CA1293564C - Tete hyperfrequence d'emission-reception duplexees a polarisations orthogonales - Google Patents
Tete hyperfrequence d'emission-reception duplexees a polarisations orthogonalesInfo
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- CA1293564C CA1293564C CA000569757A CA569757A CA1293564C CA 1293564 C CA1293564 C CA 1293564C CA 000569757 A CA000569757 A CA 000569757A CA 569757 A CA569757 A CA 569757A CA 1293564 C CA1293564 C CA 1293564C
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- H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
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- H01P1/16—Auxiliary devices for mode selection, e.g. mode suppression or mode promotion; for mode conversion
- H01P1/161—Auxiliary devices for mode selection, e.g. mode suppression or mode promotion; for mode conversion sustaining two independent orthogonal modes, e.g. orthomode transducer
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Abstract
PRECIS DE LA DIVULGATION:
Tête hyperfréquence d'émission-réception duplexée à polarisations orthogonales, qui comprend un boîtier allongé muni à une extrémité d'un alésage longitudinal formant un premier guide d'onde, et d'un alésage transversal formant un second guide débouchant dans le premier guide.
Une antenne de réception plonge dans le premier guide, en un endroit situé entre l'extrémité interne de ce premier guide et l'endroit où débouche le deuxième guide. Une antenne d'émission plonge dans le second guide à son extrémité
libre, chacune de ces antennes étant reliée respectivement à
un accès coaxial, une plaque métallique étant disposée longitudinalement dans le premier guide entre deux plans transversaux contenant les deux antennes. L'invention trouve une application dans le domaine des antennes hyperfréquences.
Tête hyperfréquence d'émission-réception duplexée à polarisations orthogonales, qui comprend un boîtier allongé muni à une extrémité d'un alésage longitudinal formant un premier guide d'onde, et d'un alésage transversal formant un second guide débouchant dans le premier guide.
Une antenne de réception plonge dans le premier guide, en un endroit situé entre l'extrémité interne de ce premier guide et l'endroit où débouche le deuxième guide. Une antenne d'émission plonge dans le second guide à son extrémité
libre, chacune de ces antennes étant reliée respectivement à
un accès coaxial, une plaque métallique étant disposée longitudinalement dans le premier guide entre deux plans transversaux contenant les deux antennes. L'invention trouve une application dans le domaine des antennes hyperfréquences.
Description
1~:935fi4 Tête hyperfréquence d'émission-réception duplexées à polarisations orthogonales.
L'invention concerne une tête hyperfréquence d'émission-récep-tion duplexées à polarisations orthogonales.
L'utilisation des duplexeurs est actuellement généralisée dans tous les systèmes de liaison par voie hertzienne. Dans leur grande ma~orité, ils utili~ent des accès en guide d'onde 3ur les deux polarités, ou sn coaxial sur des cornets re¢tangulaires ou carrés. Ils sont généralement ~asés sur le principe qu'un guide d'onde surdimensionné peut propager deux ondes (cas du gulde TE 11 circulaire ou carré) à polarisations orthogonales.
La séparation de~ champs électromagnétiques est obtenue par un erfet de fi}trage de mode (par exemple à l'aide d'une plaque de découplage qui porte sous la coupure un des types de propagations) et de combinaison des longueurs de guide.
En principe, un duplexeur de bonne qualité assure un découplage de 40 à 50 dB entre les accès et nécessite d'être réali~é en guide d'onde sur tous ses acCès, oe qui préserve la distributlon des champs électromagnétiques. Ce prlnclpe est tou~ours retenu pour sa plus grande ridélité de reproduction et sa meilleure symétrie.
Dans la compétition lnternatlonale actuelle, les systèmes de transmission de données font appel aux retransmissions par ~atellite qui fonctionnent en liaison avec de mini-stations terrien-nes économi-ques. Les retransmissions TV par ce système semblent promises à
un grand essor.
L'évolution des techniques, par exemple de :
- réalisation de circuits monolitiques en silicium (Si) ou en arséniure de gallium (As Ga) ;
- cablage automatique de circuits en technologie de report de compo-sants en surface (type CMS) ;
- conception de circuits assistée par ordinateur ;
permet des réalisations bon marohé, à grande échelle, de circuits HPA (High power amplifier), LNA (Low noise amplifier) ou LNC
'~
lZ93564 (low noise converter) à semi-conducteurs fiables.
La compétition est, dans ce cas, reportée sur l'environnement mécanique et fait appel aux bo$tiers moulés ainsi qu'aux technolo-gies hydrides ou composites.
Un brevet d'invention français publié sous le numéro 2 502 405 décrit un système de réception de signaux hyperfréquences à polarisa-tions orthogonales linéaires comprenant essentiellement, a la suite d'un réflecteur parabolique, un cornet de réception, un filtre passe-bande, un séparateur de modes et un bo$tier contenant des circuits électroniques d'amplificatlon et de conversion de fréquence.
Le cornet et le filtre sont réalisés en guide d'onde et sont, avec le séparateur de modes et le bo$tier, porté~ par un même support constitué de deux demi-coquilles symétrique~ par rapport à leur plan longltudinal d'assemblage et pouvant être fabriquées par un procédé industriel courant tel que, notamment, moulage ou in~eotion de métal ou de matière plastlque ultérieure-ment métallisée.
Mais dans un tel système, la lialson entre la partle en guide d'onde et les clrcults électronlques est assurée paF la subdivislon du séparateur en deux guldes d'ondes de sections droites rectangu-laires orthogonales ; ces deux guides étant couplés respectivement à deux plaquettes de support de ces cirCuits-Une telle réalisation ne permet pas une intégration poussée, du fait de l'existence de problèmes de déformation des champs par couplage entre les signaux hyperfréquences à polarisations orthogo-nales.
L'invention a pour ob~et de pallier à ces inconvénients.
L'invention propo~e à cet effet une tête hyperfréquence d'émis-sion-réception duplexée à polarisations orhogonales, comprenant un bo$tier allongé muni à une extrémité d'un alésage longitudinal formant un premier guide d'onde, et d'un alésage transversal formant un second guide débouchant dans le premier guide, et une antenne qui plonge dans le premier guide, caractérisée en ce que cette antenne est une antenne de réception qui plonge dans le premier guide, en un endroit situé entre l'extrémité interne de ce premier guide et l'endroit où débouche le deuxième guide, et en ce qu'une antenne d'émission plonge dans le second guide à son extrémité
llbre, chacune de ce~ antennes étant reliée respectivement à un accès coaxlal, une plaque métallique étant disposée longitudinalement dans le premier guide entre deux plans transversaux contenant leq deux antennes.
Avantageusement une telle tête permet une intégration oomposite guide-coaxial. En mélangeant ces deux techniques on obtient une grande simplification de réalisation.
Plus particulièrement l'invention propose une tête hyperfréquen-ce comprenant un boItier de forme cylindrique ou semi-cylindrique formé d'ailettes concentriques, servant de radiateur, qui ont été
usinées à une première extrémité de ce bo~tier pour former trois méplats, les deux premiers, en dessus et au dessous, étant parallèles et le troisième leur étant perpendiculaire. Ces trois méplats sont creusés respectivement chacun d'une cavité o~longue destinées à
contenlr chacune un circult. La troi~ième cavité est reliée aux deux autres par un succession d'ori~lces parallèles destinés à
contenir des rils de llalsons entre les dlfférents clrcults. Ces trois cavités communlquent respectivement avec la premlère extrémlté
du boItier grâce à trois oririces. La première et la seconde cavité
disposées de part et d'autre de cet alésage longitudinal communiquent avec celul-cl par l'lntermédiaire respectivement d'un premier alésage transversal de forme cylindrique et d'un second alésage transversal qui forme le second guide.
Une telle t8te présente de nombreuses caractéristiques mécaniques avantageuses :
- boItier unique moulable sous pression ;
- accessibilité aux fonctions d'amplification et d'alimenta-tion par les cavités ;
- faible encombrement (utilisation au foyer d'une antenne)0 Elle présente, également de nombreuses caractéristiques élec-triques avantageuses :
- découplage émission/réception supérieur à 45 dB ;
- sur les CirCUits LNA (low noise amplifier) et LNC (low noise converter), une température de bruit d'entrée inférieure à 150 K avec les nouveaux transistors HEMT (High electron mobility translstor) et trois étage~ d'amplification ;
- sur le HPA (Hlgh power amplifier) une puissanoe effective de 1 et 2 watt.
Elle présente, enfin, des caractéristique~ thermiques avanta-geuses :
- évacuation des calories dissipées par oonvexion naturelle sur le corps à ailettes et par aonduotion sur le support d'excitation ou "bracon" porteur.
Les caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront d'ailleurs de la description qui va suivre, à titre d'exemple non limitatif, en référence aux figures annexées sur lesquelles :
- les figures 1, 2, 3, 4 et 5 montrent respectivement . une vue de face ;
. une de vue de profil selon la flèche II de la figure 1 ;
. une vue en coupe selon III-III de la flgure 1 ;
. une vue de des~U~ ;
. une vue de dessous, du bo~tier de la tête hyperfréquence de l'inventlon.
- la figure 6 est une vue en coupe de la tête hyperfréquence de }'lnvention selon un plan vertical VI-VI de la figure 7 ;
- la figure 7 est une vue en coupe transversale de la tête hyperfréquence de l'invention selon VII-VII de la figure 6.
La tête hyperfréquence selon l'invention comprend un boitier illustré aux figures 1 à 5.
Ce bo~tier 10 de forme cylindrique ou semi-cylindrlque est formé d'ailettes 11 concentriques, servant de radiateur, qui ont été usinées à une première extrémité 12 du boItier 10 pour former trois mépiats, les deux prsmiers 13, 14 au dessus et en dessous étant parallèles et le troisième 15 leur étant perpendiculaire.
Ces trois méplats 13, 14, 15 ~ont creusés respeativement chacun d~une cavité oblongue 16, 17, 18.
Ces trois méplats comportent chacun des trous 19 permettant la fixation sur chacun d'eux d'un couvercle plan.
Les trols cavités 16, 17, 18 comportent elleq aussi des trous 20 lZ93S64 permettant la fixation dans chacune d'elle~ d'un cir-cuit.
La troisième cavité 18 est reliée aux deux autre~ par une succession d'orifices 21 parallèles, destinés à contenir des fils de liaisons entre les différents circuits.
Ces trois cavités 16, 17, lô communiquent re~pectivement avec la première extrémité 12 du bo~tier 10 grâce à trois orifi-ce3 22, 23 et 24.
Un alésage cylindrique longitudinal 25 est usiné dans ce bo$tier pour déboucher a la seconde extrémité 26 de celui-ci de manière à former un premier guide en mode TE 11.
La première (16) et la seconde (17) cavité disposées de part et d'autre de cet alésage 25 communiquent avec celui-ci par l'intermé-diaire respectivement d'un premier alésage transver-sal 27 de forme cylindrique et d'un second alésage 28 transversal de forme rectangulaire, partiellement refermé du côté du premier alésage longitudinal par un iris 29, de manière à former un guide rectangu-laire en mode TE 10 a compensatlon par lrls.
Une plaque de polarisation 31 coupe la premlère cavlté dans un plan médlan dans le sens longitudinal et elle est située entre le premler t 27) et le second ( 28) alésage transversal. Cette plaque permet de court-circuiter celui des champs électriques qui lui est parallèle.
La tête selon l'invention est représentée aux figures 6 et 7, une fois montée.
Les trois cavités 16, 17 et 18 sont respectivement fermées, pour former des enceintes de blindage électro-magnétiques, par trois couvercles plans 35, 36 et 37 qui reposent sur les trois méplats 13, 14 et 15.
Dar,~ chacune de ¢es cavités sont disposés respectivement:
- un circuit de réception 38 dans la première cavité 16 - un circuit d'émlssion 39 dans la seconde cavité 17;
- un circuit d'alimentation 40 des deux autres circuit3 37 et 38 dans la troi3ième cavité 18.
Chacun de ces trois circuits est relié a une fiche fixée dans l'un des orifices 22, 23 et 24, les deux premièrea étant des fiches coaxiales 41 et 42, la troi~ième n'apparai~sant pas sur les figures.
Le cirouit de réception 38, par exemple de type LNC ("Low noise converter"), est un circuit d'amplification du signal réception 5 comprenant une antenne 44 qui traverse le premier alésage trans-versal 27 de manière à être disposée, quant à sa partie réception proprement dite, dan~ l'alésage longitunal 25.
Le circuit d'émission 39, par exemple de type HPA ~"high power amplifier"), est un circuit d'amplication du signal émi~sion comprenant une antenne 45 positionnée dan~ le deuxième alésage transversal 28. Ce circuit forme un obturateur dudit alésage trans-versal 28.
Le troisième cir¢uit 40 permet de polariser en courant les composants des deux autres circuits 38 et 39, notamment leurs transis-15 tors, par l'intermédiaire de fils qui passent par les orifices 21.
Sur la deuxlème extrémité de ce bo~tier 10 peut être montéeun cornet d'excitation ~ltué dan~ le prolongement de l'alésage longitudlnal 25 de manlère à compléter la tête hyperfréquence de l'invention, un tel cornet bien connu de l'homme de l'art n'étant pas représenté ~ur les figures.
Sur la face de chacun des circuits 38, 39, 40 située du côté
du boitier peut êtrs disposée une semelle métallique servant de plan de masse.
La tête hyperfréquence selon l'invention consiste donc en 25 un système composite intégré d'émis~ion et de réception à polarisations orthogonales ayant notamment les caractéristiques suivantes :
- une source dupléxée présentant un grand découplage (supérieur à 50 dB) par sa disposition composite (antenne coaxiale dans un guide cylindrique 25 en mode TE ll et guide rectangulaire 28 à
30 compensation par iris 29 en mode TE 10) ;
- un circuit 38 d'amplification réception se montant directement dans le corps de duplexeur en fonderie ; ce circuit 38 d'amplifica-tion réception étant muni d'une antenne 44 qui accède directement au guide cylindrique 25;
35 - un circuit 39 d'amplification émission se montant directement 1~3S64 ,7 dans le corps du duplexeur en fonderie ; C8 circuit 39 d'amplifica-tion émission, étant muni d'une antenne 45, formant l'obturateur du guide émission 28 et la transition guide-coaxial.
L'ensemble de la tête constitue un bloc étanche qui forme un radiateur calorifique monté à l~air libre ou en salle, au foyer d'une antenne parabolique ou off-set par l'intermédiaire d'une source circulaire bipolaire corrugée ou à piège~.
L'invention concerne la disposition composite du duplexeur associée aux circuits d'amplication émission et réception, tout en servant de radiateur à l'énergie consommée sans pertes de liaison sur l'émission et une très faible température de bruit à la réception.
Dans un exemple de réalisation la tête selon l'invention a les caractéristiques suivantes :
~ Dimensions physiques :
- longueur : 130 mm - diamètre extérleur : ~2 mm - premlère cavlté
. diamètre : 17,8 mm . profondeur : 91 mm - ouverture rectangulalre . section transversale : 19 x 9,5 mm2 . profondeur : 22 mm matériaux employés :
- le bo~tler 10 peut être uslné classiquement dans un métal, par exemple un alliage léger, ou moulé SOU9 pression puls métallisé, par exemple un époxy métallisé ;
- les clrcults peuvent être réallsés par exemple en duroid ou en verre téflon de 0,254 mm d'épaisseur disposés sur une semelle métal-lique rlgide d'épaisseur supérieure à 2 mm.
~ Performances :
Elles sont réalisées, par exemple, dans les bandes de fréquence - réception : 10,95 - 12,75 GHz - émission : 14-14, 5 GHz Il est bien entendu que la présente invention n'a été décrite et représentée qu'à titre d'exemple préférentiel et que l'on pourra lZ93564 remplacer ses éléments constituti~s par des éléménts équiva-lents sans, pour autant, sortlr du cadre de l'invention.
Ainsl l'lris 29 qui permet l'adaptation entre le premier guide 25 et le second guide 28 peut être remplacé par un poteau.
Ainsi l'alésage longitudinal peut être carré ou rectangulaire :
Il propage, dans ce cas aussi, un mode TE 11.
Ainsi le second guide 28 peut être carré ou rectangulaire :
il propage alors un mode TE 10, mais il peut être auQsi c~rculaire :
il propage alors un mode TE 11.
3o
L'invention concerne une tête hyperfréquence d'émission-récep-tion duplexées à polarisations orthogonales.
L'utilisation des duplexeurs est actuellement généralisée dans tous les systèmes de liaison par voie hertzienne. Dans leur grande ma~orité, ils utili~ent des accès en guide d'onde 3ur les deux polarités, ou sn coaxial sur des cornets re¢tangulaires ou carrés. Ils sont généralement ~asés sur le principe qu'un guide d'onde surdimensionné peut propager deux ondes (cas du gulde TE 11 circulaire ou carré) à polarisations orthogonales.
La séparation de~ champs électromagnétiques est obtenue par un erfet de fi}trage de mode (par exemple à l'aide d'une plaque de découplage qui porte sous la coupure un des types de propagations) et de combinaison des longueurs de guide.
En principe, un duplexeur de bonne qualité assure un découplage de 40 à 50 dB entre les accès et nécessite d'être réali~é en guide d'onde sur tous ses acCès, oe qui préserve la distributlon des champs électromagnétiques. Ce prlnclpe est tou~ours retenu pour sa plus grande ridélité de reproduction et sa meilleure symétrie.
Dans la compétition lnternatlonale actuelle, les systèmes de transmission de données font appel aux retransmissions par ~atellite qui fonctionnent en liaison avec de mini-stations terrien-nes économi-ques. Les retransmissions TV par ce système semblent promises à
un grand essor.
L'évolution des techniques, par exemple de :
- réalisation de circuits monolitiques en silicium (Si) ou en arséniure de gallium (As Ga) ;
- cablage automatique de circuits en technologie de report de compo-sants en surface (type CMS) ;
- conception de circuits assistée par ordinateur ;
permet des réalisations bon marohé, à grande échelle, de circuits HPA (High power amplifier), LNA (Low noise amplifier) ou LNC
'~
lZ93564 (low noise converter) à semi-conducteurs fiables.
La compétition est, dans ce cas, reportée sur l'environnement mécanique et fait appel aux bo$tiers moulés ainsi qu'aux technolo-gies hydrides ou composites.
Un brevet d'invention français publié sous le numéro 2 502 405 décrit un système de réception de signaux hyperfréquences à polarisa-tions orthogonales linéaires comprenant essentiellement, a la suite d'un réflecteur parabolique, un cornet de réception, un filtre passe-bande, un séparateur de modes et un bo$tier contenant des circuits électroniques d'amplificatlon et de conversion de fréquence.
Le cornet et le filtre sont réalisés en guide d'onde et sont, avec le séparateur de modes et le bo$tier, porté~ par un même support constitué de deux demi-coquilles symétrique~ par rapport à leur plan longltudinal d'assemblage et pouvant être fabriquées par un procédé industriel courant tel que, notamment, moulage ou in~eotion de métal ou de matière plastlque ultérieure-ment métallisée.
Mais dans un tel système, la lialson entre la partle en guide d'onde et les clrcults électronlques est assurée paF la subdivislon du séparateur en deux guldes d'ondes de sections droites rectangu-laires orthogonales ; ces deux guides étant couplés respectivement à deux plaquettes de support de ces cirCuits-Une telle réalisation ne permet pas une intégration poussée, du fait de l'existence de problèmes de déformation des champs par couplage entre les signaux hyperfréquences à polarisations orthogo-nales.
L'invention a pour ob~et de pallier à ces inconvénients.
L'invention propo~e à cet effet une tête hyperfréquence d'émis-sion-réception duplexée à polarisations orhogonales, comprenant un bo$tier allongé muni à une extrémité d'un alésage longitudinal formant un premier guide d'onde, et d'un alésage transversal formant un second guide débouchant dans le premier guide, et une antenne qui plonge dans le premier guide, caractérisée en ce que cette antenne est une antenne de réception qui plonge dans le premier guide, en un endroit situé entre l'extrémité interne de ce premier guide et l'endroit où débouche le deuxième guide, et en ce qu'une antenne d'émission plonge dans le second guide à son extrémité
llbre, chacune de ce~ antennes étant reliée respectivement à un accès coaxlal, une plaque métallique étant disposée longitudinalement dans le premier guide entre deux plans transversaux contenant leq deux antennes.
Avantageusement une telle tête permet une intégration oomposite guide-coaxial. En mélangeant ces deux techniques on obtient une grande simplification de réalisation.
Plus particulièrement l'invention propose une tête hyperfréquen-ce comprenant un boItier de forme cylindrique ou semi-cylindrique formé d'ailettes concentriques, servant de radiateur, qui ont été
usinées à une première extrémité de ce bo~tier pour former trois méplats, les deux premiers, en dessus et au dessous, étant parallèles et le troisième leur étant perpendiculaire. Ces trois méplats sont creusés respectivement chacun d'une cavité o~longue destinées à
contenlr chacune un circult. La troi~ième cavité est reliée aux deux autres par un succession d'ori~lces parallèles destinés à
contenir des rils de llalsons entre les dlfférents clrcults. Ces trois cavités communlquent respectivement avec la premlère extrémlté
du boItier grâce à trois oririces. La première et la seconde cavité
disposées de part et d'autre de cet alésage longitudinal communiquent avec celul-cl par l'lntermédiaire respectivement d'un premier alésage transversal de forme cylindrique et d'un second alésage transversal qui forme le second guide.
Une telle t8te présente de nombreuses caractéristiques mécaniques avantageuses :
- boItier unique moulable sous pression ;
- accessibilité aux fonctions d'amplification et d'alimenta-tion par les cavités ;
- faible encombrement (utilisation au foyer d'une antenne)0 Elle présente, également de nombreuses caractéristiques élec-triques avantageuses :
- découplage émission/réception supérieur à 45 dB ;
- sur les CirCUits LNA (low noise amplifier) et LNC (low noise converter), une température de bruit d'entrée inférieure à 150 K avec les nouveaux transistors HEMT (High electron mobility translstor) et trois étage~ d'amplification ;
- sur le HPA (Hlgh power amplifier) une puissanoe effective de 1 et 2 watt.
Elle présente, enfin, des caractéristique~ thermiques avanta-geuses :
- évacuation des calories dissipées par oonvexion naturelle sur le corps à ailettes et par aonduotion sur le support d'excitation ou "bracon" porteur.
Les caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront d'ailleurs de la description qui va suivre, à titre d'exemple non limitatif, en référence aux figures annexées sur lesquelles :
- les figures 1, 2, 3, 4 et 5 montrent respectivement . une vue de face ;
. une de vue de profil selon la flèche II de la figure 1 ;
. une vue en coupe selon III-III de la flgure 1 ;
. une vue de des~U~ ;
. une vue de dessous, du bo~tier de la tête hyperfréquence de l'inventlon.
- la figure 6 est une vue en coupe de la tête hyperfréquence de }'lnvention selon un plan vertical VI-VI de la figure 7 ;
- la figure 7 est une vue en coupe transversale de la tête hyperfréquence de l'invention selon VII-VII de la figure 6.
La tête hyperfréquence selon l'invention comprend un boitier illustré aux figures 1 à 5.
Ce bo~tier 10 de forme cylindrique ou semi-cylindrlque est formé d'ailettes 11 concentriques, servant de radiateur, qui ont été usinées à une première extrémité 12 du boItier 10 pour former trois mépiats, les deux prsmiers 13, 14 au dessus et en dessous étant parallèles et le troisième 15 leur étant perpendiculaire.
Ces trois méplats 13, 14, 15 ~ont creusés respeativement chacun d~une cavité oblongue 16, 17, 18.
Ces trois méplats comportent chacun des trous 19 permettant la fixation sur chacun d'eux d'un couvercle plan.
Les trols cavités 16, 17, 18 comportent elleq aussi des trous 20 lZ93S64 permettant la fixation dans chacune d'elle~ d'un cir-cuit.
La troisième cavité 18 est reliée aux deux autre~ par une succession d'orifices 21 parallèles, destinés à contenir des fils de liaisons entre les différents circuits.
Ces trois cavités 16, 17, lô communiquent re~pectivement avec la première extrémité 12 du bo~tier 10 grâce à trois orifi-ce3 22, 23 et 24.
Un alésage cylindrique longitudinal 25 est usiné dans ce bo$tier pour déboucher a la seconde extrémité 26 de celui-ci de manière à former un premier guide en mode TE 11.
La première (16) et la seconde (17) cavité disposées de part et d'autre de cet alésage 25 communiquent avec celui-ci par l'intermé-diaire respectivement d'un premier alésage transver-sal 27 de forme cylindrique et d'un second alésage 28 transversal de forme rectangulaire, partiellement refermé du côté du premier alésage longitudinal par un iris 29, de manière à former un guide rectangu-laire en mode TE 10 a compensatlon par lrls.
Une plaque de polarisation 31 coupe la premlère cavlté dans un plan médlan dans le sens longitudinal et elle est située entre le premler t 27) et le second ( 28) alésage transversal. Cette plaque permet de court-circuiter celui des champs électriques qui lui est parallèle.
La tête selon l'invention est représentée aux figures 6 et 7, une fois montée.
Les trois cavités 16, 17 et 18 sont respectivement fermées, pour former des enceintes de blindage électro-magnétiques, par trois couvercles plans 35, 36 et 37 qui reposent sur les trois méplats 13, 14 et 15.
Dar,~ chacune de ¢es cavités sont disposés respectivement:
- un circuit de réception 38 dans la première cavité 16 - un circuit d'émlssion 39 dans la seconde cavité 17;
- un circuit d'alimentation 40 des deux autres circuit3 37 et 38 dans la troi3ième cavité 18.
Chacun de ces trois circuits est relié a une fiche fixée dans l'un des orifices 22, 23 et 24, les deux premièrea étant des fiches coaxiales 41 et 42, la troi~ième n'apparai~sant pas sur les figures.
Le cirouit de réception 38, par exemple de type LNC ("Low noise converter"), est un circuit d'amplification du signal réception 5 comprenant une antenne 44 qui traverse le premier alésage trans-versal 27 de manière à être disposée, quant à sa partie réception proprement dite, dan~ l'alésage longitunal 25.
Le circuit d'émission 39, par exemple de type HPA ~"high power amplifier"), est un circuit d'amplication du signal émi~sion comprenant une antenne 45 positionnée dan~ le deuxième alésage transversal 28. Ce circuit forme un obturateur dudit alésage trans-versal 28.
Le troisième cir¢uit 40 permet de polariser en courant les composants des deux autres circuits 38 et 39, notamment leurs transis-15 tors, par l'intermédiaire de fils qui passent par les orifices 21.
Sur la deuxlème extrémité de ce bo~tier 10 peut être montéeun cornet d'excitation ~ltué dan~ le prolongement de l'alésage longitudlnal 25 de manlère à compléter la tête hyperfréquence de l'invention, un tel cornet bien connu de l'homme de l'art n'étant pas représenté ~ur les figures.
Sur la face de chacun des circuits 38, 39, 40 située du côté
du boitier peut êtrs disposée une semelle métallique servant de plan de masse.
La tête hyperfréquence selon l'invention consiste donc en 25 un système composite intégré d'émis~ion et de réception à polarisations orthogonales ayant notamment les caractéristiques suivantes :
- une source dupléxée présentant un grand découplage (supérieur à 50 dB) par sa disposition composite (antenne coaxiale dans un guide cylindrique 25 en mode TE ll et guide rectangulaire 28 à
30 compensation par iris 29 en mode TE 10) ;
- un circuit 38 d'amplification réception se montant directement dans le corps de duplexeur en fonderie ; ce circuit 38 d'amplifica-tion réception étant muni d'une antenne 44 qui accède directement au guide cylindrique 25;
35 - un circuit 39 d'amplification émission se montant directement 1~3S64 ,7 dans le corps du duplexeur en fonderie ; C8 circuit 39 d'amplifica-tion émission, étant muni d'une antenne 45, formant l'obturateur du guide émission 28 et la transition guide-coaxial.
L'ensemble de la tête constitue un bloc étanche qui forme un radiateur calorifique monté à l~air libre ou en salle, au foyer d'une antenne parabolique ou off-set par l'intermédiaire d'une source circulaire bipolaire corrugée ou à piège~.
L'invention concerne la disposition composite du duplexeur associée aux circuits d'amplication émission et réception, tout en servant de radiateur à l'énergie consommée sans pertes de liaison sur l'émission et une très faible température de bruit à la réception.
Dans un exemple de réalisation la tête selon l'invention a les caractéristiques suivantes :
~ Dimensions physiques :
- longueur : 130 mm - diamètre extérleur : ~2 mm - premlère cavlté
. diamètre : 17,8 mm . profondeur : 91 mm - ouverture rectangulalre . section transversale : 19 x 9,5 mm2 . profondeur : 22 mm matériaux employés :
- le bo~tler 10 peut être uslné classiquement dans un métal, par exemple un alliage léger, ou moulé SOU9 pression puls métallisé, par exemple un époxy métallisé ;
- les clrcults peuvent être réallsés par exemple en duroid ou en verre téflon de 0,254 mm d'épaisseur disposés sur une semelle métal-lique rlgide d'épaisseur supérieure à 2 mm.
~ Performances :
Elles sont réalisées, par exemple, dans les bandes de fréquence - réception : 10,95 - 12,75 GHz - émission : 14-14, 5 GHz Il est bien entendu que la présente invention n'a été décrite et représentée qu'à titre d'exemple préférentiel et que l'on pourra lZ93564 remplacer ses éléments constituti~s par des éléménts équiva-lents sans, pour autant, sortlr du cadre de l'invention.
Ainsl l'lris 29 qui permet l'adaptation entre le premier guide 25 et le second guide 28 peut être remplacé par un poteau.
Ainsi l'alésage longitudinal peut être carré ou rectangulaire :
Il propage, dans ce cas aussi, un mode TE 11.
Ainsi le second guide 28 peut être carré ou rectangulaire :
il propage alors un mode TE 10, mais il peut être auQsi c~rculaire :
il propage alors un mode TE 11.
3o
Claims (8)
1/ Tête hyperfréquence d'émission-réception duplexée à polarisations orhogonales, comprenant un boîtier allongé muni à une extrémité d'un alésage longitudinal formant un premier guide d'onde, et d'un alésage transversal formant un second guide débouchant dans le premier guide, et une antenne qui plonge dans le premier guide, caractérisée en ce que cette antenne est une antenne de réception qui plonge dans le premier guide, en un endroit situé entre l'extrémité interne de ce premier guide et l'endroit où débouche le deuxième guide, et en ce qu'une antenne d'émission plonge dans le second guide à son extrémité libre, chacune de ces antennes étant reliée respecti-vement à un accès coaxial, une plaque métallique étant disposée longitudinalement dans le premier guide entre deux plans transversaux contenant les deux antennes.
2/ Tête hyperfréquence selon la revendication 1, caractérisée en ce que le boîtier, de forme cylindrique ou semi-cylindrique, est formé d'ailettes concentriques, servant de radiateur, usinées à
une première extrémité du boîtier pour former trois méplats, les deux premiers au dessus et en dessous étant parallèles et le troi-sième leur étant perpendiculaire, ces trois méplats étant creusés chacun d'une cavité oblongue destinée à contenir un circuit, la troisième cavité étant reliée aux deux autres par une succession d'orifices parallèles destinés à contenir des fils de liaisons entre les différents circuits, ces trois cavités communiquant respecti-vement avec la première extrémité du boîtier grâce à trois orifices, la première et la seconde cavité disposées de part et d'autre de l'alésage longitudinal communiquant avec celui-ci par l'intermé-diaire respectivement d'un premier alésage transversal de forme cylindrique et d'un second alésage transversal qui forme le second guide.
une première extrémité du boîtier pour former trois méplats, les deux premiers au dessus et en dessous étant parallèles et le troi-sième leur étant perpendiculaire, ces trois méplats étant creusés chacun d'une cavité oblongue destinée à contenir un circuit, la troisième cavité étant reliée aux deux autres par une succession d'orifices parallèles destinés à contenir des fils de liaisons entre les différents circuits, ces trois cavités communiquant respecti-vement avec la première extrémité du boîtier grâce à trois orifices, la première et la seconde cavité disposées de part et d'autre de l'alésage longitudinal communiquant avec celui-ci par l'intermé-diaire respectivement d'un premier alésage transversal de forme cylindrique et d'un second alésage transversal qui forme le second guide.
3/ Tête hyperfréquence selon la revendication 2, caractérisé en ce que chaque cavité est fermée par un couvercle plan.
4/ Tête hyperfréquence selon la revendication 1, précédentes, caractérisée en ce l'alésage longitudinal formant un premier guide d'onde est cylindrique de manière à propager le mode TE.
5/ Tête hyperfréquence selon la revendication 1, caractérisée en ce que le deuxième guide est un guide rectangulaire compensé par iris.
6/ Tête selon la revendication 1, 2, 3, 4 ou 5, caractérisée en ce qu'elle comprend :
- un circuit de réception situé dans la première cavité ;
- un circuit d'émission situé dans la seconde cavité ;
- un circuit d'alimentation des deux autres circuits situé dans la troisième cavité ;
Chacun de ces trois circuits étant relié à une fiche, les deux premières étant des fiches coaxiales.
- un circuit de réception situé dans la première cavité ;
- un circuit d'émission situé dans la seconde cavité ;
- un circuit d'alimentation des deux autres circuits situé dans la troisième cavité ;
Chacun de ces trois circuits étant relié à une fiche, les deux premières étant des fiches coaxiales.
7/ Tête hyperfréquence selon la revendication 6, caractérisée en ce que le boîtier est réalisé en métal usiné.
8/ Tête hyperfréquence selon la revendication 1, 2, 3, 4 ou 5, caractérisée en ce que le boîtier est réalisé en matière moulée sur laquelle a été réalisée un dépôt métallique.
Applications Claiming Priority (3)
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