<Desc/Clms Page number 1>
Dispositif pour la transformation d'impédance ou pour le règla- ge de l'amplitude et de la position d'une onde stationnaire dans un guide d'ondes.
On utilise, dans une très large mesure,des guides d'on- des, pour la propagation d'énergie de signaux ondulatoires se- lon un trajet restreint entre deux points éloignés, comme, par exemple, un émetteur de signaux ondulatoires et son système d'antenne associé ou entre un système d'antenne récepteur et un récepteur de signaux ondulatoires. L'expression de "guide' d'on- des" s'applique à un système de surfaces conductrices qui agis- sent comme frontières d'une onde électrique et qui peuvent di- riger la propagation de ces ondes, à peu près comme la paroi
<Desc/Clms Page number 2>
rigide d'un tuyau acoustique sert à guider le son er l'empê- chant de se répandre dans l'espace.
Les guides d'ondes peuvent prendre la forme d'une paire de conducteurs en espace libre, comme une ligne de puissance ou de téléphonie, ou bien ils peu- vent comprendre un conducteur enfermé dansiun second conducteur mais isolé par rapport à lui comme dans une ligne de transmis- sion coaxiale classique, ou bien elle peut simplement compren- dre un conducteur creux unique capable de propager l'onde élec- trique à l'intérieur de celui-ci.
Il est bien connu que le transfert maximum d'énergie en- dulatoire se produit,, dans un système de transmission d'énergie ondulatoire, quand l'impédance de la source de signaux est adap- tée à l'impédance de la charge qui est couplée à la source et à laquelle l'énergie de signaux ondulatoires est appliquée.
Dans les circuits de signaux fonctionnant à haute :fréquence, les impédances qui se présentent et qu'il faut adapter, sont complexes de sorte que pour un résultat satisfaisant, il faut adapter les composantes résistives et annuler les composantes réactives des impédances.Un guide d'ondes, dans sa bande de fréquences de transmission, ne possède, en principe;
, qu'une composante résistive d'impédance, généralement appelée son im- pédance caractéristique, déterminée par ses paramètres de cons- truction. Quand l'extrémité du guide d'ondes, dans la direction de passage de l'énergie de signaux ondulatoires, est terminée par une impédance dont la valeur diffère soit en phase, soit en amplitude, soit dans les deux, par rapport à l'impédance ca- ractéristique du guide d'ondes, des réflexions d'énergie de si- gnaux ondulatoires se produisent à l'extrémité terminée et don- nent lieu à des ondes stationnaires de tension ou de courant de signaux ondulatoires le long du guide d'ondes.
Ces ondes
<Desc/Clms Page number 3>
stationnaires sont gênantes dans beaucoup d'applications, du fait qu'elles produisent une perte. de. puissance du signal et réduisent l'efficacité. du système de transmission. Il y a beaucoup de cas où la nature de l'impédance de terminaison est tellement complexe qu'il est impossible de la prévoir ou de la construire,de façon à l'adapter à l'impédance caractéristique du guide d'ondes. Au. lieu de cela, des dispositifs accessoires sont utilisés près de l'impédance de terminaison pour créer sciemment une:
au plusieurs ondes stationnaires quin peuvent ser- vir à compenser ou neutraliser l'onde. stationnaire indésirable -produite par 1-'impédance de terminaison non adaptée. D'autre. part, certaines techniques de mesures exigent qu'une onde sta- tionnaire soit sciemment créée ou augmentée le long d'un gui- de d'ondes pour servir utilement dans la technique des mesures.
De nombreux dispositifs ont été proposés pour créer sciemment une onde stationnaire le long d'un guide d'ondes ou ' une de ses parties. Par exemple, on a proposé, à cet effet, de coupler en parallèle: un ou plusieurs guides auxiliaires avec la guide d'ondes principal, le long duquel une- onde stationnaire non désirée doit être compensée ou le long duquel, on veut pro- duire une onde stationnaire-, chacun de ces guides d'ondes au- xiliaires étant terminé par une impédance de terminaison adap- tée et ayant soit une longueur réglable soit une impédance ré- glable de terminaison, soit les deux.
Un dispositif typique de ce genre est un guide d'ondes auxiliaire court-circuité. à son extrémité éloignée, par un élément conducteur déplaçable le long du guide d'ondes auxiliaire pour constituer effectivement un guide d'ondes de longueur électrique réglable court-circui- té à son extrémité, éloignée. Pour créer dans le guide d'ondes principal une onde stationnaire d'amplitude. et de position donnée, il faut deux degrés de liberté de régâage de paramè- tres de l'un ou de plusieurs des
<Desc/Clms Page number 4>
guides d'ondes.
Par exemple, un réglage de la position longitu- dinale d'un guide d'ondes auxiliaire unique et un réglage in- dépendant de la longueur électrique effective donnent les deux degrés de liberté de réglage voulus, mais ils peuvent exiger une disposition de construction non satisfaisante
Tous les guides d'ondes de ce genre présentent les pro- priétés d'un transformateur d'impédance du fait que, dans cer- taines conditions, ils peuvent transformer la valeur d'une im- pédance couplée à une de leurs extrémités, en une valeur d'im- pédance différente à leur autre extrémité.
Le rapport maximum de transformation d'impédance. varie avec le rapport entre l'im- pédance caractéristique du guide d'ondes et la valeur de l'im- pédance à transformer, mais aussi bien le rapport de transfor- mation réel que la grandeur et la phase des composantes réac- tives du guide d'ondes.
L'utilisation d'un guide d'ondes du genre ligne de trans- mission de type à ligne ouverte ou équilibré dans ce but exige à la fois le réglage de la longueur de la ligne et de son impé- dance caractéristique quand on désire une gamme de transforma- tion d'impédance de valeur et de phase donnée, de façon à don- ner l'adaptation de deux impédances complexes à plusieurs fré- quences de travail. Ceci tient à ce qu'aussi bien l'amplitude que l'angle de phase de la transformation d'impédance et la longueur électrique de la ligne varient avec la fréquence.
On a proposé d'employer un guide d'ondes du type à la ligne de transmission co-axiale comme dispositif de transfor- mation d'impédance, la ligne-comprenant deux curseurs entourant son conducteur interne et réglables axialement, indépendamment le long de ce conducteur. Ces curseurs modifient l'impédance caractéristique de la ligne sur la longueur de chaque curseur.
La valeur de la transformation d'impédance ainsi .obtenue est généralement réglée de façon à avoir adaptation des composantes résistives et annulation des composantes réactives, de èux im- -fl.... pédances couplées aux extrémités individuelles de la ligne.
<Desc/Clms Page number 5>
Quand la longueur de la ligne de transmission est de une ion- ,
EMI5.1
gueur d'ondeou davantage à la fréquence d'un signal ondula- 'tbire transmis, et quand les curseurs ont une longueur électri- qllaelégale à un quart de longueur d-ondee la transformation d'im- pédance produite devient critique en fonction de la fréquence, ' dit fait que la variation de phase dans la.ligne, en fonction de la fréquence, devient plus forte quand la longueur de la ligne augmente, car il existe un déphasage cumulatif pour l'é- nergie de signaux ondulatoires réfléchie, produit en une mul- titude de points sur la longueur de la ligne.
Des réglages in- dividuels des deux curseurs pour effectuer une transformation d'impédance depuis, la grandeur et la phase de l'une des impé- dances, à une extrémité de la ligne jusqu'à une grandeur et une phase désirées, à son autre extrémité, exigent une opération semblable à celle qui est utilisée quand on équilibre les com- posantes de résistance et de réactance d'une impédance incon- nue dans un pont de Wheatstone à courant alternatif.
On a également proposé de constituer un transformateur
EMI5.2
d,,impédance par un guide d'ondes ayant soit deux, soit trois guides d'ondes auxiliaires d'une demi-ffiongueurdeoncle espacés à des- distances fixes de un à trois huitièmes de longueur deon- de longitudinalement, sur le guide d'onde, avec une extrémité de chacun des premiers couplés aux derniers. Ces guides d'ondes auxiliaires, appelés communément "stubs" sont chacun court-
EMI5.3
cruïtés à leur extrémité éloignée du guide d'ondes par un piston mobile de façon réglable le long dunguide d'ondes au- xiliaire. Quand on règle le transformateur d* impédance pour effectuer une transformation d'impédance désirée, chacun des guides d'ondes auxiliaires est réglé de façon indépendante par une méthode de tâtonnement.
Il faut trois de ces guides d'on- des auxiliaires pour donner une transformation d'impédance
<Desc/Clms Page number 6>
désirée, dans les applications où l'on désire une gamme relati- vement grande d'angles de phase et de rapports de transforma- tion d'impédance.
Selon l'invention,un dipositif de transformation d'im- pédance ou de réglage de la grandeur et de la position d'une onde stationnaire dans un guide d'ondes, comprend un disposi- tif mobile, comme organe de- construction, longitudinalement. sur un guide d'ondes et prévu pour régler l'impédance caracté- ristique d'une partie de ce guide.
Pour mieux comprendre la présente invention, on se re- portera à la description qui suit, et aux dessins ci-joints, dans lesquels:
Les figures 1 et la sont une élévation latérale et une coupe en bout respectivement, d'un dispositif selon la présen- te invention, sous une forme particulière; la figure 2 illus- tre, en partie schématiquement, une application représentative de la figure 1, utilisée dans un système de mesure; la figure 3 illustre, en partie schématiquement, une autre application du dispositif de la figure le utilisée dans un système de trans- mission de signaux ondulatoires;
les figures 4 et 4a sont une élévation latérale et une coupe en bout, respectivement, d'un dispositif selon la présente invention, sous une forme modi- fiée et les figures 5, 6 et 7 sont des élévations latérales de dispositifs comprenant des variantes supplémentaires de l'invention.
Si on se reporte plus spécialement aux figures l et la, on y a représenté une élévation latérale et une coupe en bout, respectivement, d'un dispositif comprenant un guide d'ondes 10, ayant un conducteur interne 11 de section circulaire ait un con- ducteur externe 12 de section rectangulaire mais à pas'sage cy- lindrique, le conducteur interne 11, étant suppopté par des éléments isolants, non représentés, en relation co-axiale a- vec le passage cylindrique dans le conducteur externe 12 pour pour donner un guide d'ondes du type ligne de transmission
<Desc/Clms Page number 7>
co4axiale. Le guide d'ondes 10 est prévu pour être couplé en- tre deux impédances montrées schématiquement comme impédances Z1 et $Z2.
Le dispositif comprend en outre un chariot L3 prévu pour être supporté sur le guide d'ondes 10 pour mouvement lon- gitudinal le long de ce guide, près d'une fente 15 et un élé- ment à volet 14.supporté par le chariot 13 pour se mouvoir longitudinalement avec lui, et prévu pour s'étendre, comme chicane longitudinale au moins partiellemant en travers du guide d'ondes 10, pour modifier le champ électro-magnétique du guide d'ondes selon la-longueur occupée par le volet. En par- ticulier, le volet 14 est diposé de façon à s'étendre à tra- vers la fente 15 du guide d'ondes quand le charriot est sup- porté par ce dernier. Le chariot 14 est en matière telle qu'il effectue une modification de l'impédance caractéristique du guide d'ondes sur la longueur du volet quand ce dernier s'é- tend au moins pattiellement en travers du guide d'ondes.
Il peut, par exemple, être- en matériau conducteur, diélectrique ou magnétique ou composite avec deux ou plusieurs de ces maté- riaux, comme de la poudre de fer comprimée dans un liant dié- ,lectrique approprié.
Le dispositif comprend également un dispositif pour dé- placer de façon réglable le volet 14 pour régler l'étendue du ' .volet en travers du guide d'ondes 10. Ce dernier dispositif .comprend une tige 16 fixée à un bout du volet 14 et se dépla- gant par glissemant dans un passage cylindrique 17 d'un élé- ment conducteur 18 comportant une ' fente 19 pour donner des branches 20 et 21, entre lesquelles on peut retirer le volet 14. La tige 16 est filetée à son autre extrémité, pour rece- voir un écrou molleté 22.
Un ressort hélicoïdal 23 entoure la tige 16 entre l'élément conducteur 18 et le volet 14 pour sol- liciter le volet à rencontre de l'effet de retenue de l'écrou
<Desc/Clms Page number 8>
molleté 22. Les branches 20 et 21 de l'élément conducteur 18 portent, fixés sur elles, les éléments de plaques 24 et 25 respectivement, qui fournissent une surface de portée 1:6 en prise condu-trice avec la surface externe du conducteur- ex- terne 12 du guide d'ondes 10 près de la fente 15 de ce dernier.
La plaque 25 a une large surface de portée 27 en prise conductrice avec un côté du volet 14, la plaque 24 ayant des pistons conducteurs espacés 28 disposés pour glisser dans des passages 29 et sollicités par des ressorts hélicoïdaux 30, con- tre l'autre oôté du volet 14 pour solliciter ce dernier selon sa longueur- en prise à frottement dur avec la surface portante 27 de la plaque 25.
De préférence, le volet 14 a une longueur élect ique k le long du guide d'ondes 10 égale, approximativement, à un quart de longueur d'onde, ou a un nombre impair de quarts de longueur d'onde, à la fréquence des signaux transmis dans le guide d'ondes. Cette longueur préférée du volet offre l'avan- tage que le coefficient de réflexion de l'énergie de signaux ondulatoires provoquée par le volet reste approximativement constant sur une gamme de fréquences importante, un haut degré de constance étant maintenu pour toutes les fréquences s'écar- tant de moins de + 10 % de la fréquence à laquelle le volet 14 a la longueur électrique spécifiée. Dans cette gamme de fré- quences, on peut dire que la longueur électrique du volet 14 n'est pas critique en fonction de la fréquence.
Cette longueur préférée du volet 14 a également l'avantage que le volet donne la gamme optimum de transformation d'impédance effectuée par le dispositif. En pratique, toutefois, la longueur k du volet 14 peut être dans la gamme approximative de un seizième à trois huitièmes de longueur d'onde ou de un quart d'onde plus un sei- zième à trois huitièmes de longueur d'onde, à une fréquence
<Desc/Clms Page number 9>
choisie dams la bande de fréquences des signaux ondulatoires à transmettre par le guide d'ondes 10.
A ce propos, une longueur
EMI9.1
delvolet de un seizième de longueur d'onde d'un signal ondula- t'oire de fréquence relativement basse est relativement très longue par rapport au diamètre du guide d'ondes 10. D'autre
EMI9.2
part, une longueur de volet de trois à cân.q quarts de longueur d'onde par exemple, est également pratique et peut être plus facile à utiliser qu'un volet de un quart de longueur d'onde pour des signaux ondulatoires de très haute fréquence, où le Diamètre du guide d'ondes 10 peut être d'une demi-longueur d'on-
EMI9.3
de. En général, la longueur k du volet 14 doit, de préférence, être supérieure à la dimension transversale maximum du guide d'ondes 10.
Il est préférable qu'aussi bien le guide d'ondes 10 que le volet 14 aient une section uniforme selon leur longueur.
Cela assure une uniformité de réglage de la grandeur et de la position des ondes stationnaires avec des variations égales du réglage du volet 14 en travers ou en long du guider d'ondes.
A cet effet, le volet 14 a da préférence une section rectangu(-
EMI9.4
]aire pour plus de simplicité de construction et pour plus de faoilité"'povr son glissement en dedans ou en dehc<rs de la fen- te 15 du guide d'ondes 10.
EMI9.5
Si on désire que le chariot i3. soit fixé dans une posi- tien réglée aïongitudinalement sur le guide d'ondes 10, un élé- ment de serrage en forme d'U 31 peut être placé autour du con-
EMI9.6
...... ducteur externe i3, avec ses extrémités fixées aux plaques con- 1\ ' ' ' * ductrices 24 et as du chariot 13 et il peut comporter une vis " ... à! oreilles de blocage sa filetée dans l'élément 31.
( 1 ...- ;..-.
Pour considérer le fonctionnement du dispositif qu'on
EMI9.7
l' .. vient de décrire, on supposera pour les besoins de l'explicati- , on, que le guide d'ondes 10, est utilisé comme dispositif de
<Desc/Clms Page number 10>
transformation d'impédance pour transformer la grandeur et la phase de l'impédance Z2 à une extrémité du guide d'endos en une grandeur et une phase identique ou différentes à l'autre extrémité du guide d'ondes.
Pour les besoins de la présente explicatior, on suppo- sera que l'énergie du signal ondulatoire passe dans le gui- de d'ondes 10 dans le sens de l'impédance Zl vers l'impédance Z2 et,, en outre, que l'impédance Z2 ne termine pas le guide d'ondes dans l'impédance caractéristique ZO de ce dénier.
Le volet 14 construit en matériau conducteur diélecirique ou magnétique, modifie l'impédance caractéristique ZO du guide d'ondes 10 le long de la. longueur k du volet, quar.d ce dernier est réglé par l'écrou molleté 83 de façon )à pénétrer dans le guide d'ondes.. Il est bien connu que la réflexion dE l'énergie du signal ondulatoire se produit en tous point du g@ide d'on- des ou existe une brusque variation d'impédance, et que le de- gré de réflexion ainsi produit varie avec le rapport, de l'in- pédance au point de variation à l'impédance caractéiistique ZO du guide d'ondes.
La réflexion de l'énergie de signaux on- dulatoires se produit donc à la région de l'impédande Z2 et aussi dans la région de bordure m, n, du volet 14. En un point donné le long du guide d'ondes, l'énergie réfléchie se propa.- geant dans le sens de l'impédance Z2 vers l'impédance 21, s'a- joute en grandeur et en phase, avec l'énergie ondulatoire se propageant dans le sens de l'impédance Zl vers l'impédance Z2.
Le résultat est que toute énergie ondulatoire réfléchie produit des ondes stationnaires de tension et de courant dais le gui- de dondes 10.
Il est évident que si la réflexion d'une énergie de si- gnal ondulatoire se produit en plusieurs points le long du gui- de d'ondes, la valeur de l'onde stationnaire en tout point est la résultante de toute l'énergie de signal ondulatoire se pro- pageant dans les deux sens le long du guide d'ondesß Dans les
<Desc/Clms Page number 11>
conditions supposées, que l'énergie ondulatoire se propage de , l'impédance Z1 vers l'impédance Z2, la grandeur et l'angle de phase de l'énergie de signal ondulatoire dans la région de l'impédance Zl est une mesure de l'impédance présentée par le guide d'ondes 10 dans cette région. Pour plus de commodité de référence, cette dernière impédance sera dorénavant dite impédance d'entrée du guide d'ondes 10.
Le degré de réflexion de l'énergie de signal ondulatoire produit par le bord avant n et le bord arrière m du volet 14 varie avec la profondeur d'in- sertion du volet 14 dans le guide d'ondes 10, et par suite, la rapport d'ondes stationnaires de Inonde stationnaire produite par ce dernier est réglé par ratation de l'écrou molleté 22 pour faire varier la profondeur d'insertion.
' Le réglage de la position du volet 14 longitudinalement le long du guide d'ondes 10 a pour effet de faire varier la position à laquelle se produit la réflexion de l'énergie de signal ondulatoire par les bords avant et arrière n m du vo- let 14. Ceci, naturellement, fait varier la phase de l'énergie de signal ondulatoire réfléchie par le volet 14 avec variation correspondante de l'amplitude et de l'angle de phase de l'im- pedance d'entrée du guide d'ondes. Le guide d'ondes 10 doit a- voir une longueur électrique au moins égale à une demi-longueur d'onde à la fréquence du signal ondulatoire transmis, pour que ce réglage longitudinal du volet fournisse toutes les valeurs d'angle de phase de zéro à 90 en avance et de zéro à 90 en rtrd.
Le réglage du volet 14 transversalement dans le guide d'ondes 10 par manipulation de l'écrou 22 et le réglage du vo- let longitudinalement sur le guide d'ondes font que ce dernier transforme l'amplitude et la phase de l'impédance Z2 à une ex- trémité du guide d'ondes en une amplitude et phase désirées à son autre extrémité, Les réglages du volet 14 peuvent êpre tels
<Desc/Clms Page number 12>
EMI12.1
que la transformation de l'impédance Z2 de cette f:',ç' ln, rende l'impédance d'entrée du guide d'ondes égale en gz'ax¯deur et op- posée en phase à l'impédance Z1, qui peut, par exemple, compren- dre une source de signaux ondulatoires telle que le circuit de sortie d'un émetteur.
Quand il est réglé de cette façon, le
EMI12.2
guide d'ondes 10 effectue une adaptation d''impédance entre les impédances z1 et Z3, du fait qu'une transformationldmmpédance est effectuée entre l'impédance Z2 et .''ïnpédance çoz.uguêe de Zl, comme décrit, et une transformation d'impédancE: semblable est effectuée de même entre l'impédance Zl et la conjuguée de l'impédance Z2.
EMI12.3
Dans la description qui précède, de .' inven ,ic n on a dit que le volet 14 modifiait 1 "'impédance caractéristique du guide d'ondes 10 sur la longueur k du volet.La raiscn est que de toute pénétration du volet 14 dans le guide d'ondes 10 pro- duit une augmentation de la capacité.entre les. conducteurs 11 et 12, que le volet soit en matériau conducteur, diélectrique
EMI12.4
ou magnétique.
Un volet conducteur, en outre, et simultanément, donne une diminution de l'inductance du guide d'ondes sur la longueur du volet; du fait que ce dernier obstrue les lignes de flux magnétique autour du conducteur interne 11. Un -volet con- ducteur règle donc simultanément en sens opposés, la capacité et l'inductance de la partie k du guide d'ondes, et comme l'im- péda,nce caractéristique de cette partie k varie avec le rapport
EMI12.5
de l'inductance à la capacité par unité de longueur, l'iupédance caractéristique de cette partie décroît rapidement avec des pé- nétrations croissantes du volet dans le guide d'ondes.
Bien que le chariot 13 ait été décrit comme étant en prise conductivement avec le conducteur externe 12 du guide d'ondes 10, en principe il suffit que le chariot soit couplé' au conducteur externe 12, de préférence par un trajetde fai-
EMI12.6
ble impédance près de la fente 1S du guide dl'ondes.1 l peut
<Desc/Clms Page number 13>
être désirable, pour certaines applications, d'utiliser une. feuille d'isolement relativement mince ou un intervalle d'air entre les éléments conducteurs 24 et 25 du chariot 13 et le con- ducteur 12, l'isolation étant collée ou fixée de toute autre façon au chariot, pour se déplacer avec lui. Une feuille de mi- ca est un matériau diélectrique approprié à cet effet.
Lorsque ,l'il chariot 13 est ainsi isolé du conducteur 12, la capacité qui existe entre les éléments conducteurs 25 et 24 ou entre le chariot et le conducteur 12 est suffisamment grande pour donner le couplage capacitif à faible impédance ' nécessaire entre le chariot et le conducteur externe du guide d'ondes.
Lorsque l'impédance Z2 est une résistance de valeur è- gale à l'impédance caractéristique ZO du guide d'ondes 10, au- cune réflexion d'énergie de signal ondulatoire ne se produit à l'impédance Z2. Dans ce cas, la profondeur de pénétration du volet 14 dans le guide d'ondes 10 ne fait varier que la va- leur du rapport d'ondes stationnaires produites le long du guide d'ondes, ce rapport étant le rapport des amplitudes maxi- mum aux amplitudes minimum de l'onde stationnaire. Les régla- ges de la position du volet 14 le long du guide d'ondes ser- vent à faire varier la position de l'onde stationnaire le long de ce guide, et, ainsi, à faire varier simultanément l'ampli- tudeet la phase de l'impédance d'entrée du guide d'ondes.
| Un dispositif du type décrit en dernier, est utile, par exemple, pour mesurer la puissance fournie par un émetteur .dans: une impédance de charge de toute grandeur ou phase dans use gamme choisie de valeur et de phase. Un système de mesure 'de,; ce genre est illustré sur la figure 2.
Sur cette figure, un émetteur 34 comprend un connecteur co-axial de circuit de sor- tie 35 qui: est couplé.à une extrémité du guide d'ondes 10 d'un dispositif transformateur d'impédance essentiellement semblable à celui de la figure 1, les éléments semblables
<Desc/Clms Page number 14>
étant désignés par les mêmes numéros de référence.L'autre ex- , trémité du guide dondes 10 est terminée par une résistance R dont la valeur est égale à l'impédance caractéristique ZO du guide d'ondes. Un dispositif indicateur 36 est connecté aux bornes de la résistance R pour indiquer la puissancefournie à cette résistance.
Un dispositif indicateur 37 est couplé., par exemple par une sonde capacitive 38 passant, de préférence dans la fente 15, à l'éxtrémité du guide d'ondes 10voisine de l'émetteur, pour indiquer le rapport d'ondes, stationnaires de l'onde produite le long du guide d'ondes. En pratique:, il est commode d'avoir le dispositifindicateur 37 et sa soucie 38 mobiles longitudinalement le long du guide d'ondes,pour aider à la séledtion ou au réglage de la résistance de terminaison R avec précision, à l'impédance caractéristique ZO du guide d'ondes, ce qui assure une absence pratique d'ondes stationnai- res le long du guide d'ondes, au moment où le volet 14 eh est retiré.
Quand on utilise ce système de mesure, le volet 14 est réglé transversalement dans le guide d'ondes 10 à une profon- deur de pénétration qui donne un rapport d'ondes stat.-onnaire désiré, indiqué par le dispositif indicateur 37 qui naturelle- ment, établit un rapport désiré entre les impédances d'entrée maximum et minimum présentées par le guide d'ondes à ',-,émetteur.
Le réglage du volet 14 longitudinalement sur le guide d'ondes 10 sert simultanément à faire varier l'amplitude et Sangle de phase de l'impédance présentée par le guide d'ondes 10 à l'é- metteur. La puissance fournie à la résistance R pour chaque valeur de cette impédance présentée à l'émetteur est Lndiquée par le dispositff 36. Dans ce dispositif, la tige 16 et l'é- crou molleté 22 peuvent porter des graduations gravées appropri- ées pour donner une sorte de micromètre, étalonné da préférence en rapports d'ondes stationnaires donnés par les @iverses pro-
<Desc/Clms Page number 15>
fondeurs de pénétration du volet 14 dans le guide d'ondes 10.
La figure, 3 représente, en partie, schématiquement, un dispositif dans lequel un dispositif du type de la figure 1 est utilisé pour adapter l'impédance d'une antenne 40 à l'im- - . pédance du circuit de sortie d'un émetteur 41. Les éléments de la figure 3, correspondants aux éléments semblables de la figure l, sont désignés par les mêmes numéros de référence. L'antenne 40 est couplée au conducteur central 11 du guide d'ondes @ , 10 et un disque conducteur 42, ayant un diamètre d'à peu près une demi-longueur d'onde ou davantage, à la fréquence de l'émetteur 41, et fournissant un plan de terre pour l'antenne 40 est couplé au conducteur externe 12 du guide d'ondes. La guide: d'ondes 10 est couplé par une ligne de transmission co-axiale 43 au circuit de sortie de l'émetteur 41.
Dans un système de ,transmission de ce type, l'impédance. du circuit de sortie de l'émetteur 41 est généralement prévue pour s'adapter à l'impédance caractéristique de la.ligne de transmission 43 pour que l'émetteur fournisse la.. puissance maximum au circuit d'antenne. Comme il: est généralement diffirle d'établir l'antenne 40 pour n'avoir qu'une composante résistive d'impédance égale à 'celle de la ligne de transmission 43, et ceci surtout quand on désire que l'émetteur 41 fonctionne sur une gamme de fréquence de travail sans modification ni réglage de l'antenne 40, le dispositif transformateur d'impédance décrit est inséré entre l'antenne et la ligne de transmission 43 pour permettre:
à l'impédance de l'antenne d'être transformée en une résistance apurement résistive de valaur égale à celle de l'impédance caractéristique de la ligne de transmission 43. Par un réglage approprié du volet 14 transversalement et longitudinalement sur Il '- le guide d'ondes 10, ce dernier peut transformer la grandeur ,et.la. phase de l'impédance d'antenne apparaissant à sa sortie
<Desc/Clms Page number 16>
à la valeur désirée et à la phase zéro à son extrémité d'entrée.
Les figures 4 et 4a sont respectivement des élévations latérales et des sections en bout d'un dispositif réalisant l'invention sous une forme modifiée. Ce dispositifest essen- tiellement semblable à celui des figures 1 et la, le,-3 éléments semblables étant désignés par les mêmes numéros de référence et les éléments analogues par les mêmes numéros de référence affectés de l'indice ('), saufque le présent dispositif uti- lise, au lieu du volet 14 du dispositif de la figure 1, un é- lâment conducteur 45 placé longitudinalement sur le guide d'on- des 10, à peu près parallèlement à son conducteur interne 11.
L'élément conducteur 45 est fixé à une tige conductrice file- tée 16' , qui est supportée par un chariot conducteur 13' dé- plaçable longitudinalement sur le guide d'ondes 10. La tige 16' a des rainures 46 formées sur des côtés. diamétralement op- posés, qui coopèrent avec des saillies 47 du chariot ]:il pour empêcher la rotation de la tige 16' quand on tourne l'écrou molleté 12. Le fonctionnement de cette variante du dispositif, est essentiellement semblable à celui du dispositifde la fi- gure 1, sauf que l'élément 45, quand on le déplage trausver- salement sur le guide d'ondes 10 sert à faire varier surtout la capacité de la partie du guide d'ondes et n'a que peu d'effet sur son inductance.
Un tel changement de caps,cité sert à changer l'impédance caractéristique de cette partie de guide d'onde pour produire ainsi la réflexion de l'énergie d si- gnal ondulatoire.La valeur de cette réflexion varie 'naturel- lement suivant le degré dont l'impédance caractéristique de la partie diffère de son impédance caractéristique ZC, du guide d'ondes, et varie ainsisuivant l'espacement entrel'é- lément 45 et le conducteur interne 11 du guide d'ondes tel qu' il a été réglé par l'écrou molleté 22.
Le fonctionnement de
<Desc/Clms Page number 17>
cette variante de l'invention est essentiellement semblable, par ailleurs, à celui du dispositif de la figure 1, et ne se- ra pas répété. '
La figure 5 est une vue en élévation latérale d'un dis- positif comprenant une forme encore plus modifiée de l'inven- tion. Dans ce dispositif, le guide d'ondes 10 a une partie dé- plaçable longitudinalement k' qui donne, pour chacune des deux régions espacées', longitudinalement sur le guide, une impédance caractéristique qui diffère de l'impédance caractéristique ZO du guide d'ondes.. Ce dispositif comprend, une commande unique pour;régler 1'espacement entre ces régions pour faire varier l'amplitude de la réflexion d'énergie de signaux ondulatoires effectuée par la région k'.
Ces régions d'impédance caracté- ristique modifiée sont effectuées. par deux éléments diélectri- ques 50, 51, qui remplissent l'espace entre les conducteurs 11 et 12 du guide d'ondes: 10, et sont déplaçables le long du gui- de,, d'ondes. Les éléments 50, 51 ont des saillies 52, 53 respec- tivement qui passent dans la fente 15 du guide d'ondes et ont des ouvertures filetées alignées 54, 55 respectivement, pour recevoir une tige à tête filetée 56. Les. deux moitiés de la ti- ge.- 56 ont des filetages, en sens inverses, de sorte que la ro- ta'tion de la tige dans un sens fait augmenter l'espacement en- tre les éléments 50 et 51, tandis que la. rotation de la tige dans le sens opposé diminue leur espacement.
La tige 56 est montée en roulement dans un collier longitudinal mobile- 57 qui entoure le donducteur externe 12 du guide d'ondes 10 et qui est muni d'une vis de blocage 58 pour serrer le collier dans toute position de réglage, longitudinalement sur le guide d'ondes.
;Un bouton molleté 59 est fixé à une extrémité de , la tige 56 pour son réglage manuel. Pour une gamme maximum de transforma- tion d'impédance, chacun des éléments diélectriques 50 et 51 a
<Desc/Clms Page number 18>
de préférence une logueur électrique égale, approximativement, à un quart de longueur d'onde de l'énergie de signaux ondula- toires transmise dans le guide d'ondes 10.
Le fonctionnement de cette forme modifiée de 11 invention est essentiel lèvent sem- blable à celui de la figure 1, en ce que chacun des éléments diélectriques 50 et 51 produit des réflexions- de l'énergie on- dulatoire à ses bords avant et arrière de façon à produire des ondes stationnaires d'énergie ondulatoire le long du guide d'on- des 10. La position de cette onde stationnaire dans le guide d'ondes: est variée par déplacement de 1'ensemble unitaire com- prenant les éléments 50, 51 et le collier 57 longitudinalement sur le guide d'ondes pour faire varier ainsi la grandeur et la phase de l'impédance d'entrée de ce dernier.
Le fonctionne- ment du présent dispositif diffère de celui de la figure 1 à un point de vue, toutefois, en ce que le rapport des ondes sta- tionnaires produit par les éléments 50, 51 est un .résultat com- posite de toutes les réflexions ainsi produites et, par consé- quent, varie auec l'espacement entre ces éléments. Si chaque bouchon diélectrique a un quart d'onde de long, on obtient la. transformation d'impédance maximum quand les côtés adjacents des éléments 50 et 51 sont espacés d'un quart de longueur d'on- de, et on obtient la transformation d'impédance minimum quand les éléments 50 et 51 sont en contact.
La figure 6 représente une forme de l'invension encore plus modifiée qui est essentiellement semblable à celle de la figure 5, les éléments semblables étant désignés parles mêmes numéros de référence, et les éléments analogues par Les mêmes numéros affectés de l'indice ('), sauf que deux éléments con- ducteurs annulaires 50' et 51' entourent le conducteur interne Il du guide d'ondes 10, et sont espacés, au poins de l'un des deux conducteurs 11 et 12 du guide d'ondes et de préférence, de
<Desc/Clms Page number 19>
ces deux conducteurs.
Les éléments 50' et 51' non seulement augmentent notablement la capacité entre les conducteurs 11 et
1 12 dans la région de chaque élément, mais encore réduisent l'in- dcance du guide d'onde le long de chaque élément, ce qui mo- difie sensiblement l'impédance caractéristique du guide d'on- de dans une région de chacun d'eux. Le fonctionnement de cette variante de l'invention est essentiellement semblable à celui de la figure 5 et on nen répétera pas la description.
Il est évident, d'après la description de l'invention qui précède, que son fonctionnement est basé sur le fait que la réflexion de l'énergie ondulatoire se fait en tout point le long d'un guide d'onde, où il n'y a un brusque changement d'impédance jusqu'à une valeur différent de l'impédance carac- t'ristique ZO du guided'ondes. La figure 7 est une vue en cou- pe représentant une autre variante de l'invention dans laquel- le cette variation d'impédance se produit essentiellement en 'un seul point du guide d'ondes.
Dans ce dispositif, une enve- loppe conductrice 61 est disposée de façon à être supportée par la surface extérieureduconducteur externe' 12 du guide d'ondes et entoure un indicateur 62 qui est connecté entre lenveloppe 61 et, au moyen d'une semelle élastique 63, le con- ,ducteur' interne 11 du guide d'ondes.. Un petit élément magnéti- | - ... que 64 constitué par desparticules de poudre de fer agglomé- rées par un liant diélectrique approprié, est fixé. à l'extré.- mité d'une tige à têts filetée 65 qui est vissée dans l'enve- | . loppe 61 en alignement axial avec l'inducteur 62.
La connexion de cet inducteur 62 entre le conducteur externe 12 et le conduc- tur interne 11 du guide d'ondes, 10 produit une brusque discon- tinuité le long du guide d'ondes, ce qui donne une réflexion de il' énergie de signaux ondulatoires la valeur de la réflexion variant avec. la valeur de l'inducteur 62 qu'on peut régler- en faisant varier la.
distance de l'élément 64 par rapport aux
<Desc/Clms Page number 20>
spires de 1,'inducteur. La position à laquelle cette réflexion d'énergie de signaux ondulatoires se produit sur le guide d'on- des 10 est variée par le mouvement de l'enveloppe conductrice 61 le long du guide d'ondes. Comme c'est la réflexion de l'é- nergie de signaux ondulatoires qui produit des onde.3 station- naires le long du guide d'ondes 10,
la position des ondes sta- tionnaires et la valeur du rapport d'ondes stationnaires peu- vent être variées par déplacement de l'enveloppe conductrice 61 le long du guide d'or±les et par réglage de l'élément 64 par rapport à 1'inducteur 62 ce qui fait varier la transformation d'impédance produite par le présent dispositif. Le fonctionne- ment de cette variante de l'invention est essentiellement sem- blable, par ailleurs,aux fonctionnements décrits précédemment et on n'en répétera pas la description.