CA1257666A - Dispositif duplexeur de polarisation et de frequences a trois acces - Google Patents

Dispositif duplexeur de polarisation et de frequences a trois acces

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CA1257666A
CA1257666A CA000528368A CA528368A CA1257666A CA 1257666 A CA1257666 A CA 1257666A CA 000528368 A CA000528368 A CA 000528368A CA 528368 A CA528368 A CA 528368A CA 1257666 A CA1257666 A CA 1257666A
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orthogonal
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CA000528368A
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Philippe Gourlain
Dominique Morin
Regis Lenormand
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Alcatel Espace Industries SA
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    • H01P1/00Auxiliary devices
    • H01P1/16Auxiliary devices for mode selection, e.g. mode suppression or mode promotion; for mode conversion
    • H01P1/161Auxiliary devices for mode selection, e.g. mode suppression or mode promotion; for mode conversion sustaining two independent orthogonal modes, e.g. orthomode transducer
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01PWAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
    • H01P1/00Auxiliary devices
    • H01P1/20Frequency-selective devices, e.g. filters
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    • H01P1/2131Frequency-selective devices, e.g. filters combining or separating two or more different frequencies with combining or separating polarisations

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  • Waveguide Aerials (AREA)
  • Waveguide Switches, Polarizers, And Phase Shifters (AREA)

Abstract

Dispositif duplexeur de polarisation et de fréquences à trois accès comportant, d'une part, en série par rapport à un accès de couplage à une antenne: un guide commun circulaire, permettant le passage de deux polarisations orthogonales d'une onde dans une bande de fréquences basses et d'une polarisation d'une onde dans une bande de fréquences hautes parallèle à l'une des deux polarisations orthogonales de l'onde en fréquences basses, une transition, un guide secondaire, et, d'autre part, un premier guide d'accès pour l'une des deux polarisations orthogonales de l'onde en fréquences basses débouchant, par une fente résonante, dans le guide commun, orthogonalement à celui-ci, un deuxième guide d'accès au guide secondaire orthogonal à celui-ci, et qui lui est couplé par une fente résonante, une lame de court-circuit, pour faire courtcircuit à la partie de l'onde en fréquences hautes destinée à ce deuxième guide d'accès, l'extrémité libre du guide secondaire formant un troisième guide d'accès. Le guide secondaire est un guide rectangulaire dont le petit côté est parallèle à la deuxième polarisation de l'onde en fréquences basses, et dont le grand côté est parallèle à la polarisation de l'onde en fréquences hautes. Le premier guide d'accès au guide commun comporte un filtre destiné à sélectionner l'onde en fréquences basses en ramenant au niveau de la fente résonante un court-circuit pour l'onde en fréquences hautes. Le deuxième guide d'accès est orthogonal au grand côté du guide secondaire et constitue l'accès pour la polarisation de l'onde en fréquences hautes.

Description

~2$~i6~i La presente invention concerne un dispositif duplexeur de polarisation et de fréquences à trois accès.
En matière de duplexeur de po:Larisation, on connaît le duplexeur de type orthomode qui comporte un guide principal, dans l'axe duquel es-t placée une lame court-circuit, et un autre guide, dit guide d'accès parallèle, orthogonal au premier et placé dans une position critique par rapport à cette lame court-circuit. Ce dispositif très classique présente l'inconvenient d'être limitée à
l'utilisation d'une seule fréquence ou bande de fréquences.
On connalt par ailleurs un dispositif de ' duplexage qui comporte un guide principal transportant aussi - bien la fréquence ou bande de fréquences à multiplexer que d'autres bandes de fréquences à deux guides d'accès orthogonaux au guide principal et orthogonaux entre eux qui sont couplés au guide principal par des fentes résonantes.
Ce mode de réalisation n'est pas compatible avec les exigences d'implantation multisources.
Le brevet americain no. 4,546,471, délivré le 8 octobre 1985, décrit un dispositif de multiplexage pour grouper deux bandes de fréquences. Ce dispositif destiné à
une antenne multibande, comporte en série à partir de l'accès de couplage à l'antenne: un guide commun circulaire, permettant le passage d'une bande de fréquences .;
hautes et d'une bande de fréquences basses, dans lequel ~- débouchent, par deux trous de couplage décales l'un par rapport à l'autre le long du guide commun circulaire, deux ~;i guides orthogonaux entre eux, qui constituent les accès pcur -; les deux polarisations orthogonales de la bande basse; une ; 30 transition guide rond-guide-rond; un duplexeur de polarisation pour la bande haute. Dans les trous de couplage sont disposés des résonateurs qui font court-circuit pour les fréquences de la bande haute. Dans le ~; guide commun circulaire sont disposés, vu de l'accès de '"' " ~57~6~i . - la -, .
couplage à l'antenne, entre le premier et le second trou de couplage un premier filtre quasi-optique dont le role est de reflechir vers le premier -trou de couplage les ondes situées dans la bande basse et dont la polarisation /

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~L2S'766~i est celle de l'onde de~tinée à passer par le premier trou et, entre le second trou de couplage et la transition, un second ~iltre quasi-optique dont le rôle est de réfléchir vers le seaond trou de couplage les ondes situées dang la bande basse et dont la polarisation est ceLle de l'onde destinée à passer par le second trou.
Par rapport à ce dlspositif de l'art connu, l'invention a pour objet un dispositi~ de réal~sation at de m:lse en oeuvre beaucoup plus 3imples avec deux accès ~réquence basse et un accès fréquence haute et non l'inverse.
La présante irvention se rapporte à un dispo~iti~ permettant d'extraire ou d'exciter à une fréquence ba~se deux plans de polarisa-tion orthogonaux du mode fondamental et d'extraire ou d'exciter à une fréquence haute un plan de polari~ation du mode fondamental co-. planaire à l'un dQs plans de polari~ation de la ~réquencQ basse.
La présente invention a pour ob~et un dispositl~ dup.L~xeur ~ de polarisation et de fréquences à trois accès oomportant, d'una part, en ~érle par rapport à un aocès de couplage à une antenne : un guide commun circulaire, permettant le passage de deux polari~ations ortho-gonales d'une onde dan~ ure bande de ~réquances basse~ et d'une : 20 polarisation d'une onde dans une barde de Préquenoes hautes parallèle à l'une des deux polarisations ortho~onales de l'onde en ~réquences-basses, une transltion, un guide seoondaire, at~d'autre part, un pre-mier guide d'accès pour l'une de~ deux polariJations orthogonales de s l'onde en ~réquence basse débouchant, par une ~ente résonante, daDs le :~ 25 ~uide commun, orthogonalement a celui-ci, un deuxième guide d'accès au - : guide secondaire, orthogonal à c81ui-ci, et qui lui est couplé par une ~ente résonante, une lame de court-circuit, pour fairs court-circuit à
la partie de l'onde en ~réquences hautes, destinée à ae deuxième guide d'accès, l~extrémité libre du guide gecondaire ~ormant un troisième guide d'accè~ ou guide d'aocès série, caracterisé en ce que le guide secondaire est un guide rectangulaire dont le petit côté est parallè-12 à la deuxième polarisation de l'onde en fréquences basses, et dont le grand côté est parallèle à la polarisation de l~onde en fréquences hautes, en ce que le premier guide d'accès au guide commun comporte un :~ 35 filtre destiné à sélectionner l'onde en ~réquences ba3ses en ramenant ~25~

au niveau de la fente résonante ~n court-circuit pour l'onde en ~ré-~uences hautes, at en ce que le deuxième guide d'acoès est orthogonal au grand eôté du guide ssaondaire at conqtitue l'accès pour ladite polarisation de l'onde en fréquences haute~.
La présente invention a le grand avantage de présenter deux sorties situées dans un m8me plan et qui 90nt donc faailemenS accessi-bles, ce qui e.qt trèq important dans le domaine 3patial.
Le~ caractérl~tiques at avantage~ da l'inYention ressortiront d'ailleurs de la desariptian qul va 3uivre7 à titre d'exemple non limitatif, en réPérence à la figure unique annexée qui représente une vue en perspective partiellement éclatée du dispositi~ de l~invention.
: . Le di~positif de l'invention e~t un di~positif d~excitation à
. une frequance ba~se F1, et un diqpositif d'extraction ou d'excitation d'une compo3ante du mode fondamentaL corre3pondant à une fréquence haute F2.
Ce di~positi~ comporte un guide principal l corre3pondant au ~ mode ~ondamental de la fréquence F1, un guide d'acces 4 aorr~pondant : à la ~réquence F1 orthogonal au guide principal 1, une transition 5 entre le guide prinoipal 1 ek un gulde rectangulaire 7 dont le grand `~:" 20 côté oorre~pond au mode ~ondaMantal de la fréquence F1, et le petit côté correspond au mode fondamental de la fréquence F2 et un guide d'accès 8 corre~pondant à la Préquence F2 orthogonal au grand côté du . guide rectangulaire 7. Ledit guide rectangulaire 7 comporte une lame 10 de court-circuit parallèle à 30n grand côté. L'accès 4 ortho-gonal au guid~e principal 1 et l'accès 8 orthogonal au guide rectangu-.~ laire 7 ~ont co-planaires. Le guide d~accè~ 4 orthogonal au guide principal I est couplé à celui-ci par une fente résonante 2. Ledit guide d'accès 4 comporte un filtre 3 destiné à ~électionner la fréquence F1, ledit filtre 3 étant con~truit de manière à ramener 3ub-atantiellement sur la fente résonante 2 un court-circuit pour le~ fré-quences extérieures à ladite fréquence F1. Le guide d~accè3 8 .. orthogonal au guide rectangulaire 7 eqt couplé au guide rectangulaire 7 au moyen d~une fente ré30nante 9 et placé dans une position déterminée par rapport à la lame 10 de court-cirucit.
Le fonctionnement du dispo3itif qui vient d'être décrit est le suivant :
En provenance de l'aérien de réception, auquel eqt reliée, par exemple, }e dispositi~ de l'invention, arrivent, d~une part deux ondes de polarisationg ortho~enaleg à une première ~réquence F1, par exemple de 12 GHz3 et d'autre part un~ onde à une deuxième Préquence F2, par exemple de 18 GHz, de polarisation parallèle à l~un des plans de polarisation à la fréquence F1. Les onde~ de fréquence F1 se propagent dans le guide principal l selon 90n mode ~ondamental et selon deux polarisation~ orthogonale3.
La première polarisation de la première ~réquence F1 est située dans le plan de la figure et la seconde polari~ation est orthogonale à
ce plan.
; Au moment où la composante parallèle au plan de la fente 2 arrive au niveau de cette fente de ooupla~e, une premiere partie de celle-ci est dérivée par la ~ante de aouplage 2 vers le Piltre 3 et clonc vers le guide d'acoès 4.
La partle de oet~e compo~ànte qui n'eat pa~ dirigée vers la guide 4 continue à ae propag~r dans le guide l pUi9 dan3 la première partie de la tranqition 5 danq laquelle celle-ai se réfléchit à l'en-droit du plan de court-circuit 6 pour revenir ver3 la fente de couplage 2 qui la dirige alor3 ver3 le guide 4, comme expliqué
précédemment. Une partie de l'onde, d'ailleurs négligeable danq la pratique, qui n'est pa~ dirigée à ce mo~ent-là vers le guide 4 e~t alor~ ré~léchie vers l'élément r~yonnant.
Bien évidemment, de manière connue de l'homme de l'art, la di~-tance entre le plan de court-circuit 6 et la fente rayonnante 2 e~t ajustée de manière à ce qu'un maximum d'onde~ réfléchies 30it absorbé
par le guide 4.
La composante de la deuxième fréquence F2 se propage dans le guide principal 1 san3 être dérivée par le coupleur 2, qui se présente d'ailleurs vis-à-vis de cette fréquence comme un court-circuit, puis dans la transition 5 pour continuer sa route dans le guide rectangulaire 7. Elle e3t en partie dirigée vers le guide 8 à travers la fente résonante 9 dimen~ionnée pour résonner à cette fréquence F2.
La partle de cette oo~posante qui n'eat pas dirlgee vers le .

;

~2~i'76~i6 guide 8 continue à se propager dan~ le guide 7 dans lequel elle se réPléchit 3ur la lame de court-circuit lO pour rsvenir vers la ~ente de couplage 9.
Une partie de l'onde, d'ailleur;s négligeable dans la pratlque, qui n'e3t pas diri~ée à ae moment~là ver~ le guide 8 sst alor~ réflé-chie vers l'élément rayonnant.
3ien évidemment, la di~tance entre la lame de court-aircuit 10 ; et la ~ente rayonnante 9 e~t ajustée~ de manière connue de l~homme de l'art, pour qu'un maximum d'onde~ réfléchles ~oit ab~orbé par le guide 10 . d'accè~ 8.
La deuxième composan~e de ~réquence F1 orthogonale au plan de la fente 2 ~qe propage dans le ~u~de principal dan~ la transition 5 et dan3 le guide 7 sans etre dérivée ni par le coupleur 2, ni par le - . coupleur 9, ni par la lame de court-circu~t lO, et se dirige vers l'accès 11 dit "acoès ~érle".
Le dispositiP qui vient d'être décrit e~t su~ceptible d'un grand nombre d'applioation intéressantes. Par exemple iL eqt possible d'uti-liser ce dlspositi~ dan3 une source primaire d'antenne multisource.
Cet aérien fonctionne selon trois aoaès : par sxemple avec deux accès ~ 20 réception, un accès émission, et réciproquemsnt ; ou avec un accè~
:: émi sion, UD accès réception, et un accès écartométrie.
Il est possible de placer un élément absorbeur dans le guide d'accès 11. En polarisation linéaire quelconque, la compo3ante reçue, orthogonale à la compo~anta extraite, sera absorbée par l'élément ab-sQrbeur sur les deux bande3 de ~réquence3 et ainsi ne pertubera pas le ^~ ~onctionnement de la source.
Il est bien entendu que la pré~ente invention n'a été décrite et représentée qu~à titre dlexemple préférentiel et que l'on pourra remplacer se3 élément3 constitutifs par des élément3 équivalent3 sans, ~; 30 pour autant, 30rtir du cadre de l'invention.
~ Lorsque l'on parle de ~réquences F1 et F2, il 3 r a~it, bien en-:. tendu, de deux bandes de ~réquences ba3se et haute.
. .
.
~ 35 :
'.:
~. ; .

!
i, .
, ; ~ . .

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Claims

RENVENDICATION :
Dispositif duplexeur de polarisation et de fréquences à trois accès comportant, d'une part, en série par rapport à un accès de couplage à une antenne : un guide commun circulaire, permettant le passage de deux po-larisations orthogonales d'une onde dans une bande de fréquences basses et d'une polarisation d'une onde dans une bande de fréquences hautes parallèle à l'une des deux polarisations orthogonales de l'onde en fréquences basses, une transition, un guide secondaire, et, d'autre part, un premier guide d'accès pour l'une des deux polarisations ortho-gonales de l'onde en fréquences basses débouchant, par une fente résonante, dans le guide commun, orthogonalement à celui-ci, un deuxième guide d'accès au guide secondaire orthogonal à celui-ci, et qui lui est couplé par une fente résonante, une lame de court-circuit, pour faire court-circuit à la partie de l'onde en fréquences hautes destinée à ce deuxième guide d'accès,l'extrémité libre du guide secondaire formant un troisième guide d'accès, caractérisé en ce que le guide secondaire est un guide rectangulaire dont le petit côté est parallèle à la deuxième polarisation de l'onde en fréquences basses, et dont le grand côté est parallèle à la polarisation de l'onde en fréquences hautes, en ce que le premier guide d'accès au guide commun comporte un filtre destiné à
sélectionner l'onde en fréquences basses en ramenant au niveau de la fente résonante un court-circuit pour l'onde en fréquences hautes, et en ce que le deuxième guide d'accès est orthogonal au grand côté du guide secondaire et constitue l'accès pour ladite polarisation de l'onde en fréquences hautes.
CA000528368A 1986-01-28 1987-01-28 Dispositif duplexeur de polarisation et de frequences a trois acces Expired CA1257666A (fr)

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