EP1187246A1 - Low loss adjustable electrical phase shifter - Google Patents

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Publication number
EP1187246A1
EP1187246A1 EP01402237A EP01402237A EP1187246A1 EP 1187246 A1 EP1187246 A1 EP 1187246A1 EP 01402237 A EP01402237 A EP 01402237A EP 01402237 A EP01402237 A EP 01402237A EP 1187246 A1 EP1187246 A1 EP 1187246A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
phase shifter
track
segments
blades
shifter according
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP01402237A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Pierre Louvel
Bruno Guillotin
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.)
In-Snec
IN SNEC
Original Assignee
In-Snec
IN SNEC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by In-Snec, IN SNEC filed Critical In-Snec
Publication of EP1187246A1 publication Critical patent/EP1187246A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current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
    • H01P1/18—Phase-shifters
    • H01P1/184—Strip line phase-shifters

Definitions

  • the present invention relates to the field of antennas.
  • the present invention relates to a phase shifter low loss variable power.
  • the present invention therefore aims to provide a new variable electric phase shifter with simple, economical and reliable.
  • phase shifter illustrated in the appended figures is shown to scale 0.7. It corresponds to a phase shifter designed to work at 900MHz.
  • the phase shifter essentially comprises a track electrically conductive 100 composed of several segments 110, 120, 130 non-aligned, two electrically conductive planes 200, 250 parallel to runway 100 and arranged respectively on either side thereof and two blades of dielectric material 300, 350 interposed between track 100 and the two conducting planes 200, 250, which dielectric plates 300, 350 are subject to controlled displacement with respect to runway 100, for modify the covering of the latter by the dielectric plates.
  • phase shifter is shown in the appended figures, in the position of maximum overlap of track 100 by the dielectric strips 300, 350.
  • the blades 300, 350 are integral with a rod 390 and therefore displaced by the movement of it.
  • the rod 390 is rectilinear and centered on an axis 392.
  • the conductive planes 200, 250 can be the subject of numerous configurations.
  • one of the planes 200 is formed of a plate elongated rectilinear and planar, while the other plan 250 comprises an element U-shaped (one core 255 and two orthogonal wings 256, 257).
  • the second element 250 also has free edges 252, 254 turned outwards which give it a general shape in ⁇ .
  • the second plane 250, superimposed on the first 200, is fixed on the latter, at the level of these free edges 252, 254, adjacent to the foreground 200, as shown see especially in Figure 4.
  • the two planes 200 and 250 form in combination of a laterally closed but longitudinally open channel which extends parallel to axis 392.
  • This channel houses the track 100 and the two blades 300, 350.
  • Runway 100 can also be the subject of numerous configurations.
  • the track 100 comprises three rectilinear segments 110, 120, 130, parallel to each other and parallel to the axis 392, but not aligned.
  • the three segments 110, 120 and 130 are separated by a electrical length substantially equivalent to 1 ⁇ 4 wavelength ⁇ in the air.
  • the distance separating two by two the centers of segments 110, 120 and 130 is close to 1 ⁇ 4 ⁇ . This distance is preferably between 0.8 (1 ⁇ 4 ⁇ ) and 1 ⁇ 4 ⁇ .
  • the first segment 110 is closest to the axis 392.
  • the third segment 130 is the furthest from axis 392.
  • the second segment 120 placed between the first segment 110 and the third segment 130, is located at a distance from the axis 392, intermediate between the first and the third segment 110, 130.
  • the first segment 110 and the second segment 120 are connected by a section 112 generally transverse to the axis 392.
  • the second segment 120 and the third segment 130 are connected by a segment 122 generally transverse to axis 392.
  • connection sections 102, 140 can make subject to many configurations. It will therefore not be described in detail thereafter. They can serve respectively as input or output, to the circuit, Or vice versa.
  • the track 100 is preferably located midway between the planes 300, 350.
  • the width of the segments 110, 120, 130 forming the track 100 is adapted to respect the desired impedance, generally 50 ⁇ .
  • the segments can have a width of the order of 7.5 mm and a thickness of the order of 1 mm.
  • the track 100 can be formed of brass tinned, or silver plated copper, or any equivalent material.
  • the blades 300, 350 can be formed from any material suitable dielectric. It is preferably polytetrafluoroethylene, advantageous both for its dielectric properties, that these properties of easy mechanical sliding.
  • the blades 300, 350 can even alternatively be formed from a block single integral with the drive rod 390.
  • Rod 390 itself can be moved in translation along its axis 392, by any appropriate means.
  • the blades 300, 350 have in combination a thickness equal to the distance separating the two planes 200, 250. Thus they completely fill the channel formed by these two planes 200, 250, in the zone of the channel adjacent to the wing 252. At this level the two blades 300, 350 have a longitudinal edge straight 310 adjacent to wing 252.
  • the distance separating the planes 200, 250, which corresponds to the cumulative thickness of the blades 300, 350 is of the order of 7 mm.
  • the blades 300, 350 do not cover the entire width of the plans 200, 250.
  • they have a second longitudinal edge 320 stepped to variably cover segments 110, 120 and 130 according to their positions. More precisely still, preferably, this second edge longitudinal 320 itself comprises three segments 322, 324, 326 rectilinear parallel to the axis 392.
  • the blades 300, 350 define in combination of three longitudinal grooves 323, 325, 327 which open out respectively on the edge of these segments 322, 324, 326.
  • the thickness of the grooves 323, 325, 327 is identical to that of segments 110, 120 and 130 of the track. Thus the grooves 323, 325 and 327 respectively receive one segments 110, 120 and 130.
  • the length covered by the blades 300, 350 is identical for the three segments 110, 120 and 130.
  • the grooves 323, 325, 327 are adapted to cover segments 110, 120 and 130 on respective non-identical widths. More precisely still, the throat middle 325 is preferably adapted to cover the entire width of the median segment 120, while the grooves 323 and 327 are adapted for cover only half the width of the respective segments 110 and 130.
  • the rod 390 When the rod 390 is acted on, the rod is moved parallel to its axis 392 and therefore causes an identical displacement of the blades 300, 350 relative to runway 100, varying the length of partial or total overlap I of segments 110, 120 and 130.
  • phase shift brought on each segment is first proportional approximation to the covered runway surface, i.e. proportional to the length I and also equal to half the phase shift brought on the central segment 120, for the two lateral segments 110 and 130.
  • variable part of the 4 ⁇ phase shift provided by the assembly is proportional to the length I and twice the length 2 ⁇ of the central segment 120.
  • Covering segment 120 with 300 and 350 changes the length and the impedance of segment 120. This action therefore creates a phase shift and mismatch the line, which justifies the introduction of the two lateral segments 110, 130.
  • the reflected signal is attenuated by about 10dB compared to that ⁇ (I) of the segment central of runway 100. This contributes to bringing adaptation performance at levels as high as 25dB.
  • phase shifter according to the present invention can be the subject of various applications.
  • Such a distributor can also be equipped with several phase shifters whose structure elementary has been described previously.
  • phase shifter can in particular find application in the creation of pointing network antennas electrically controlled beam, the production of phase shifters for pairing in the electronic functions phase or even performing functions "Echo or noise cancellers" for transmitters or receivers.
  • the present invention is not limited to a phase shifter comprising three segments weighted by coefficients 0.5; 1; and 0.5.
  • the invention can be generalized to a greater number of line sections spaced a quarter wavelength at the center frequency (weighting according to the Butterworth coefficients).
  • the invention thus makes it possible to achieve any phase shift, but also to extend the bandwidth of the function (improved adaptation electric).

Landscapes

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

Abstract

La présente invention concerne un déphaseur électrique variable à faible perte, caractérisé par le fait qu'il comprend une structure triplaque comportant une piste électriquement conductrice (100) composée de plusieurs segments (110, 120, 130) non alignés, deux plans électriquement conducteurs (200, 250) parallèles à la piste (100) et disposés respectivement de part et d'autre de celle-ci et deux lames en matériau diélectrique (300, 350) intercalées entre la piste (100) et les deux plans conducteurs (200, 250), lesquelles lames diélectriques (300, 350) sont susceptibles de déplacement contrôlé par rapport à la piste (100), pour modifier le recouvrement de cette dernière par les lames diélectriques. <IMAGE>The present invention relates to a variable-phase electric shifter with low loss, characterized in that it comprises a three-plate structure comprising an electrically conductive track (100) composed of several segments (110, 120, 130) which are not aligned, two electrically conductive planes ( 200, 250) parallel to the track (100) and arranged respectively on either side thereof and two blades of dielectric material (300, 350) interposed between the track (100) and the two conducting planes (200, 250), which dielectric blades (300, 350) are capable of controlled displacement relative to the track (100), to modify the overlap of the latter by the dielectric blades. <IMAGE>

Description

La présente invention concerne le domaine des antennes.The present invention relates to the field of antennas.

Plus précisément la présente invention concerne un déphaseur électrique variable à faible perte.More specifically, the present invention relates to a phase shifter low loss variable power.

Les dispositifs jusqu'ici proposés dans ce domaine ne donnent pas totalement satisfaction.The devices hitherto proposed in this field do not give totally satisfied.

La présente invention a par conséquent pour but de proposer un nouveau déphaseur électrique variable de structure simple, économique et fiable.The present invention therefore aims to provide a new variable electric phase shifter with simple, economical and reliable.

Le but précité est atteint dans le cadre de la présente invention grâce à un déphaseur comprenant une structure triplaque comportant :

  • une piste électriquement conductrice composée de plusieurs segments non alignés,
  • deux plans électriquement conducteurs parallèles à la piste et disposés respectivement de part et d'autre de celle-ci et
  • deux lames en matériau diélectrique intercalées entre la piste et les deux plans conducteurs, lesquelles lames diélectriques sont susceptibles de déplacement contrôlé par rapport à la piste, pour modifier le recouvrement de cette dernière par les lames diélectriques.
The above object is achieved in the context of the present invention thanks to a phase shifter comprising a three-plate structure comprising:
  • an electrically conductive track composed of several non-aligned segments,
  • two electrically conductive planes parallel to the track and arranged respectively on either side of it and
  • two blades of dielectric material interposed between the track and the two conductive planes, which dielectric blades are capable of controlled displacement relative to the track, to modify the covering of the latter by the dielectric blades.

D'autres caractéristiques, buts et avantages de la présente invention apparaítront à la lecture de la description détaillée qui va suivre et en regard des dessins annexés, donnés à titre d'exemple non limitatif et sur lesquels

  • la figure 1 représente une vue en coupe longitudinale d'un dispositif conforme à la présente invention selon le plan de coupe référencé I-I sur la figure 4, l'un des plans conducteurs étant retiré,
  • la figure 2 représente une vue similaire en coupe longitudinale, selon le plan de coupe référencé II-II sur la figure 4, passant par le plan médian de la piste,
  • la figure 3 représente une vue en coupe similaire à la figure 2, piste retirée, et
  • la figure 4 représente une vue en coupe transversale du même dispositif selon le plan de coupe référencé IV-IV sur la figure 1.
Other characteristics, objects and advantages of the present invention will appear on reading the detailed description which follows and with reference to the appended drawings, given by way of non-limiting example and in which
  • FIG. 1 represents a view in longitudinal section of a device according to the present invention according to the section plane referenced II in FIG. 4, one of the conducting planes being removed,
  • FIG. 2 represents a similar view in longitudinal section, according to the section plane referenced II-II in FIG. 4, passing through the median plane of the track,
  • FIG. 3 represents a sectional view similar to FIG. 2, track removed, and
  • FIG. 4 represents a cross-sectional view of the same device according to the cutting plane referenced IV-IV in FIG. 1.

Le déphaseur illustré sur les figures annexées est représenté à l'échelle 0,7. Il correspond à un déphaseur conçu pour travailler à 900MHz.The phase shifter illustrated in the appended figures is shown to scale 0.7. It corresponds to a phase shifter designed to work at 900MHz.

Le déphaseur conforme à la présente invention, illustré à titre d'exemple sur les figures annexées, comprend essentiellement une piste électriquement conductrice 100 composée de plusieurs segments 110, 120, 130 non alignés, deux plans électriquement conducteurs 200, 250 parallèles à la piste 100 et disposés respectivement de part et d'autre de celle-ci et deux lames en matériau diélectrique 300, 350 intercalées entre la piste 100 et les deux plans conducteurs 200, 250, lesquelles lames diélectriques 300, 350 sont susceptibles de déplacement contrôlé par rapport à la piste 100, pour modifier le recouvrement de cette dernière par les lames diélectriques.The phase shifter according to the present invention, illustrated by way of example in the appended figures, essentially comprises a track electrically conductive 100 composed of several segments 110, 120, 130 non-aligned, two electrically conductive planes 200, 250 parallel to runway 100 and arranged respectively on either side thereof and two blades of dielectric material 300, 350 interposed between track 100 and the two conducting planes 200, 250, which dielectric plates 300, 350 are subject to controlled displacement with respect to runway 100, for modify the covering of the latter by the dielectric plates.

Le déphaseur est représenté sur les figures annexées, dans la position de recouvrement maximal de la piste 100 par les lames diélectriques 300, 350.The phase shifter is shown in the appended figures, in the position of maximum overlap of track 100 by the dielectric strips 300, 350.

Selon le mode de réalisation illustré sur les figures annexées, les lames 300, 350 sont solidaires d'une tige 390 et déplacées par conséquent par le mouvement de celle-ci.According to the embodiment illustrated in the appended figures, the blades 300, 350 are integral with a rod 390 and therefore displaced by the movement of it.

La tige 390 est rectiligne et centré sur un axe 392.The rod 390 is rectilinear and centered on an axis 392.

Les plans conducteurs 200, 250 peuvent faire l'objet de nombreuses configurations. De préférence l'un des plans 200 est formé d'une plaque allongée rectiligne et plane, tandis que l'autre plan 250 comprend un élément conformé en U (une âme 255 et deux ailes orthogonales 256, 257). Plus précisément le second élément 250 possède de plus des bords libres 252, 254 retournés vers l'extérieur qui lui donnent une forme générale en Ω. Le second plan 250, superposé au premier 200, est fixé sur ce dernier, au niveau de ces bords libres 252, 254, adjacents au premier plan 200, comme on le voit notamment sur la figure 4. Ainsi les deux plans 200 et 250 forment en combinaison un canal fermé latéralement, mais ouvert longitudinalement, qui s'étend parallèlement à l'axe 392.The conductive planes 200, 250 can be the subject of numerous configurations. Preferably one of the planes 200 is formed of a plate elongated rectilinear and planar, while the other plan 250 comprises an element U-shaped (one core 255 and two orthogonal wings 256, 257). More precisely the second element 250 also has free edges 252, 254 turned outwards which give it a general shape in Ω. The second plane 250, superimposed on the first 200, is fixed on the latter, at the level of these free edges 252, 254, adjacent to the foreground 200, as shown see especially in Figure 4. Thus the two planes 200 and 250 form in combination of a laterally closed but longitudinally open channel which extends parallel to axis 392.

Ce canal loge la piste 100 et les deux lames 300, 350.This channel houses the track 100 and the two blades 300, 350.

La piste 100 peut faire également l'objet de nombreuses configurations.Runway 100 can also be the subject of numerous configurations.

Selon le mode de réalisation particulier et non limitatif illustré sur les figures annexées, la piste 100 comprend trois segments rectilignes 110, 120, 130, paralléles entre eux et parallèles à l'axe 392, mais non alignés.According to the particular and nonlimiting embodiment illustrated on the appended figures, the track 100 comprises three rectilinear segments 110, 120, 130, parallel to each other and parallel to the axis 392, but not aligned.

De préférence les trois segments 110, 120 et 130 sont séparés par une longueur électrique équivalente sensiblement à ¼ de longueur d'onde λ dans l'air. En d'autres termes de préférence la distance séparant deux à deux les centres des segments 110, 120 et 130 est proche de ¼ λ. Cette distance est de préférence comprise entre 0,8 (¼ λ) et ¼ λ.Preferably the three segments 110, 120 and 130 are separated by a electrical length substantially equivalent to ¼ wavelength λ in the air. In other words preferably the distance separating two by two the centers of segments 110, 120 and 130 is close to ¼ λ. This distance is preferably between 0.8 (¼ λ) and ¼ λ.

Le premier segment 110 est le plus proche de l'axe 392. Le troisième segment 130 est le plus éloigné de l'axe 392. Et le second segment 120, placé entre le premier segment 110 et le troisième segment 130, est situé à une distance de l'axe 392, intermédiaire entre le premier et le troisième segment 110, 130. The first segment 110 is closest to the axis 392. The third segment 130 is the furthest from axis 392. And the second segment 120, placed between the first segment 110 and the third segment 130, is located at a distance from the axis 392, intermediate between the first and the third segment 110, 130.

Le premier segment 110 et le second segment 120 sont raccordés par un tronçon 112 globalement transversal à l'axe 392. De même le second segment 120 et le troisième segment 130 sont raccordés par un tronçon 122 globalement transversal à l'axe 392.The first segment 110 and the second segment 120 are connected by a section 112 generally transverse to the axis 392. Similarly the second segment 120 and the third segment 130 are connected by a segment 122 generally transverse to axis 392.

Le premier segment 110 est prolongé par un tronçon de raccordement 102. De même le troisième segment 130 est prolongé par un tronçon de raccordement 140. Ces tronçons de raccordement 102, 140 peuvent faire l'objet de nombreuses configurations. Il ne seront donc pas décrit dans le détail par la suite. Ils peuvent servir respectivement d'entrée ou de sortie, au circuit, ou inversement.The first segment 110 is extended by a connecting section 102. Similarly, the third segment 130 is extended by a section of connection 140. These connection sections 102, 140 can make subject to many configurations. It will therefore not be described in detail thereafter. They can serve respectively as input or output, to the circuit, Or vice versa.

La piste 100 est de préférence située à mi-distance des plans 300, 350.The track 100 is preferably located midway between the planes 300, 350.

La largeur des segments 110, 120, 130 formant la piste 100 est adaptée pour respecter l'impédance recherchée, généralement 50Ω. Typiquement les segments peuvent avoir une largeur de l'ordre de 7,5 mm et une épaisseur de l'ordre de 1 mm.The width of the segments 110, 120, 130 forming the track 100 is adapted to respect the desired impedance, generally 50Ω. Typically the segments can have a width of the order of 7.5 mm and a thickness of the order of 1 mm.

A titre d'exemple non limitatif, la piste 100 peut être formée de laiton étamé, ou de cuivre argenté, voire de tout matériau équivalent.By way of nonlimiting example, the track 100 can be formed of brass tinned, or silver plated copper, or any equivalent material.

Les lames 300, 350 peuvent être formées de tout matériau diélectrique approprié. Il s'agit de préférence de polytétrafluoroéthylène, avantageux tant pour ses propriétés diélectriques, que ces propriétés de glissement mécanique aisé.The blades 300, 350 can be formed from any material suitable dielectric. It is preferably polytetrafluoroethylene, advantageous both for its dielectric properties, that these properties of easy mechanical sliding.

Les lames 300, 350 peuvent même en variante être formées d'un bloc unique solidaire de la tige d'entraínement 390.The blades 300, 350 can even alternatively be formed from a block single integral with the drive rod 390.

Elles sont de préférence entrainées en parfait synchronisme par la tige 390. Cependant en variante on pourrait concevoir d'entrainer les deux lames 300, 350 séparément et par conséquent selon des positions sélectivement différentes par rapport à la piste 100.They are preferably driven in perfect synchronism by the rod 390. However, as a variant, one could conceive of driving the two blades 300, 350 separately and therefore selectively in positions different from runway 100.

La tige 390 elle même peut être déplacée à translation selon son axe 392, par tout moyen approprié.Rod 390 itself can be moved in translation along its axis 392, by any appropriate means.

Les lames 300, 350 ont en combinaison une épaisseur égale à la distance séparant les deux plans 200, 250. Ainsi elles remplissent totalement le canal formé par ces deux plans 200, 250, dans la zone du canal adjacent à l'aile 252. A ce niveau les deux lames 300, 350 ont un bord longitudinal rectiligne 310 adjacent à l'aile 252. The blades 300, 350 have in combination a thickness equal to the distance separating the two planes 200, 250. Thus they completely fill the channel formed by these two planes 200, 250, in the zone of the channel adjacent to the wing 252. At this level the two blades 300, 350 have a longitudinal edge straight 310 adjacent to wing 252.

Typiquement la distance séparant les plans 200, 250, qui correspond à l'épaisseur cumulée des lames 300, 350 est de l'ordre de 7 mm.Typically the distance separating the planes 200, 250, which corresponds to the cumulative thickness of the blades 300, 350 is of the order of 7 mm.

Cependant les lames 300, 350 ne couvrent pas toute la largeur des plans 200, 250. Elles présentent au contraire un second bord longitudinal 320 étagé pour recouvrir de manière variable les segments 110, 120 et 130 selon leurs positions. Plus précisément encore, de préférence, ce second bord longitudinal 320 comprend lui même trois segments 322, 324, 326 rectilignes parallèles à l'axe 392. Et les lames 300, 350 définissent en combinaison trois gorges longitudinales 323, 325, 327 qui débouchent respectivement sur la tranche de ces segments 322, 324, 326. L'épaisseur des gorges 323, 325, 327 est identique à celle des segments 110, 120 et 130 de la piste. Ainsi les gorges 323, 325 et 327 reçoivent respectivement l'un des segments 110, 120 et 130.However, the blades 300, 350 do not cover the entire width of the plans 200, 250. On the contrary, they have a second longitudinal edge 320 stepped to variably cover segments 110, 120 and 130 according to their positions. More precisely still, preferably, this second edge longitudinal 320 itself comprises three segments 322, 324, 326 rectilinear parallel to the axis 392. And the blades 300, 350 define in combination of three longitudinal grooves 323, 325, 327 which open out respectively on the edge of these segments 322, 324, 326. The thickness of the grooves 323, 325, 327 is identical to that of segments 110, 120 and 130 of the track. Thus the grooves 323, 325 and 327 respectively receive one segments 110, 120 and 130.

De préférence la longueur recouverte par les lames 300, 350 est identique pour les trois segments 110, 120 et 130.Preferably the length covered by the blades 300, 350 is identical for the three segments 110, 120 and 130.

Cependant le recouvrement des segments 110, 120 et 130 par les lames 300, 350 dépend de la position longitudinale des lames commandée par la tige 390.However, the overlapping of segments 110, 120 and 130 by the blades 300, 350 depends on the longitudinal position of the controlled blades by rod 390.

Par ailleurs comme on le voit sur la figure 1, de préférence les gorges 323, 325, 327 sont adaptées pour recouvrir les segments 110, 120 et 130 sur des largeurs respectives non identiques. Plus précisément encore, la gorge médiane 325 est de préférence adaptée pour recouvrir la totalité de la largeur du segment médian 120, tandis que les gorges 323 et 327 sont adaptées pour ne recouvrir que la moitié de la largeur des segments respectifs 110 et 130.Furthermore as seen in Figure 1, preferably the grooves 323, 325, 327 are adapted to cover segments 110, 120 and 130 on respective non-identical widths. More precisely still, the throat middle 325 is preferably adapted to cover the entire width of the median segment 120, while the grooves 323 and 327 are adapted for cover only half the width of the respective segments 110 and 130.

Lorsque l'on agit sur la tige 390, celle-ci est déplacée parallèlement à son axe 392 et entraíne par conséquent un déplacement identique des lames 300, 350 par rapport à la piste 100, faisant varier la longueur de recouvrement I partiel ou total des segments 110, 120 et 130.When the rod 390 is acted on, the rod is moved parallel to its axis 392 and therefore causes an identical displacement of the blades 300, 350 relative to runway 100, varying the length of partial or total overlap I of segments 110, 120 and 130.

Le déphasage apporté sur chaque segment est en première approximation proportionnel à la surface de piste recouverte, c'est à dire proportionnel à la longueur I et par ailleurs égal à la moitié du déphasage apporté sur le segment central 120, pour les deux segments latéraux 110 et 130.The phase shift brought on each segment is first proportional approximation to the covered runway surface, i.e. proportional to the length I and also equal to half the phase shift brought on the central segment 120, for the two lateral segments 110 and 130.

Ainsi la part variable du déphasage 4Δϕ procuré par l'ensemble est proportionnelle à la longueur I et vaut deux fois celle 2Δϕ du segment central 120. Thus the variable part of the 4Δϕ phase shift provided by the assembly is proportional to the length I and twice the length 2Δϕ of the central segment 120.

Le recouvrement du segment 120 par 300 et 350 modifie la longueur électrique et l'impédance du segment 120. Cette action crée donc un déphasage et désadapte la ligne, ce qui justifie l'introduction des deux segments latéraux 110, 130.Covering segment 120 with 300 and 350 changes the length and the impedance of segment 120. This action therefore creates a phase shift and mismatch the line, which justifies the introduction of the two lateral segments 110, 130.

Le déphaseur conforme à la présente invention conduit à une bonne adaptation du fait que les signaux réfléchis se combinent très favorablement en raison de la combinaison en opposition de phase des désadaptations apportées par les recouvrements de diélectrique :

  • le signal réfléchi par le dernier segment mis en série revient avec une amplitude 0,6 ρ(I) et une phase 2(Δϕ/2 + λ/4 + Δϕ + λ/4) = 3Δϕ + λ,
  • le signal réfléchi par le segment central 120 revient avec une amplitude ρ(I) et une phase 2(Δϕ/2 + λ/4) = Δϕ + λ/2, et
  • le signal réfléchi par le premier segment revient avec une amplitude 0,6 ρ(I) et une phase nulle par convention puisque la désadaptation s'exprime en entrée de ce segment.
The phase shifter according to the present invention leads to a good adaptation of the fact that the reflected signals combine very favorably due to the combination in phase opposition of the mismatches brought by the dielectric recoveries:
  • the signal reflected by the last segment put in series returns with an amplitude 0.6 ρ (I) and a phase 2 (Δϕ / 2 + λ / 4 + Δϕ + λ / 4) = 3Δϕ + λ,
  • the signal reflected by the central segment 120 returns with an amplitude ρ (I) and a phase 2 (Δϕ / 2 + λ / 4) = Δϕ + λ / 2, and
  • the signal reflected by the first segment returns with an amplitude 0.6 ρ (I) and a zero phase by convention since the mismatch is expressed at the input of this segment.

Le signal retourné est lié à l'addition de ces trois vecteurs (diagramme de Fresnel) :

  • sur la voie en phase : ρ(I) . (0,6 - cos(Δϕ) + 0,6 cos(3Δϕ)),
  • sur la voie en quadrature : ρ(I) . (0,6 sin (3Δϕ) - sin (Δϕ)).
The returned signal is linked to the addition of these three vectors (Fresnel diagram):
  • on the phase track: ρ (I). (0.6 - cos (Δϕ) + 0.6 cos (3Δϕ)),
  • on the quadrature track: ρ (I). (0.6 sin (3Δϕ) - sin (Δϕ)).

On montre que pour des déphasages Δϕ n'excédant pas environ 25°, le signal réfléchi est atténué d'environ 10dB par rapport à celui ρ(I) du segment central de la piste 100. Ceci contribue à amener la performance d'adaptation à des niveaux aussi élevés que 25dB.We show that for phase shifts Δϕ not exceeding about 25 °, the reflected signal is attenuated by about 10dB compared to that ρ (I) of the segment central of runway 100. This contributes to bringing adaptation performance at levels as high as 25dB.

L'éclatement en trois segments de la ligne déphaseuse, chacun des segments étant séparé par un quart de longueur d'onde dans l'air, permet à déphasage identique, d'adapter un déphaseur équivalent qui serait constitué d'un segment unique dont la longueur serait le double du segment central qui vient d'être décrit.The bursting into three segments of the phase shift line, each of segments being separated by a quarter wavelength in air, allows identical phase shift, to adapt an equivalent phase shifter which would be made up of a single segment whose length would be twice the central segment which has just been described.

Bien entendu la présente invention n'est pas limitée aux modes de réalisation particuliers qui viennent d'être décrits, mais s'étend à toutes variantes conformes à son esprit.Of course, the present invention is not limited to the modes of particular achievements which have just been described, but extends to all variants according to his spirit.

Le déphaseur conforme à la présente invention peut faire l'objet de diverses applications.The phase shifter according to the present invention can be the subject of various applications.

Il peut être installé dans un distributeur de puissance pour attaque d'un réseau de sources rayonnantes dans une antenne réseau. Un tel distributeur peut d'ailleurs être équipé de plusieurs déphaseurs dont la structure élémentaire a été décrite précédemment.It can be installed in a power distributor for attacking a network of radiating sources in a network antenna. Such a distributor can also be equipped with several phase shifters whose structure elementary has been described previously.

Le déphaseur conforme à la présente invention peut en particulier trouver application dans la réalisation d'antennes réseaux à pointage de faisceau contrôlé électriquement, la réalisation de déphaseurs pour appairage en phase de fonctions électroniques ou encore la réalisation de fonctions « annuleurs d'échos ou de parasite » pour des émetteurs ou des récepteurs.The phase shifter according to the present invention can in particular find application in the creation of pointing network antennas electrically controlled beam, the production of phase shifters for pairing in the electronic functions phase or even performing functions "Echo or noise cancellers" for transmitters or receivers.

Par ailleurs, la présente invention n'est pas limitée à un déphaseur comprenant trois segments pondérés par des coefficients 0,5 ; 1 ; et 0,5. L'invention peut être généralisée à un nombre supérieur de tronçons de ligne espacés d'un quart de longueur d'onde à la fréquence centrale (pondération selon les coefficients de Butterworth).Furthermore, the present invention is not limited to a phase shifter comprising three segments weighted by coefficients 0.5; 1; and 0.5. The invention can be generalized to a greater number of line sections spaced a quarter wavelength at the center frequency (weighting according to the Butterworth coefficients).

L'invention permet ainsi de réaliser un déphasage quelconque, mais aussi d'étendre la bande passante de la fonction (amélioration de l'adaptation électrique).The invention thus makes it possible to achieve any phase shift, but also to extend the bandwidth of the function (improved adaptation electric).

On notera par ailleurs que par rapport à des solutions connues de l'état de la technique, la présente invention offre notamment les avantages suivants :

  • elle ne nécessite pas de décrochage entre plans triplaques ;
  • elle n'exige pas un diélectrique supplémentaire hormis l'air ;
  • elle n'exige pas de pièces en rotation ;
  • elle ne nécessite pas un recouvrement de piste par du diélectrique sur une des positions de butée du mouvement des lames ;
  • elle utilise un déplacement longitudinal à la direction principale des pistes ;
  • elle met en oeuvre un recouvrement partiel ou total de la section transversale (dans le plan de la piste) entre les deux plans du triplaque à l'aplomb de la piste centrale. Il n'y a jamais recouvrement partiel dans la direction perpendiculaire au plan de la piste ;
  • elle ne nécessite pas une découpe 3D linéaire des lames déphaseuses ;
  • elle permet grâce à l'utilisation de deux pièces symétriques d'un diélectrique unique, un avantage économique indéniable.
It will also be noted that, compared to solutions known from the state of the art, the present invention notably offers the following advantages:
  • it does not require stalling between triplate planes;
  • it does not require an additional dielectric apart from air;
  • it does not require rotating parts;
  • it does not require covering of the track with dielectric on one of the stop positions of the movement of the blades;
  • it uses a longitudinal displacement to the main direction of the tracks;
  • it implements a partial or total overlap of the cross section (in the plane of the track) between the two planes of the triplate directly above the central track. There is never partial overlap in the direction perpendicular to the plane of the runway;
  • it does not require a linear 3D cutting of the phase shifting blades;
  • it allows thanks to the use of two symmetrical parts of a single dielectric, an undeniable economic advantage.

Claims (15)

Déphaseur électrique variable à faible perte, caractérisé par le fait qu'il comprend une structure triplaque comportant : une piste électriquement conductrice (100) composée de plusieurs segments (110, 120, 130) non alignés, deux plans électriquement conducteurs (200, 250) parallèles à la piste (100) et disposés respectivement de part et d'autre de celle-ci et deux lames en matériau diélectrique (300, 350) intercalées entre la piste (100) et les deux plans conducteurs (200, 250), lesquelles lames diélectriques (300, 350) sont susceptibles de déplacement contrôlé par rapport à la piste (100), pour modifier le recouvrement de cette dernière par les lames diélectriques. Low loss variable electric phase shifter, characterized in that it comprises a three-plate structure comprising: an electrically conductive track (100) composed of several non-aligned segments (110, 120, 130), two electrically conductive planes (200, 250) parallel to the track (100) and arranged respectively on either side of it and two dielectric material blades (300, 350) interposed between the track (100) and the two conductive planes (200, 250), which dielectric blades (300, 350) are capable of controlled displacement relative to the track (100), to modify the covering of the latter by the dielectric plates. Déphaseur selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il comprend une tige (390) solidaire des lames (300, 350) pour assurer l'entrainement de celles-ci.Phase shifter according to claim 1, characterized in that it comprises a rod (390) integral with the blades (300, 350) to ensure the drive thereof. Déphaseur selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé par le fait que la piste (100) comprend trois segments rectilignes (110, 120, 130).Phase shifter according to one of claims 1 or 2, characterized in that the track (100) comprises three rectilinear segments (110, 120, 130). Déphaseur selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que les segments (110, 120, 130) sont parallèles entre eux.Phase shifter according to one of Claims 1 to 3, characterized in that the segments (110, 120, 130) are mutually parallel. Déphaseur selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que les segments (110, 120 et 130) sont séparés par une longueur électrique comprise entre 0,8 fois et une fois un ¼ de longueur d'onde λ dans l'air.Phase shifter according to one of Claims 1 to 4, characterized in that the segments (110, 120 and 130) are separated by an electrical length of between 0.8 times and once a ¼ wavelength λ in l 'air. Déphaseur selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé par le fait que l'un des plans (200) est formé d'une plaque allongée rectiligne et plane, tandis que l'autre plan (250) comprend un élément conformé en U superposé au premier (200).Phase shifter according to one of Claims 1 to 5, characterized in that one of the planes (200) is formed by an elongated rectilinear and flat plate, while the other plane (250) comprises a U-shaped element superimposed on the first (200). Déphaseur selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé par le fait que l'un des plans (200) est formé d'une plaque allongée rectiligne et plane, tandis que l'autre plan (250) a la forme d'un Ω et est formé d'un élément en U comportant des bords libres (252, 254) retournés vers l'extérieur de sorte que le second plan (250), superposé au premier (200), est fixé sur ce dernier, au niveau de ces bords libres (252, 254), adjacents au premier plan (200). Phase shifter according to one of Claims 1 to 6, characterized in that one of the planes (200) is formed by an elongated rectilinear and flat plate, while the other plane (250) has the shape of a Ω and is formed by a U-shaped element having free edges (252, 254) turned outwards so that the second plane (250), superimposed on the first (200), is fixed on the latter, at these free edges (252, 254), adjacent to the foreground (200). Déphaseur selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé par le fait que la piste (100) est située à mi-distance des plans (300, 350).Phase shifter according to one of Claims 1 to 7, characterized in that the track (100) is located midway between the planes (300, 350). Déphaseur selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé par le fait que les lames (300, 350) ont en combinaison une épaisseur égale à la distance séparant les deux plans (200, 250).Phase shifter according to one of claims 1 to 8, characterized in that the blades (300, 350) have in combination a thickness equal to the distance separating the two planes (200, 250). Déphaseur selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé par le fait que les lames (300, 350) possèdent un bord longitudinal (320) étagé formé de segments (322, 324, 326) rectilignes définissant des gorges longitudinales (323, 325, 327) qui reçoivent respectivement l'un des segments (110, 120 et 130) de la piste (100).Phase shifter according to one of claims 1 to 9, characterized in that the blades (300, 350) have a longitudinal edge (320) stepped formed of segments (322, 324, 326) rectilinear defining longitudinal grooves (323, 325 , 327) which respectively receive one of the segments (110, 120 and 130) of the track (100). Déphaseur selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisé par le fait que la longueur recouverte par les lames (300, 350) est identique pour les différents segments (110, 120 et 130).Phase shifter according to one of claims 1 to 10, characterized in that the length covered by the blades (300, 350) is identical for the different segments (110, 120 and 130). Déphaseur selon l'une des revendications 1 à 11, caractérisé par le fait que la largeur recouverte par les lames (300, 350) n'est pas identique pour les différents segments (110, 120 et 130).Phase shifter according to one of claims 1 to 11, characterized in that the width covered by the blades (300, 350) is not identical for the different segments (110, 120 and 130). Déphaseur selon l'une des revendications 1 à 12, caractérisé par le fait que les lames (300, 350) sont adaptées pour recouvrir la totalité de la largeur d'un segment médian (120), et la moitié de la largeur de segments d'extrémité (110 et 130).Phase shifter according to one of Claims 1 to 12, characterized in that the blades (300, 350) are adapted to cover the entire width of a middle segment (120), and half the width of segments d 'end (110 and 130). Déphaseur selon l'une des revendications 1 à 13, caractérisé par le fait que la piste (100) comprend des segments (110, 120, 130) espacés d'un quart de longueur d'onde à la fréquence centrale.Phase shifter according to one of claims 1 to 13, characterized in that the track (100) comprises segments (110, 120, 130) spaced a quarter of a wavelength at the center frequency. Déphaseur selon l'une des revendications 1 à 14, caractérisé par le fait qu'il comprend : une piste électriquement conductrice (100) composée de trois segments (110, 120, 130) non alignés, séparés par une longueur électrique équivalent à ¼ de longueur d'onde λ dans l'air, deux plans électriquement conducteurs (200, 250) parallèles à la piste (100) et disposés respectivement de part et d'autre de celle-ci et deux lames en matériau diélectrique (300, 350) intercalées entre la piste (100) et les deux plans conducteurs (200, 250), lesquelles lames diélectriques (300, 350) sont susceptibles de déplacement contrôlé par rapport à la piste (100), pour modifier le recouvrement de cette dernière par les lames diélectriques, la longueur recouverte par les lames (300, 350) étant identique pour les trois segments (110, 120 et 130), mais les lames (300, 350) étant adaptées pour recouvrir la totalité de la largeur du segment médian (120), et la moitié de la largeur des segments d'extrémité (110 et 130). Phase shifter according to one of Claims 1 to 14, characterized in that it comprises: an electrically conductive track (100) composed of three non-aligned segments (110, 120, 130), separated by an electrical length equivalent to ¼ wavelength λ in air, two electrically conductive planes (200, 250) parallel to the track (100) and arranged respectively on either side of it and two dielectric material blades (300, 350) interposed between the track (100) and the two conductive planes (200, 250), which dielectric blades (300, 350) are capable of controlled displacement relative to the track (100), to modify the covering of the latter by the dielectric strips, the length covered by the strips (300, 350) being identical for the three segments (110, 120 and 130), but the strips (300, 350) being adapted to cover the the entire width of the middle segment (120), and half the width of the end segments (110 and 130).
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