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SYSTEME DE TRANSMISSION POUR HAUTE-FREQUENCE.
La présente addition concerne des perfectionnements, changements, modifications et additions à la demande de brevet déposée le 23 mai 1952, sous le même titre.
Elle concerne des systèmes de transmission d'ondes ultra-courtes et plus particulièrement un filtre longitudinal couplé par iris pour des ondes ultra-courtes.
Un des objets de la présente invention est de prévoir un filtre à ondes ultra-courtes de forme coaxiale ayant des sections longitudinales cou- plées par iris.
. Un autre objet est de prévoir un filtre coaxial couplé directement et un autre objet est de prévoir un filtre coaxial couplé en quart d'ondes.
Un autre objet de la présente invention est de prévoir des moyens pour coupler un filtre coaxial à un système de transmission à ondes ultra-cour- tes du type ligne-terre.
Une des caractéristiques de l'invention réside dans l'utilisation d'un filtre coaxial dans un système de transmission ligne-terre tel que celui décrit dans la demande de brevet principal. Le conducteur central du filtre est connecté au conducteur de ligne tandis que l'autre conducteur du filtre est connecté au conducteur de terre. Des moyens pour adapter facilement le fil- tre à ce type de système de transmission seront décrits plus loin en.détail.
D'autres objets caractéristiques et avantages de la présente inven- tion apparaîtront à la lecture de la description suivante faite en relation avec les dessins joints dans lesquels
La Fig. 1 est une vue en coupe longitudinale d'un exemple de réa- lisation d'un filtre coaxial du type couplé en quart d'onde qui est représenté
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couplé à un système de transmission ligne-terre-,
La Figo 2 est une vue en coupe suivant la ligne 2-2 de la Fig.1;
La Fig. 3 est une vue en coupe longitudinale d'un second exemple de réalisation d'un filtre coaxial, du type à cavité;, couplé directement et qui est également couplé à un système de transmission ligne-terre;
La Fig 4 est une vue en coupe selon la ligne 4-4 de la Figo 3;
La FigoS est une vue en coupe longitudinale d'un filtre montrant la relation de couplage entre un filtre coaxial et un système de transmission ligne-terre dans lequel le système est réalisé suivant la technique des cir- cuits imprimés :
La Fig. 6 est une vue en coupe longitudinale similaire d'un arran- gement de couplage pour un filtre coaxial et un système de transmission ligne- terre imprimé; . La Fig. 7 est une vue en coupe d'un filtre montrant la forme modi- fiée de l'iris.'
Le filtre coaxial du type couplé en quart d'onde représenté aux Figs, 1 et 2 comprend un conducteur intérieur 1 et un conducteur extérieur 2 couplé à un conducteur de ligne la et à un conducteur de terre 2a d'un systè- me de transmission ligne-terre comme il est décrit dans la demande de brevet principal.
Avant de décrire le filtreon décrira rapidement le système de transmission ligne-terre. Le système tel qu'il est représenté peut utiliser deux conducteurs, l'un étant le conducteur de terre et l'autre le conducteur de ligne, disposés près l'un de l'autre de manière à ce qu'ils soient prati- quement parallèles. Le conducteur appelé conducteur de terre qui peut tre au potentiel de la masse ou à un autre potentiel donné., est plus large que le conducteur de ligne de sorte que sa surface assure un effet de réflexion de l'image du conducteur de ligne et que la distribution des champs électriques et magnétiques entre les conducteurs est pratiquement la même que la distri- bution entre un conducteur et le plan neutre d'un système parallèle à deux conducteurs théoriquement parfait.
Des ondes ultra-courtes peuvent être faci- lement appliquées par une ligne coaxiale ou un guide d'ondes pour qu'elles se propagent suivant le mode TEM le long du dit. système conducteur ligne-ter- re puisque les ondes ultra-courtes circulent dans les régions de champ électro-, magnétique concentré limité pratiquement par les surfaces opposées des conduc- teurs de ligne et de terre.
La ligne coaxiale représentée pour appliquer des ondes ultra-cour- tes comprend un conducteur intérieur lb et un conducteur extérieur 2b et le conducteur extérieur est décalé par rapport à la surface supérieure du conduc- teur de terre 2a de manière à amener le conducteur intérieur lb en. alignement avec le conducteur de ligne la sans modifier la relation d'espacement entre les conducteurs des deux systèmes au point de jonction pour une impédance ca- ractéristique donnée.
Le conducteur coaxial 2b est prévu avec un anneau diélec- trique 3 à l'extrémité qui ferme le conducteur cet anneau diélectrique 3 ne supporte pas seulement le conducteur intérieur mais par ses qualités diélectri- ques il supprima les effets indésirables qui pourraient se produire à la fin du conducteur 2b par suite de la caractéristique plate du conducteur de terre 2ao Le conducteur extérieur 2 du filtre est de même décalé par rapport à la surface supérieure du conducteur de terre 2a de manière à assurer une adapta- tion d'impédance. Chaque extrémité du conducteur 2 est prévue avec un anneau diélectrique 4 de manière à minimiser les perturbations des ondes comme dans le cas de l'anneau 3. Le conducteur extérieur pénètre donc dans le conducteur 2a et il lui est également électriquement connecté.
Les signaux de sortie du filtre sont appliqués à un prolongement du système ligne-terre et à un dispo- sitif d'utilisation 50
L'intérieur du filtre du type couplé en quart d'onde est subdivi- sé par une pluralité d'iris 6, 7, 8, 9, 10 et 11. Les sections de couplage définies par les iris 7, 8 et 9, 10 sont chacune approximativement d'un quart d'ondeo L'iris utilisé à la Figo 1 est représenté- à la Fig. 2 comme compre-
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nant un disque ayant une large ouverture en forme de secteur comme il est indiqué en 12.
Cette ouverture pour un exemple était choisie à pratiquement 216 degrés pour une fréquence de 4.700 mégacycles, ce qui assure une sus- ceptance normalisée à -9,430 Pour accorder les cavités, la ligne coaxiale peut être prévue avec des tiges ajustables comme il a été représenté en 13, 14 et 15.
En se référant aux Figso 3 et 4, on voit qu'on a représenté un autre exemple de réalisation d'un filtre coaxial du type à couplage direct par cavité. Le filtre comprend des conducteurs intérieurs et extérieurs 1 et 2 avec des iris subdivisant le volume ainsi qu'il a été représentéo Les iris d'extrémité 16 et 17 sont de la même forme que les iris utilisées dans le filtre des Figso 1 et 2. Dans un exemple, ces iris étaient prévus avec des ouvertures formant pratiquement un angle de 216 degrés. Les deux iris 18 et 19 sont chacun prévus avec une ouverture 20 pratiquement de 90 comme il est indiqué à la Figo 4.
L'espacement des iris dans la Fige 3 est pratiquement égal à une demi-longueur d'onde à la fréquen- ce centraleo
Le conducteur intérieur 1 du filtre est connecté directement au conducteur de ligne 21. L'arrangement de couplage représenté à la Fig. 3 dif- fère de celui représenté à la Fig. 1 en ce que le conducteur 2 est disposé directement au-dessus du conducteur de terre 22. Cet arrangement est utilisé quand il est impossible d'enfoncer le filtre par rapport à la surface supé- rieure du conducteur de terre 22. Pour maintenir une adaptation d'impédance, le conducteur de ligne 21 peut être prévu avec une section de transition 23 qui est disposée de manière à former un angle avec le plan du conducteur de terre 22.
Un coin diélectrique- 24 peut être prévu en dessous de cette section de transition de manière à minimiser les effets perturbateurs provoqués par l'action du transformateur. Quand une ligne coaxiale d'entrée est de même mon- tée sur la surface 4u conducteur 22, une section de transition similaire 25 est prévue dans le conducteur de ligne en dessous de laquelle est prévu un coin diélectrique 260
A titre d'exemple, un filtre couplé en quart d'onde et un filtre couplé directement ont été réalisés à partir d'une ligne coaxiale de 50 ohms.
dont le conducteur extérieur avait un diamètre de 0,295 pouce (environ 7,5 millimètres) et le conducteur intérieur un diamètre de 0,125 pouce (environ 3,1 millimètres) pour des transmissions dans une bande de 50 mégacycles de fréquence centraleo L'épaisseur de l'iris inductif était de 0,02650 pouce (soit environ 67/100 de millimètre).
Pour le filtre couplé en quart d'onde de la Figo 1, les sections de cavité a et b étaient légèrement inférieures à un quart et à une demi-longueur d'onde à la fréquence centrale c'est-à-dire environ 78 degré& et 168 degrés respectivemento Pour le filtre couplé direc- tement de la Fig. 3, les sections de cavité a' et b' étaient environ de 178,8 degrés et 171.7 degrés respectivemento Ces valeurs correspondent à une sus- ceptance inductive en shunt obtenue en utilisant un iris à secteur.
En utili- sant une barrière sous forme d'un disque 6a qui assure une fenêtre annulaire 12a une susceptance capacitive en shunt est obtenue de sorte que les cavités seront légèrement plus grande qu'un quart ou une demi-longueur d'onde suivant le caso Pour le filtre couplé en quart d'onde prévu avec les disques 6a, les valeurs de a et b doivent être environ 102 et 192 respectivement et pour le filtre couplé directement, les valeurs de a' et de b' doivent être approxi- mativement de 18002 et 18803 degrés respectivement. On n'utilise toutefois pas de susceptance capacitive en shunt à moins qu'on désire un filtre à large bande et à coefficient de surtension peu élevé.
Pour des filtres à bande étroi- te et un coefficient de surtension élevé, les disques capacitifs 6a doivent être réalisés avec une tolérance telle qu'on préfère un iris inductifo
Par coefficients de- surtension élevés ou peu élevés, on comprend des coefficients de surtension supérieurs ou inférieurs à 10 respectivement.
On doit comprendre également que l'iris utilisé peut avoir une con- figuration différente de celles qui ont été illustrées. Par exemple un autre iris inductif peut être constitué par une pluralité de tiges disposées ra-
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dialement, à une certaine distance les unes des autres dans un plan transver- sal entre le conducteur central et le conducteur extérieur. Les caractéristi- ques de tels iris peuvent être modifiées en faisant varier le nombre des ti- ges et/ou leur épaisseuro On peut également prendre un iris en forme de dis- que avec une ou plusieurs ouvertures de différentes tailles et de différentes formes soit rondes, soit en forme de fentes, soit en forme de secteurs.
A la Figo 5, le système de conducteurs ligne-terre est représenté sous la forme d'un circuit imprimé. Le conducteur de terre est représenté com- me un conducteur en forme de plaque 27 qui est recouvert sur un des côtés, d' une couche de matériau isolant 28 sur laquelle le conducteur de ligne 29 est appliqué suivant la technique connue des circuits imprimés. Le matériau con- ducteur formant la ligne 29 peut être appliqué à la couche d'isolant 28 sous la forme d'une peinture ou d'une encre conductrice ou le matériau conducteur peut être déposé chimiquement ou étendu au moyen d'un stencil ou pulvérisé sur les surfaces choisies de l'isolant. Si on le désire, la ligne conductrice peut être découpée sous la forme d'une bande isolante et appliquée par pression.
Le conducteur de ligne peut être obtenu en en déposant à la surface un recou- vrement conducteur sur la surface supérieure de la couche d'isolant et dans un tel cas, le conducteur de terre peut être constitué par un recouvrement si- milaire de matériau conducteur. La couche isolante peut être constituée par n'importe quel matériau isolant de bonne qualité mais de préférence elle est constituée par du Teflon ou polyéthylène.
Le filtre est adapté à la ligne imprimée en disposant le filtre de manière à ce que le conducteur central soit aligné avec le conducteur de ligne 29. Suivant la largeur du conducteur de ligne et l'espacement diélec- trique par rapport au conducteur de terre 27, on déterminera la position du conducteur extérieur 2 par rapport au conducteur de terre pour une impédance caractéristique donnée de la ligne coaxialeo Un anneau 30 de matériau diélec- trique est prévu dans le conducteur extérieur 2 de manière à diminuer les ef- fets de-la discontinuité entre le conducteur cylindrique 2 et le conducteur plat 27.
A la Figo 6 le filtre coaxial est disposé sur la couche d'isolant 28 et le conducteur de ligne 29 est connecté au conducteur intérieur 1 en in- diquant la partie terminale du conducteur de ligne. Cette partie inclinée 31 peut être supportée par une cale de matériau.diélectrique 32 qui possède une caractéristique diélectrique suffisante pour assurer l'adaptation de l'impé- dance.
Bien qu'on ait représenté des filtres coaxiaux couplés à des sys- tèmes de transmission du type ligne-terre, on peut naturellement les coupler directement à un système de transmission du type coaxial. De. même le filtre peut être couplé par des moyens connus à des guides d'ondes et à des cavités.
Bien que la présente invention ait été décrite en relation avec des exemples de réalisation, il est clair qu'elle n'est pas limitée aux dits exemples et qu'elle est susceptible. de variantes et modifications sans sortir de son domaine.