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ultra-haute fréquence.
L'invention concerne un montage destiné à la transmissionc'est-à-dire à la production, à l'amplification et/ou la transformation en fréquence d'oscillations de très haute fréquence, en par-
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lequel deux électrodes d'un tube à décharge sont connectées à l'impédance d'entrée ou de sortie à l'aide de conducteurs parcourus
par le même courant alternatif à haute- fréquence.
Lors de la transmission d'oscillations à ultra-haute fréquence à l'aide de tubes à décharge l'impédance des conducteurs vers
les électrodes du tube peut provoquer une chute de tension appréciable. Afin de limiter au minimum cette chute de tension et d'assurer
ainsi une transmission maximum de la tension de l'impédance d'entrée
vers les électrodes d'entrée du tube, respectivement des électrodes
de sortie du tube vers l'impédance de sortie, on a utilisé jusqu'à
présent des conducteurs aussi courts que possible.
L'invention est basée sur l'idée que les conducteurs très
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n'assurent pas une transmission maximum de la tension de l'impédance
d'entrée vers les électrodes d'entrée, ou des électrodes de sortie
vers l'impédance de sortie, mais qu'en général, il est désirable
d'utiliser des conducteurs plus longs pour assurer une tension maximum entre les électrodes d'entrée, respectivement aux bornes de
l'impédance de sortie.
Suivant l'invention, aux tensions de fonctionnement usuelles la longueur totale des conducteurs, mesurée entre la paroi du tube
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expression dans laquelle r est la résistance et L la self-induction
par unité de longueur de chacun des conducteurs, tandis que l'impédance d'entrée du tube à décharge entre les électrodes est considérée
comme constituée par 'le montage en série d'une résistance Ri et d'une capacité Ci, et qu'au droit de la paroi du tube, l'impédance entre les conducteurs est considérée comme constituée par le montage en para.llèle d'une résistance Rw et d'une capacité.
Lorsqu'on utilise un tube à. décharge à trois ou à un plus grand nombre d'électrodes, de préférence au moins l'une des deux électrodes mentionnées comporte deux conducteurs, entièrement séparés pour la haute fréquence; l'un des conducteurs relie cette électrode, en haute fréquence, par l'intermédiaire de l'impédance
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des tandis que l'autre conducteur (éventuellement à l'intérieur
du tube) la relie à une ou à plusieurs autres électrodes.
La description du dessin annexé, donné à titre d'exemple non limitatif, fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée, les particularités qui ressortent tant du texte que du dessin faisant, bien entendu, partie de l'invention.
La fig. 1 montre un montage amplificateur pour ultrahautes fréquences dans lequel les oscillations captées par une antenne 1, sont transmises, par voie inductive, à une impédance d'entrée 2, représentée schématiquement par un circuit oscillant composé d'une self-induction et d'une capacité mais qui pratiquement consistera bien souvent en un système de fils Lécher ou en une cavité de résonance. L'impédance 2 est insérée dans le circuit d'en-
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grille de commande 5, une grille-écran 6 et une anode 7. Pour simplifi.er le dessin, les connexions courant continu n'ont pas été représentées sur la figure; comme d'usage, la grille de commande 5 doit être portée à un potentiel négatif par rapport à la cathode 4, tandis que les électrodes 6 et 7 doivent être portée à un potentiel positif par rapport à cette cathode. Le circuit de sortie du tube 5 comporte une impédance de sortie 8, représentée ici par l'enroulement primaire d'un transformateur dont l'enroulement secondaire 9
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tique, l'impédance de sortie consistera généralement aussi en un système de fils Lécher ou en une cavité de résonance.
L'impédance d'entrée 2 est reliée à la cathode 4 et à la grille de commande 5 par des conducteurs 10 et 11. Par l'intermédiaire d'un second conducteur 12, entièrement séparé du conduc-
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écran 6 et à l'anode 7. De ce fait; les conducteurs 10 et 11 qui connectent l'impédance d'entrée au tube, sont parcourus par le même courant alternatif à haute fréquence, à savoir exclusivement par le courant alternatif de la grille de commande.
L'impédance de sortie 8 est reliée à la grille-écran 6 et à l'anode 7, à l'aide des conducteurs 13 et 14. Un second con-
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relie la grille-écran. 6 à la cathode. De ce fait, les conducteurs
13 et 14 sont parcourus par le même courant alternatif à haute fréquence, à savoir exclusivement par le courant alternatif anodique.
La connexion haute fréquence entre la cathode 4 et la grille-écran 6 est, de préférence, logée à l'intérieur du tube;
à cet effet, le tube renferme un condensateur de filtrage 16, qui constitue pratiquement un 'court-circuit pour la fréquence des oscillations à transmettre.
<EMI ID=12.1>
maintenus aussi courts que possible. L'invention est basée sur {\\l'idée qu'aux ondes très courtes et en particulier aux longueurs d'onde inférieures à 2 mètres, -ce dimensionnement n'assure plus le résultat exact car à ces fréquences les pertes diélectriques dans la paroi du tube, généralement en verre ou en quartz, jouent un grand rôle. De ce fait la longueur des conducteurs mesurée entre la paroi du tube et les électrodes, longueur représentée sur la <EMI ID=13.1> mum aux bornes de l'impédance de sortie.
La fig. 2 montre un schéma équivalent du circuit d'entrée au. tube 3 à l'aide duquel seront expliquées certaines particularités de l'invention. Ce schéma équivalent comporte une source de tension 17 (par exemple une f. e.m. d'antenne), reliée au tube à l'aide d'un réseau d'adaptation 18 sans pertes (par exemple un , transformateur à enroulement secondaire accordé) et l'on admet que ce réseau d'adaptation est réglé de manière que la source de tension fournisse une énergie maximum. Comme on le sait, à cet effet, l'impédance interne de la source, de tension 17, doit être complexe conjuguée par rapport à l'impédance de sortie.
Au droit de la paroi du tube, il existe entre les conducteurs une capacité Cw , dont les pertes peuvent être représentées
<EMI ID=14.1>
Le calcul, basé sur ce schéma éouivalent, prouve que la tension entre les électrodes d'entrée est maximum lorsque :
<EMI ID=15.1>
Le fig. 3 montre le schéma équivalent du circuit d'entrée du tube 3. Dans ce schéma, une source de tension 19, dont l'impédance intérieure est représentée par le montage en série d'une
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et la paroi du tube et par l'intermédiaire d'un réseau d'adaptation
20, exempt de pertes. On admet que le réseau d'adaptation est réglé de manière que l'énergie transmise à l'impédance de sortie soit maximum..
<EMI ID=17.1>
prouve que la tension aux bornes de l'impédance de charge est maximum lorsque :
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expression dans laquelle Ci et Ri représentent respectivement la capacité interne et la résistance entre les électrodes de sortie.
Il y a lieu de noter que le schéma équivalent, montré
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sont valables que lorsque les conducteurs ne sont pas parcourus par des courants alternatifs à haute fréquence autres que ceux entre les électrodes'considérées. C'est ainsi que, sur le schéma de la fig. 1, il est nécessaire que le courant .- anodique alternatif et le courant alternatif de grille-écran ne parcourent pas le
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l'indication que les deux conducteurs doivent être parcourus par le même courant alternatif à haute fréquence. Dans les diodes, cette condition est toujours satisfaite; par contre, dans les tubes à décharge comportant trois ou un plus grand nombre d'électrodes, il sera souvent nécessaire, pour satisfaire à cette condition, ou'au moins l'une des électrodes considérées comporte deux conducteurs séparés pour la haute fréquence, comme c'est le cas dans l'exemple d'exécution montré sur le, fig.l.
Cn peut imaginer des cas dans lesquels le passage entre les électrodes et les conducteurs est prog ressif, de sorte qu'il existe un certain, doute au sujet de l'emplacement du point à partir duquel il faut mesurer la lcngueur de conducteur. Une étude plus poussée prouve que le choix de ce point de mesure n'influence pas le résultat pour autant que l'impédance interne (Ri + 1
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soit mesurée à ce même point. La longueur de chacun des conducteurs peut donc être mesurée entre la paroi du tube et un point de mesure arbitraire situé sur le conducteur, pour autant que l'impédance interne soit mesurée entre les deux points de mesure mentionnés.
La relation donnée ci-dessus pour la longueur des conducteurs dépend de la fréquence, de sorte qu'une seule fréquence permettra de satisfaire rigoureusement à la condition imposée. A cet effet, on choisit de préférence, dans les montages à accord fixe, la fréquence d'accord, et dans les montages accordables, une fréquence, située dans la gamme d'accord, pour laquelle on désire que la transmission soit particulièrement favorisée. En général ce sera la fréquence maximum de la gamme d'accord, car, en général, la transmission diminue à fréquence croissante.
De plus Ri et Ci dépendent de la. pente du tube à décharge et donc des tensions de fonctionnement. Comme on recherche une transmission maximum de la tension, particulièrement lors de l'amplification de faibles signaux, il y a lieu de satisfaire à la condition mentionnée pour.la longueur des conducteurs, à la pente ma-
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fonctionnement normales (ceci contrairement au cas dans lequel
une ou plusieurs des tensions sont réduites pour permettre un réglage de l'amplification). Cette réaslisation présente en outre l'avantage que le réglage, de l'amplification devient plus efficace par le fait qu'une dirainuticn de la pente entraîne une diminution de la. transmission de la tension de l'impédance d'entrée vers les électrodes d'entrée, respectivement des électrodes de sortie vers l'impédande d'entrée.
<EMI ID = 1.1>
ultra-high frequency.
The invention relates to an assembly intended for the transmission, that is to say for the production, the amplification and / or the frequency conversion of very high frequency oscillations, in par-
<EMI ID = 2.1>
where two electrodes of a discharge tube are connected to the input or output impedance by means of traversed conductors
by the same high-frequency alternating current.
When transmitting ultra-high frequency oscillations using discharge tubes the impedance of the conductors to
electrodes in the tube can cause an appreciable voltage drop. In order to limit this voltage drop to a minimum and ensure
thus maximum voltage transmission of the input impedance
to the inlet electrodes of the tube, respectively electrodes
output from the tube to the output impedance, up to
present conductors as short as possible.
The invention is based on the idea that very
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do not ensure maximum transmission of the impedance voltage
input to the input electrodes, or output electrodes
towards the output impedance, but that in general it is desirable
use longer conductors to ensure a maximum voltage between the input electrodes, respectively at the terminals of
output impedance.
According to the invention, at the usual operating voltages the total length of the conductors, measured between the wall of the tube
<EMI ID = 4.1>
<EMI ID = 5.1>
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expression in which r is the resistance and L the self-induction
per unit length of each of the conductors, while the input impedance of the discharge tube between the electrodes is considered
as constituted by 'the series connection of a resistor Ri and a capacitor Ci, and that at the right of the wall of the tube, the impedance between the conductors is considered to be constituted by the parallel connection of a resistance Rw and a capacitance.
When using a tube at. discharge with three or a greater number of electrodes, preferably at least one of the two electrodes mentioned comprises two conductors, entirely separate for the high frequency; one of the conductors connects this electrode, at high frequency, via the impedance
<EMI ID = 7.1>
while the other driver (possibly inside
tube) connects it to one or more other electrodes.
The description of the appended drawing, given by way of non-limiting example, will make it clear how the invention can be implemented, the features which emerge both from the text and from the drawing, of course, forming part of the invention.
Fig. 1 shows an amplifier assembly for ultrahigh frequencies in which the oscillations picked up by an antenna 1 are transmitted, inductively, to an input impedance 2, represented diagrammatically by an oscillating circuit composed of a self-induction and a capacity but which in practice will very often consist of a system of Lick wires or of a resonance cavity. Impedance 2 is inserted into the input circuit.
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control grid 5, a screen grid 6 and an anode 7. To simplifi.er the drawing, the direct current connections have not been shown in the figure; as usual, the control grid 5 must be brought to a negative potential with respect to the cathode 4, while the electrodes 6 and 7 must be brought to a positive potential with respect to this cathode. The output circuit of the tube 5 has an output impedance 8, represented here by the primary winding of a transformer, the secondary winding 9 of which
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tick, the output impedance will usually also consist of a lick wire system or a resonant cavity.
The input impedance 2 is connected to the cathode 4 and to the control grid 5 by conductors 10 and 11. Via a second conductor 12, entirely separated from the conductor.
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screen 6 and the anode 7. Therefore; the conductors 10 and 11 which connect the input impedance to the tube, are traversed by the same high-frequency alternating current, namely exclusively by the alternating current of the control gate.
The output impedance 8 is connected to the screen grid 6 and to the anode 7, using conductors 13 and 14. A second con-
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connects the screen grid. 6 at the cathode. Therefore, drivers
13 and 14 are traversed by the same high-frequency alternating current, namely exclusively by the anode alternating current.
The high frequency connection between the cathode 4 and the screen grid 6 is preferably housed inside the tube;
for this purpose, the tube contains a filter capacitor 16, which practically constitutes a short-circuit for the frequency of the oscillations to be transmitted.
<EMI ID = 12.1>
kept as short as possible. The invention is based on {\\ the idea that at very short waves and in particular at wavelengths less than 2 meters, this dimensioning no longer ensures the exact result because at these frequencies the dielectric losses in the tube wall, usually glass or quartz, play a big role. Therefore the length of the conductors measured between the wall of the tube and the electrodes, length represented on the <EMI ID = 13.1> mum at the terminals of the output impedance.
Fig. 2 shows an equivalent diagram of the input circuit to. tube 3 with the aid of which certain features of the invention will be explained. This equivalent diagram includes a voltage source 17 (for example an antenna emf), connected to the tube using a lossless matching network 18 (for example a transformer with tuned secondary winding) and the it is assumed that this matching network is adjusted so that the voltage source provides maximum energy. As is known, for this purpose, the internal impedance of the source, of voltage 17, must be complex combined with respect to the output impedance.
At the right of the tube wall, there is a capacitance Cw between the conductors, the losses of which can be represented
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The calculation, based on this equivalent diagram, proves that the voltage between the input electrodes is maximum when:
<EMI ID = 15.1>
Fig. 3 shows the equivalent diagram of the input circuit of tube 3. In this diagram, a voltage source 19, whose internal impedance is represented by the series connection of a
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and the wall of the tube and via a matching network
20, free of losses. It is assumed that the matching network is adjusted so that the energy transmitted to the output impedance is maximum.
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proves that the voltage across the load impedance is maximum when:
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expression in which Ci and Ri represent respectively the internal capacitance and the resistance between the output electrodes.
It should be noted that the equivalent diagram, shown
<EMI ID = 19.1>
are valid only when the conductors are not traversed by high-frequency alternating currents other than those between the electrodes under consideration. Thus, in the diagram of FIG. 1, it is necessary that the AC anode current and the screen grid AC current do not flow through the
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the indication that the two conductors must be carrying the same high frequency alternating current. In diodes, this condition is always satisfied; on the other hand, in discharge tubes comprising three or more electrodes, it will often be necessary, to satisfy this condition, or 'at least one of the electrodes considered comprises two separate conductors for the high frequency, such as this is the case in the example of execution shown in, fig.l.
One can imagine cases in which the passage between the electrodes and the conductors is gradual, so that there is some doubt about the location of the point from which to measure the conductor length. Further study proves that the choice of this measurement point does not influence the result as far as the internal impedance (Ri + 1
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is measured at this same point. The length of each of the conductors can therefore be measured between the wall of the tube and an arbitrary measuring point located on the conductor, provided that the internal impedance is measured between the two mentioned measuring points.
The relation given above for the length of the conductors depends on the frequency, so that a single frequency will rigorously satisfy the imposed condition. For this purpose, the tuning frequency is preferably chosen in fixed tuning arrangements, and in tunable arrangements, a frequency, located in the tuning range, for which it is desired that the transmission be particularly favored. In general, this will be the maximum frequency of the tuning range, because, in general, the transmission decreases with increasing frequency.
Moreover Ri and Ci depend on the. slope of the discharge tube and therefore operating voltages. Since maximum voltage transmission is sought, particularly when amplifying weak signals, the condition mentioned for the length of the conductors, at the maximum slope, must be met.
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normal operation (this is unlike the case in which
one or more of the voltages are reduced to allow adjustment of the amplification). This realization has the further advantage that the adjustment of the amplification becomes more efficient by the fact that a direction of the slope results in a decrease in the. transmission of the voltage from the input impedance to the input electrodes, respectively from the output electrodes to the input impedand.