directionnel. Cette caractéristique rend en fait nécessaire la présence de deux régions de couplage dans les filtres éliminateurs 35 de bande.décrits précédemment. Cette caractéristique peut aussi être avantageusement utilisée comme moyen pour éliminer la seconde cavité dans un filtre séparateur de canal, ainsi qu'il sera expliqué en regard de la figure 18. Dans le mode d'exécution de l'invention de la figure 18, une 40 série de cavités, espacées longitudinalement, 180, l8l, 182 et 183 f sad OP-!QmA 70 14508 14 2070656 sont couplées directionnellement à une ligne de transmission 184. Chaque cavité est accordée sur un canal différent parmi les canaux ^l*°°^n° ^es des canaux séparés sont extraits directionnel- lement des cavités respectives et transférés à des circuits d,e 5 sortie séparés 185* 186, 187 et 188» Lors du fonctionnement, une petite fraction du signal incident est introduite dans la première cavité 180. La fraction restante du signal tend à continuer à se propager le long de la ligne l84„ Etant donné la nature directionnelle du couplage, l'énergie trans-10 férée se propage autour de. la cavité 18£> dans un seul sens. En vue de l'explication et de l'identification, le signal incident est indiqué par la flèche l' , la fraction du signal qui est transférée par couplage est désignée par la flèche 2' et la partie du signal qui n1est pas transférée par couplage .est désignée par la flèche 15 4'. Le signal à la fréquence f^ à laquelle la cavité 180 résonne, augmente et est ramenée, par couplage dans la ligne de transmission 184, ainsi qu'il est indiqué par la flèche 3'» Toutefois, étant donné que le couplage est directionnel, le signal ramené dans la ligne de transmission se propage seulement dans la direction avant, 20 dans laquelle il annule la fraction non couplé^ 4! du signal f-^. Ainsi, grâce à l'utilisation des propriétés directionnelles de tronçons de couplage de petites longueurs aux fréquences optiques, on peut réaliser des filtres séparateurs de canau.x à cavité unique= Les signaux des différents canaux séparés sont extraits par 25 couplage directionnel des cavités respectives et introduits dans des circuits de sortie respectifs 185, 186, 187 et l88„ Ces différents signaux ainsi obtenus peuvent être ensuite détectés par des moyens appropriés tels que, par exemple, des photodiodes 189, 190 191 et 192« Selon une variante, une pellicule se 'déplaçant perpen-30 diculairement au plan de la feuille de papier est exposée simultanément aux signaux de tous les circuits de sortie et enregistre une analyse spectrale continue du signal. • Ainsi qu'on l'a expliqué précédemment, chacùne des cavités 180, 181, 182 et 183 peut être remplacée par une série de cavités 35 échelonnées, "entre la ligne de transmission 184 et le circuit de sortie respectif, qui servent de moyens de contrôle de la bande passante du différent canal respectif. En outre, les cavités peuvent être du type en boucle ou du type en cercle» Dans tous les exemples de réalisation de 1!invention décrits 40 précédemment, on a supposé, que les cavités résonnent exactement bad ORIGNAL 70 14508 15 2070656 sur la fréquence intéressante. En pratique, on ne pourrait pas réaliser ceci sans une précision inhabituelle dans le processus de fabrication. Par conséquent, il est avantageux de prévoir certains moyens pour accorder les cavités. Ceci non seulement assouplit les 5 tolérances de fabrication et réduit, par suite, le prix de revient de fabrication, mais encore permet de changer la réponse en fréquence du filtre, et de réaliser un certain nombre d'éléments variables, tels que des affaiblisseurs variables, des modulateurs, des diviseurs de puissance variables et des commutateurs. 10 Un premier procédé mécanique de réglage d'accord est illustré par la figure 19 qui représente, aux fins de l'illustration, le filtre éliminateur de bande de la figure Jk qui comprend une ligne de transmission 193 et une cavité 194, en forme d'un "huit", faite en une matière ayant un indice de réfraction n. On accomplit le 15 réglage d'accord en plaçant un élément diélectrique transparent 195 (à faibles pertes) ayant un indice de réfraction n^ qui est inférieur à n, tout près de -la cavité. Plus l'élément de réglage d'accord est près de la cavité (c'est-à-dire plus l'espacement d est petit) ou plus la surface 20 de la cavité qui est couverte par l'élément de réglage d'accord est grande, plus la fréquence est basse. Ainsi, le réglage d'accord peut être effectué soit par un déplacement vertical de l'élément de réglage d'accord, ce qui change la distance d, soit par un déplacement horizontal qui fait varier le pourcentage de la 25 surface de la cavité qui est couvert par l'élément de réglage d'accord. Un autre arrangement fait intervenir une variation par un moyen électrique, des indices de réfraction du ruban de guidage et/ ou du substrat de la partie de circuit à accorder. Un tel arrange-30 ment est illustré par la figure 20 qui représente-une coupe d'un guide d'ondes diélectrique comprenant un substrat 200, et un ruban de guidage 201. Le guide d'ondes peut être une partie de n'importe lequel des composants décrits précédemment. ^ai. Si la bande de guidage 201 ou le substrat 200 ou les deux sont/ 35 en une matière électro-optique, la longueur électrique du guide peut être modifiée par application d'un champ électrique variable à la matière électro-optique. Ceci peut être commodément effectué au moyen de deux électrodes 202 et 203 disposées sur des cotés opposés du guide d'ondes diélectrique"et connectées à une source 40 de courant continu variable 204. 70 14508 16 2070656 En principe, les deux arrangements de réglage d'accord décrits précédemment ont pour effet de changer la longueur électrique du guide d'ondes, c'est-à-dire de changer le déphasage à travers le guide d'ondes. Ce phénomène peut ainsi être utilisé pour une va-5 riété de buts en plus du réglage d'accord d'une cavité. Bien que différents circuits soient principalement destinés à être utilisés à des fréquences optiques, et qu'on les ait .décrits en ae référant au guide d'ondes diélectrique décrit dans la demande de brevet précitée N° 69- 1.53 2j5, il es^ bien entendu que les 10 modes d'exécution particuliers décrits précédemment peuvent être réalisés pour des fréquences différentes des fréquences optiques et avec d'autres structures de guidage d'ondes, telles que des guides d'ondes à limites conductrices et des lignes de transmission en bandes. 15 II va de soi que la présente invention a été décrite ci-dessus à titre d'exemple préférentiel indicatif mais nullement limitatif et que l'on pourra introduire toute équivalence entre ses éléments constitutifs sans sortir de son cadre défini par les revendications ci-aprèso 20 LEŒENDE DES DESSINS Figures Repères 7A - es Composantes de sortie SE Signal d'entrée 8A SS Signal de sortie es Composantes de sortie SE Signal d'entrée 8B SS Voir Figure 8A es 11 II !t SE n I! If 9 SS Yoir Figure 8A es SE tt fi n - Il 1! Il 10 SS Voir Figure 8A es Il II »! SE Il tl M 70 14508 17 2070656 REVENDICATIONS 1. Filtre éliminateur de bande pour ondes électromagnétiques caractérisé en ce qu'il comprend un tronçon de ligne de transmission comportant un substrat diélectrique à faibles pertes dans 5 lequel un ruban diélectrique allongé, à faibles pertes, d'un indice de réfraction supérieur à celui du substrat, est enrobé et au moins une cavité résonnante accordée sur une fréquence intérieure à la bande de fréquence à éliminer, ladite cavité comprenant un substrat diélectrique à faibles pertes dans lequel est enrobé un 10 disque diélectrique à faibles pertes, d'un indice de réfraction, supérieur à celui de ce substrat, et en ce que ladite ligne est couplée à la cavité à deux endroits pour produire deux ondes pre-gressives se propageant dans des directions opposées dans la cavité. 15 2, Filtre selon la revendication 1, caractérisé en ce que la ligne de transmission comprend une boucle, et en.ce que chaque cavité est couplée directionnellement à la ligne le long d'une première région extérieure à la boucle et le long d'une seconde région intérieur à la boucle, 20 3. Filtre selon la revendication 2, caractérisé en ce que deux cavités sont couplées à la ligne de transmission. 4. Filtre séparateur de canal destiné à des ondes électromagnétiques et caractérisé en ce qu'il comprend une ligne de transmission d'entrée et au moins une ligne de transmission de sortie 25 comprenant chacune un substrat diélectrique à faibles pertes dans lequel un ruban diélectrique de guidage allongé à faibles pertes, d'un indice de réfraction supérieur à celui de ce substrat, est enrobé, et au moins une cavité résonnante accordée sur le canal à séparer ladite cavité comprenant un substrat diélectrique à faibles 30 pertes dans lequel un disque à faibles pertes, d'un indice de réfraction supérieur à celui du substrat, est enrobé, et en ce que chaque cavité est couplée directionnellement à la ligne de transmission d'entrée et à une ligne de transmission de sortie. 5. Filtre selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'une 35 série de cavités en forme de disques, accox-dées respectivement sur des fréquences de canaux différents, sont couplées directionnellement à une ligne de transmission d'entrée commune, et en ce que chacune desdites cavités est couplée directionnellement à une ligne de transmission de sortie différente.