CA1257913A - Dispositif de combinaison de deux signaux alternatifs de meme frequence - Google Patents
Dispositif de combinaison de deux signaux alternatifs de meme frequenceInfo
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Abstract
DISPOSITIF DE COMBINAISON DEUX SIGNAUX ALTERNATIFS DE MEME FREQUENCE Dans l'invention on est en particulier capable d'additionner deux signaux de même fréquence mais de phases et d'amplitudes quelconques. le dispositif comporte deux entrées (T1, T3) et deux sorties (C2, C4). Les sorties délivrent chacune une combinaison des signaux admis en entrée. Dans une application particulière, correspondant à une réinjection d'un signal de récupération d'un accélérateur linéaire, la combinaison est une addition. Sur une première sortie du dispositif on récupère, pour le réinjecter, tout le signal additionné, sur une deuxième sortie du dispositif le signal est nul. Le rendement du dispositif est total. Application aux accélérateurs linéaires industriels. Figure 1.
Description
~2S7913 DISPOSITIF DE COMBlNAiSON DE DEUX SIGNAUX
ALTERNATIFS DE MEME FREQUENCE
La présente invention a pour objet un dispositif de combinaison de deux signaux alternatifs de même fréquence . Elle a plus par$iculièrement pour objet l'addition de deux signaux dont la phase et l'amplitude sont diff érentes. Dans une application particulière I'invention est mise en oeuvre dans le domaine des hyperfréquences.
Dans un exemple des cavités résonnantes d'un accélérateur linéaire sont alimentées par un signal hyperfréquence. Le faisceau d'éléc-trons, produit par la cathode de cet accélérateur, capte l'energie hyperfréquence des cavités, s'organise, et vient percuter une cible -anode avec une énergie qui depend essentiellement de l'énergie du signal hyperfréquence capté. Le rendement de cet~e captation n'est pas total. Dans l'application évoquée le signal hyperfréquence qui n'est pas absorbé par le faisceau d'éléctrons peut alors être ré-cupéré, puis réinjecté, en venant s'additionner au signal d'alimen-tation. Avec le dispositif de l'invention cette addition est per-fectionnée.
11 est connu divers moyens pour additionner des signaux alternatifs de même fréquence. En particulier en hyperfréquence le té magique et le coupleur directif remplissent bien ce r81e, dans la mesure où les signaux à additionner sont présentés correctement en phase et en amplitude. Les contraintes de phases sont telles que le té magique additionne bien des si~naux présentés en phase alors que le coupleur directif, dit aussi à 3 dB, additionne bien des signaux présentés en quadrature de phase. En ce qui concerne les amplitudes il est nécessaire, dans un cas comme dans l'autre, qu'elles soient égales pour les deux signaux à additionner. Si ce n'est pas le cas, on peut montrer qu'avec n'importe lequel de ces systèmes, les con-traintes de phase étant satisfaites, on récupère sur une voie de sortie la somme des signaux admis en entrée diminuée de la demi-différence de ces signaux. Sur l'autre voie de sortie, on récupére justement cette demi-différence. Il est immédiat que si cette :~25~3 différence est nulle, les signaux étant égaux, toute la puissance est disponible sur une seule sortie et rien n'est distribué sur l'autre. Or, dans l'application évoquée l'égalité n'est jamais atteinte: le signal récupéré n'est jamais qu'une fraction du signal d'alimentation. Et pour faire fonctionner un accélérateur correctement en récupé-ration il est nécessaire d'additionner avec exactitude le signal d'alimentation et le signal récupéré. L'invention permet d'atteindre ce resultat.
L'invention a pour objet un dispositif de combinaison de deux signaux alternatifs de même fréquence caractérisé en ce qu'il comporte succesivement:
- un premier déphaseur réglable pour déphaser le premier de ces signaux par rapport au deuxième, -un premier moyen de combinaison muni de deux entrées, pour recevoir les deux premiers signaux, et de deux sorties pour délivrer un troisième et un quatrième signal, -un deuxième déphaseur réglable pour déphaser le troisième signal par rapport au quatrième signal, -et un deuxième moyen de combinaison munis de deux entrées, pour recevoir le troisième et le quatrième si~nal, et de deux sorties pour délivrer un cinquième et un sixième signal, ce cinquième et ce sixième signal étant une combinaison des deux premiers signaux selon un mode qui dépend des réglages des déphaseurs ré~lables.
L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit et à l'examen des figures qui l'accompagnent. Elles ne sont données qu'à titre indicatif et nullement limitatif de l'invention.Sur les fig-~res les mêmes repères désignent les mêmes éléments. Elles montrent:
- figure 1: une représentation schématique du dispositif de I'invention dans une application particulière:
- figures 2a et 2b: des diagrammes vectoriels montrant la combinaison des signaux entre le premier et le deuxième moyen de combinaison;
-figures :3a et 3b des diagrammes de réglage du deuxième ~2579~3 déphaseur;
-figure 4: la représentation d'un exemple particulier de réali-sation du dispositif de l'invention.
La figure I montre en hyperfréquence un dispositif de combi-naison conforme à l'invention. Il comporte un premier déphaseur D3 pour déphaser un premier signal disponible sur une connexion I par rapport à un deuxième signal disponible sur une connexion 2. Ces deux signaux, une fois le déphasage imposé, sont introduits sur deux entrées d'un premier moyen de combinaison: ici un té magique T, dit encore té hybride. Ces deux signaux sont introduits sur les entrées orthogonales Tlet T3 du té. Ils en ressortent par les entrées opposées T2 et T4.Les signaux disponibles aux sorties T2 et T4 sont introduits sur les entrées d'un deuxième déphaseur D2 -D4 dont ils sortent pour venir attaquer deux entrées d'un deuxième moyen de combinaison C. Le moyen C est ici un coupleur directif. Les troisième et quatrième signaux provenant du déphaseur D2 ~ D4 sont introduits sur des entrée Cl et C3 du coupleur C. Ils en ressortent combinés aux sorties C2 et C4. Dans l'application particulière envisagée le signal disponible en C2 est la somme des signaux disponibles sur les connexions 1 et 2, le signal disponible en C4 étant nul. Le signal de la sortie C2 peut être introduit sur une entrée 3 d'excitation hyperfréquence d'un accélérateur linéaire 4. Cet accé-lérateur linéaire émet, par exemple, un rayonnement X5. Cet accélérateur linéaire comporte des moyens de récupération 6 pour récupérer la partie du signal hyperfréquence, introduit en 3, et qui n'est pas absorbé pour produire le rayonnement 5. Le signal dispo-nible sur la connexion 1 est justement le si~nal prélevé par les moyens de récupération 6. Quand le dispositif est correctement réglé, un indicateur 7 branché à la sortie C4 montre que cette sortie ne distribue aucune énérgie (indication zéro) en conséquence toute I'énérgie provenant des connexions I et 2 se retrouve appliquée à
l'entrée 3 de l'accélérateur 4.
Le fonctionnement du dispositif de l'invention est décrit maintenant avec l'aide des figures 2a et 2b. Dans ces figures pour ~2579~3 simplifier l'explication on a confondu les noms des signaux avec les entrées et sorties des moyens de combinaison auxquels ils se réfèrent. Ces figures montrent des diagrammes vectoriels où, conventionellement, on a éliminé les composantes de phases dues au mouvement alternatif des signaux. Les repères sont donc des repères mobiles tournant à la fréquence des deux signaux. Considérons un signal T3 introduit sur l'entrée T3 du té T. Ce signal se retrouve, d'une manière connue, aux sorties T4 et T2 en opposition de phase.
Le signal T2 etant en phase avec le signal T3. Pour simplifier I'explication le deuxième déphaseur D2 ~ D4 est un déphaseur symétrique. Le déphasage appliqué à une onde d'un c8té est appliqué
en sens inverse à l'autre onde de l'autre c8té. Ainsi le signal T2est déphasé de moins ~p pour devenir Cl.De la même façon T4 est déphasé de plus ~ppour donner C3.
Considérons maintenant la contribution d'un signal Cl admis sur l'entrée Cl du coupleur C aux signaux disponibles aux sorties C4 et C2. Ces contributions C41 et C21 sont respectivement en phase et en quadrature de phase avec Cl. Les composantes aux sorties C2 et C4 dues au signal introduit sur l'entrée C3 sont C22 et C42, respectivement en phase et en quadrature de phase avec C3. En définitive du signal T3 admis sur l'entrée T3 il resulte un signal C4, composé de C41 et C42, et un signal C2 composé de C21 et C22.
Une rapide vérification permet de remarquer que C4 et C2 sont mutuellement en opposition de phase, que leur phase par rapport à
T3, qui vaut - 1r/4, 311-/4,est indépendante de ~, et que, par contre, les amplitudes de ces signaux sont dépendantes de ~.
La figure 2b montre un cheminement du même ordre pour les composantes d'un signal Tl introduit sur l'entrée T1 du té T. Les sorties opposées T2 et T4 délivrent maintenant des signaux T'2 et T'4 en phase avec Tl. Une fois passé au travers du deuxième déphaseur D2 ~ D4 ces signaux deviennent C'1 C'3 déphasés res-pectivement de moins et plus ~. Le signal C'l contribue à un signal C'4 sous la forme d'une composante C43 en phase avec C'l et à un signal C'2 sous la forme d'une composante C23 en quadrature de ~L2~ 3 phase avec C'l. De la même façon C'3 contribue aux signaux C'4 et C'2 par deux composantes, respectivement C44 et C24, en qua-drature et en phase avec C'3. La composition géométrique de ces composantes nous indique que les composantes C'4 et C'2 sont en phase l'une avec l'autre, déphasées indépendamment de ~ par rapport à Tl (lr/4), et ont des amplitudes qui dépendent de ~D.
Si on admet des signaux Tl et T3 simultanément sur les entrées Tl et T3 du té T, ont peut affirmer que la répartition des puissances sur les sorties C2 et C4 dépend de ~. En particulier dans un exemple si q~ /4, ont peut verifier que toute la puissance sort en C2 ou en C4 selon que l'on entre en Tl ou T3. Cet état de chose est représenté sur les figures 3a et 3b. Sur la figure 3a, quand t~= -~/4, et que l'on entre seulement Tl sur l'entrée Tl, le signal C4 vaut Tl. Toujours sans rien mettre sur T3, mais en faisant varier ~
(courbe 8) on peut faire décroftre C4 jusqu'à zéro quand ~p = +~/4.
Le signal disponible en C4 varie d'une façon similaire quand le signal T3 est admis seul sur l'entrée T3 du té T (courbe 9). Si Tl et T3 sont appliqués simultanément, la sortie C4 évolue selon la courbe 10 quand ~9 varie. Il est intéressant de noter, que quelque soit la différence de niveau entre Tl et T3, il existe un déphasage9~1 compris entre - lr/4 et +11 /4 pour lequel les contribu~ions de ces signaux dans le signal C4 sont égales. La figure 3b montre d'une manière correspondante ce qui se passe, dans les mêmes conditions pour C2. Pour ~P = ~2 la composante de C2 due à Tl est égale à
celle due à T3.
Dans l'invention, dans l'application particulière envisagée, on s'arrange pour régler ~p de telle manière qu'à la sortie inutilisée, C4, du dispositif de combinaison les composantes dues à Tl et T3 soient de même amplitude. Ceci signifie, sur les figures 2a et 2b, que C4 et C'4 sont de valeurs égales. Mais ces composantes sont en quadrature de phase. On remarque alors que si on déphase Tl de llt2 par rapport à T3 au moyen du déphaseur D31la composante C'4 va se retrouver en opposition de phase avec la composante C4. Comme elles sont de même amplitude, elles se neutralisent mutuellement. Il ~257913 en résulte qu'aucune énergie n'est plus disponible sur la sortie ~4 du dispositif de combinaison: toute l'energie se trouve donc en C2 .
C'est l'addition qu'on voulait obtenir.
Le réglage du déphaseur D2- D4 (à la valeur ~91 dans I'exemple évoqué) et le réglage du déphaseur D3 sont éffectués en regardant les indications de l'indicateur 7 branché à la sortie C4. Le principe de ces réglages est simple: il consiste à régler les déphaseurs successivement, et éventuellement itérativement, de manière à réduire la puissance disponible en sortie C4. La combi-naison des signaux sur les connexions 1 et 2 est ici définie par la précision de ce réglage. Toute autre mode de combinaison est envisageable. Les procédures de réglage doivent être adaptées en conséquence. Il est à remarquer que le phénomène de combinaison est un phénomène linéaire.Aussi dans l'application évoquée, le réglage des déphaseurs est d'abord entrepris à faible puissance sur la connexion 2.
La dualité d'emploi du té magique et du coupleur directif est évidente. En effet chacun d'eux s'utilise avec des contraintes de phases spécifiques: signaux admis en phase dans un cas et en opposition de phase dans l'autre. Or la présence du déphaseur D3 et du déphaseur D2 -D4 permet de modifier la phase des signaux introduits. En conséquence on peut montrer que l'invention fonc-tionne également quand le premier moyen de combinaison est le coupleur directif et quand le second est le té magique. Dans tous les cas les combinaisons de signaux peuvent être obtenueS~ Pour chacune de ces solutions, il convient de tracer des diagrammes vectoriels correspondant aux figures 2a et 2b de manière à en déduire des remarques équivalentes concernant les phases et ampli-tudes des signaux disponibles aux sorties du deuxième moyen de combinaison en fonction des phases et amplitudes des signaux introduits sur les entrées du premier moyen de combinaison.
La figure 4 montre un exemple industriel de réalisation d'un dispositif selon l'invention. On y distingue en particulier un premier déphaseur D3~un té magique T, un deuxième déphaseur D2 ~ D4 et un ~2S7913 coupleur directif C. Ces differents élements sont raccordés entre eux avec des pattes de fixation telles que 11 à 13. Dans cette réalisation le déphaseur D2-D4 n'est pas un déphaseur symétrique.
Le déphaseur symétrique qui avait été choisi précédemment se justifiait dans la mesure où il permettait de donner une explication simple, symétrique, des compositions vectorielles envisagées. Par exemple, si dans l'application précédente le réglage correspondant à
l'addition était obtenu par q~ pour le déphaseur symétrique, et par ~
pour le premier déphaseur, avec un deuxième déphaseur D2 ~ D4 non symétrique, tel que représenté, ces réglages deviennent respec-tivement: 2 ~91 et ~ + ~1 D;fférents types de déphaseurs sont envisageables, par exemple des déphaseurs à quartz. Dans ce cas rintroduction progres-sive d'un diélectrique dans le guide d'onde provoque le déphasage.
D'une manière préférée on choisit des déphaseurs dit à ferrite. Dans ce type de déphaseur, un circuit magnétique 14 possède un entrefer 15, alongé le long d'un guide d'onde qui véhicule un signal hyper-frequence à déphaser. Une ferrite 20 est placée dans le guide d'onde, dans l'entrefer du circuit magnétique. On sait en faisant passer un courant donné I dans un bobinage 16 d'excitation du circuit magné-tique, modifier le champ magnétique dans l'entrefer. Il en résulte une modification locale des conditions de propagation et donc un déphasage de l'onde qui emprunte ce chemin. En agissant sur un réglage 17 de l'intensité I d'un circuit 1~ d'alimentation du bobinage 16 ont peut modifier le déphasage appliqué par le déphaseur ainsi constitué. Le déphaseur D3 comporte également un circuit 19 alimentation réglable du courant qui excite rélectroaimant.
Enfin le dispositif décrit ci-dessus peut permettre d'obtenir un effet multiplicatif, en particulier dans un guide d'onde pour y tes~er des éléments sous forte puissance alors qu'on ne dispose que d'un générateur de faible puissance. Il suffit d'alimenter avec une puis-sance PO le guide d'onde de test au travers du dispositif de combinaison de l'invention. Une puissance Pl est en conséquence appliquée à
l'entrée du guide d'onde de test. A la sortie du guide d'onde de test ~z~n3 on prélève une fraction .Pl de la puissance Pl admise à l'entrée du guide. Cette puissance prélevée est appliquée à la deuxième entrée de combinaison du dispositif de l'invention. Ce dispositif est réglé en addition comme pour l'application aux accélérateurs nucléaires. On montre facilement que la puissance utile pour le test est alors P1 = P0/(1 -0C). En réglantOC`(~ 1) on peut multiplier P0 par la quantité voulue.
ALTERNATIFS DE MEME FREQUENCE
La présente invention a pour objet un dispositif de combinaison de deux signaux alternatifs de même fréquence . Elle a plus par$iculièrement pour objet l'addition de deux signaux dont la phase et l'amplitude sont diff érentes. Dans une application particulière I'invention est mise en oeuvre dans le domaine des hyperfréquences.
Dans un exemple des cavités résonnantes d'un accélérateur linéaire sont alimentées par un signal hyperfréquence. Le faisceau d'éléc-trons, produit par la cathode de cet accélérateur, capte l'energie hyperfréquence des cavités, s'organise, et vient percuter une cible -anode avec une énergie qui depend essentiellement de l'énergie du signal hyperfréquence capté. Le rendement de cet~e captation n'est pas total. Dans l'application évoquée le signal hyperfréquence qui n'est pas absorbé par le faisceau d'éléctrons peut alors être ré-cupéré, puis réinjecté, en venant s'additionner au signal d'alimen-tation. Avec le dispositif de l'invention cette addition est per-fectionnée.
11 est connu divers moyens pour additionner des signaux alternatifs de même fréquence. En particulier en hyperfréquence le té magique et le coupleur directif remplissent bien ce r81e, dans la mesure où les signaux à additionner sont présentés correctement en phase et en amplitude. Les contraintes de phases sont telles que le té magique additionne bien des si~naux présentés en phase alors que le coupleur directif, dit aussi à 3 dB, additionne bien des signaux présentés en quadrature de phase. En ce qui concerne les amplitudes il est nécessaire, dans un cas comme dans l'autre, qu'elles soient égales pour les deux signaux à additionner. Si ce n'est pas le cas, on peut montrer qu'avec n'importe lequel de ces systèmes, les con-traintes de phase étant satisfaites, on récupère sur une voie de sortie la somme des signaux admis en entrée diminuée de la demi-différence de ces signaux. Sur l'autre voie de sortie, on récupére justement cette demi-différence. Il est immédiat que si cette :~25~3 différence est nulle, les signaux étant égaux, toute la puissance est disponible sur une seule sortie et rien n'est distribué sur l'autre. Or, dans l'application évoquée l'égalité n'est jamais atteinte: le signal récupéré n'est jamais qu'une fraction du signal d'alimentation. Et pour faire fonctionner un accélérateur correctement en récupé-ration il est nécessaire d'additionner avec exactitude le signal d'alimentation et le signal récupéré. L'invention permet d'atteindre ce resultat.
L'invention a pour objet un dispositif de combinaison de deux signaux alternatifs de même fréquence caractérisé en ce qu'il comporte succesivement:
- un premier déphaseur réglable pour déphaser le premier de ces signaux par rapport au deuxième, -un premier moyen de combinaison muni de deux entrées, pour recevoir les deux premiers signaux, et de deux sorties pour délivrer un troisième et un quatrième signal, -un deuxième déphaseur réglable pour déphaser le troisième signal par rapport au quatrième signal, -et un deuxième moyen de combinaison munis de deux entrées, pour recevoir le troisième et le quatrième si~nal, et de deux sorties pour délivrer un cinquième et un sixième signal, ce cinquième et ce sixième signal étant une combinaison des deux premiers signaux selon un mode qui dépend des réglages des déphaseurs ré~lables.
L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit et à l'examen des figures qui l'accompagnent. Elles ne sont données qu'à titre indicatif et nullement limitatif de l'invention.Sur les fig-~res les mêmes repères désignent les mêmes éléments. Elles montrent:
- figure 1: une représentation schématique du dispositif de I'invention dans une application particulière:
- figures 2a et 2b: des diagrammes vectoriels montrant la combinaison des signaux entre le premier et le deuxième moyen de combinaison;
-figures :3a et 3b des diagrammes de réglage du deuxième ~2579~3 déphaseur;
-figure 4: la représentation d'un exemple particulier de réali-sation du dispositif de l'invention.
La figure I montre en hyperfréquence un dispositif de combi-naison conforme à l'invention. Il comporte un premier déphaseur D3 pour déphaser un premier signal disponible sur une connexion I par rapport à un deuxième signal disponible sur une connexion 2. Ces deux signaux, une fois le déphasage imposé, sont introduits sur deux entrées d'un premier moyen de combinaison: ici un té magique T, dit encore té hybride. Ces deux signaux sont introduits sur les entrées orthogonales Tlet T3 du té. Ils en ressortent par les entrées opposées T2 et T4.Les signaux disponibles aux sorties T2 et T4 sont introduits sur les entrées d'un deuxième déphaseur D2 -D4 dont ils sortent pour venir attaquer deux entrées d'un deuxième moyen de combinaison C. Le moyen C est ici un coupleur directif. Les troisième et quatrième signaux provenant du déphaseur D2 ~ D4 sont introduits sur des entrée Cl et C3 du coupleur C. Ils en ressortent combinés aux sorties C2 et C4. Dans l'application particulière envisagée le signal disponible en C2 est la somme des signaux disponibles sur les connexions 1 et 2, le signal disponible en C4 étant nul. Le signal de la sortie C2 peut être introduit sur une entrée 3 d'excitation hyperfréquence d'un accélérateur linéaire 4. Cet accé-lérateur linéaire émet, par exemple, un rayonnement X5. Cet accélérateur linéaire comporte des moyens de récupération 6 pour récupérer la partie du signal hyperfréquence, introduit en 3, et qui n'est pas absorbé pour produire le rayonnement 5. Le signal dispo-nible sur la connexion 1 est justement le si~nal prélevé par les moyens de récupération 6. Quand le dispositif est correctement réglé, un indicateur 7 branché à la sortie C4 montre que cette sortie ne distribue aucune énérgie (indication zéro) en conséquence toute I'énérgie provenant des connexions I et 2 se retrouve appliquée à
l'entrée 3 de l'accélérateur 4.
Le fonctionnement du dispositif de l'invention est décrit maintenant avec l'aide des figures 2a et 2b. Dans ces figures pour ~2579~3 simplifier l'explication on a confondu les noms des signaux avec les entrées et sorties des moyens de combinaison auxquels ils se réfèrent. Ces figures montrent des diagrammes vectoriels où, conventionellement, on a éliminé les composantes de phases dues au mouvement alternatif des signaux. Les repères sont donc des repères mobiles tournant à la fréquence des deux signaux. Considérons un signal T3 introduit sur l'entrée T3 du té T. Ce signal se retrouve, d'une manière connue, aux sorties T4 et T2 en opposition de phase.
Le signal T2 etant en phase avec le signal T3. Pour simplifier I'explication le deuxième déphaseur D2 ~ D4 est un déphaseur symétrique. Le déphasage appliqué à une onde d'un c8té est appliqué
en sens inverse à l'autre onde de l'autre c8té. Ainsi le signal T2est déphasé de moins ~p pour devenir Cl.De la même façon T4 est déphasé de plus ~ppour donner C3.
Considérons maintenant la contribution d'un signal Cl admis sur l'entrée Cl du coupleur C aux signaux disponibles aux sorties C4 et C2. Ces contributions C41 et C21 sont respectivement en phase et en quadrature de phase avec Cl. Les composantes aux sorties C2 et C4 dues au signal introduit sur l'entrée C3 sont C22 et C42, respectivement en phase et en quadrature de phase avec C3. En définitive du signal T3 admis sur l'entrée T3 il resulte un signal C4, composé de C41 et C42, et un signal C2 composé de C21 et C22.
Une rapide vérification permet de remarquer que C4 et C2 sont mutuellement en opposition de phase, que leur phase par rapport à
T3, qui vaut - 1r/4, 311-/4,est indépendante de ~, et que, par contre, les amplitudes de ces signaux sont dépendantes de ~.
La figure 2b montre un cheminement du même ordre pour les composantes d'un signal Tl introduit sur l'entrée T1 du té T. Les sorties opposées T2 et T4 délivrent maintenant des signaux T'2 et T'4 en phase avec Tl. Une fois passé au travers du deuxième déphaseur D2 ~ D4 ces signaux deviennent C'1 C'3 déphasés res-pectivement de moins et plus ~. Le signal C'l contribue à un signal C'4 sous la forme d'une composante C43 en phase avec C'l et à un signal C'2 sous la forme d'une composante C23 en quadrature de ~L2~ 3 phase avec C'l. De la même façon C'3 contribue aux signaux C'4 et C'2 par deux composantes, respectivement C44 et C24, en qua-drature et en phase avec C'3. La composition géométrique de ces composantes nous indique que les composantes C'4 et C'2 sont en phase l'une avec l'autre, déphasées indépendamment de ~ par rapport à Tl (lr/4), et ont des amplitudes qui dépendent de ~D.
Si on admet des signaux Tl et T3 simultanément sur les entrées Tl et T3 du té T, ont peut affirmer que la répartition des puissances sur les sorties C2 et C4 dépend de ~. En particulier dans un exemple si q~ /4, ont peut verifier que toute la puissance sort en C2 ou en C4 selon que l'on entre en Tl ou T3. Cet état de chose est représenté sur les figures 3a et 3b. Sur la figure 3a, quand t~= -~/4, et que l'on entre seulement Tl sur l'entrée Tl, le signal C4 vaut Tl. Toujours sans rien mettre sur T3, mais en faisant varier ~
(courbe 8) on peut faire décroftre C4 jusqu'à zéro quand ~p = +~/4.
Le signal disponible en C4 varie d'une façon similaire quand le signal T3 est admis seul sur l'entrée T3 du té T (courbe 9). Si Tl et T3 sont appliqués simultanément, la sortie C4 évolue selon la courbe 10 quand ~9 varie. Il est intéressant de noter, que quelque soit la différence de niveau entre Tl et T3, il existe un déphasage9~1 compris entre - lr/4 et +11 /4 pour lequel les contribu~ions de ces signaux dans le signal C4 sont égales. La figure 3b montre d'une manière correspondante ce qui se passe, dans les mêmes conditions pour C2. Pour ~P = ~2 la composante de C2 due à Tl est égale à
celle due à T3.
Dans l'invention, dans l'application particulière envisagée, on s'arrange pour régler ~p de telle manière qu'à la sortie inutilisée, C4, du dispositif de combinaison les composantes dues à Tl et T3 soient de même amplitude. Ceci signifie, sur les figures 2a et 2b, que C4 et C'4 sont de valeurs égales. Mais ces composantes sont en quadrature de phase. On remarque alors que si on déphase Tl de llt2 par rapport à T3 au moyen du déphaseur D31la composante C'4 va se retrouver en opposition de phase avec la composante C4. Comme elles sont de même amplitude, elles se neutralisent mutuellement. Il ~257913 en résulte qu'aucune énergie n'est plus disponible sur la sortie ~4 du dispositif de combinaison: toute l'energie se trouve donc en C2 .
C'est l'addition qu'on voulait obtenir.
Le réglage du déphaseur D2- D4 (à la valeur ~91 dans I'exemple évoqué) et le réglage du déphaseur D3 sont éffectués en regardant les indications de l'indicateur 7 branché à la sortie C4. Le principe de ces réglages est simple: il consiste à régler les déphaseurs successivement, et éventuellement itérativement, de manière à réduire la puissance disponible en sortie C4. La combi-naison des signaux sur les connexions 1 et 2 est ici définie par la précision de ce réglage. Toute autre mode de combinaison est envisageable. Les procédures de réglage doivent être adaptées en conséquence. Il est à remarquer que le phénomène de combinaison est un phénomène linéaire.Aussi dans l'application évoquée, le réglage des déphaseurs est d'abord entrepris à faible puissance sur la connexion 2.
La dualité d'emploi du té magique et du coupleur directif est évidente. En effet chacun d'eux s'utilise avec des contraintes de phases spécifiques: signaux admis en phase dans un cas et en opposition de phase dans l'autre. Or la présence du déphaseur D3 et du déphaseur D2 -D4 permet de modifier la phase des signaux introduits. En conséquence on peut montrer que l'invention fonc-tionne également quand le premier moyen de combinaison est le coupleur directif et quand le second est le té magique. Dans tous les cas les combinaisons de signaux peuvent être obtenueS~ Pour chacune de ces solutions, il convient de tracer des diagrammes vectoriels correspondant aux figures 2a et 2b de manière à en déduire des remarques équivalentes concernant les phases et ampli-tudes des signaux disponibles aux sorties du deuxième moyen de combinaison en fonction des phases et amplitudes des signaux introduits sur les entrées du premier moyen de combinaison.
La figure 4 montre un exemple industriel de réalisation d'un dispositif selon l'invention. On y distingue en particulier un premier déphaseur D3~un té magique T, un deuxième déphaseur D2 ~ D4 et un ~2S7913 coupleur directif C. Ces differents élements sont raccordés entre eux avec des pattes de fixation telles que 11 à 13. Dans cette réalisation le déphaseur D2-D4 n'est pas un déphaseur symétrique.
Le déphaseur symétrique qui avait été choisi précédemment se justifiait dans la mesure où il permettait de donner une explication simple, symétrique, des compositions vectorielles envisagées. Par exemple, si dans l'application précédente le réglage correspondant à
l'addition était obtenu par q~ pour le déphaseur symétrique, et par ~
pour le premier déphaseur, avec un deuxième déphaseur D2 ~ D4 non symétrique, tel que représenté, ces réglages deviennent respec-tivement: 2 ~91 et ~ + ~1 D;fférents types de déphaseurs sont envisageables, par exemple des déphaseurs à quartz. Dans ce cas rintroduction progres-sive d'un diélectrique dans le guide d'onde provoque le déphasage.
D'une manière préférée on choisit des déphaseurs dit à ferrite. Dans ce type de déphaseur, un circuit magnétique 14 possède un entrefer 15, alongé le long d'un guide d'onde qui véhicule un signal hyper-frequence à déphaser. Une ferrite 20 est placée dans le guide d'onde, dans l'entrefer du circuit magnétique. On sait en faisant passer un courant donné I dans un bobinage 16 d'excitation du circuit magné-tique, modifier le champ magnétique dans l'entrefer. Il en résulte une modification locale des conditions de propagation et donc un déphasage de l'onde qui emprunte ce chemin. En agissant sur un réglage 17 de l'intensité I d'un circuit 1~ d'alimentation du bobinage 16 ont peut modifier le déphasage appliqué par le déphaseur ainsi constitué. Le déphaseur D3 comporte également un circuit 19 alimentation réglable du courant qui excite rélectroaimant.
Enfin le dispositif décrit ci-dessus peut permettre d'obtenir un effet multiplicatif, en particulier dans un guide d'onde pour y tes~er des éléments sous forte puissance alors qu'on ne dispose que d'un générateur de faible puissance. Il suffit d'alimenter avec une puis-sance PO le guide d'onde de test au travers du dispositif de combinaison de l'invention. Une puissance Pl est en conséquence appliquée à
l'entrée du guide d'onde de test. A la sortie du guide d'onde de test ~z~n3 on prélève une fraction .Pl de la puissance Pl admise à l'entrée du guide. Cette puissance prélevée est appliquée à la deuxième entrée de combinaison du dispositif de l'invention. Ce dispositif est réglé en addition comme pour l'application aux accélérateurs nucléaires. On montre facilement que la puissance utile pour le test est alors P1 = P0/(1 -0C). En réglantOC`(~ 1) on peut multiplier P0 par la quantité voulue.
Claims (6)
1 - Dispositif de combinaison de deux signaux alternatifs de même fréquence caractérisé en ce qu'il comporte successivement:
- un premier déphaseur réglable pour déphaser continuement le premier de ces signaux par rapport au deuxième, - un premier moyen de combinaison muni de deux entrées, pour recevoir les deux premiers signaux, et de deux sorties pour délivrer un troisième et un quatrième signal, - un deuxième déphaseur réglable pour déphaser le troisième signal par rapport au quatrième signal, - et un deuxième moyen de combinaison muni de deux entrées, pour recevoir le troisième et le quatrième signal, et de deux sorties pour délivrer un cinquième et un sixième signal, ce cinquième et ce sixième signal étant des combinaisons des deux premiers signaux selon un mode qui dépend des réglages des deux déphaseurs réglables.
- un premier déphaseur réglable pour déphaser continuement le premier de ces signaux par rapport au deuxième, - un premier moyen de combinaison muni de deux entrées, pour recevoir les deux premiers signaux, et de deux sorties pour délivrer un troisième et un quatrième signal, - un deuxième déphaseur réglable pour déphaser le troisième signal par rapport au quatrième signal, - et un deuxième moyen de combinaison muni de deux entrées, pour recevoir le troisième et le quatrième signal, et de deux sorties pour délivrer un cinquième et un sixième signal, ce cinquième et ce sixième signal étant des combinaisons des deux premiers signaux selon un mode qui dépend des réglages des deux déphaseurs réglables.
2 - Dispositif selon la revendication no. 1 caractérisé en ce que la combinaison est une addition en puissance, le premier moyen de combinaison étant un té magique, et le deuxième moyen de combinaison étant un coupleur directif, un des signaux de sortie du coupleur représentant la somme des deux premiers signaux, l'autre signal de sortie du coupleur étant nul.
3 - Dispositif selon la revendication no. 1 caractérisé en ce que les déphaseurs sont des déphaseurs à ferrite.
4 - Dispositif selon la revendication no. 1 ou la revendication no. 2 caractérisé en ce que les déphaseurs sont des déphaseurs à quartz.
5 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3 caractérisé en ce que le deuxième déphaseur est un déphaseur symétrique pour déphaser symétriquement le troisième et le quatrième signal.
6 - Utilisation du dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3 dans un accélérateur linéaire pour injecter à l'entrée de cet accélérateur un signal électromagnétique correspondant à la somme d'un signal d'alimentation et d'un signal de récupération.
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