EP0389562A1 - Transformateur de mode pour circuit de transmission d'energie hyperfrequence - Google Patents

Transformateur de mode pour circuit de transmission d'energie hyperfrequence

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Publication number
EP0389562A1
EP0389562A1 EP89901469A EP89901469A EP0389562A1 EP 0389562 A1 EP0389562 A1 EP 0389562A1 EP 89901469 A EP89901469 A EP 89901469A EP 89901469 A EP89901469 A EP 89901469A EP 0389562 A1 EP0389562 A1 EP 0389562A1
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EP
European Patent Office
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conical tube
waveguide
mode
transmission circuit
frequency
Prior art date
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Ceased
Application number
EP89901469A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Georges Mourier
Aaron Bensimhon
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Thales SA
Original Assignee
Thomson CSF SA
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Filing date
Publication date
Application filed by Thomson CSF SA filed Critical Thomson CSF SA
Publication of EP0389562A1 publication Critical patent/EP0389562A1/fr
Ceased legal-status Critical Current

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
    • H01P1/00—Auxiliary devices
    • H01P1/16—Auxiliary devices for mode selection, e.g. mode suppression or mode promotion; for mode conversion
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J25/00—Transit-time tubes, e.g. klystrons, travelling-wave tubes, magnetrons
    • H01J25/02—Tubes with electron stream modulated in velocity or density in a modulator zone and thereafter giving up energy in an inducing zone, the zones being associated with one or more resonators
    • H01J25/025—Tubes with electron stream modulated in velocity or density in a modulator zone and thereafter giving up energy in an inducing zone, the zones being associated with one or more resonators with an electron stream following a helical path

Definitions

  • the present invention relates to a mode transformer for a microwave transmission circuit.
  • the high power millimeter wave technique is currently being developed thanks to generators and amplifiers such as gyrotrons, ubitrons, free electron lasers etc. . .
  • Microwave energy is transmitted by waveguides.
  • the section of these guides has dimensions which must be chosen while respecting two contradictory constraints:
  • the power to be transmitted requires dimensions that are large enough to avoid breakdown due to excessively strong electric fields; the electric fields vary in effect in proportion to the square root of the power and inversely in proportion to the square root of the section of the guide.
  • the propagation of a single mode in the guide is ensured on the contrary when the dimensions of the guide are less than a well determined threshold, the lower the higher the frequency. This threshold is called the cut-off threshold.
  • the microwave energy transmission circuits generally consist of organs operating in different electromagnetic modes, for example a generator in mode E 01 , a transmission line in TE mode Q2 , an antenna excited in TE mode. _. .
  • a known solution to the problem of conversion between modes consists in using a waveguide comprising periodic disturbances of the geometry of the walls, to favor the conversion between two modes having, along the guide, beats having this periodicity. This solution generally leads to the use of long waveguides, for example several hundred wavelengths.
  • the present invention provides a particularly simple solution to the problem of the junction between two guides of different section propagating different modes. It is particularly suited to the case where one of the guides operates in its fundamental mode and can only propagate this mode there, and it proves to be quite advantageous for imposing a desired main propagation mode, in a guide whose dimensions a priori authorize the propagation of several modes.
  • a mode transformer is proposed for a microwave energy transmission circuit, interposed between, on the one hand, a source of electromagnetic waves operating in a frequency band and, on the other hand, a waveguide. having to transmit energy in a unique propagation mode, to a user circuit of electromagnetic energy, characterized in that:
  • the transformer has the form of a conical tube whose large end is connected to the waveguide;
  • the source of electromagnetic waves is connected to the conical tube by a lateral opening so that the conical tube has a smaller section than that of the waveguide, in the region where the excitation occurs, while in the center of the opening, its section is that which would have a waveguide whose frequency cutoff, for the mode selected, would be the center frequency of the working frequency band.
  • This transformer structure can be produced with particularly small dimensions, while remaining compatible with the power to be transmitted.
  • the transformer according to the invention can be part of a traveling wave amplifier.
  • an electron beam is introduced through the small end of the conical tube and the wave to be amplified is injected via the source of electromagnetic waves which can be presented, for example, in the form of a guide. of rectangular waves operating in its fundamental mode and having a section larger than the lateral opening.
  • - fi.gure 2a a section of the transformer where the abscissae of the zones of maximum energy accumulation are indicated when the excitation frequency varies;
  • FIG. 2b a section of the transformer where the junction between the conical tube and the source of electromagnetic waves is perfectly adapted, thanks to flaps.
  • FIG. 3a an alternative embodiment of the transformer, wherein the small end of the conical tube is closed;
  • FIG. 1 represents in section a transformer according to the invention This transformer has the shape of a conical tube 1.
  • the large end of this cone is connected to a waveguide 2 which transmits electromagnetic energy to a user circuit of electromagnetic energy.
  • the waveguide shown is a circular section waveguide which propagates to the right a single circular TE mode. In our example we chose TE n hobbymode.
  • the conical tube 1 is a circular section tube. The small end 6 of the conical tube can be opened as shown in the figure.
  • a source of electromagnetic waves 3 is connected to the conical tube 1 by a lateral opening 4 located in the central part of the conical tube.
  • This source of electromagnetic waves 3 consists for example of a microwave tube followed by an excitation wave guide 5.
  • the microwave tube is not shown.
  • the axis y of the waveguide 5 is essentially perpendicular to the axis z of the waveguide 2.
  • This source of electromagnetic waves 3 is intended to excite the waveguide 2 around the operating frequency f o.
  • the operation of the transformer is as follows: for a given excitation, it is sought that the waveguide 2 transmits only one mode, the one that is chosen and which is different from the propagation mode of the waveguide of excitement 5.
  • the central frequency f of the working frequency band ie the cut-off frequency of the mode which one chooses and which will propagate in the waveguide 2.
  • the dimensions of the section of the conical tube suitably, in this region of abscissa z. These dimensions are called the cut-off dimensions. Indeed, there is a relationship, for a given mode of propagation, between the dimensions of the guide and the cutoff frequency.
  • the center frequency of the working frequency band is 30 GHz, a cut-off diameter of 2, 233 centimeters will be obtained at z.
  • the opening 4 which connects the guide 5 to the conical tube 1 where the diameter of the conical tube has this value. If this region is excited around the frequency f, by means of the source of electromagnetic waves 3, this region will behave essentially like a resonant cavity in which the energy hardly propagates but where the electric fields are very high.
  • the coupling with neighboring regions will be strong and the mode of propagation that will preferentially will be the mode for which the cut-off frequency is f (the TE 0 mode in the example chosen).
  • the electric field in the excitation guide 5 must have components compatible with those of the electric field of the mode propagating in the circular guide 2.
  • the waveguide 5 exciting the conical tube will preferably be a waveguide of rectangular section propagating around the frequency f the mode E n _. . It is the 0 fundamental mode for the guides of rectangular section. This means that it is the mode for which the cutoff frequency is lowest. This propagation mode is unique, that is to say that this guide can only propagate this mode there, at the frequency fo.
  • the propagation mode TE "., In the wave guide 5 of rectangular cross section allows both to excite in the circular guide a TE mode is in effect, 'in a g ⁇ fluid rectangular waves propagating mode TE ...., the electric field lines are parallel to the short side of the guide.
  • a circular waveguide, propagating a TE mode the lines of
  • the rectangular waveguide corresponds well to that of the electric field in the circular waveguide 2 propagating a TE on mode.
  • the energy transmitted by the source of electromagnetic waves 3, will propagate essentially towards the waveguide 2 of transmission, that is to say on the side where the diameter of the conical tube 1 increases. There will be practically no transmission to the other end 6 of the conical tube 1, because its diameter becomes smaller than the cut-off diameter.
  • the invention is susceptible of variants depending in particular on the nature of the circuit which terminates the conical tube towards its small end 6.
  • This small end 6 can be in short circuit that is to say closed as shown in Figure 3a.
  • FIG. 3b A particularly interesting variant is shown in Figure 3b. It involves using this mode transformer at the input of an amplifier of the gyrotron type with progressive waves for example.
  • An electron gun 10 producing an axial electron beam, is placed at the end 6 of the conical tube, on the side of the small diameter.
  • the electromagnetic wave to be amplified is introduced via the excitation guide 5. It amplifies along the waveguide 2 and is sent into a waveguide, not shown, ending for example in an antenna . In this ⁇ j case the waveguide 2 ends with a window 12 made of alumina for example. A magnetic field is created by coils, not shown, along the z axis.
  • the parasitic oscillations which may occur at a frequency between the frequency 0 f and the cutoff frequency of the transmission guide 2 are feared.
  • the frequency of the transmission guide 2 is less than f.
  • the diameter of the conical tube 1 which will correspond to the cut will be placed on the abscissa z. between z and 5 the entry of the waveguide 2 of circular section. If the interior of the conical tube 1 is lined with absorbent material in the region close to the entry of the waveguide 2 of circular section, these parasitic frequencies will be selectively damped. It may also be necessary to use a solid material Q, absorbing the waves of frequency substantially higher than f which would come from the excitation waveguide 5. This absorbent material will line the inside of the conical tube 1 in a region between l lateral opening 4 and the end 6 of the conical tube.
  • the mode transformer according to the invention will be without drawback consisting of a conical tube of rectangular section.
  • the dimensions of the mode transformer section, at the cut-off can be calculated so that at this point of the cone, in the chosen mode, the working frequency is the cut-off frequency.
  • This conical tube has a circular section. its small diameter is 13 mm its large diameter is 30 mm its length is 60 cm.

Landscapes

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

Abstract

Ce transformateur est intercalé entre une source d'ondes électromagnétiques (3), fonctionnant dans une bande de fréquence, et un guide d'ondes (2) transmettant de l'énergie. Ce guide d'ondes (2) est excité par la source d'ondes électromagnétiques (3) dans un mode unique choisi. Ce transformateur a la forme d'un tube conique (1) dont la grande extrémité est reliée au guide d'ondes (2). La source d'ondes électromagnétiques (3) est reliée au tube conique (1) par une ouverture latérale (4). Dans la région du tube conique (1) où se produit l'excitation, la section du tube conique (1) est plus faible que celle du guide d'ondes (2). Au centre de l'ouverture latérale (4), la section du tube conique (1) est celle qu'aurait un guide d'ondes de même forme dont la fréquence de coupure, pour le mode choisi, serait la fréquence centrale de la bande de fréquences de travail. Application à la conversion de modes dans des circuits de transmission de grande puissance fonctionnant dans les ondes millimétriques.

Description

TRANSFORMATEUR DE MODE POUR CIRCUIT DE TRANSMISSION D'ENERGIE HYPERFREQUENCE
La présente invention concerne un transformateur de mode pour un circuit de transmission d'énergie hyperf réquence .
La technique des ondes millimétriques de grande puis¬ sance se développe actuellement grâce aux générateurs et amplificateurs tels que les gyrotrons, les ubitrons, les lasers à électrons libres etc. . .
L'énergie hyperfréquence est transmise par des guides d'ondes . La section de ces guides a des dimensions qui doivent être choisies en respectant deux contraintes contradictoires :
- contrainte due à la puissance à transmettre ;
- contrainte due à la nécessité de propager l'énergie si possible dans un mode unique.
La puissance à transmettre impose des dimensions suffisamment grandes pour éviter un claquage dû à des champs électriques trop intenses ; les champs électriques varient en effet proportionnellement à la racine carrée de la puissance et inversement proportionnellement à la racine carrée de la section du guide.
La propagation d'un mode unique dans le guide est assurée au contraire lorsque les dimensions du guide sont inférieures à un seuil bien déterminé, d'autant plus faible que la fréquence est plus grande. Ce seuil est appelé seuil de coupure .
Ces impératifs deviennent contradictoires si on cherche à transmettre une puissance élevée à une fréquence élevée .
On est alors obligé d'utiliser des guides surdi-tien sionné s dans lesquels plusieurs modes peuvent se propager et d'imposer un mode unique de fonctionnement par un moyen autre que la réduction des dimensions au-dessus du seuil correspondant à la fréquence à transmettre . De plus les circuits de transmission d'énergie hyperfréquence sont généralement constitués d'organes fonctionnant dans des modes électromagnétiques différents, par exemple un générateur en mode E01, une ligne de transmission en mode TEQ2, une antenne excitée en mode TE. _. .
Pour les relier il faut donc qu'il y ait conversion, du mode de sortie d'un élément dans le mode de l'élément suivant. Une solution connue au problème de la conversion entre modes consiste à utiliser un guide d'ondes comportant des perturbations périodiques de la géométrie des parois, pour favoriser la conversion entre deux modes présentant le long du guide des battements possédant cette périodicité. Cette solution conduit en général à utiliser des guides d'ondes de longueur importante, par exemple de plusieurs centaines de longueur d'onde .
La présente invention fournit une solution particulièrement simple au problème de la jonction entre deux guides de section différente propageant des modes différents . Elle est particulièrement adaptée au cas où l'un des guides fonctionne dans son mode fondamental et ne peut propager que ce mode là, et elle s'avère tout à fait intéressante pour imposer un mode de propagation principal désiré, dans un guide dont les dimensions autorisent à priori la propagation de plusieurs modes. Selon l'invention, on propose un transformateur de mode pour un circuit de transmission d'énergie hyperfréquence, intercalé entre, d'une part une source d'ondes électromagnétiques fonctionnant dans une bande de fréquences et d'autre part un guide d'ondes devant transmettre de l'énergie dans un mode de propagation unique, vers un circuit utilisateur d'énergie électromagnétique, caractérisé en ce que :
- le transformateur a la forme d'un tube conique dont la grande extrémité est reliée au guide d'ondes ;
- la source d'ondes électromagnétiques est reliée au tube conique par une ouverture latérale de telle manière que le tube conique ait une section plus faible que celle du guide d'ondes, dans la région où se produit l'excitation, tandis qu'au centre de l'ouverture, sa section soit celle qu'aurait un guide d'ondes dont la fréquence de coupure, pour le mode choisi, serait la fréquence centrale de la bande de fréquences de travail. Cette structure de transformateur peut être réalisée avec des dimensions particulièrement réduites, tout en restant compatibles avec la puissance à transmettre.
Le transformateur selon l'invention peut faire partie d'un amplificateur à ondes progressives . Dans ce cas, un faisceau d'électrons est introduit par la petite extrémité du tube conique et l'onde à amplifier est injectée par l'intermédiaire de la source d'ondes électromagnétiques qui pourra se présenter par exemple, sous forme d'un guide d'ondes rectangulaire fonctionnant dans son mode fondamental et ayant une section plus grande que l'ouverture latérale .
D'autres caractéristiques de l'invention apparaîtront à la lecture de la description suivante illustrée par les figures annexées qui représentent : - la figure 1 : un exemple de transformateur selon l'invention, dans le cas d'un guide d'ondes circulaire propageant vers la droite le mode TEQ2 ;
- la fi.gure 2a : une coupe du transformateur où sont indiquées les abscisses des zones d'accumulation maximale d'énergie quand la fréquence d'excitation varie ;
- la figure 2b : une coupe du transformateur où la jonction entre le tube conique et la source d'ondes électromagnétiques est parfaitement adaptée, grâce à des volets .
- la figure 3a une variante de réalisation du transformateur, dans laquelle la petite extrémité du tube conique est fermée ;
- la figure 3b : une application de l'invention à un amplificateur à ondes progressives . Sur ces figures les mêmes repères désignent les mêmes éléments. Les proportions entre les différents éléments ne sont pas respectées dans un but de clarté. La figure 1 représente en coupe un transformateur selon l'invention Ce transformateur a la forme d'un tube conique 1.
La grande extrémité de ce cône est reliée à un guide d'ondes 2 qui transmet de l'énergie électromagnétique vers un circuit utilisateur d'énergie électromagnétique. Le guide d'ondes représenté est un guide d'ondes de section circulaire qui propage vers la droite un mode unique TE circulaire. Dans notre exemple on a choisi le mode TEn„ . Le tube conique 1 est un tube à section circulaire. La petite extrémité 6 du tube conique peut être ouverte comme représenté sur la figure.
Une source d'ondes électromagnétiques 3 est reliée au tube conique 1 par une ouverture latérale 4 située dans la partie centrale du tube conique. Cette source d'ondes électromagnétiques 3 est constituée par exemple d'un tube hyperfréquence suivi d'un guide d'ondes 5 d'excitation. Le tube hyperfréquence n'est pas représenté.
L'axe y du guide d'ondes 5 est essentiellement perpendiculaire à l'axe z du guide d'ondes 2.
Cette source d'ondes électromagnétiques 3 est destinée à exciter le guide d'ondes 2 autour de la fréquence de fonctionnement f o .
Le fonctionnement du transformateur est le suivant : pour une excitation donnée on cherche à ce que le guide d'ondes 2 ne transmette qu'un seul mode, celui que l'on choisit et qui est différent du mode de propagation du guide d'ondes d'excitation 5.
Dans un guide d'ondes de section donnée, à une fréquence de fonctionnement donnée, il y a plusieurs modes de propagation possibles. Pour chaque mode il existe une fréquence de coupure.
A cette fréquence le guide se comporte comme une cavité résonnante et l'énergie ne se propage pas. Pour qu'il y ait propagation d'énergie il faut donc travailler, pour un mode donné, à une fréquence légèrement supérieure ou augmenter le diamètre du guide . Avec un guide de forme conique, on obtient une concentration d'énergie électromagnétique tout en permettant la propagation d'une partie de cette énergie vers sa grande extrémité, c'est-à-dire du côté où le diamètre du tube conique 1 augmente .
Dans la région centrale de l'ouverture latérale 4, dans une zone du tube conique 1 ayant pour abscisse z , on impose que la fréquence centrale f de la bande de fréquences de travail, soit la fréquence de coupure du mode que l'on choisit et qui se propagera dans le guide d'ondes 2.
Il suffit pour cela de choisir convenablement les dimen¬ sions de la section du tube conique, dans cette région d'abscisse z . Ces dimensions sont appelées les dimensions de coupure . En effet, il existe une relation, pour un mode de propa¬ gation donné, entre les dimensions du guide et la fréquence de coupure .
A titre d'exemple, dans un guide de section circulaire pour le mode TEQ_ cette relation est :
21ffcao c = 7,0156 c est la vitesse de la lumière a est le rayon du guide f est la fréquence de coupure
Si la fréquence centrale de la bande de fréquences de travail est de 30 GHz on obtiendra en z un diamètre de coupure de 2, 233 centimètres. On placera donc l'ouverture 4, qui relie le guide 5 au tube conique 1 à l'endroit où le diamètre du tube conique a cette valeur. Si l'on excite cette région autour de la fréquence f , au moyen de la source d'ondes électromagnétiques 3, cette région se comportera essentiellement comme une cavité résonnante dans laquelle l'énergie ne se propage pratiquement pas mais où les champs électriques sont très élevés . Le couplage avec les régions voisines sera fort et le mode de propagation qui se développera préférentiellement sera le mode pour lequel la fréquence de coupure est f (le mode TE0„ dans l'exemple choisi) . Il faudra néanmoins que le champ électrique dans le .guide d'excitation 5 ait des composantes compatibles avec celles du champ électrique du mode se propageant dans le guide circulaire 2.
Le guide d'ondes 5 excitant le tube conique sera de façon préférentielle un guide d'ondes de section rectangulaire propageant autour de la fréquence f le mode En_. . C'est le 0 mode fondamental pour les guides de section rectangulaire. Cela signifie que c'est le mode pour lequel la fréquence de coupure est la plus basse. Ce mode de propagation est unique, c'est-à- dire que ce guide ne peut propager que ce mode -là, à la fréquence f o .
, 5 Le mode de propagation TE»., dans le guide d'ondes 5 de section rectangulaire permet bien d'exciter dans le guide circulaire un mode TE on En effet, ' dans un g βuide d'ondes rectangulaire propageant le mode TE.... , les lignes de champ électrique sont parallèles au petit côté du guide. Dans un guide d'ondes circulaire, propageant un mode TE , les lignes de
20 champ électriques sont circulaires et sont situées dans des plans perpendiculaires à l'axe longitudinal.
A la jonction 4, les grands côtés du guide d'ondes 5 de section rectangulaire étant parallèles à l'axe z du guide d'ondes 2 circulaire, les composantes du champ électrique dans
25 le guide d'ondes rectangulaire correspondent bien à celles du champ électrique dans le guide d'ondes 2 circulaire propageant un mode TE on .
On préfère ne pas utiliser de guide circulaire ou
30 carré comme guide d'excitation car même dans le mode fondamental on peut obtenir deux modes de fonctionnement selon l'orientation des li.gnes de champs électriques.
L'énergie transmise par la source d'ondes électromagnétiques 3, se propagera essentiellement vers le guide d'ondes 2 de transmission, c'est-à-dire du côté où le diamètre du tube conique 1 augmente . Il n'y aura pratiquement pas de transmission vers l'autre extrémité 6 du tube conique 1, car son diamètre devient plus petit que le diamètre de coupure.
Son diamètre est trop petit pour propager le mode excité TEfl2 à des fréquences voisines de f .
Si l'on excite la région du tube conique 1 d'abscisse z à une fréquence î. voisine de f la région d'accumulation d'énergie maximum n'aura plus l'abscisse zo mais une abscisse z1 . Cette abscisse z. sera légèrement décalée vers le guide d'ondes 2 de transmission si î 1 est inférieure à f o .
A l'inverse si l'on excite la région du tube conique 1 d'abscisse z à une fréquence 2 supérieure à f , la région d'accumulation d'énergie maximum aura une abscisse z? légèrement décalée vers l'extrémité 6 du tube conique 1 ayant une section plus faible . Ces variantes sont représentées sur la figure 2a. Le couplage reste possible tant que l'abscisse de la région d'accumulation d'énergie maximum se trouve encore dans l'embouchure 4 du guide d'ondes 5 d'excitation de section rectangulaire. Les dimensions du guide d'ondes 5 d'excitation de section rectangulaire sont toutefois limitées.
Plus l'angle du tube conique 1 augmente, plus la bande de fréquences du couplage augmente, mais plus l'intensité du couplage diminue car le tube conique 1 propage déjà de l'énergie dans des régions d'abscisse très voisines de zo mais décalées vers le guide d'ondes 2 et l'énergie électromagnétique emmagasinée diminue.
Pour obtenir une adaptation parfaite d'un mode à l'autre on peut être amené à ajuster les dimensions du guide d'ondes 5 d'excitation à la jonction. On peut pour cela ajouter des volets 7 en sortie du guide d'ondes 5 d'excitation à la jonction avec le tube conique 1 afin de réduire les dimensions de l'ouverture 4. Cette variante est représentée sur la figure 2b .
L'invention est susceptible de variantes suivant notamment la nature du circuit qui termine le tube conique vers sa petite extrémité 6. Cette petite extrémité 6 peut être en court-circuit c'est-à-dire fermée comme représenté sur la figure 3a.
Une variante particulièrement intéressante est représentée à la figure 3b. II s'agit d'utiliser ce transformateur de mode à l'entrée d'un amplificateur du type gyrotron à ondes progres¬ sives par exemple.
Un canon à électrons 10, produisant un faisceau électronique axial, est placé à l'extrémité 6 du tube conique, du côté du petit diamètre.
L'onde électromagnétique à amplifier est introduite par l'intermédiaire du guide d'excitation 5. Elle s'amplifie le long du guide d'ondes 2 et est envoyée dans un guide d'ondes, non représenté, aboutissant par exemple à une antenne. Dans ce <j cas, le guide d'ondes 2 se terminera par une fenêtre 12 en alumine par exemple. Un champ magnétique est créé par des bobines non représentées, selon l'axe z.
Dans ce cas on redoute les oscillations parasites qui peuvent se produire à une fréquence comprise entre la fréquence 0 f et la fréquence de coupure du guide de transmission 2. La fréquence du guide de transmission 2 est inférieure à f .
Pour une fréquence comprise dans cette gamme de fréquences, le diamètre du tube conique 1 qui correspondra à la coupure sera placé à une abscisse z. comprise entre z et 5 l'entrée du .guide d'ondes 2 de section circulaire. Si l'on tapisse de matériau absorbant l'intérieur du tube conique 1 dans la région voisine de l'entrée du guide d'ondes 2 de section circulaire, ces fréquences parasites se trouveront amorties sélectivement. On peut également être amené à utiliser un Q matériau solide, absorbant les ondes de fréquence sensiblement supérieures à f qui viendraient du guide d'ondes d'excitation 5. Ce matériau absorbant tapissera l'intérieur du tube conique 1 dans une région comprise entre l'ouverture latérale 4 et l'extrémité 6 du tube conique.
Si le guide d'ondes 2 de transmission est de section rectangtilaire, le transformateur de modes selon l'invention sera sans inconvénient constitué d'un tube conique de section rectangulaire .
Les dimensions de la section du transformateur de mode, à la coupure pourront être calculées pour que à cet endroit du cône, dans le mode choisi, la fréquence de travail soit la fréquence de coupure.
A titre d'exemple voici les dimensions d'un tube conique transformant le mode E0_, rectangulaire en mode TEQ2 circulaire et donnant de très bons résultats.
Ce tube conique a une section circulaire . son petit diamètre est de 13 mm son grand diamètre est de 30 mm sa longueur est de 60 cm.

Claims

REVENDICATIONS
1 - Transformateur de mode pour un circuit de trans¬ mission d'énergie hyperfréquence, intercalé entre d'une part, une source d'ondes électromagnétiques (3) fonctionnant dans une bande de fréquence et d'autre part un guide d'ondes (2) devant transmettre de l'énergie dans un mode de propagation unique, vers un circuit utilisateur d'énergie électromagnétique, caractérisé en ce que :
- le transformateur a la forme d'un tube conique (1) dont la grande extrémité est reliée au guide d'ondes (2) ,
- la source d'ondes électromagnétiques (3) est reliée au tube conique (1) par une ouverture latérale (4) de telle manière que le tube conique (1) ait une section plus faible que celle du guide d'ondes (2) dans la région où se produit l'excitation, tandis qu'au centre de l'ouverture, sa section soit celle qu'aurait un guide d'ondes dont la fréquence de coupure, pour le mode choisi, serait la fréquence centrale (f ) de la bande de fréquences de travail.
2 - Transformateur de mode pour circuit de transmis¬ sion d'énergie hyperfréquence selon la revendication 1, caractérisé en ce que la source d'ondes électromagnétiques (3) est constituée d'un tube hyperfréquence relié au tube conique (1) par l'intermédiaire d'un guide d'ondes (5) d'excitation, de section rectangulaire fonctionnant dans son mode fondamental.
3 - Transformateur de mode pour circuit de transmis¬ sion d'énergie hyperfréquence selon les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la section du guide d'ondes (5) d'excitation , à la jonction avec le tube conique (1) , est réduite par des volets (7) afin d'adapter le couplage.
4 - Transformateur de mode pour circuit de transmis¬ sion d'énergie hyperfréquence selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que la petite extrémité (6) du tube conique est ouverte.
5 - Transformateur de mode pour circuit de transmis- sion d'énergie hyperfréquence selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que la petite extrémité du tube conique (6) est en court-circuit.
6 - Transformateur de mode pour circuit de transmis - sion d'énergie hyperfréquence selon l'une des revendications 1 à
3, caractérisé en ce qu'il fait partie d'un amplificateur à ondes progressives, l'onde à amplifier étant injectée par le guide d'ondes d'excitation (5) et un canon à électrons (10) produisant un faisceau électronique axial étant placé à l'extrémité (6) du tube conique (1) .
7 - Transformateur de mode pour circuit de transmis¬ sion d'énergie hyperfréquence selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que l'intérieur du tube conique (1) est tapissé de matériau absorbant dans les régions se situant d'un côté ou de l'autre de l'ouverture latérale (4) afin d'amortir les oscillations parasites se produisant à des fréquences voisines de la fréquence centrale de fonctionnement.
EP89901469A 1988-01-13 1989-01-06 Transformateur de mode pour circuit de transmission d'energie hyperfrequence Ceased EP0389562A1 (fr)

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FR8800298 1988-01-13

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EP (1) EP0389562A1 (fr)
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WO (1) WO1989006869A1 (fr)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106505280A (zh) * 2016-11-17 2017-03-15 山东省科学院海洋仪器仪表研究所 一种毫米波多频多模模式激励装置

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2672730B1 (fr) * 1991-02-12 1993-04-23 Thomson Tubes Electroniques Dispositif convertisseur de modes et diviseur de puissance pour tube hyperfrequence et tube hyperfrequence comprenant un tel dispositif.
AU2002354375A1 (en) * 2001-12-04 2003-06-17 Draka Fibre Technology B.V. Device for applying an electromagnetic microwave to a plasma container
CN102377000A (zh) * 2010-08-11 2012-03-14 中国科学院电子学研究所 一种矩圆模式转换高频结构
DE102011006710A1 (de) * 2011-04-04 2012-10-04 Siemens Aktiengesellschaft HF-Generator
DE102011006983A1 (de) * 2011-04-07 2012-10-11 Siemens Aktiengesellschaft HF-Generator

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2769145A (en) * 1951-08-10 1956-10-30 Gen Precision Lab Inc Microwave power divider
US2782299A (en) * 1952-01-18 1957-02-19 Bendix Aviat Corp Anti-pulling duplexer
US4494039A (en) * 1982-10-19 1985-01-15 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Gyrotron traveling-wave device including quarter wavelength anti-reflective dielectric layer to enhance microwave absorption
US4704611A (en) * 1984-06-12 1987-11-03 British Telecommunications Public Limited Company Electronic tracking system for microwave antennas
GB2163909B (en) * 1984-08-29 1987-11-04 Era Patents Ltd Beacon tracking system

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See references of WO8906869A1 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106505280A (zh) * 2016-11-17 2017-03-15 山东省科学院海洋仪器仪表研究所 一种毫米波多频多模模式激励装置

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