FR2537345A1 - Circuit accordable a haute frequence, filtre utilisant ce circuit et procede pour sa fabrication - Google Patents

Abstract

CE CIRCUIT COMPORTE UN PREMIER RUBAN CONDUCTEUR 16 SUR UN PREMIER DIELECTRIQUE 12 ESPACE D'UN CONDUCTEUR DE PLAN DE MASSE 14 PAR CE DIELECTRIQUE, UN SECOND RUBAN CONDUCTEUR 36 SUR UN SECOND DIELECTRIQUE 32 ESPACE D'UN PLAN DE MASSE 34 PAR CE DIELECTRIQUE ET UN DISPOSITIF DE COUPLAGE COMPRENANT UNE PIECE RESONNANTE 24 CONSTITUANT ESSENTIELLEMENT EN UNE SPHERE DE GRENAT AU FER-YTTRIUM. L'INVENTION S'APPLIQUE NOTAMMENT A DES CIRCUITS RESONNANTS ACCORDES MAGNETIQUEMENT POUR RADAR.

Description

La présente invention se rapporte d'une façon générale aux circuits à

haute fréquence, et concerne

plus particulièrement des circuits résonnants accorda-

bles à haute fréquence.

Il est bien connu que les circuits résonnants accordables à haute fréquence, comme des filtres accordables à haute fréquence sont souvent utilisés dans des récepteurs à haute fréquence pour transférer sélectivement certains signaux à haute fréquence En particulier, des filtres passe-bandé ayant une bande de fréquence étroite, qui peuvent être accordés dans une large plage de fréquences élevées sont souvent utilisés dans des récepteurs à haute fréquence Jusqu' à présent, ces filtres à haute fréquence étaient réalisés en utilisant une solution telle que des diodes polarisées en opposition, accordées par tension Mais cette solution ne convient pas pour de nombreuses applications à des récepteurs, pour de nombreuses

raisons, plus particulièrement à cause des caractêris-

tiques de perte d'insertion élevée Une seconde solution appliquée dans la technique antérieure pour pallier ce problème de perte d'insertion, consiste à utiliser des circuits résonnants à accord magnétique constitués par des pièces de matière ferrimagnétique qui, en présence d'un champ magnétique, forment un circuit à fréquence de résonance Une sphère de grenat

au fer-yttrium est souvent utilisée comme pièce ferri-

magnétique Par exemple, dans des filtres antérieurs à grenat au ferytrrium, deux boucles de couplage sont généralement prévues, l'une disposée autour d'un axe X et l'autre disposée autour d'un axe Y avec une sphère de grenat au fer-yttrium disposée dans les deux boucles En général, chaque boucle de couplage est un conducteur en forme d'un demi-cercle, chaque boucle étant disposée autour d'une partie différente de la sphère de grenat Ce filtre à grenat au fer-yttrium du type à boucle de fil a résolu un grand nombre

des problèmes associés avec les pertes d'insertion anté-

rieures des diodes à polarisation inverse, accordées par tension Le principe du fonctionnement utilisant un grenat au fer-yttrium comme matière résonnante est qu'en présence d'un champ magnétique continu ou permanent, appliqué de façon convenable, d'intensité HD , un cristal de cette matière réagit à un signal à haute fréquence d'entrée si ce signal d'entrée contient une composante de fréquence pratiquement égale à la fréquence de résonance O de la sphère La fréquence de résonance O de cette sphère de grenat dans un mode de résonance uniforme est

donnée par O = y HDC, o y O est la pulsation à la réso-

nance en bande centrale dans le mode de résonance uniforme, y est une quantité qui est une fonction de la matière et qui est généralement appelée "rapport gyromagnétique" et

H est l'intensité du champ magnétique continu appliqué.

DC Un signal à haute fréquence appliqué à une entrée des boucles de couplage précitées, dans le cas présent la boucle d'axe X, est couplé par la pièce de grenat avec la sortie de l'autre boucle de couplage, dans le cas présent la boucle d'axe Y, si la fréquence de ce signal à haute fréquence d'entrée est égale à la fréquence de résonance

du circuit à grenat, donnée par W 0 = YDC En fonctionne-

ment dans le mode de résonance uniforme, le champ magné-

tique extérieur HDC est appliqué dans une direction suivant l'axe Z, alignant le spin des électrons dans la

sphère de grenat suivant l'axe Z, et le signal d'hyper-

fréquence d'entrée est appliqué à la boucle d'entrée

disposée autour de l'axe Y En présence du champ magné-

tique extérieur, llénergie à la fréquence de résonance fournie à la boucle d'entrée d'axe X est absorbée par le spin des électrons dans le grenat, de sorte que les électrons effectuent une précession à la fréquence de résonance W 0 autour de l'axe Z En réponse à cette précession, un moment magnétique à haute fréquence est produit autour de l'axe Y qui induit un courant dans la boucle de couplage d'axe Y comme cela est décrit dans un article intitulé "Magnetically Tunable Microwave Filters Using Single Crystal Yttrium Iron Garnet

Resonators" par Philip s S Carter, Transactions on Micro-

wave Theory and Techniques, Volume 9, Mai 1961, pages

252 à 260.

Il est également apparu que la fréquence de résonance dans le mode de résonance uniforme mentionné ci-dessus est fonction de la température pour la plupart des orientations de la sphère de grenat par rapport au

champ magnétique extérieur Mais le long des orien-

tations sélectives bien connues de la structure cristal-

lographique de la sphère par rapport au champ magnétique continu, il est également bien connu que la fréquence de résonance est pratiquement invariable avec les variations de température En général, dans la technique antérieure, une sphère de grenat initialement orientée est disposée entre les boucles de couplage et, en présence de ces boucles, un processus itératif est utilisé dans lequel la fréquence de résonance du filtre est mâsurée, avec le filtre fonctionnant dans-la plage de température, et l'orientation finale de la sphère est établie quand la variation de fréquence de résonance est minimale dans la plage de température Ce processus à phases multiples

est long car deux opérations d'alignement sont néces-

saires Par conséquent, un but visé dans la conception d'un filtre à grenat au fer-yttrium est de réaliser des structures de couplage de filtres dans une relation spatiale contrôlée l,'une par rapport à l'autre, avec un accès facile à la sphère de grenat qui s'y trouve, dans

une orientation finale appropriée pour réduire au mini-

mum les variations de la fréquence de résonance du signal

de sortie dans une large plage de température.

Un autre problème posé par une structure anté-

rieure de filtre à grenat au fer-yttrium est que le champ magnétique à haute fréquence dans-le voisinage de la sphère de grenat n'est généralement pas uniforme Etant donné que le champ magnétique à haute fréquence dans la sphère de grenat n'est pas uniforme, même si le champ magnétique continu %C est uniforme, les électrons de la sphère de grenat n'oscillent pas en phase entre eux, et les différences de phases-qui en résultent facilitent, en plus du mode de résonance uniforme voulu, des modes

de résonance indésirables d'ordres plus élevés en fonc-

tionnement, souvent appelés "modes de résonance magnéto-

statiques" Il est généralement considéré que ces modes de résonance magnétostatiques résultent d'un mouvement non uniforme de la magnétisation dans l'échantillon ferrimagnétique et de l'interaction dip 8 le résultante entre les moments magnétiques, due à la distribution non uniforme du champ dans la sphère de grenat L'importance des modes de résonance magnétostatiques dépend de la forme de la pièce résonnante, de la distribution dans la pièce

résonnante du champ magnétique continu et de la distribu-

tion du champ magnétique à haute fréquence dans cette pièce résonnante Le couplage dans deux modes permet le transfert de signaux d'énergie parasites qui sont à

l'extérieur de la bande passante étroite voulue du cir-

cuit résonnant En général, la fréquence de résonance des modes de résonance magnétostatiques diffère de

celle du mode uniforme d'une valeur qui est proportion-

nelle à la magnétisation à saturation Mo de la matière constituant le résonateur à sphère, dans le cas présent la sphère de grenat Ainsi, la fréquence dé résonance dans tous les modes (le mode uniforme ainsi que le mode non uniforme) est donnée par o = + C 4 w MO)' O

47 r O estla magnétisation à saturation et C est une cons-

tante qui est différente pour les différents modes, et

égale à zéro pour le mode uniforme.

Dans la technique antérieure, la résonance magnétostatique est souvent supprimée dans les filtres à grenat au fer-yttrium, par exemple en utilisant un filtre à deux étages, avec une première sphère de grenat qui est un cristal pur de grenat au fer-yttrium et une seconde sphère de grenat qui est un cristal de grenat au fer-yttrium dopé Le dopage au gallium d'un cristal de grenat est souvent utilisé pour changer la valeur de la magnétisation à saturation et pour changer ainsi la fréquence de résonance non uniforme de la sphère de grenat dopée en présence du même champ magnétique continu HDC que la sphère de grenat pur Le filtre à deux étages est réalisé soigneusement de manière que chacune des sphères de grenat supprime l'énergie parasite indésirable produite par l'autre sphère En outre, dans certaines applications o une caractéristique de réponse du filtre à coupure de fréquence brusque est nécessaire, des étages supplémentaires sont souvent utilisés pour obtenir la fréquence désirée Si, dans le but de supprimer l'énergie parasite, un cristal de grenat dopé est utilisé, la perte d'insertion du filtre est accrue car en général, le dopage d'un cristal de grenat conduit à un résonateur avec des pertes relativement fortes comparativement à un cristal degrenat pur En outre, lorsqu'un filtre à un seul étage présente une caractéristique de résonance qui convient pour obtenir les caractéristiques de filtre à coupure brusque voulue, l'utilisation du filtre à un seul étage ne convient généralement pas pour supprimer le transfert d'énergie parasite et par conséquent, un filtre à deux

étages tel que décrit ci-dessus est généralement utilisé.

C'est là une solution coûteuse provoquée par une complexité accrue du circuit et une perte d'insertion

accrue, et donc une solution qui n'est pas très souhai-

table.

Un autre problème de cette technique est l'effet d'une surface conductrice, comme des boucles de couplage ou d'un boitier conducteur à haute fréquence du filtre, sur la fréquence de résonance de la sphère de

grenat Lorsqu'une sphère de grenat est située à proxi-

mité d'une telle surface conductrice, comme dans la plupart des structures antérieures, il se produit un

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changement de fréquence de résonance de la sphère Ce changement se produit car la proximité entre la sphère de grenat et une surface conductrice déforme le champ magnétique à haute fréquence associé avec les mouvements de précession des électrons et entraîne que le champ magnétique à la surface de la surface conductrice soit parallèle à cette dernière Normalement, si le champ n'était pas déformé, le champ magnétique à haute fréquence dans ce cas contiendrait des composantes perpendiculaires et parallèles à la surface conductrice Cette distorsion du champ magnétique à haute fréquence est provoquée par la forte conductivité de la surface conductrice et entraîne un décalage de la fréquence de résonance Bien qu'à une température déterminée ce décalage de fréquence

soit compensé en changeant l'intensité du champ magné-

tique continu HDC, ce "décalage de fréquence" dépend également de la température de sorte que sa compensation

est plus difficile dans une plage de température étendue -

Un autre problème se présente lorsque, en réponse au champ magnétique à haute fréquence variable et déformé, une tension est induite dans la surface conductrice-et en réponse, des courants de Foucault sont produits Etant donné que la surface conductrice n'est pas un conducteur parfait, elle présente certaines caractéristiques de dissipation et les courants de Foucault qui y sont induits dissipent de la puissance, ce dont il résulte l'effet dit de "élargissement par courants de Foucault" Cet effet entraîne une perte de puissance, ce qui augmente la perte

d'insertion du circuit résonnant Dans la technique anté-

rieure, l'élargissement par les courants de Foucault est réduit en plaçant la sphère de grenat plus loin de la surface conductrice, car la puissance dissipée dans cette dernière s'est avérée varier commel/d 4, o d est-la distance entre la surface conductrice et le centre de la sphère Mais cette solution conduit généralement à une réduction du coefficient de couplage et par conséquent,

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à des performances non satisfaisantes du filtre.

Selon l'invention, un circuit résonnant accordé magnétiquement comporte une paire de circuits de couplage espacés destinés à coupler l'énergie appliquée à l'entrée de l'un d'entre eux avec la sortie de l'autre, par une pièce résonnante placée entre eux Chaque circuit de couplage comporte deux conducteurs espacés Avec cette disposition, quand de l'énergie à haute fréquence est appliquée àaune entrée des circuits de couplage, la composante du champ magnétique à haute fréquence de

cette énergie à haute fréquence présente une distribu-

tion spatiale pratiquement uniforme dans toute la région o se trouve la pièce résonnante et,il résulte de cette distribution uniforme une réduction de l'excitation des modes non uniformes de résonance, qui sont généralement associés avec les structures antérieures, en réduisant ainsi le couplage d'énergie parasite par le circuit résonnant. Selon un autre aspect de l'invention, un circuit résonnant accordé magnétiquement comporte une paire de lignes de transmission à rubans Chaque ligne de transmission à rubans comporte-un ruban conducteur et un plan de masse, séparés par un diélectrique Une partie déterminée du conducteur de plan de masse de chaque

section de ligne de transmission est éliminée pour expo-

ser une partie du diélectrique sous- jacente Les conduc-

teurs de plan de masse des lignes de transmission à rubans sont reliés ensemble le long d'un plan commun avec

les rubans conducteurs des paires de lignes de transmis-

sion à rubans disposées sur les c Otés opposées du plan commun La partie exposée du substrat par chaque surface de conducteur du plan de masse forme un vide commun entre les conducteurs combinés de plan de masse Une ouverture est prévue dans le diélectrique des deux sections de lignes de transmission, cette ouverture étant alignée avec levide commun Une pièce résonnante est disposée dans l'ouverture de manière que le ruban conducteur soit

disposé contre la pièce résonnante Avec cette disposi-

tion, l'effet dit "décalage de fréquence" qui apparaît lorsqu'une pièce résonnante est positionnée contre une surface conductrice est pratiquement éliminé car dans ce cas, le champ magnétique à haute fréquence associé avec

le spin des électrons dans la pièce résonnante est géné-

ralement parallèle-au conducteur de plan de masse, ce qui réduit la distorsion du champ magnétique à haute

fréquence associé avec le conducteur de plan de masse.

En outre, les vides formés dans le plan de masse sont de préférence suffisamment grands pour réduire les courants de Foucault induits, en réduisant ainsi l'effet de "élargissement par courant de Foucault" qui augmente généralement la perte d'insertion à la fréquence de résonance Cette réduction de cet effet se fait sans changement notable du coefficient de couplage du circuit résonnant.

Selon un autre aspect de l'invention, un cir-

cuit résonnant accordé magnétiquement comporte une paire de circuits de couplage espacés avec une pièce résonnante disposée entre ces circuits de couplage pour coupler l'énergie à la fréquence de résonance entre les circuits de couplage par la pièce résonnante Chaque circuit de couplage comporte plusieurs conducteurs espacés disposés pour produire une distribution spatiale déterminée de la composante de champ magnétique à haute fréquence de l'énergie à fréquence de résonance appliquée aux circuits de couplage Dans une telle position, la distribution spatiale du champ magnétique à haute fréquence peut être choisie de

manière à produire, en combinaison avec les caractéris-

tiques spatiales de la pièce résonnante, un couplage ré-

duit des modes non uniformes de résonance et par consé-

quent, un couplage réduit d'énergie parasite associé.

Selon un autre aspect de l'invention, un circuit résonnant accordé magnétiquement comporte une paire de lignes de transmission à rubans, avec chacune un ruban conducteur et un diélectrique, se partageant un

conducteur de plan de masse commun Chaque ruban conduc-

teur comporte une partie bifurquée, et cette partie bifurquée de l'un des rubans conducteurs de la paire est alignée perpendiculairement avec la partie bifurquée de l'autre ruban conducteur Une ouverture est formée dans les parties de substrat de ces lignes de transmission dans la région des parties bifurquées et une pièce

résonnante y est disposée entre les parties bifurquées.

Avec cette disposition, les parties bifurquées de la paire de rubans conducteurs permet une mise en forme

sélective ou une distribution spatiale du champ magné-

tique à haute fréquence au voisinage de la pièce résonnante afin de réduire la transmission des signaux

parasites par le circuit résonnant accordé magnétiquement.

De plus, cette structure permet un accès facile pour la disposition d'une pièce résonnante avec l'orientation cristalline finale prédéterminée voulue par rapport à un champ magnétique continu, afin que la structure puisse produire un signal de sortie ayant une fréquence de résonance pratiquement invariable avec les variations

de température dans une large plage.

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D'autres caractéristiques et avantages de

l'invention apparaîtront au cours de la description qui

va suivre.

Aux dessins annexés donnés uniquement à titre d'exemples nullement limitatifs la Figure 1 est une vue en perspective éclatée d'un circuit résonnant accordé magnétiquement, la Figure 2 est une vue en perspective du circuit résonnant-accordé magnétiquement de la Figure 1, la Figure 3 est une coupe suivant la ligne 3-3 de la Figure 2, la Figure 4 est une vue schématique montrant le couplage indésirable des lignes de force magnétique entre les lignes de transmission d'entrée et de sortie du circuit résonnant accordé magnétiquement de la Figure 1, Les Figures 5 à 7 sont des vues en perspective d'autres modes de réalisation de l'invention, avec les parties communes aux Figures 1 et 3 représentées en traits mixtes, la Figure 8 est une vue en perspective du circuit résonnant accordé magnétiquement de la Figure 2 disposé dans un boitier, - la Figure 9 est une vue en perspective éclatée d'un filtre à double étage à quatre canaux, la Figure 10 est une vue en perspective du circuit résonnant accordé magnétiquement de la Figure 9, * la Figure 11 est une vue en perspective éclatée d'un circuit résonnant accordé magnétiquement comprenant des circuits de couplage pour la mise en forme sélective d'un champ magnétique à haute fréquence dans la région

voisine d'une pièce résonnante.

la Figure 12 est une vue en perspective du circuit résonnant accordé magnétiquement de la Figure 11, la Figure 13 est une coupe suivant la ligne 13-13 de la Figure 12, dans laquelle le circuit est disposé entre une pièce polaire magnétique et une culasse de retour de flux,

la Figure 14 est une représentation schéma-

tique de la Figure 13 montrant graphiquement la relation des champs magnétiques à haute fréquence et de la pièce résonnante, la Figure 15 est un schéma simplifié d'une application typique d'une pièce résonnante accordée magnétiquement telle que celle représentée sur la Figure 3 ou la Figure 13, la Figure 16 représente schématiquement une surface du circuit résonnant accordé magnétiquement, tel que celui de la Figure 13, montrantcertaines relations géométriques qui conviennent pour comprendre certaines caractéristiques de l'invention,

les Figures 17 et 17 A sont des graphes permet-

tant de comprendre certaines caractéristiques de l'inven-

tion, la Figure 18 est une vue en perspective éclatée d'un circuit résonnant accordé magnétiquement à deux étages comprenant des circuits de couplage pour mettre en forme sélectivement le champ magnétique à haute fréquence dans la région voisine d'une pié e résonnante, la Figure 19 est une vue en perspective du circuit résonnant accordé magnétiquement à deux étages représenté sur la Figure 18, la Figure 20 est une coupe suivant la ligne -20 de la Figure 19, dans laquelle le circuit est disposé entre une pièce polaire magnétique et une culasse de retour de flux, la Figure 21 est une vue en plan d'un circuit résonnant accordé magnétiquement à un seul étage disposé dans un boitier, la Figure 22 est une vue en perspective éclatée d'un circuit résonnant à accord magnétique comportant une bobine de champ pulsé, la Fig 22 A est une coupe suivant la ligne 22 A-22 A de la Fig 22 d'une partie du circuit résonnant à accord magnétique, la Fig 23 est une vue en perspective du circuit

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résonnant accordé magnétiquement avec une bobine de champ pulsé représenté sur la Fig 22, la Figure 24 est une coupe suivant la ligne 24- 24 de la Figure 23 dans-laquelle le circuit est disposé entre une pièce polaire magnétique et une culasse de retour de flux, la Figure 25 représente schématiquement la

Figure 24 pour montrer la relation entre le champ magné-

tique à haute fréquence, le champ magnétique continu et la pièce résonnante, la Figure 26 est un schéma simplifié d'une application d'un circuit résonnant accordé magnétiquement avec une bobine de champ pulsé tel que celui représenté sur la Figure 23, la Figure 27 est une vue en perspective éclatée d'un circuit résonnant accordé magnétiquement à

deux étages avec une bobine de champ pulsé selon l'inven-

tion, la Figure 28 est une vue en perspective du circuit résonnant accordé magnétiquement à deux étages de la Figure 27, la Figure 29 est une coupe suivant la ligne 29-29 de la Figure 28, dans laquelle le circuit est disposé entre une pièce polaire magnétique et une culasse de retour de flux, la Figure 30 est une vue en plan du circuit résonnant accordé magnétiquement de la Figure 23, disposé dans un boitier, les Figures 31 à 33 sont une série de vues en plan d'autres configurations des circuits de courants de champ pulsé selon l'invention, la Figure 34 est une vue en perspective éclatée d'un autre mode de réalisation d'-un circuit résonnant accordé magnétiquement comportant une bobine de champ pulsé, la Figure 35 est une vue en perspective du mode de réalisation de la Figure 34,

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la Figure 36 est une coupe suivant la ligne

36-36 de la Figure 35 dans laquelle le circuit est dis-

posé entre une pièce polaire magnétique et une culasse de retour de flux, la Figure 37 est une vue en plan éclaté d'une bobine utilisée dans l'autre mode de réalisation de l'invention représenté sur la Figure 35, la Figure 38 représente schématiquement un circuit d'attaque utilisé pour produire une impulsion de courant pour attaquer la bobine de champ pulsé, la Figure 39 montre graphiquement la relation de temps utilisée dans une application de l'invention, comme dans le système de la Figure 26, la Figure 40 est une vue en perspective éclatée d'un autre mode de réalisation d'un circuit résonnant accordé magnétiquement à deux étages avec une bobine de champ pulsé, la Figure 41 est une vue en perspective du mode de réalisation de la Figure 40, la Figure 42 est une coupe suivant la ligne 42-42 de la Figure 41, la Figure 43 est une vue en perspective d'un

appareil pour orienter des sphères de grenat au fer-

yttrium, la Figure 44 est une vue en plan de la partie de plateforme de l'appareil de la Figure 43, et la Figure 45 est une coupe suivant la ligne

-45 de la plateforme de la Figure 44.

Les Figures 1 à 3 représentent donc un circuit résonnant 9 accordé magnétiquement à deux étages, dans le

cas présent un filtre passe-bande fabriqué selon l'inven-

tion. En se référant d'abord à la Figure l, le circuit résonnant 9 accordé magnétiquement en présence d'un champ magnétique %HC obtenu en disposant le circuit entre une pièce polaire magnétique 60 a (Figure 3) et une culasse de retour de flux 60 b (Figure 3) comporte une section de

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ligne de transmission 30 de guide d'onde coplanaire d'entrée/sortie, comprenant une ligne de transmission d'entrée 33 a et une ligne de transmission de sortie 33 b formées sur un substrat commun 32 et une section de ligne de transmission 10 entre étages comprenant une ligne de transmission entre étages 18 formée sur un substrat 12 La ligne de transmission d'entrée 33 a couple l'énergie en résonance avec la ligne de transmission de sortie 33 b par deux sphères 26 a, 26 b faites d'une matière ferrimagnétique et la ligne de transmission 18 entre étages, d'une manière qui sera décrite La section de ligne de transmission 10 de guide d'onde coplanaire entre

étages comprend le substrat'diélectrique 12 et un-conduc-

teur de plan de masse 14 formé sur l'une de ces surfaces.

Le conducteur de plan de masse 14 est plaqué jusqu'à la périphérie du diélectrique 12 pour assurer une continuité entre leplan de masse 14 et un boitier 70 comme le montrent les Figures 3 et 8 Des parties déterminées du conducteur

de plan de masse 14 sont éliminées pour exposer des par-

ties sous-jacentes du substrat 12 et pour former une paire de-fentes parallèles et allongées 15, 15 ' dans le plan de masse 14 en utilisant des techniques courantes de masquage photographique et de gravure Ces fentes 15, 15 ' ont une largeur W et une longueur 1 Les fentes 15, 15 ' sont séparées par une partie-non gravée du conducteur de plan de masse 14, dans le cas présent une partie allongée de ruban conducteur 16 ayant une largeur w' La partie de

ruban conducteur 16 est formée solidairement du conduc-

teur de plan de masse 14 pour produire des courts-circuits à chaque partie d'extrémité 17, 17 ' de la région allongée

de ruban conducteur 16.

Les terminaisons de la partie de ruban conduc-

teur 16 sur le plan de masse 14 sont prévues ici pour produire un courant maximal afin de réduire au minimum la

composante de champ magnétique de l'énergie électromagné-

tique qui se propage le long de la section de ligne de

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transmission 10, d'une manière qui sera décrite par la suite Mais il suffit pour le moment de dire que la largeur W de chaque fente 15, 15 ' dans le conducteur de

plan de masse 14, l'épaisseur h et la constante diélec-

trique du substrat 12 et la largeur w' de la partie de ruban conducteur sont choisies pour conférer à la ligne

de transmission 10 une impédance caractéristique prédé-

terminée Zo, de la manière Bien connue.

Le circuit résonnant 9 accordé magnétiquement comporte en outre une cale diélectrique 20, dans le cas présent un substrat diélectrique 22 ayant une épaisseur pratiquement égale à l'épaisseur du substrat 12 précité, et avec deux ouvertures 24 a, 24 b dans une partie de ce substrat 22 Les deux sphères ferrimagnétiques 26 a, 26 b

sont disposées à l'avance dans ces ouvertures 24 a, 24 b.

La première sphère ferrimagnétique 26 a est-choisie sous la forme d'un monocristal pur de grenat au fer-yttrium et la seconde sphère 26 b est choisie sous la forme d'pn monocristal dopé de grenat au fer-yttrium La seconde sphère 26 b est dopée de façon appropriée avec un dopant comme du gallium afin de modifier sa magnétisation à saturation et de supprimer l'énergie parasite indési-

rable qui peut être couplée par le circuit résonnant

9 à accord magnétique, de la manière bien connue.

Le circuit résonnant 9 accordé magnétiquement

comporte également une section 30 de ligne de transmis-

sion d'entrée/sortie La section 30 de ligne, de transmission d'entrée/sortie comporte un conducteur de plan de masse 34 formé sur une première surface d'un substrat diélectrique 32 Ainsi, les substrats 12, 22 et

32 forment une structure support diélectrique composite.

Le conducteur de plan de masse 34 est plaqué jusqu'à la périphérie du substrat diélectrique 32 pour établir une continuité entre le plan de masse 34, le plan de masse 14 et le boitier 70 (Figures 3, 8) Ainsi, un conducteur de plan de masse composite 52 est formé comme le montre la Figure 3 Des parties sélectives du conducteur de plan

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de masse 34 sont éliminées pour exposer des parties sous-

jacentes du substrat 32, en formant des fentes parallèles allongées 35 a, 35 a' et 35 b, 35 b' dans ce conducteur de plan de masse 14, chacune de ces fentes 35 a, 35 a', 35 b, 35 b' ayant une largeur W D'une manière similaire à:-celle décrite ci-dessus, chacune des paires de fentes 35 a, 35 a' et 35 b, 35 b' forme l'une de deux parties allongées de rubans conducteurs 36 a, 36 b formées par des parties non gravées du conducteur de plan de masse, entre les fentes 35 a, 35 a', 35 b, 35 b' Chacun de ces rubans conducteurs comporte une première extrémité 37 a, 37 b, se terminant ici à une partie de bord du substrat pour une connexion

extérieure, et une seconde extrémité 37 a', 37 b' se termi-

nant dans ledit conducteur de plan de masse 34 D'une manière similaire à celle déjà décrite, les extrémités 37 a', 37 b' de chacun de ces rubans conducteurs 36 a, 36 b se terminent avec le plan de masse 34 pour établir à ses extrémités 37 a', 37 b' un court-circuit destiné à y augmenter le courant au maximum, et par conséquent pour augmenter au maximum à ses extrémités la composante de champ magnétique de l'énergie électromagnétique qui se propage entre les rubans conducteurs 36 a, 36 b et le conducteur de plan de masse 34, ce qui établit un fort couplage de la composante de champ magnétique de cette énergie de la manière qui sera décrite Comme cela a déjà été expliqué, la largeur W de chaque fente 35 a, 35 a, 35 b, b' dans le conducteur de plan de masse 34, l'épaisseur et la constante diélectrique du substrat 32 et la largeur W' de chaque partie de ruban conducteur 36 a, 36 b sont choisis pour que chacune des deux lignes de transmission

33 a, 33 b présente une impédance caractéristique prédé-

terminée Z, de la manière bien connue.

Comme le montrent les Figures 2, 3, la ligne

de transmission 10 entre étages est reliée avec le subs-

trat diélectrique 22 portant les sphères de grenat 26 a, 26 b qui y sont fixées par une résine d'époxyde à faible perte et la section 30 de ligne de transmission d'entrée/ sortie Les substrats 12, 22 et 32 sont disposés de manière que chaque sphère de grenat 26 a, 26 b disposée dans l'ouverture correspondante 24 a, 24 b soit alignée coaxialement et disposée contre les extrémités 37 a', 37 b' des parties de rubans conducteurs 36 a, 36 b dans le plan de masse 34 de la ligne de transmission d'entrée 33 a et la ligne de transmission de sortie 33 b et avec les extrémités 17, 17 ' des parties de ruban conducteur 16 de la section 10 de lignes de transmission entre étages Les substrats 12, 22 et 32 sont en outre agencés de manière que chaque

partie de ruban conducteur 36 a de la ligne de transmis-

sion d'entrée 33 a soit alignée perpendiculairement avec la partie de ruban conducteur 16 de la section 10 de ligne de transmission entre étages, et une partie de ruban conducteur 36 b de la ligne de transmission de sortie 33 b est également alignée perpendiculairement avec le ruban conducteur 16 de la ligne de transmission entre étages En outre, les ouvertures 24 a, 24 b prévues dans le substrat 22 entre étages sont alignées

avec la région dans laquelle les rubans conducteurs.

précités se croisent perpendiculairement Comme cela a déjà été expliqué, des sphères de grenat au fer-yttrium 26 a, 26 b sont disposées dans les ouvertures 24 a, 24 b avant l'assemblage des substrats 12, 22, 32 en un circuit résonnant 9 accordé magnétiquement De préférence, ces sphères de grenat 26 a, 26 b sont orientées pour obtenir

une relation prédéterminée entre une direction cristal-

lographique sélectionnée de ces sphères 26 a, 26 b et le champ magnétique extérieur HDC, afin de réduire les *variations de la pulsation à la résonance W des sphères 26 a, 26 b en présence du champ magnétique HDC, avec les variations de température extérieure Tout procédé d'orientation des sphères de grenat 26 a, 26 b peut être appliqué Une procédure préférée est décrite ci-après

en regard des Figures 43 à 45.

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Le couplage d'une partie déterminée d'un signal à haute fréquence appliqué à une partie de ruban conducteur 36 a de la ligne de transmission d'entrée 33 a, vers la partie de ruban conducteur 36 b de la ligne de transmission de sortie 33 b sera maintenant décrit Comme

le montre la Figure 3, le champ magnétique continu exté-

rieur DC est produit en disposant le circuit résonnant

9 accordé magnétiquement entre une pièce polaire magné-

tique 60 a, e t u n e: culasse de retour de flux magnétique 60 (dont une partie est représentée) avec ce champ magnétique HDC appliqué perpendiculairement à la surface des conducteurs de plan de masse 14, 34 du circuit résonnant 9 accordé magnétiquement En presence du champ magnétique continu H Dc l'énergie à haute fréquence est appliquée à la ligne de transmission d'entrée 33 a par un connecteur 72 a (Figure 8) Comme cela a déjà été expliqué, un court-circuit est prévu à l'extrémité opposée du ruban conducteur 36 a en formant solidairement ou en terminant ce ruban conducteur 36 a avec le conducteur de plan de masse 34 Un courtcircuit est prévu dans cette région pour coupler fortement la composante de champ magnétique de l'énergie à haute

fréquence appliquée à la section de lignes de transmis-

sion d'entrée par la sphère de grenat 26 a et à la section 10 de lignes de transmission entre étages En l'absence de la sphère de grenat disposée dans l'ouverture 24 a, 24 b, l'énergie à haute fréquence d'entrée appliquée au ruban conducteur 36 a n'est pas couplée avec la ligne de transmission 10 entre étages car la ligne de transmission d'entrée 36 a et la ligne de transmission 16 entre étages sont disposées perpendiculairement entre elles Avec la sphère de grenat disposée dans l'ouverture 24 a, une partie de l'énergie appliquée au ruban conducteur 36 a est absorbée par la sphère de grenat 26 ao La pulsation ow de cette énergie absorbée est donnée par wo = YHDC, ou y est une valeur appelée "rapport gyromagnétique", définie

19 2537345

par le rapport du moment angulaire et du moment magnétique d'un électron qui tourne dans un-cristal de matière ferrimagnétique en présence d'un champ magnétique continu appliqué, et HDC est l'intensité du champ magnétique continu appliquée, comme déjà expliqué L'énergie à une fréquence non résonnante qui n'est pas absorbée par la sphère de grenat 26 a est réfléchie en arrière vers la source d'entrée Le transfert d'énergie entre la section 33 a de lignes de transmission d'entrée et la sphère de grenat 26 a est donc possible si la fréquence w du signal à haute fréquence d'entrée qui lui est appliqué est égal à la fréquence de résonance naturelle W O de la sphère de grenat, ce qu'indique l'équation wi = W 6 Quand cette

condition de résonance est satisfaite (wi = 0) la compo-

sante de champ magnétique ax de l'énergie d'entrée appli-

quée à la ligne de transmission d'entrée 33 a ayant-une fréquence voisine de la fréquence de résonance W est o couplée au spin des électrons de la sphère grenat 26 a en raison du mouvement de précession des électrons autour de leurs axes Z La précession des électrons autour de leur axe Z produit en réponse un moment magnétique à haute fréquence autour de leur axe Y, permettant le couplage de l'énergie à haute fréquence à la section 10 de ligne de transmission entre-étages le long de la partie de ruban conducteur 16 qui est disposée suivant l Jaxe Y O A une première extrémité 17 de la partie de ruban conducteur se trouve un second court- circuit également utilisé pour coupler fortement la composante de champ magnétique de l'énergie à haute fréquence couplée par la sphère de grenat 26 a, comme déjà décrit Il existe également un certain transfert d'énergie dont la pulsation s'écarte de W 0, ou fréquence de résonance O Le coefficient de couplage de cette énergie et par conséquent, la largeur de bande de couplage est déterminée par la proximité entre la fréquence de cette énergie et la fréquence de résonance L'énergie à haute fréquence couplée avec

2537345

le ruban conducteur 16 de la section 10 de ligne de transmission entre étages se propage entre la partie de ruban conducteur 16 et le plan de masse 14 jusqu'à une région de la partie de ruban conducteur 16 o se trouve un second court-circuit et o se trouve la seconde sphère 26 b, dans l'ouverture 24 b du substrat 22 Comme déjà décrit, un court-circuit est prévu à l'extrémité 17 ' du ruban conducteur 16 pour coupler fortement la composante de champ magnétique de l'énergie à haute fréquence appliquée D'une façon similaire, et comme cela a déjà été expliqué, pratiquement toute l'énergie appliquée au ruban conducteur 16 est transférée au spin des électrons de la seconde sphère de grenat,26 b et de la manière déjà décrite, cette énergie est couplée au ruban conducteur

36 b de la section 33 b de ligne de transmission de sortie.

Comme cela est bien connu, la fréquence de

résonance de la sphère de grenat au fer-yttrium en pré-

sence d'un champ magnétique continu HDC est fortement fonction des variations de température pour la plupart des orientations de la structure cristallographique de la sphère, comme cela a déjà été expliquée Mais le long d'orientations déterminées connues de la structure cristallographique de la sphère de grenat par rapport au champ magnétique % C, cette fréquence de résonance est

pratiquement invariable avec les variations de tempéra-

ture dans une large plage de températureso Ainsi, les sphères de grenat sont ici orientées le long de l'une de ces orientations cristallographiques préférentielles avant de les disposer dans les ouvertures 24 a, 24 b Etant donné que les structures de couplage décrites ci-dessus sont des structures planes fabriquées par des techniques de photogravure, la sphère de grenat peut être orientée avant son introduction dans le filtre Ainsi, les sphères de grenat peuvent être orientées en nombre relativement grand pour faciliter la fabrication des filtres à grenat, contrairement aux structures antérieures dans lesquelles, en raison des incertitudes de la disposition spatiale du circuit de couplage du type en boucle, cette orientation préalable d'une sphère de grenat n'était généralement

pas possible.

Les Figures 5, 6 et 7 représentent d'autres modes de réalisation du circuit résonnant 9 accordé

magnétiquement Selon la Figure 5, un mode de réalisa-

tion 9 ' comporte une section 30 ' de ligne de transmis-

sion d'entrée/sortie reliée avec la section entre étages 10 (Figure 1) représentée en pointillé et une cale diélectrique 20 en grenat au feryttrium (Figure 1) représentée en pointillé Dans ce cas, la section 30 ' de ligne de transmission d'entrée/sortie est utilisée pour produire un couplage direct réduit de l'énergie à haute fréquence appliquée sur la ligne d'entrée 33 a' vers la ligne de sortie 33 b' Ce couplage direct peut être

produit pour certaines applications du mode de réalisa-

tion des Figures 1 à 3 Que ce couplage soit tolérable dépend de son coefficient comparativement aux-conditions du système La distance entre les lignes 33 a, 33 b, la fréquence de l'énergie qui leur est appliquée et le niveau de puissance sont des facteurs qui influencent

le couplage direct entre les lignes 33 a, 33 b Par consé-

quent, le second mode de réalisation 9 ' assure un -

couplage direct réduit Ce résultat est obtenu par le fait que les lignes divergent aux parties d'extrémité 39 a, 39 b, comme représenté, pour augmenter ainsi la distance entre les lignes et réduire le couplage d'une tension-induite entre les lignes, selon la formule l/d 2, o d est la distance séparant les lignes Ce couplage direct est en outre réduit par le fait que les fentes intérieures 41 a', 41 b' ont une largeur wa inférieure aux largeurs w des fentes extérieures 41 a, 41 b Comme le montre la Figure 4, un couplage direct peut se produire lorsque par exemple un signal d'entrée se propage sur la ligne d'entrée 33 a et qu'une tension est induite dans le ruban conducteur 36 b de la ligne de sortie 33 b car certaines des lignes 22 t 53 ? 3 5 de force magnétique (représentant-la composante de champ magnétique de propagation du signal d'entrée) s'étendent vers l'extérieur dans le voisinage du ruban conducteur de sortie 36 b En raison de la nature de la propagation sur les lignes de transmission, une différence du champ magnétique qui passe par chacun des intervalles dans la métallisation induit une tension dans la ligne de sortie 33 b, proportionnelle à cette différence Autrement dit, étant donné que le flux dans chaque intervalle induit une tension dans le ruban conducteur, avec chacune des tensions déphasées de 1800 par rapport aux autres, le courant net qui circule dans le ruban conducteur est la différence entre les composantes individuelles du courant Ainsi, si les intervalles ont la môme largeur, un couplage se produit car le flux magnétique diminue avec l'augmentation de la distance et la fente éloignée ou extérieure reçoit une intensité de flux relativement faible par rapport à la fente intérieure, et le courant

global est nul La largeur réduite des fentes intérieu-

res 41 a', 41 b' entraîne un couplage direct-réduit si des courants égaux sont induits dans chaque sens, de sorte que le courant résultant est nul et qu'aucune énergie n'est couplée au ruban conducteur de sortie 36 b depuis le ruban conducteur d'entrée 46 a Dans le circuit résonnant 9 ' accordé magnétiquement de-la Figure 5, la

fente intérieure est suffisamment étroite (ou inverse-

ment la fente extérieure est suffisamment large) pour réduire l'intensité du flux magnétique afin qu'il soit

pratiquement égal au flux magnétique de la fente exté-

rieure, la différence de flux étant pratiquement nulle et un isolement substantiel étant obtenu entre les lignes

d'entrée et de sortie 33 a', 33 b'-

La Figure 6 représente un autre mode de réali-

sation d'un circuit résonnant 9 " accordé magnétiquement, qui comporte une paire de cales diélectriques 20 a', 20 b' utilisées pour maintenir en place les sphères de grenat 26 a, 26 b Dans le cas présent, les cales 20 a', 20 b' sont reliées à une section 10 entre étages et une section 30 d'entrée/sortie en formant une fente 41 dans laquelle peut coulisser un barreau conducteur 42 destiné à augmenter l'isolement entre les sphères de grenat 24 a et 24 b En outre, chaque support diélectrique comporte une fente 27 a, 27 b dans lesquelles peuvent coulisser les sphères de grenat 26 a, 26 b qui sont reliées aux parties d'extrémité de tiges diélectriques 28 a, 28 b comme représenté Cette structure permet d'effectuer des réglages finals précis

des sphères de grenat autour de l'axe.

La Figure 7 représente un mode encore de réali-

sation d'un circuit résonnant 9 ''1 accordé magnétiquement qui supporte une paire de substrats 31, 31 ', remplaçant le substrat d'entrée/sortie 30 des précédents modes de réalisation 9, 9 ', 9 "O Chaque substrat 31 31 ' comporte un conducteur de plan de masse 34 a, 34 b et porte également l'une correspondante des lignes de transmission d'entrée ou de sortie 33 a, 33 bo Ces substrats sont assemblés avec

des paires de cales diélectriques 20 a, 20 b comme repré-

senté Lorsqu'ils sont assembles avec les cales diélec-

triques 20 a, 20 bg un canal 40 est formé entre eux dans lequel peut coulisser un barreau conducteur 421 de sorte que la ligne d'entrée 33 a est isolée de la ligne de sortie

33 b et que les sphères de grenat 26 a, 26 b sont isolées.

Des parties de bords (non représentées) du substrat 31, 31 ' peuvent être plaquées et former solidairement des conducteurs de plan de masse 34 a, 34 b pour assurer la

continuité du barreau 42 'avec les-plans de masse 34 a, 34 b.

La Figure 8 représente un circuit résonnant 9 accordé magnétiquement, disposé dans un boitier 70, en laiton dans le cas présent O Sur ce boitier 70 sont montés deux connecteurs 72 a, 72 b de lignes de transmission coaxiales, dont les conducteurs centraux 73 a, 73 b sont espaces diélectriquement des conducteurs extérieurs 73 a', 73 b' Les conducteurs intérieurs sont connectés aux

24 2537345

parties de ruban conducteur 36 a, 36 b et les conducteurs extérieurs 73 a', 73 b' sont connectés au boitier 70 pour établir les connexions d'entrée et de sortie avec le

circuit résonnant 9 accordé magnétiquemento.

La fabrication d'up filtre 80 à deux étages et - à quatre canaux sera maintenant décrite rapidement en regard des Figures 9 et 10 Un canal A du filtre 80 à deux étages et quatre canaux comportent-une première

section 82 a de ligne de transmission de forme triangu-

laire, une seconde section 82 a' de ligne de transmis-

sion de forme triangulaire, des cales 84 a, 84 a', des sphères de grenat 85 a, 85 a',et une section 83 a entre étages disposée dans une fente 87 a d'un boitier 81 Ces sections de lignes de transmission sont fabriquées de façon similaire àcelles décrites en regard des Figures 1 à 3 Des lignes coaxiales 88 a, 88 a' comportent des conducteurs intérieurs 89 a, 89 a' connectés à la première et la secondelignes 82 a, 82 a, de la manière décrite en regard de la Figure 8 D'une manière similaire, chacune des autres fentes 87 b, 87 d du boitier 81 contient un jeu similaire de sections 82 b à 82 d, 83 b' à 83 d de lignes de transmission et des cales 84 b à 84 d et 84 bg à 84 d' formant en cormbinaison des canaux seplanntaires B-Do Cette structure constitue un filtre à canaux multiples relativement

compact.

Les Figures 11 à 13 représentent un circuit résonnant 109 accordé magnétiquement, dans le cas présent un filtre passe-bande, possédant des caractéristiques

améliorées de résonance, et réalisé selon l'invention.

La Figure 11 montre le circuit résonnant 109 accordé magnétiquement en présence d'un champ magnétique continu

d'intensité HDC, produit par des moyens non représentés.

Le circuit résonnant 109 accordé-magnétiquement comporte une section 110 de ligne de transmission d'entrée à ruban comportant un substrat diélectrique 112 qui sépare un conducteur de plan de masse 118 et un ruban conducteur - 114 Le ruban conducteur 114 comporte une première partie 114 a d'une longueur arbitraire et une seconde partie 114 b Les parties de ruban conducteur 114 a et

114 b sont connectées ensemble par deux rubans conduc-

teurs 114 c', 114 c" espacés, incurvés vers l'extérieur, et dans le cas présent de me m longueur d'arc a Les rubans conducteurs espacés 114 c', 114 c", incurvés vers l'extérieur forment ici un circuit de couplage d'entrée à haute fréquence plan 117 (il faut noter que les rubans

conducteurs 114 c', 114 c" sont espacés d'une distance d).

Dans le but d'obtenir un fort couplage de la composante de champ magnétique d'un signal d'énergie à haute fréquence appliqué au circuit de couplage 117, un court-circuit effectif à haute fréquence est prévu au point milieu 117 ', 117 " Pour produire ce court-circuit, la longueur de la partie de ruban conducteur 114 b, Z b est choisie pour former, en combinaison avec une partie de la longueur d'arc de l'un ou l'autre des rubans conducteurs 114 c', 114 c", au point milieu 117 ', 117 " du circuit de couplage 117, une longueur t = tb+ (Za/2) pratiquement égale à un quart de longueur d'onde (X/4) o X est la longueur d'onde de la composante de fréquence centrale du circuit résonnant De plus, la partie 114 b du ruban conducteur 114 comporte plusieurs segments de rubans conducteurs espacés 114 b', 114 b" adjacents entre eux Les segments espacés de ruban conducteur 114 b', 114 b" sont utilisés pour augmenter la longueur de la partie de ruban conducteur 114 b pour les applications à plus basse fréquence, en reliant sélectivement un ou plusieurs de ces segments 114 b', 114 b" ensemble et à la partie de ruban conducteur 114 b par des conducteurs (non représentés) afin d'obtenir ainsi la longueur voulue Z = X 4 La partie de ruban conducteur 114 b est ici terminée en circuit ouvert à l'extrémité du segment 115

* afin de produire aux points milieu 117 ', 117 " respective-

ment du circuit de couplage 117, un court-circuit

253 ? 345

26 2537345

effectif pour l'énergie à haute fréquence de la manière connue, car la séparation entre l'extrémité à circuit ouvert 115 et le point milieu du circuit de couplage est d'un quart de longueur d'onde Un court-circuit est ainsi créé au point milieu 117 ', 117 " de chacun des conducteurs

espacés 114 a', 114 a" du circuit de couplage 117 Lgimpé-

dance d'un barreau 119 (ce barreau étant formé à partir du ruban conducteur 114 b, du diélectrique 112 et du plan de masse 118) est choisi pour obtenir un circuit résonnant 109 avec la largeur de bande voulue De la manière connue,

l'impédance Z 110 de cette section 110 de lignes de trans-

mission à ruban au point milieu 117 ' est liée à l'impé-

dance caractéristique ZO du barreau 119, à la longueur d'onde de fonctionnement X et à la longueur ta du barreau 119, par Zllo = -j Zo cotg( 2 n L/ X) _ Ainsi, la largeur de bande de fonctionnement est d'autant plus large que l'impédance caractéristique Z est plus basse car il

existe une large plage de longueurs d'onde pour lesquel-

les Z 110 est pratiquement égal à zéro (apparaissant comme un courtcircuit), couplant ainsi fortement la composante de champ magnétique de ce signal, de la manière qui-sera décrite. Une ouverture circulaire 116 est percée dans le

substrat 112 et le conducteur de plan? de masse 118, symé-

triquement entre les parties espacées de ruban conducteur 114 c', 114 c" Un vide circulaire 118 ' est formé dans la

partie du plan de masse 118 selon des techniques couran-

tes de masquage et-de gravure, exposant une partie sous-

jacente du substrat 112 Le vide 118 ' et l'ouverture 116 sont concentriques Le vide 118 ' expose une partie du substrat 112 s'étendant au-delà de la périphérie des rubans conducteurs 114 c', 114 c" tandis que l'ouverture 116 est limitée pratiquement à la région entre les rubans conducteurs 114 c', 114 c" comme le montre plus clairement la Figure 13 et comme cela sera décrit plus en détail

par la suite.

27 25 Z 345

La largeur (w) du ruban conducteur 114 a et l'épaisseur (a) ainsi que la constante diélectrique du substrat 112 sont choisies pour obtenir en combinaison avec le plan de masse 118, une section 110 de lignes de transmission à ruban ayant une impédance caractéristique

prédéterminée Zo, égale à 50 ohms dans le cas présent.

La largeur w' des conducteurs espacés 114 c', 114 c" est

choisie pour que ces lignes aient une impédance carac-

téristique Zo, à peu près égale à 100 ohms dans le cas présent, la combinaison en parallèle de ces deux lignes donnant une impédance d'environ 50 ohms L'impédance caractéristique de la ligne de transmission formée par les rubans conducteurs 114 cu, 114 c" est liée à la largeur de ces lignes w', à la distance entre ces lignes et le conducteur de plan de masse 118 et à l'épaisseur et à la constante diélectrique du substrat Etant donné qu'un vide 118 ' est formé dans le conducteur de plan de masse 118 g immédiatement au-dessous des rubans conduc= teurs 114 c O ' 114 c"g une ligne de transmission d'une impédance caractéristique prédéterminée est obtenue, en partie au moyen de la capacité répartie existant entre le plan de masse 118 et les rubans conducteurs 114 c'2 114 c"o La dimension du vide 118 v dans le plan de masse 118 est choisie pour assurer que les parties de ruban conducteur 114 a, 114 b forment en combinaison avec le plan de masse 118 et le diélectrique 112 des lignes de transmission ayant des impédances caractéristiques prédéterminées, comme décrit ci-dessus, et la dimension du vide 118 ' est également choisie de manière que le plan de masse 118 ne perturbe pas de façon notable le couplage d'énergie à haute fréquence comme cela sera

décrit De plus, l'épaisseur de tous les rubans conduc-

teurs est choisie pour réduire au minimum la résistance et 1 'inductance série, -qui seraient obtenues avec un

conducteur mince.

Le circuit résonnant 109 accordé magnétique-

ment comporte également une sphère 138 de matière ferri-

magnétique, ici en grenat au fer-yttrium et une seconde section 120 de ligne de transmission à ruban de sortie, comportant une partie de ruban conducteur 124 espacée perpendiculairement de la partie de ruban conducteur 114 de la première ligne-de transmission à ruban La seconde

ligne de transmission à ruban comporte également un subs-

trat diélectrique 122 qui sépare le second ruban conducteur 124 d'un second conducteur de plan de masse 128, comme représenté Le ruban conducteur 124 comporte une première partie 124 a d'une longueur arbitraire et une seconde partie 124 b Les parties de ruban conducteur 124 a et 124 b sont reliées ensemble par une paire de parties espacées de ruban conducteur 124 c', 124 c", comme représenté Les rubans conducteurs espacés 124 c', 124 c" forment un circuit de couplage 127 à haute fréquence plan de sortie D'une manière similaire à celle déjà décrite, la longueur de la partie 124 b est choisie pour former en combinaison avec une partie des rubans conducteurs 124 c', 124 c"t, en leurs points milieu 127 ', 127 " une longueur t

pratiquement égale à un quart de longueur d'onde (X/4).

De plus, la partie d'extrémité 124 b comporte des segments de ruban conducteur-124 b', 124 b" utilisés pour augmenter la longueur de la partie de ruban conducteur 124 b dans les applications à plus basse fréquence, comme décrit ci-dessus, et la partie de ruban conducteur 124 b se termine à l'extrémité du segment en circuit ouvert pour

former aux points milieu 127 ', 127 " des rubans conduc-

teurs 124 c', 124 c" un court-circuit pour l'énergie à haute fréquence à la fréquence de résonance Entre chacune de ces parties séparées de ruban conducteur 124 c', 124 c" du circuit de couplage 127 se trouve une ouverture 126 dans le substrat diélectrique 122 Le conducteur de plan

de masse 128 est formé sur la surface du substrat diélec-

trique 122 opposée au ruban conducteur 124 pour former en combinaison avec lui la section 120 de ligne de transmission à ruban Un vide 128 ' dans le plan de masse 128 est prévu, exposant une partie sous-jacente du

substrat 122 De la manière décrite ci-dessus, l'épais- seur (h) du substrat, sa constante diélectrique et la largeur (w) du ruban

conducteur 124 sont choisies pour réaliser une section 120 de ligne de transmission à ruban avec une impédance caractéristique, égale à 50 ohms dans le cas présent D'une manière similaire, la largeur de chaque ruban conducteur plan 124 c', 124 c est choisie pour que chacune des lignes ait une impédance caractéristique de 100 ohms, comme déjà décrit Dans un mode préféré de réalisation de l'invention, les lignes de transmission à ruban 110 et 120 sont réalisées pour être identiques dans

leurs caractéristiques mécaniques et électriques.

Comme le montre plus clairement la Figure 12, les sections 110 et 120 de lignes de transmission sont reliées ensemble pour former une ligne de transmission composite 130 Les lignes de transmission 110 et 120 sont agencées de manière que les ouvertures correspondantes 116, 126 (Figure 11) prévues dans les substrats respectifs 112, 122 soient alignées pour former une ouverture commune 136 par les sections reliées 110, 120 de lignes de transmission Les sections de lignes de transmission 110 et 120 sont de plus agencées pour que les parties de ruban conducteur 114 et 124 soient espacées entre elles

par la séparation apportée par les substrats 112 et 122.

Autrement dit, ces sections l 10 120 de lignes de trans-

mission à ruban sont reliées ensemble suivant la surface de chacun des plans de masse respectifs 118, 128 pour former un conducteur commun de plan de masse 135 et les régions exposées 112 ', 122 ' sont alignées pour former un vide 135 ' dans le conducteur de plan de masse composite Les rubans conducteurs 114 et 124 de chaque section

de ligne de transmission à ruban sont disposés perpendi-

culairement entre eux, pour des raisons qui seront expliquées par la suite La sphère 138 de grenat au fer-yttrium est ensuite disposée dans l'ouverture 136, comme représenté L'ouverture 136 prévue dans le circuit

2537345,

résonnant 109 accordé magnétiquement à un diamètre égal au diamètre de la sphère de grenat 138 qui y est placée A une extrémité de l'ouverture 136 dans le

circuit résonnant 109 accordé magnétiquement est intro-

duit un support diélectrique de sphère 137 en forme de bouton (Figure 13) sur lequel la sphère de grenat 138 peut avoir été montée préalablement Le support de sphère 137 est disposé dans la région entre le circuit de couplage 127 et il est-utilisé pour supporter la sphère de grenat 138 dans l'ouverture 136 Il est préférable que la sphère de grenat 138 soit positionnée

au centre du circuit résonnant 109 accordé magnétique-

ment de manière que le plan de masse (non représenté) coupe la sphère de grenat 138 Dans le cas présent,

la sphère de grenat 138 a un diamètre de 375 microns.

L'épaisseur de la métallisation du plan de masse 135

est 5 microns et l'épaisseur du substrat est 375 microns.

Le diamètre de l'ouverture 136 est donc 375 microns afin de permettre que la sphère 138 y soit placée La sphère

de grenat 138 est de préférence orientée avant l'intro-

duction dans l'ouverture 136 de manière que le champ magnétique continu extérieur HDC, produit en disposant l'ensemble composite 130 entre un pôle magnétique 140 a et une culasse de retour de flux 140 (Figure 13) soit disposé par rapport à une direction cristallographique prédéterminée de la sphère 138 pour que le couplage de

l'énergie à la pulsation à résonance W O soit indépen-

dante de la température Un appareil et un procédé d'orientation de la sphère de grenat 108 seront décrits

en regard des Figures 43 à 45 e bien que d'autres procé-

dés d'orientation d'une sphère de grenat puissent convenir Les premières extrémités 114 a,-124 a des rubans conducteurs 114, 124 sont utilisées pour coupler le circuit résonnant 109 accordé magnétiquement avec les composants extérieurs comme un système 160, ainsi que le montre la Figure 15 Le choix de l'une des lignes de transmission à ruban 110, 120 qui est utilisée comme ligne d'entrée ou de sortie est déterminé en fonction de sa connexion avec les composants extérieurs Comme, cela a déjà été expliqué, la longueur de chacune des parties de ruban conducteur 114 b, 124 b est choisie pour avoir, en combinaison avec une partie de la longueur

des circuits de couplage 117, 127, une longueur t prati-

quement égale à un quart de longueur d'onde afin d'obtenir, en combinaison avec la terminaison en circuit ouvert de ces lignes, un court- circuit effectif en haute fréquence aux points milieu 117 ', 127 ' de chaque

circuit de couplage 117, 127, comme décrit ci-dessus.

De la manière bien connue, un court-circuit est prévu pratiquement aux points milieu 117 ', 127 ' des circuits de couplage 117, 127 pour coupler fortement la composante de champ magnétique de l'énergie électromagnétique appliquée à la section 110 de ligne de transmission à ruban d'entrée, par la sphère de grenat 138 et avec la section 120 de ligne de transmission de sortie en hyperfréquence Une partie de l'énergie d'entrée ayant une fréquence pratiquement &gale à la fréquence de résonance wo de la sphère de grenat 138 est couplée par la section 110 de ligne de transmission d'entrée en hyperfréquence par la sphère de grenat 138 avec la

section 120 de ligne de transmission de sortie en hyper-

fréquence d'une manière qui sera décrite Il suffit d'indiquer pour le moment que le couplage de cette énergie en hyperfréquence i = o se fait dans la région des parties espacées de ruban conducteur 114 c', 114 c",

124 c', 124 c" respectivement.

Comme le montrent les Figures 13 et 21, un

boitier 131 par exemple en laiton est prévu pour enfer-

mer la section 130 de lignes de transmission composites.

Ce boitier comporte des connecteurs coaxiaux d'entrée et de sortie 131 a131 a' (Figure 21) coaxiaux avec des lignes à ruban 131 b-131 b' pour coupler les lignes de transmission 110, 120 avec des composants de circuits

* 32 25373455 "

extérieurs. La Figure 15 représente un exemple d'un dispositif 160 qui comporte le circuit résonnant 109 accordé magnétiquement, dans le cas présent un filtre d'extrémité amont pour un récepteur de radiofréquence 168, comprenant une première ligne de transmission 164

connectée entre une antenne 162 et la ligne de trans-

mission d'entrée 110 du circuit résonnant 109 accordé magnétiquement et une seconde ligne de transmission

1 u 166 connectée entre la section 120: de lignes de trans-

mission de sortie du circuit résonnant 109 accordé magnétiquement et le récepteur 168 En fonctionnement, un signal à haute fréquence reçu par l'élément d'antenne 162 est appliqué à la ligne de transmission d'entrée 110 du circuit résonnant 109 accordé magnétiquement, par la ligne de transmission 164 Selon l'équation xi = Wo une partie du signal en hyperfréquence appliqué à la section 110 de ligne de transmission d'entrée est couplée avec la section 120 de ligne; de transmission de sortie du circuit résonnant 109 accordé magnétiquement de'la manière qui sera maintenant décrite Ce signal

couplé (non représenté) est ensuite appliqué au récep-

teur 168.

Les Figures 13 et 14 montrent un champ magné-

tique continu HDC (Figure 12) dont les lignes de force sont normales au plan du conducteur de plan de masse 135 du circuit résonnant 109 accordé magnétiquement Le champ magnétique continu HDC est produit en plaçant le circuit résonnant 109 accordé magnétiquement entre la pièce polaire 140 a et la culasse de retour de flux 140 (Figure 13) comme représenté En présence de ce champ magnétique continu HDC appliqué suivant l'axe Z, par exemple un signal d'entrée est appliqué à la ligne de transmission d'entrée 110 (Figure 11) et ce signal passe par les

parties de ruban conducteur espacées, fendues ou bifur-

quées 114 c', 114 c" de circuit de couplage d'entrée 117 disposées suivant l'axe X, produisant par exemple un champ magnétique à haute fréquence Hrf (Figure 14) dans le voisinage du ruban conducteur 114 c', 114 c" En l'absence de la sphère de grenat 138, il n'y a pas de couplage de l'énergie appliquée par la section de trans- mission à ruban 110 vers la ligne de transmission 120 d'hyperfréquence de sortie, car le circuit de couplage d'entrée 117 est orienté perpendiculairement au circuit

de couplage de sortie 127 Ainsi, l'énergie est réflé-

chie vers la source d'entrée, dans le cas présent l'antenne 162 Si une sphère de grenat est disposée dans l'ouverture 136, espacée d'une distance d suivant la direction Z, une partie de l'énergie appliquée au circuit de couplage d'entrée 117 est transférée à la sphère 138 Cette dernière est positionnée suivant une

direction dans laquelle la composante X du champ magné-

tique à haute fréquence RX a une valeur maximale En outre, en raison de la structure symétrique-du circuit de couplage d'entrée 117, comme le montre-la Figure'17,

la composante H x de couplage du champ-magnétique résul-

tant est relativement uniforme dans la sphère 138 Dans le cas général, le nombre des rubans conducteurs, leur forme et leur alignement par rapport, à la sphère 138 sont choisis pour obtenir dans le volume de cette sphère une distribution prédéterminée de champ magnétique à partir d'un signal appliqué aux rubans conducteurs Autrement dit, le courant fourni aux rubans conducteurs est réparti

sélectivement ou distribué parmi les différents conduc-

teurs pour obtenir une distribution déterminée du champ magnétique développé en réponse à ce' courant D'une façon générale, pour réduire le couplageivers les modes de résonance d'ordres supérieurs, la distribution de champ dans une pièce ferrimagnétique de forme sphérique est choisie uniforme D'autres distributions de champ en

combinaison avec des pièces ferrimagnétiques de diffé-

rentes formes peuvent être adoptées pour assurer que la

2537345 '

résonance d'ordres supérieur 3 soit supprimée La suppres-

sion de résonance d'ordressupérieursest en outre décrite

conjointement avec les Figures 17, 17 a.

La fréquence de l'énergie transférée au spin des électrons dans la sphère de grenat 138 est liée à

O = y Hc, o y est la quantité appelée "rapport gyroma-

gnétique" comme précédemment défini L'énergie à une fréquence non résonnante, qui n'est pas transférée à la sphère de grenat 138 est réfléchie vers la source d'entrée, l'antenne 62 dans le cas présent Le transfert d'énergie entre la section 110 de lignes de transmission d'entrée d'hyperfréquences et la sphère de grenat 138 est donc possible quand la fréquence du signal à haute fréquence appliqué est égale à la fréquence de précession-naturelle S de la sphère 138, définie par l'équation w = YHDC Quand cette condition de résonance

est satisfaite (ai = ^ O), la composante de champ magné-

tique Hx de l'énergie d'entrée appliquée au circuit de couplage d'entrée 117 ayant une fréquence proche de la résonance:(w) est transférée au spin des électrons dans la sphère de grenat 138, en établissant leur précession autour de l'axe Z La précession des électrons autour de leur axe Z produit en réponse un moment magnétique autour de l'axe Y, permettant le couplage d'énergie à

haute fréquence vers la section 120 de lignes de trans-

mission de sortie qui est disposée selon l'axe Y; en induisant une tension dans ce circuit de couplage de sortie 127 et en y produisant un courant La pulsation de ce signal couplé dans le circuit d'axe Y est W, comme cela est bien connu En outre, il y a également transfert d'énergie à une fréquence qui s'écarte de % 0, ou fréquence de résonance -Le coefficient de couplage d'énergie à une

fréquence qui s'écarte de W et par conséquent la lar-

geur de bande de couplage est déterminée par la proximité de cette fréquence à W à,-la fréquence de résonance et l'impédance Z 110, Z 120 des lignes de transmission 110,

2537345

comme cela a déjà été décrit.

Un filtre à grenat au fer-yttrium assurant une bande passante de fo = 20 M Hz à une fréquence centrale de fo = 10 M Hz, o f = wo/2 w, accordable sur une bande d'au moins 500 M Hz dans la bande X et ayant une perte

d'insertion à f O inférieure à 1,3 d B, possède les pro-

priétés suivantes:

Description

largeur du ruban conducteur 114 a, 125 c largeur du ruban conducteur 114 c',114 c' 124 c',124 c' largeur desbarreaux 114 b, 124 b matière du substrat épaisseur du substrat diamètre d'ouverture constante diélectrique du substrat

112, 122

diamètre du vide séparation des conducteurs du circuit de couplage 114 c', 114 c", 124 c', 124 c" longueur du circuit de couplage : Valeurs 0,375 mm 0,075 mm 0,075 mm 0,750 mm alumine 00375 mm 0,375 mm, 0,230 mm 1,500 m, 0,875 mm 1,500 mm L'effet du conducteur de plan de masse 135 du circuit résonnant 109 accordé magnétiquement sur le transfert d'énergie entre les lignes de transmission d'entrée et desortie 110, 120 par la sphère de grenat

138 sera maintenant décrit en regard de la Figure 16.

Comme cela est connu, lorsqu'un résonateur à sphère se trouve en toute proximité d'une paroi conductrice, comme les boucles de couplage ou le boitier du filtre à haute fréquence d'un "filtre à grenat du type à boucle de fil" deux effets principaux se produisent: un décalage de fréquence de résonance (w o) et un effet d'élargissement de lignes Ce dernier est un terme de la technique qui désigne une augmentation de la bande des fréquences qui résonnent avec la sphère de grenat 138, bien qu'avec une Symboles w I w' ws h k D d e

36 2557345

efficacité réduite, ce qui augmente la perte d'insertion

en fréquence de résonance de la sphère de grenat 138.

Dans la plupart des structures antérieures (non représentées) la sphère de grenat 138 est située près d'une paroi conductrice, comme la boucle de couplage ou le boitier du filtre à-haute fréquence Dans ce cas, un décalage de fréquence est produit par la proximité entre la sphère et la paroi conductrice car le champ magnétique à haute fréquence (non représenté) associé avec la magnétisation en précession des électrons dans la sphère (la somme vectorielle de la magnétisation en précession de tous les électrons de la sphère) est déformée dans le voisinage de la surface de la paroi

conductrice, en raison de sa conductivité Cette distor-

sion du champ magnétique à haute fréquence produit un

décalage de la fréquence de-résonance du circuit réson-

nant Ce décalage est partiellement compensé dans la-

technique antérieure en changeant le champ continu appliqué Mais le décalage de fréquence est également fonction de la température, de sorte qu'il est plus difficile d'obtenir un fonctionnement indépendant de la

température Selon l'invention, et comme le montre schéma-

tiquement la Figure 16, la sphère de grenat 138 est disposée au milieu de l'ouverture 136 Autrement dit, la sphère de grenat 138 est disposée symétriquement dans le vide 135 ' du conducteur de plan de masse 135 Etant donné que dans les conditions de résonance, la magnétisation en précession M dans le mode de résonance uniforme est prévue dans la direction Y, elle est toujours parallèle au plan de masse 138 et par conséquent, il n'y a pas de déformation notable du champ magnétique et donc aucun décalage de fréquence notable résultant du conducteur de

plan de masse 135.

Le second effet produit par la toute proximité d'un résonateur à sphère d'une surface conductrice est l'effet d'élargissement de lignes qui résulte des

courants de Foucault circulant dans la paroi conductrice.

Les courants de Foucault résultent des tensions induites

dans la paroi conductrice sous l'effet du champ magné-

tique variable à haute fréquence Dans les structures antérieures mentionnées ci-dessus, les courants de Foucault et par conséquent l'effet d'élargissement de lignes sont réduits en positionnant les sphères à plus grande distance de la paroi conductrice car la puissance dissipée par cet effet est proportionnelle, à l/d 4 o d est la distance entre la parôi conductrice et le centre de la sphère Mais cette solution réduit souvent le couplage entre les lignes d'entrée et de sortie et dégrade donc les performances Dans la présente structure, ce problème est pratiquement éliminé car, comme le montre la Figure 16, le conducteur de plan de

masse 135 est bissecteur de la sphère de grenat 138.

Etant donné qu'une partie du conducteur de plan de masse peut être éliminée sélectivement dans la région voisine de la sphère de grenat 138 en formant le vide ' comme déjà décrit, les pertes par courants de Foucault peuvent être réduites au minimum Autrement dit, étant donné que les pertes par courants de Foucault sont liées à la distance d entre la sphère de grenat 138 et la surface conductrice, c'est-à-dire dans le cas présent le conducteur de plan de masse 135, le diamètre du vide ' dans ce dernier peut être suffisamment grand -sans

réduction notable du coefficient de couplage à la réso-

nance, ce qui réduit les courants de Foucault dans le plan de masse et par conséquent, l'effet d'élargissement

de lignes et la perte d'insertion à la résonance.

La Figure 17 est un graphe idéalisé de l'ampli-

tude de la composante de couplage Hrfxl (dans le vide) du champ magnétique à haute fréquence Hrf dans la direction X, en fonction de la distance verticale (c'est-à-dire suivant l'axe) entre la sphère de grenat 138 et une paire de conducteurs représentant approximativement le circuit de couplage d'entrée 110 du circuit résonnant 109 accordé magnétiquement (courbe 1) en comparaison avec un graphe idéalisé de la composante de couplage Hrfx en

fonction de ladistance verticale entre un simple conduc-

teur et une sphère de grenat, représentant approximati-

vement une structure antérieure à un seul conducteur (courbe 2) La relation géométrique entre les conducteurs 114, 124 (Figure 12) et la sphère de grenat 138, ainsi

que les structures antérieures sont représentées schéma-

tiquement sur la Figure 17 Le champ magnétique développé par deux conducteurs (dans le vide) dans la région o se

trouve la sphère de grenat 138 (courbe 1) est relative-

ment uniforme dans la sphère, comparativement au champ magnétique produit par un seul fil (courbe 2) qui traverse cette région Comme cela est connu, les sphères de grenat qui sont utilisées dans des filtres passe-bande

en hyperfréquences, sous l'effet par exemple de l'excita-

tion de modes non uniformes de résonance dans la sphère, transfèrent des signaux d'énergie parasites représentés ici par des crêtes 152 a',-152 b' sur la Figure 17 a (cas 2) avec une fréquence à l'extérieur de la bande passante 152 ' du filtre Le transfert de cette énergie parasite est

généralement indésirable L'énergie parasite est trans-

férée par-l'excitation de modes d'ordressupérieursde résonance ferrimagnétique généralement appelés des modes magnétostatiques de résonance Ces modes de résonance se présentent quand la sphère de grenat,en présence du champ magnétique continu HD est positionnée là o se produit une variation spatiale du champ magnétique à haute fréquence dans le volume de la sphère 138, comme le montre la Figure-17 pour la courbe 2 La théorie indique que, sous l'effet de cette variation spatiale du champ dans la sphère de grenat 138, les électrons de la moitié supérieure de la sphère oscillent en opposition de phase avec les électrons de la moitié inférieure, produisant ainsi des variations de phase et d'amplitude d'énergie résonnante dans la sphère de grenat L'un des avantages

de l'invention est l'uniformité relative du champ magné-

2573 Z 534

à haute fréquence qui est produit dans la sphère de grenat 1138, comme cela a été décrit en regard de la Figure 17 (courbe 1) L'invention permet une excitation réduite des modes magnétostatiques de précession, et par conséquent une réduction du transfert d'énergie parasite (crêtes 152 a, 152 b) comme le montre la Figure 17 A, cas 1;

car le champ magnétique dans la sphère 138 est générale-

ment plus uniforme.

L'orientation du conducteur de plan de masse 135 par rapport à la sphère 138 apporte un avantage

supplémentaire sur les structures antérieures précitées.

Comme cela a déjà été décrit, il n'y a aucun décalage de fréquence car le champ magnétique à haute fréquence associé avec le mode uniforme de précession est a priori produit dans un plan parallèle au plan de masse 135 sans

aucune distorsion de ce champ magnétique à haute fréquence.

Mais pour la plupart des modes non uniformes, le champ

magnétique à haute fréquence associé avec la magnétisa-

tion en précession comporte des composantes perpendicu-

laires aux conducteurs de plan de masse 135 Ainsi, la fréquence de résonance de ces modes en présence d'une paroi conductrice est-décalée par rapport à la fréquence

de résonance du même mode en l'absence d'une paroi métal-

lique En outre, dans le plan de masse sont induits des

courants de Foucault par l'énergie de résonance magnéto-

statique, ce qui diminue encore le coefficient de trans-

mission d'énergie parasite, en raison des effets d' élargissement de lignes déjà décrit Autrement dit, les circuits de couplage 117, 127 produisent une excitation à haute fréquence relativement uniforme de la sphère de grenat 138, ce dont il résulte une réduction de résonance

magnétostatique et par conséquent, un plus faible trans-

fert d'énergie parasite En même temps, 'en raison-de l'effet d'élargissement de lignes sur la fréquence de résonance magnétostatique, les circuits de couplage 117, 127 produisent une perte d'insertion notable pour l'énergie résonnante non uniforme transférée, ce qui

réduit encore les réponses parasites.

Les Figures 18 à 20 représentent un circuit résonnant 190 accordé magnétiquement, à deux étages, réalisé selon l'invention En ce qui concerne tout d'abord la Figure 18, le circuit résonnant 190 accordé magnétiquement comporte une première section 110 de lignes de transmission d'entrée, pratiquement identique à la section 110 de lignes de transmission d'entrée décrite en regard de la Figure 11, une première section de lignes de transmission de sortie pratiquement identique à la section 120 de lignes de transmission de sortie décrite en regard de la Figure 11, une section de lignes de transmission entre étages et des sphères de grenat au fer-yttrium 198 a, 198 b La section 180 de lignes de transmission entre étages comporte ici un substrat diélectrique 182 séparant un ruban conducteur

184 d'un conducteur de plan de masse 188, comme repré-

senté Le ruban conducteur 184 est disposé pratiquement sur toute la longueur du substrat 182 (ayant une longueur tî égale à ( 2 n+l) X/4 longueurs d'onde, o ( 2 n+l) est un multiplicateur impair et N est un nombre entier), avec deux barreaux en quart de longueur d'onde 184 a, 184 e, deux paires de segments de ruban conducteurs espacés ou bifurqués 184 b', 184 b" et 184 d', 184 d" formant des circuits de couplage entre étages 185 a, 185 b et un ruban conducteur 184 c qui couple ensemble les segments 184 b', 184 b" et 184 d', 184 d" Les parties de barreaux 184 a,

184 e ont une longueur Z de manière à produire, en combi-

naison avec une partie des circuits de couplage 185 a, b un barreau en quart de longueur d'onde, comme déjà décrit conjointement avec les Figures 11-à 13 Dans le substrat 182, entre les rubans conducteurs fendus 184 b',

184 b" et 184 ', 184 d" de chaque paire est prévue une -

ouverture correspondante 186 a, 186 b respectivement, traversant le substrat 182 et le conducteur de plan de masse, comme représenté Deux vides circulaires 188 a, 188 b sont formés dans le conducteur de plan de masse 188 dans la région voisine de ces ouvertures 186 a, 186 b, exposant des parties du substrat 182 et les ouvertures 186 a, 186 b comme cela a été décrit conjointement avec la Figure 11 La distance Z 2 entre les centres des ouvertu- res 186 a, 186 b est un multiple impair ( 2 n+ 1) d'un quart de longueur d'onde X/4, o N est un nombre entier La longueur N du ruban conducteur 184 et la distance ú 2 entre les ouvertures 186 a, 186 b sont choisies pour être un multiple impair d'un quart de longueur d'onde afin de préserver les courts-circuits à haute fréquence au centre de chaque ouverture 186 a, 186 b, comme déjà décrit, et pour maintenir un équilibre uniforme des caractéristiques électriques sur le ruban conducteur 184 En outre, l'impédance d'environ 50 ohms dans le cas présent assure

le couplage voulu entre les étages.

Comme le montrent plus clairement les Figures 19 et 20, la section 110 de lignes de transmission d'entrée, la section 120 de lignes de transmission de sortie et la section 180 de lignes de transmission entre étages sont reliées ensemble pour former une ligne de transmission composite 193 Les sections de lignes de transmission 110, 120 et 180 sont reliées ensemble, formant un plan de masse composite 195 Un canal 191 est formé entre les sections de lignes de transmission d'hyperfréquence 110, 120 quand ces sections 110, 120

sont reliées avec la section 180 de lignes de trans-

mission entre étages Un boitier 131 ' (Figure 20) simi-

laire au boitier 131 de la Figure 21 pour le circuit à un seul étage 109, est prévu pour maintenir ensemble les sections de lignes de transmission 110, 120, 180 Un barreau conducteur 192 est disposé dans le canal 191

entre les sections de lignes de transmission 110 ', 120.

Le barreau conducteur 192 forme un circuit conducteur vers le plan de masse 195 entre la section 110 de lignes de transmission d'entrée et-la section 120 de lignes de transmission de sortie pour éviter un couplage direct

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des signaux entre elles Deux ouvertures 196 a, 196 b dans le résonateur 190 accordé magnétiquement à double étage sont prévues à partir d'une ouverture 116, 186 a et 126, 186 b comme déjà décrit conjointement avec la Figure 12 pour l'ouverture 136 Chaque ouverture est associée avec un vide 195 a, 195 b dans le plan de masse 195 comme cela a été décrit en regard de la Figure 12 Comme le montre la Figure 20, un premier étage 190 ' du circuit résonnant accordé magnétiquement à deux étages comporte une sphère de grenat 198 a disposée dans l'ouverture 196 a et un second étage 190 " du circuit résonnant 190 comporte

une sphère de grenat 198 b disposée dans l'ouverture 196 b.

Le couplage d'une partie d'un signal à haute fréquence appliqué au ruban conducteur 114 de la ligne de transmission d'entrée 110 vers le ruban conducteur

124 de la ligne de transmission de sortie 120 sera main-

tenant décrit Comme cela est représenté, un champ magné-

tique continu extérieur HDC est appliqué perpendiculai-

rement à la surface de la pièce composite 193 Le champ magnétique continu HDC est produit, comme cela a été déjà

décrit, en plaçant le circuit résonnant accordé magnéti-

quement entre une pièce polaire magnétique 140 a' et une culasse de retour de flux 140 ' (Figure 20) En présence du champ magnétique continu H Dc, l'énergie à haute * 25 fréquence est appliquée au ruban conducteur 114 àsa partie 114 a du premier étage 190 'o Selon l'équation @ = YHDC, la partie de cette énergie d'entrée dont la fréquence est pratiquement égale à ò est transférée au spin des électrons de la sphère de grenat 198 a disposée dans l'ouverture 196 a d'une manière similaire à celle déjà

décrite en regard de la Figure 7, en produisant une pré-

cession du spin des électrons autour de la direction du champ extérieur HDC, c'est-à-dire l'axe Z D'une manière similaire à celle déjà décrite conjointement avec la Figure 19, la précession des électrons autour de l'axe Z produit un moment magnétique à haute fréquence dans la direction Y, permettant le couplage de cette énergie avec la première paire des rubans conducteurs fendus

184 b', 184 b" du ruban conducteur 184 entre étages.

Cette énergie couplée est ensuite appliquée le long du ruban conducteur intermédiaire 184 c avec la seconde paire de rubans conducteurs fendus 184 d', 184 d" D'une manière similaire à celle déjà décrite, pratiquement toute l'énergie appliquée aux rubans conducteurs 184 d', 184 d" est transférée au spin des électrons dans la sphère de grenat 198 b et, de la manière décrite ci-dessus, cette énergie est ensuite couplée avec le ruban conducteur 124 et appliquée à sa partie de sortie 124 a La suppression des effets des modes de résonance magnétostatiques, d'élargissement de lignes et de décalage de fréquences qui ont été décrits conjointement avec les Figures 16 à

17, 17 A pour le circuit résonnant 130 accordé magnéti-

quement à un seul étage s'applique de la même manière au circuit résonnant 190 accordé magnétiquement à deux étages Etant donné que dans chaque étage 190 t, 190 " du circuit résonnant 190 accordé magnétiquement à deux étages, les modes de résonance magnétostatiques sont supprimés, le filtre à deux étages peut être réalisé en utilisant

deux sphères de grenat en cristal pur En outre, le réso-

nateur double 190 présente une plus faible perte d'inser-

tion et une meilleure performance en température grâce à la réduction ou l'élimination des effets d'élargissement de lignes et de décalage de fréquences, comme cela a été décrit ci-dessus pour le résonateur accordé magnétiquement 130.

En variante, les circuits de couplage représen-

tés sur les Figures 11 à 13 et 18 à 20 peuvent être constitués par une paire de fils conducteurs couplant ensemble les parties de ruban conducteur ou par une paire de longueurs rectilignes de fils conducteurs ou derrubans conducteurs formés sur le substrat ou encore par quatre conducteurs disposés correctement afin d'obtenir une distribution prédéterminée de champ magnétique En outre, ces circuits de couplage peuvent être terminés directement à la masse par un trou percé dans le substrat et connectés

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avec le plan de masse pour former un contact électrique.

Par ailleurs, la structure de couplage et la configura-

tion mécanique du circuit résonnant accordé magnétique-

ment décrit ci-dessus peut être utilisée avec d'autres types de circuits résonnants accordés magnétiquement,

comme des oscillateurs et autres.

La fabrication d'un circuit résonnant 209 accordé magnétiquement, dans le cas présent un filtre passe-bande comportant un enroulement de champ pulsé formé solidairement avec lui selon l'invention sera maintenant décrite en regard des Figures 22 à 24 Tout d'abord en regard de la Figure 22, une première section 210 de ligne de transmission à ruban, dans le cas

présent une ligne d'entrée, comporte un substrat diélec-

trique 212 séparant un conducteur 218 de plan de masse d'un ruban conducteur 214 Le ruban conducteur 214

comporte une première partie 214 a d'une longueur arbi-

traire et une seconde partie 214 b La partie de ruban conducteur 214 a est séparée transversalement pour former des parties 214 a', 214 a" avec un canal 214 a'"' entre elles, (Voir Fig 22 A) Les parties de ruban conducteur 214 a' et 214 a" sont connectées électriquement ensemble par un

condensateur 219 de blocage de basse fréquence.

Comme le montre la Figure 22 A, le condensateur de blocage 219 comporte une première plaque conductrice 219 a connectée à la partie 214 a' et une seconde plaque conductrice 219 b connectée à la partie 214 a", par l'interconnexion conductrice 219 c qui passe au-dessus du canal 214 a'"' Les plaques 219 a et 219 b sont séparées par un barreau diélectrique 219 d La valeur de la capacité-du condensateur 219 est choisie pour présenter une très faible impédance à l'énergie électromagnétique à haute fréquence et une impédance relativement élevée à l'énergie électromagnétique à fréquence plus basse, afin d'isoler

cette énergie de la partie d'entrée 214 a' du ruban conduc-

teur 214.

Comme le montre en outre la Figure 22, le ruban conducteur 214 comporte une seconde partie de ruban

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conducteur 214 b Les parties de ruban conducteur 214 a' et 214 b sont connectées ensemble par deux rubans conducteurs

espacés 214 c', 214 c", formant ainsi un circuit de cou-

plage d'entrée plan à haute fréquence 217 La longueur de la partie de ruban conducteur 214 b est choisie pour former, en combinaison avec une partie de la longueur des rubans conducteurs 214 c', 214 c" jusqu'aux points milieux 217 ', 217 " de circuit de couplage, une longueur

t pratiquement égale à un quart de longueur d'onde (X/4) -

De plus, la partie 214 b du ruban conducteur 214 comprend plusieurs segments de ruban conducteur 214 d', 214 d" formés les uns à côté des autres, utilisés pour augmenter la longueur de la partie de ruban conducteur 214 b dans

le cas d'applications à plus basse fréquence et par consé-

quent, de plus grande longueur d'onde, en reliant sélec-

tivement un ou plusieurs de ces segments à la partie de ruban conducteur 214 b La partie de ruban conducteur 214 b est terminée ici en un circuit ouvert à l'extrémité du segment pour former, aux points milieux 217 ', 217 " du circuit de couplage 217, un court-circuit pour l'énergie à haute fréquence, comme cela a déjà été décrit en regard de la Figure 11 De plus, l'impédance du barreau 219 (ce barreau 219 étant formé par-le ruban conducteur 214 b, le

diélectrique 212 et le plan de masse 218) est choisie-

pour conférer au circuit résonnant la largeur de bande voulue, comme cela a déjà été décrit en regard de la

Figure ll pour-le barreau 119.

La partie 214 b et les segments 214 d', 214 d" sont séparés ou gravés suivant la longueur pour former une partie de ruban conducteur 214 b avec une première partie bifurquée 214 b' et une seconde partie bifurquée 214 b" séparées par un canal 214 b'" La largeur de ce canal est choisie pour assurer l'isolement entre les parties conductrices 214 b', 214 b" pour des signaux à

basse fréquence mais pour former en fait un seul conduc-

teur 214 b en raison de la capacité parasite entre les parties conductrices 214 h', 214 b" pour les signaux à haute fréquence La section 210 de ligne de transmission à ruban comporte en outre un premier barreau conducteur 211 ' à ruban à prise centrale à demi-longueur d'onde-(</2) formée solidairement à une première extrémité avec la partie bifurquée 214 b' et terminée par un circuit ouvert à la seconde extrémité -Le centre de ce barreau 211 ' est

connecté à une ligne d'attaque de courant d'entrée 215 a.

Un second barreau conducteur 211 " à prise centrale à A/2 est formé solidairement à une première extrémité avec la partie fendue 214 b", et terminé en une seconde extrémité en un circuit ouvert (O) Le centre du barreau 211 " forme une seconde borne pour présenter un circuit de retour pour

* le signal appliqué à la ligne d'attaque de courant 215 a.

Les barreaux conducteurs à ruban 211 ', 211 " sont prévus pour bloquer le passage d'énergie à Saute frégoence à travers une source pulsée de courant (Figure 38) Chaque barreau 211 ', 211 ", comme cela a déjà été décrit, a une longueur

égale à X/2.

Comme cela a déjà été expliqué, un circuit

ouvert à une première extrémité d'une ligne de transmis-

sion produit à sa seconde extrémité un-court-circuit effectif à haute fréquence si la distance qui sépare les extrémités est un quart de longueur d'onde pour des signaux ayant un quart de longueur d'onde pratiquement égale à la longueur de ces lignes de transmission D'une façon similaire, un court-circuit effectif en haute

fréquence à une première extrémité de ligne de transmis-

sion produit à sa seconde extrémité un circuit ouvert effectif en haute fréquence si la distance qui sépare les extrémités est un quart de longueur d'onde Dans le cas présent, en formant un circuit ouvert aux extrémités de chaque barreau 211 ', 211 ", un court-circuit effectif en haute fréquence est produit aux prises centrales de chaque barreau et ainsi, aux extrémités connectées aux conducteurs fendus 214 b', 214 b", un circuit ouvert effectif en haute fréquence est formé à partir d'un quart de la longueur d'onde à chaque prise centrale qui est un court- circuit effectif en haute fréquence Ainsi, les barreaux 211 ', 211 " isolent l'énergie à haute fréquence appliquée au ruban conducteur 214 b en formant des circuits ouverts pour cette énergie à haute fréquence, tout en appliquant une impulsion de courant au circuit de couplage 217 pour produire un champ magnétique en réponse, d'une manière

qui sera décrite.

Une ouverture 216 est prévue dans le substrat 212 et le conducteur de plan de masse 218 entre les

parties espacées 214 c', 214 c" du ruban conducteur plan.

Le conducteur de plan de masse 218 est formé sur la surface du substrat diélectrique 212 opposée au ruban conducteur 214 pour former en combinaison avec ce ruban conducteur 214 et le substrat diélectrique 212 la section 210 de ligne de transmission à ruban comme représenté Un vide 218 ' est formé dans le plan de masse 218 'en utilisant

les techniques courantes de masquage et de gravure, expo-

sant ainsi une partie du substrat sous-jacent 212 Le vide

218 ' dans le plan de masse 218 est espacé concentrique-

ment autour de l'ouverture 216 et expose des parties du substrat 212 s'étendant au-delà de la périphérie des rubans conducteurs 214 c', 214 c" Comme cela a déjà été expliqué, la largeur (w) du ruban conducteur 214 et l'épaisseur (h) ainsi que la constante diélectrique du

substrat 212 sont choisies de manière à former en combi-

naison avec le plan de masse 218 la section 210 de ligne de transmission à ruban avec une impédance caractéristique prédéterminée Z 0, dans le cas présent égale à 50 ohms, et la largeur w' des conducteurs plans espacés 214 c', 214 c"

est choisie pour que ces lignes aient une impédance carac-

téristique ZO, dans le cas présent à peu près égale à

ohms, la combinaison en parallèle de ces lignes présen-

tant une impédance d'environ 50 ohms, L'épaisseur de chacun des conducteurs 214 c', 214 c" est choisie de manière à réduire au minimum la résistance et l'inductance série

comme cela serait obtenu par-un conducteur mince.

Le circuit résonnant 209 accordé magnétique-

ment comporte également la seconde section 120 de ligne de transmission à ruban, de sortie dans le cas présent, comme cela a déjà été décrit en regard de la Figure 11, et une sphère de grenat au fer-yttrium 238. Comme le montre plus clairement la Figure 23, la section 210 de ligne de transmission à ruban et la section 120 de ligne de transmission à ruban sont reliées ensemble pour former une-ligne de transmission composite 230 Un enroulement dechamp pulsé 239 à une seule spire destiné à changer l'intensité du champ magnétique continu dans la région voisine de la sphère 238 est formé par la

partie X/4 211 a' du barreau 211 ' reliée à la partie conduc-

trice 214 b', les conducteurs plans espacés 214 c', 214 c", la partie de conducteur 214 b" et la partie À/4 211 a" du

barreau 211 ' connectée à la partie de conducteur 214 b".

L'intensité du champ est modifiée d'une manière qui sera décrite en regard des Figures 24 et 25 Il faut noter que les sections 210 et 120 de lignes de transmission

sont disposées d'une manière qui sera décrite conjointe-

ment avec les Figures 24 et 25.

Un circuit d'attaque 410 (Figure 38) destiné à produire, en réponse à un signal de commande "impulsion

établie" (Figure 39) un signal pulsé appliqué à la ligne d'arri-

vée de courant 215 a sera maintenant décrit en regard des Figures 38 et 39 Le circuit d'attaque 410 comporte une ligne de transmission 412 connectée entre une source de tension 416 et un élément de commutation 414, connecté ici à l'électrode de grille 414 a d'un transistor à effet de champ Dans le cas présent, il s'agit d'un transistor à effet de champ sextuple "HEXFET" de référence IRF 221, fabriqué par International Rectifiero En dérivation entre la masse et l'électrode de grille 414 a est montée une

résistance de terminaison RT destinée à adapter l'impé-

dance de la ligne de transmission 412 à l'impédance d'entrée du transistor 414 Le drain 414 b du transistor

à effet de champ 414 est connecté à une source d'alimen-

tation +V 418,filtrée par des condensateurs 421 a, 421 b pour obtenir le courant pulsé et la source 414 c est connectée à la ligne d'arrivée de courant 215 a En réponse au signal "impulsion établie" un niveau de tension de + 10 volts est appliqué à l'électrode de grille 41 L pour débloquer le transistor 414 et-permettre la circulation d'un courant depuis la source d'alimentation 418, la ligne d'arrivée de courant 215 a et par l'enroulement 239 vers la masse comme-le montre la Figure 39 Une tension de

zéro volts est appliquée pour bloquer le circuit d'attaque.

La Figure 26 illustre une application 260 du circuit résonnant 209 accordé magnétiquement, dans le cas présent un filtre d'extrémité avant pour un récepteur à haute fréquence 268, comprenant une première ligne de transmission 264 connectée entre un duplexeur 261 et la ligne de transmission d'entrée 210 du circuit résonnant 209 accordé magnétiquement, et une seconde ligne de transmission 266 connectée entre la section 220 de ligne de transmission de sortie du circuit résonnant 209 et le récepteur 268 Le duplexeur 261, dans le cas présent un commutateur à haute fréquence, est également connecté à un émetteur 263 et une antenne 262 En fonctionnement, l'émetteur 263 émet une impulsion de très grande puissance d'énerqie Eenhyperfréquence à la fréquence de résonance f) Le duplexeur 261 commute le signal de manière que la plus grande partie de l'énergie du signal émis soit appliqué à l'antenne 262 Mais une partie du signal

s'échappe du duplexeur vers le circuit de réception.

Dans un premier mode de fonctionnement, la fréquence de

résonance du circuit 209 est calée en changeant l'ampli-

tude du champ magnétique continu Hb Cd'une manière qui sera décrite, et cette énergie ne peut être couplée par le circuit résonnant 209 avec le récepteur 268 Après l'émission d'un signal de grande puissance et avant la réception d'un signal d'écho, l'émetteur commute le duplexeur 261 pour connecter l'antenne 262 au récepteur

2537345

268 et le signal d'écho est appliqué au récepteur 268 par le circuit résonnant 209 accordé magnétiquement de

la manière qui sera décrite.

Les Figures 24 et 25 montrent le circuit résonnant 209 accordé magnétiquement en présence du champ magnétique continu HDC avec des lignes de force

perpendiculaires au plan de masse 218 du circuit réson-

nant 209 Le champ magnétique continu HDC est produit dans le cas présent en plaçant le circuit résonnant 230 entre une pièce polaire magnétique 240 a et une culasse de retour de flux 240 (Figure 24)> En présence de ce champ HDC appliqué suivant l'axe Z, par exemple, un signal d'entrée est appliqué à la ligne de transmission d'entrée 210 (Figure 22) et le signal passe par les parties de ruban conducteur fendu 214 c', 214 c" du circuit de couplage d'entrée 217 disposé suivant l'axe X par exemple, produisant un champ magnétique à haute fréquence Hrf (Figure 25) dans le voisinage du ruban conducteur 214 c', 214 c" En l'absence de la sphère de grenat 238 disposée dans l'ouverture 236, il-n'y a aucun couplage de l'énergie appliquée par la section 210 de ligne de transmission à ruban vers la ligne de transmission d'hyperfréquence de sortie 120, comme cela a déjà été expliqué en regard des Figures 11 à 130 Avec une sphère de grenat disposée dans l'ouverture 236, une partie de l'énergie appliquée au circuit de couplage d'entrée 217 est absorbée par la sphère 238 comme cela a déjà été décrit en regard des Figures 11 à 13 Dans le cas général, le nombre des rubans conducteurs, leur forme et leur alignement par rapport à la sphère 238 sont choisis pour produire dans le volume de cette

sphère une distribution de champ magnétique prédéter-

minée à partir d'un signal appliqué aux rubans conduc-

teurs comme cela a déjà été décrit en regard des

Figures 11 à 13 Mais il est souvent souhaitable d'évi-

ter le couplage d'énergie à haute fréquence entre la section d'entrée 210 et la section de sortie 120 (Figure 26) par la sphère de grenat 238, comme pendant l'émission

par un émetteur à grande puissance 263 ayant une fré-

quence égale à o pour éviter la saturation magnétique de la sphère de grenat et les dommages potentiels au récepteur 268 " pendant la période d'émission d'énergie qui fuit vers le circuit de réception Selon l'invention, un signal pulsé est appliqué à la ligne d'arrivée de courant 215 a (Figure 22) par le circuit d'attaque 410 (Figure 38) produisant un signal de courant I dans les -P rubans conducteurs 214 c', 214 c" autour de l'ouverture 236 comme le montre la Figure 25 Le courant dans les rubans conducteurs 214 c', 214 c" produit en réponse un champ magnétique HDCP autour de la pièce résonnante En fonction du sens de circulation de courant, ce champ s'ajoute ou s'oppose au champ continu extérieur HDC Dans tous les cas, en réponse à la combinaison du champ magnétique pulsé HDCP et du champ magnétique continu extérieur HDC, la fréquence de résonance décalée wos du circuit résonnant 209 accordé magnétiquement est donnée par wos = Y (H Dc HDCP) ou autrement dit, la fréquence

de résonance est changée d'une valeur égale à y HDCP-

Ainsi, pendant l'émission d'énergie à la fréquence W 0, en réponse à un courant qui circule dans le circuit de couplage 217, le circuit résonnant 209 isole cette énergie du récepteur 268 car la fréquence émise W n'est pas égale à wos, c'est-à-dire la fréquence de résonance décalée et par conséquent, la condition de résonance ou d'absorption d'énergie n'est pas satisfaite et l'énergie

est donc réfléchie en arrière vers le duplexeur 261.

En général, quand plusieurs conducteurs sont utilisés pour produire une distribution déterminée de champ magnétique à haute fréquence, un signal de courant pulsé appliqué à ces conducteurs produit en réponse un champ magnétique proportionnel au courant total qui circule La structure cidessus apporte en outre toutes les améliorations des caractéristiques de fonctionnement du circuit résonnant 219 à accord pulsé magnétique, comme un transfert réduit d'énergie parasite, résultant d'une activation ou d'un couplage réduit dans les modes non uniformes de résonance, un élargissement réduit de

lignes par courants de Foucault et une élimination subs-

tantielle de décalage de fréquence comme cela a été décrit en regard des Figures 16, 17 et 17 A. Un filtre à grenat au fer-yttrium avec une bande passante de f Q = 20 M Hz, ou fo = wo/2 W à la fréquence centrale de fo = 10 G Hz, accordable sur au moins une bande de 500 M Hz dans la bande X avec une perte

d'insertion à fo inférieure à 1,3 d B et une possibilité de-

décalage fo de + 25 M Hz en moins de 100 nanosecondes en utilisant le circuit d'attaque 410 possède les propriétés suivantes. Symboles w w' w s w c h k D d C

Description

largeur duruban conducteur 214 a, 224 c largeur du ruban conducteur 214 c', 214 c" 124 c', 124 c" largeur des barreamx 214 b, 124 b matière du substrat largeur decanal ( 214 b'"') Epaisseur du substrat diamètre du substrat constante diélectrique des substrats

212, 122

diamètre du vide -

séparation des conducteurs du circuit de couplage aux points milieu 214 c', 214 c", 124 cg, 124 cn longueur du circuit de couplage diamètre de la sphère

Valeurs -

0,375 mm 0,075 mm 0,075 mm 0,750 mm alumine 0,050 mm 0,375 mm 0,375 mm 0, 230 mm 1,500 mm 0,O 075 mm 1,500 mm 0,375 mmi

La fabrication d'un circuit résonnant 290 accor-

dé magnétiquement, à deux étages, comprenant chacun un enroulement de champ pulsé formé solidairement, selon l'invention, sera maintenant décrite en regard des

Figures 27 à 29.

Tout d'abord, la Figure 27 représente le circuit résonnant 290 accordé magnétiquement qui comporte une première section 110 de lignes de transmission d'entrée, pratiquement identique à la section 110 de ligne de transmission d'entrée décrite en regard de la

Figure 11, une première section 120 de ligne de trans-

mission de sortie pratiquement identique à la section 120 de ligne de transmission de sortie décrite en regard de la Figure 11, une section 280 de ligne de transmission entre étages et des sphères de grenat au feryttrium 298 a, 298 b en présence d'un champ magnétique HDCO La section 280 de ligne de transmission entre étages comporte un substrat diélectrique 282 séparant un ruban conducteur 284 d'un conducteur de plan de masse 288 Le ruban conducteur 284 est prévu pratiquement sur toute la longueur du substrat 288 (ayant une longueur L égale à ( 2 n+l)X/4 longueur d'onde o ( 2 n+l) est un multiplicateur impair) et il comporte une paire de barreaux d'un quart de longueur d'onde 284 a, 284 e, deux paires de segments de ruban conducteur plans et espacés 284 b', 284 b", et 284 d', 284 d" formant des circuits de couplage entre étages 285 a, 285 b Fig 29 et des rubans cconducteurs correspondants 284 c', 284 c" couplant ensemble ces segments 284 b', 284 b' et 284 d', 284 d'", comme représenté Les parties de barreaux 284 a, 284 e ont une longueur en combinaison avec une partie de l'un correspondant des circuits de couplage 285 a, 285 b formant une longueur correspondante t, comme déjà décrit en regard de la Figure 11 Dans le substrat 282, entre chaque paire de rubans conducteurs espacés 284 b', 284 b" et 284 d', 284 d" se trouve une ouverture correspondante 286 a, 286 b à travers ce substrat 282 et le conducteur de plan de masse 288 Des parties du conducteur du plan de masse 288 dans la région voisine des ouvertures 286 a, 286 b sont éliminées, exposant des parties 282 a, 282 b du

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substrat 282 et des ouvertures 286 a, 286 b, comme déjà décrit en regard de la Figure 11 La distance î 2 entre les centres des ouvertures est un multiple impair ( 2 n+l) d'un quart de longueur d'onde 7/4 o N est un nombre entier Chaque longueur t du ruban conducteur 284 et des parties de circuit de couplage 285 a, 285 b et la distance l 2 entre les ouvertures 286 a, 286 b sont choisies pour être un multiple impair d'un quart de longueur d'onde de manière à préserver les courts-circuits à haute fréquence au centre de chaque ouverture 286 a, 286 b comme cela a déjà été décrit, et pour maintenir un équilibre uniforme des caractéristiques électriques sur le ruban conducteur 284. La ligne de transmission à ruban 210 comporte

en outre un barreau conducteur à ruban 281 ' de demi-

longueur d'onde (X/2) à prise médiane formée solidaire-

ment à une première extrémité avec le centre de la partie de ruban conducteur fendu 284 c', et terminé à une seconde extrémité en un circuit ouvert (O) Le centre de ce barreau 281 ' est connecté à une ligne d'arrivée de courant d'entrée 215 a Un second-barreau conducteur à ruban 281 " X/2 à prise centrale est formé solidairement à une première extrémité avec le ruban conducteur fendu 284 c" et il est terminé à une seconde extrémité en un circuit ouvert (O) Le centre du barreau 281 " forme un circuit de retour pour la ligne 215 a, comme déjà décrit Les barreaux de ruban conducteur 281 ', 281 " sont prévus pour bloquer la circulation d'énergie à haute fréquence par la source d'alimentation en courant, comme déjà prévu ' Dans le cas présent, en prévoyant un circuit ouvert aux extrémités de chaque barreau 281 ', 281 ", un court-circuit pour l'énergie à-haute fréquence est formé aux prises médianes de chaque barreau, comme déjà décrit et aux> extrémités connectées au ruban conducteur 285 ', 285 ", un circuit ouvert (O) pour l'énergie à haute fréquence est formée car il y a un court-circuit à un quart de longueur d'onde de chaque

prise médiane Un isolement en haute fréquence pratique-

,37345

ment complet de la source de courant est ainsi obtenue par cette configuration car la section de ligne de transmission entre étages n'est couplée qu'avec de L'énergie à haute fréquence à résonance ayant une longueur d'onde correspondant à la longueur de ces

barreaux, comme décrit ci-dessus.

Comme le démontre plus clairement la Figure 28, les sphères de'grenat 298 a, 298 b, la section 110 de ligne de transmission d'entrée, la section 120 de ligne de la transmission de sortie et la section 280 de ligne de transmission entre étages sont assemblées pour former une ligne de transmission composite 293 Les sections de lignes de transmission 110, 120, 180 sont assemblées pour former un seul plan de masse 295, comme représenté Un canal 291 est formé entre les sections 110, 120 de lignes de transmission d'hyperfréquence quand les sections 119,

sont disposées sur'la section 280 de ligne de trans-

mission entre étages Un barreau conducteur 292 est prévu

dans le canal 291 entre les sections de lignes de trans-

mission 110, 120 Le barreau conducteur 292 présente un circuit conducteur vers le plan de masse 295 entre la section 210 de ligne de transmission d'entrée et la

section 120 de ligne de transmission de sortie pour évi-

ter un couplage direct des signaux entre eux Deux ouver-

tures 296 a, 296 b dans le résonateur 290 accordé magnéti-

quement à double étage sont prévues à partir des ouvertures 216, 286 a et 226, 286 b, comme déjà décrit en regard des Figures 11 à 13 pour l'ouverture 136 A chaque ouverture est associé un vide 295 a, 295 b dans le plan de masse 295, comme déjà décrit conjointement avec la Figure 12 Un premier étage 290 ' (Figure 29) du circuit résonnant 290 accordé magnétiquement à deux étages comporte une sphère de grenat au fer-yttrium 298 a disposé dans l'ouverture 296 a et le second étage 290 " du circuit

résonnant 290 comporte une sphère de grenat 298 b dispo-

sée dans l'ouverture 296 b.

Dans un premier mode de fonctionnement, une partie d'un signal à haute fréquence appliqué au ruban conducteur 114 de la ligne de transmission d'entrée 110 est couplée avec le ruban conducteur 124 de la ligne de transmission de sortie 120 d'une manière qui sera décrite Le champ magnétique continu extérieur HDC est appliqué normalement à la surface du résonateur 290, avec la composante magnétique pulsée HDCP, dans ce premiermode de fonctionnement L'énergie d'entrée en hyperfréquence est appliquée au ruban conducteur 114 à la partie d'extrémité 114 a vers le premier étage 290 ' en présence du champ magnétique continu H C Selon l'équation Ò = W, une partie de cette énergie d'entrée

ayant une fréquence pratiquement égale aà W est trans-

férée aux spins des électrons de la sphère de grenat 298 a disposée dans l'ouverture 296 a, comme précédemment décrit en regard des Figures 24, 25, de sorte que les spins des électrons subissent une précession dans une

direction le long de l'axe Z (dans une direction paral-

lèle au champ magnétique HD) à une fréquence W, de la manière bien connue D'une façon similaire, comme cela a déjà été décrit en regard des Figures 24 et 25, un champ magnétique à haute fréquence est produit autour de la sphère 298 a et le moment magnétique de précession des

électrons dans la direction X est produit dans la direc-

tion Y, permettant le couplage de l 8 énergie avec le premier circuit de couplage entre étages 285 a Cette énergie couplée est ensuite appliquée sur le ruban conducteur 284 c vers le second circuit de couplage entre

étages 285 b D'une façon similaire à celle décrite ci-

dessus, pratiquement toute l'énergie appliquée au circuit de couplage 285 b est transférée au spin des électrons dans la sphère de grenat 298 b et P d'une manière à celle décrite ci-dessus, cette énergie est ensuite couplée au ruban conducteur 224 et appliquée à la borne de sortie

224 a La suppression des modes de résonance magnétosta-

tique, des effets d'élargissement de ligne et de décalage de fréquence, tels que décrits en regard des Figures 16,

57 2537345

17, 17 À pour le résonateur à simple étage 109 srappli-

quent de la même manière au circuit résonnant accordé magnétiquement 290 Etant donné que dans chaque simple étage 290 ', 290 " du résonateur accordé magnétiquement 290 à deux étages, les modes de résonance magnétosta- tiques sont supprimés, le filtre à deux étages peut être réalisé en utilisant deux sphères en cristal pur de grenat au fer-yttrium De plus, le double résonateur 290 présente une plus faible perte d'insertion et de meilleures performances en température en raison de la réduction ou de l'élimination des effets d'élargissement de lignes et de décalage de fréquence comme cela a été décrit ci-dessus pour le circuit résonnant 209 accordé magnétiquement.

Dans un second mode de fonctionnement, l'éner-

gie à haute fréquence est appliquée à la section de ligne de transmission 210, mais les champs magnétiques autour des sphères 298 a, 298 b sont modifiés par les champs

magnétiques continus pulsés HDCP pour changer la fré-

quence de résonance des sphères de grenat 298 a, 298 b et éviter ainsi le couplage d'énergie vers la section 220 de ligne de transmission de sortie De cette manière,

le circuit résonnant accordé magnétiquement est désac-

cordé pour l'énergie à haute fréquence W O et il réfléchit

donc cette énergie vers la source, en protégeant le récep-

teur 268 Avant l'instant d'arrivée de l'énergie à haute fréquence, un signal de tension pulsée est appliqué au circuit d'attaque 410 (Figure 38) pour produire une

impulsion de courant sur la ligne 215 a qui est synchro-

nisée avec le passage de l'énergie à haute fréquence, comme le montre la Figure 39 La circulation du courant depuis la ligne de courant 215 a se fait en deux circuits autour des sphères de grenat 298 a, 298 b Un premier circuit désigné par des flèches en trait plein est formé autour d'un enroulement 297 d'une seule spire constituée par le barreau 281 ', les parties de ruban conducteur

284 c', 284 b', 284 b", 284 c" et le barreau 281 ", dévelop-

pant en réponse à ce courant un champ magnétique continu

58 2537345

pulsé HDCE ayant une orientation perpendiculaire à la surface du circuit résonant 290, et dirigé vers le haut comme le montre la Figure 29 Un second circuit est formé autour d'un enroulement 297 ' formé par le barreau 281 ', la partie de ruban conducteur 284 c', 284 d', 284 d" et le barreau 281 ", développant en réponse à ce courant

un champ magnétique continu pulsé HDC Pb ayant une orien-

tation perpendiculaire à la surface du circuit résonant

290 et dirigé vers le bas comme le montre la Figure 29.

Ainsi, en présence d'un champ magnétique continu appli-

qué extérieurement, les champs pulsés IDC Pa et HDC b s'ajoutent ou s'opposent au champ %DC' décalant ainsi la fréquence de résonance de chaque résonateur Pour le résonateur A, la fréquence de résonance décalée wo As est donnée par o As = Y(H Dc HDC Pia) et pour le résonateur B, la fréquence de résonance décalée est donnée par

o Bs y(HDC + HD Cpb).

Les Figures 31, 32 et 33 représentent d'autres configurations pour décaler sélectivement les fréquences

de résonance des résonateurs accordés magnétiquement.

Comme le montre la Figure 27, une ligne de transmission entre étages 280 est formée en séparant la partie de ruban conducteur 284 a et la partie de ruban conducteur 284 c pour former une seule boucle de courant, ici autour de la sphère de grenat 298 b, afin de décaler la fréquence de résonance de l'étage 290 "o Aucun circuit de courant n'est prévu autour du résonateur A car le barreau 284 a a été séparé suivant la longueur pour éviter le couplage avec un circuit de retour Il n'y a aucun décalage de résonance de fréquence de la sphère de grenat 298 a Les Figures 32, 33 montrent d'autres sections de lignes de transmission entre étages 280 ' 280 '''" prévues pour décaler la sphere de grenat 298 a et la sphère de grenat 298 b dans la même direction, en formant un circuit de courant autour de chacun des résonateurs et avec dans chaque circuit un courant circulant dans le même sens

59 374

autour des résonateurs en utilisant une paire de circuits d'attaque 410 (Figure 32) En outre, comme le montre la Figure 33, des parties de barreau 281 a, 281 b comportent des parties X/4 qui sont connectées directement à la masse pour former un circuit ouvert effectif en haute fréquence aux circuits de couplage respectifs, de la

manière connue.

Un autre mode de réalisation d'un circuit

résonant 309 accordé magnétiquement à décalage de fré-

quence, dans le cas présent un filtre passe-bande, sera maintenant décrit en regard des Figures 34, 35, 36 et 37. Tout d'abord, la Figure 34 représente une section 310 de circuit de couplage comprenant un substrat diélectrique 311 supportant un premier ruban conducteur 314 qui est connecté à un barreau correspondant 314 a en quart de longueur d'onde par une partie amincie 314 ' du ruban conducteur 314 et un second ruban conducteur 316 qui est connecté à un barreau correspondant 316 a en quart de longueur d'onde par une partie amincie 316 ' du ruban conducteur 316 et un conducteur 317 qui croise ou qui passe au-dessus du conducteur 314 ' et qui en est espacé par un diélectrique Dans ce cas, un fil de connexion est représenté comme conducteur 317, mais un pontet plaqué pourrait aussi convenir, de la manière connue Un conducteur de plan de masse 318 est formé sur

la surface du substrat 311 opposée à la surface suppor-

tant les rubans conducteurs 312, 314 Un vide 318 ' est prévu dans le conducteur de plan de masse 318 exposant

une partie sous-jacente du substrat diélectrique 311.

Le circuit résonant-309 accordé magnétiquement comporte aussi une sphère 338 de grenat au fer-yttrium et une section d'enroulement 320, comprenant un substrat 321

qui supporte deux rubans conducteurs 322, 324 et un enrou-

lement en spirale 326 Ces deux rubans conducteurs 322, 324 sont prévus pour être en contact électrique avec

253 T 345

l'enroulement 326 et pour constituer un moyen de lui coupler une source de courant comme le circuit 410 décrit en regard de la Figure 38 Une ouverture 329 est formée dans le substrat 321 pour y déposer la sphère de grenat 338 Cette dernière est maintenue dans l'ouverture par

une résine d'époxyde à faible perte.

Comme le montre plus clairement la Figure 35, la

section 310 de ligne de transmission et la section d'enrou-

lement 320 sont reliées ensemble, formant un ensemble composite 330 et de manière que le conducteur de plan de masse 318 soit entre les rubans conducteurs 314, 316 et l'enroulement 320 La section de ligne de transmission 310 et la section d'enroulement 320 sont en outre montées pour que l'ouverture 329 formée dans le substrat 321 soit alignée concentriquement avec le vide 318 ' du plan de masse 318 Comme représenté, la sphère de grenat 338 est exposée dans l'ouverture 329 Dans le cas présent, pour obtenir l'intensité maximale du champ magnétique pulsé, la sphère de grenat 338 est disposée dans l'ouverture 329 de manière que l'enroulement 326 soit disposé symétriquement

autour de la sphère Dans un premier mode de fonctionne-

ment, l'énergie à haute fréquence est couplée entre les circuits de couplage par la sphère de grenat 338, de la

manière déjà décrite Dans un second mode de fonctionne-

ment, un signal de courant pulsé, fourni par le circuit d'attaque 410 (Figure 38) est appliqué à l'une des lignes en ruban conducteur comme la ligne 322, la ligne 324 formant un circuit de retour En réponse à ce courant circulant dans l'enroulement 326, un champ magnétique pulsé intense HD Cp est produit La fréquence de résonance

de la sphère 338 est donc décalée selon l'équation -

% 1 = y(HDC+ H Dc P) et un isolement substantiel de l'éner-

gie à la fréquence W O = y HDC est obtenu comme déjà décrit.

L'enroulement 326 (Figure 22) est utilisé ici pour établir et couper rapidement à volonté le champ magnétique continu pulsé H Comme le montre la Figure 25, en fonctionnement DC lorsque le circuit'résonnant 309 accordé magnétiquement à déplacement de fréquence est situé près de l'émetteur 263, par exemple pour éviter qu'une partie de la haute énergie émise soit couplée par le filtre accordé, à

l'émission un signal de courant est appliqué à l'enrou-

lement 326 pour établir rapidement le champ magnétique continu HDCP et par conséquent, pour changer la fréquence de résonance selon l'équation W O = y(HDC f HD Cp) comme déjà décrit Etant donné qu'une impulsion de courant est appliquée à la bobine 326, présentant ici une impédance relativement faible, et qui est située à proximité et concentriquement à la sphère de grenat 338, le champ

magnétique HDCP) peut être-établi ou interrompu rapide-

ment dans cette région, ce qui permet au résonateur

accordé rmagnétiquement d'isoler ou de coupler sélective-

ment la fréquence de résonance de l'énergie appliquée à la ligne de transmission d'entrée 314 En outre, en disposant l'enroulement sur la surface du substrat 320 (Figure 21), du substrat 312 (Figure 1) ou du substrat 382 (Figure 12), l'én'ergie thermique développée par le passage d'un signal-de courant relativement intense est dissipée rapidement, ce qui permet un fonctionnement pulsé prolongé et des cycles de rapport d'impulsions

plus élevés, du courant qui développe le champ magné-

tique pulsé H DCP Comme cela a déjà été expliqué en regard de la Figure 22, des barreaux de découplage à haute fréquence 1/2 peuvent être utilisés conjointement avec la bobine 226 pour éviter le couplage de l'énergie à haute

fréquence appliquée à l'enroulement 226.

Un filtre à grenat au fer-yttrium d'une bande passante de f = 23 M Hz, o fo W ò/2 W, avec une fréquence de bande centrale de f = 10 G Iza accordable sur une bande

d'au moins 500 M Hz dans la bande X, avec une perte d'inser-

tion inférieure à 1 d B et capable d'un décalage de fré-

quence f de + 300 M Hz en moins de 50 nanosecondes en

utilisant le circuit d'attaque 410 possède les caractéris-

tiques suivantes:

62 2537345

Sbales Description Valeurs

w Largeur du conducteur 314, 316 0,250 mm w' Largeur du conducteur 314 ', 316 ' 0,0625 mm ws Largeur des barreaux 314 a, 316 a 0,750 mm h Epaisseur du substrat 0,250 mm k Constante diélectrique 0,230 mm h Epaisseur des cales 0,250 mm D Diamètre du vide 318 ' 1,250 mm d Diamètre intérieur de la première,1125 mm spire de l'enroulement 326 Nombre des spires 4 Un autre mode de réalisation d'un circuit résonnant 390 accordé magnétiquement à deux étages età décalage de fréquence sera maintenant décrit en regard des Figures 40, 41 et 42 Tout d'abord, la Figure 40 représente une section 350 de circuit de couplage à deux étages comprenant un substrat diélectrique 352 qui sépare un plan de masse 354 et des rubans conducteurs 35 ba, 356 b, 356 c Le ruban conducteur 350 c comporte des rubans conducteurs discrets 356 c', 356 c" et 356 c'g ' connectés ensemble par des pontets plaqués (de la manière connue) ou dans le cas présent par des fils de connexion 357, 357 ' D'une manière similaire à celle décrite en regard de la Figure 34, les conducteurs 356 a, 356 b, 356 c forment une paire de circuits de couplage 358, 358 ' Les sections 356 a', 356 b' des rubans conducteurs 356 a, 356 b forment des barreaux 1 l/4, comme les

sections 356 b' et 356 c" de la manière décrite ci-dessus.

Des parties 354 ', 354 " du conducteur de plan de masse 354 sont éliminées, exposant des parties sous-jacentes du

substrat diélectrique 352.

Le circuit résonnant 390 accordé magnétiquement comporte également deux sections d'enroulement 370 a, 370 b, identiques à la section d'extrémité 320 déjà lécrite Ces

sections d'enroulement sont encastrées dans deux Q 1 ver-

tures correspondantes 382 a, 382 b prévues-dans un boitier

63 2537345

380, par une résine d'époxyde appropriée à faible perte.

D'une manière similaire, les sph ères de grenat au fer-

yttrium 386 a, 386 b sont fixées par époxyde dans les ouver-

tures 384 a, 384 b prévues dans les sections d'enroulement 370 a, 370 b comme déjà décrit Le boitier supporte des connecteurs coaxiaux et des prises d'excitation 383 et un connecteur 384 (pour appliquer des impulsions de

courant aux sections d'enroulement).

Comme le montrent plus clairement les Figures 41 et 42, la section de couplage 350 est disposée dans un boitier 380 dans lequel se trouvent les sphères de grenat 384 a, 384 b et les sections d'enroulement 370 a, 370 b pour former le filtre à deux étages 390 accordé magnétiquement à décalage de fréquence En appliquant une impulsion de courant à l'enroulement, dans le cas présent aux lignes 392 a, 392 b qui sont connectées aux enroulements 370 a, 370 b, les champs magnétiques HDC Pa' HDPb sont produits pour décaler la fréquence de résonance de chaque sphère 386 a, 3fbcomme cela a déjà été décrit en regard des

Figures 34 à 36.

En variante, la section de couplage 110 peut comporter plusieurs conducteurs pour les sections de couplage 314 ' 316 ' afin de distribuer l'énergie et par

conséquent pour mettre en forme le champ magnétique -

haute fréquence comme déjà décrito De même, l'enroulement 326 tel que décrit ci-dessus peut être incorporé dans les

modes de réalisation décrits en regard des Figures 1 à 33.

La Figure 43 représente un appareil 510 pour orienter une sphère ferrimagnétique le long d'une direction cristallographique prédéterminée comprenant une paire de bobines 512, 512 ', constituées par des fils conducteurs

512 a, 512 ai bobinés autour de carcasses en matière plas-

tique 512 b, 512 b'o Les bobines 512 e 512 ' sont disposées dans un support en matière plastique 516 Les bobines 512, 512 produisent un champ magnétique H 1, dans le cas present de 0,l T dans la direction horizontale ou Y L'appareil 510 comporte également une seconde paire de bobines 522, 522 ' comprenant des fils conducteurs 522, 522 a' enroulés

autour de carcasses en matière plastique 522 b, 522 b'.

Les bobines 522, 522 ' sont disposées sur le support 516 en matière plastique, dans une région entourée par les bobines 512, 512 ' de la première paire Les axes des

bobines 522, 522 ' font un angle Q dans le cas -

present de 70,53 avec l'axe des bobines de la première paire 512, 512 ' Les bobines 522 y 522 ' produisent un second champ magnétique H 2 de 0,l T, L'appareil comporte en outre une plateforme 30 disposée centralement, entre les paires de bobines 512 et 512 ', 522, 522 ' Les bobines 512, 512 ', 522, 522 ' de chaque paire sont disposées de manière à produire un champ magnétique entre chacune d'entre elles, dans des directions qui correspondent à un "axe facile" de la sphèreo Selon les Figures 44 et 45, la plateforme 530, faite ici de lucite, est supportée par une tige support 532, également en lucite comprenant une première surface 530 ' opposée à la tige support 532, disposée dans une direction prédéterminée par rapport au plan horizontal de l'appareil 510 Dans le cas présent, la surface est

inclinée sous un angle O de 5,59 par rapport à la direc-

tion horizontale Une ouverture taraudée 530 a est prévue dans la plateforme 530 et une vis de nylon 535 y est vissée La vis de nylon 535 est introduite perpendiculai rement à la direction horizontale et elle comporte une partie supérieure dans laquelle est encastrée une gemme 534, par exemple en saphir La gemme 534 comporte une partie en creux 534 a pour supporter la sphère de grenat 138 (Figure 13) La vis de nylon 535 est prévue pour régler la position de la sphère de grenat 138, afin de régler l'appareil pour différentes sphères de grenat de différents diamètres Comme le montre la Figure 44, la

vis 535 et la gemme 534 ont une ouverture 539 pour appli-

quer une légère dépression qui maintient la sphère de grenat dans le logement 534 a Un couvercle 536 avec une

ouverture 536 ' dont la forme et la dimension correspon-

dent au support 137 de sphère (Figure 13) est ensuite fixé par des vis 536 a et 536 b sur la plateforme 530, le long de sa partie de surface inclinée 530 ' L'appareil 510 est utilisé ici pour orienter la sphère 138 de la

manière suivante * une dépression est initialement appli-

quée par l'ouverture 539 pour assurer que la sphère de grenat 138 se trouve correctement dans la partie en creux 534 a de la gemme 534; la dépression est ensuite supprimée; une série d'impulsions de courant provenant

d'un générateur de courant, non représenté, sont appli-

quées alternativement à chaque bobine des paires 512, 512 ', 522, 522 ', tour à tour à des intervalles d'une impulsion toutes les 20 secondes, les impulsions ayant une durée d'environ 100 millisecondes; en réponse à chaque impulsion de courant à chaque paire de bobines 512, 512 ', 522, 522 ', un champ magnétique H 1, H 2 est développé tour à tour entre chaque paire de bobines et la sphère de grenat 138 tourne en réponse à chacun de ces champs, tendant à s'aligner d'elle-même de manière qu'une paire de diagonales coplanaires de la structure cristallographique de la sphère soient parallèles aux directions des champs H, H 2; après environ cinq à six minutes, d'une pulsation alternée de chaque paire des bobines, la sphère de grenat 138 est orientée de manière que les champs magnétiques H 1, H 2 soient alignés suivant l'un des "axes faciles" de la structure de la sphère Une orientation invariable avec la température de la sphère de grenat 138 est obtenue quand le support de sphère 137 est amené en contact avec la sphère 138 car le support 137 est amené en contact avec la sphère perpendiculairement à la surface inclinée 530 ' et avec l'angle de rappel O par rapport à l'axe vertical de la sphère (O est ici égal à l'inclinaison de la surface de la plateforme 30 ') Ainsi, la sphère de grenat 38 est orientée autour d'un axe invariable avec la température par rapport à la direction d'engagement du support de sphère 137 avec la sphère 138, car le support 137 engage la sphère sous un angle de 5,59 par rapport à l'axe vertical de la sphère L'alignement initial de la sphère

138 de manière que l'axe facile de sa structure cristal-

lographique soit aligné avec les axes des bobines en combinaison avec une fixation étalonnée du support de sphère 137 dans une direction prédéterminée par rapport à la direction verticale de la sphère 138 initialement alignée sur les axes des bobines, permet d'obtenir une sphère 138 orientée autour d'un axe àvec lequèl la texrpérature ne varie pas Dans le but de contrôler l'orientation, différents procédés peuvent être appliqués, comprenant une analyse par diffraction des rayons X de la manière connue, ou en contrôlant les performances de la sphère dans un des circuits résonnants accordés magnétiquement

déjà décrits en regard des Figures 1 à 42.

Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées aux modes de réalisation décrits et illustrés à titre d'exemples nullement limitatifs sans

sortir du cadre ni de l'esprit de l'invention.

Claims (3)

REVENDICATIONS

1.Circuit accordable à haute fréquence, caractérisé en ce-qu'il comporte un premier ruban conducteur formé sur un premier diélectrique et espacé d'un conducteur de plan de masse par le premier diélectrique, ledit plan de masse étant formé sur la surface opposée du diélectrique, un second ruban conducteur formé sur un second diélectrique et espacé du conducteur de plan de masse par le diélectrique, ledit plan de masse étant disposé sur une surface opposée dudit second diélectrique, et un dispositif de couplage comprenant une pièce résonnante disposée à proximité dudit premier et dudit second rubars conducteurspour coupler

lénergie entre lesdits rubans conducteurs.

2 Circuit selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit premier et ledit second rubans conducteuizen combinaison avec ledit premier et ledit second diélectriqu eset le plan de masse forment une ligne

de transmission à ruban correspondante.

3 Circuit selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'un des rubans conducteurs espacés par un diélectrique comporte des parties terminées en un

circuit ouvert.

4.Circuit-accordable à haute fréquence,caractérisé en ce qu'il comporte un premier groupe de conducteurs espacés ( 16, 14), un second groupe de conducteurs espacés ( 36, 34), espacés dudit premier groupe de conducteurs espacés,

chacun des conducteurs espacés étant agencé pour distri-

buer des signaux appliqués auxdits conducteurs espacés dans une région voisine dudit premier et dudit second groupesde conducteurs espacés pour produireg en réponse à ces signaux distribués, une distribution de champ

magnétique dans cette région.

O Circuit selon la revendication 4, caractérisé en ce que chacun desdits conducteurs espacés

consiste en un ruban conducteur dispose sur un substrat.

6 Circuit S e 1 o N la reve-rication 4, caractérisé en ce que lesdits conducteurs espacés du premier groupe sont disposés perpendicu 2 airement auxdits

conducteurs espacés du second groupe.

7 Circuit S e 1 o N 1 a re eradication 5,

caractérisé en ce que les substrats corzortent une ouver-

ture, le circuit de couplage comportant une pièce réson-

nante disposée dans ladite ouvertureo 8 Circuit S e 1 o N 1 a revendication 7, caractérisé en ce que ladite pièce réscnnante est faite

d'une matière ferrimagnétique.

9 Circuit S e 1 o N 1 a re-rndication 8, caractérisé en ce que ladite matière ferrimagnétique est

du grenat au fer-yttrium.

10 o Circuit accordable à haute frequence,caractérisé en ce qu'il comporte une première paire de conducteurs espacés une seconde paire de conducteurs espacés espacés de ladite première paire de conducteurs espacés et une pièce résonnante disposée pour coupler l'énergie appliquée à une paire d'entrées de conducteurs espacés avec une paire de sorties desdits conducteurs espacés. 11 Circuit S e 1 o N 1 a revendication 10,

caractérisé en ce que chacune desdites paires des conduc-

teurs espacés comporte un ruban conducteur formé sur un substrat. 12 Circuit S e 1 o N 1 a revendication 11, caractérisé en ce que lesdites paires de conducteurs

espacés sont disposés perpendiculairement entre elles.

13 Circuit S e 1 o N 1 a revendication 12,

caractérisé en ce que les substrats cc 2 portent une ouver-

ture entre lesdites paires de rubans espacés et perpendi-

culaires, ladite pièce résonnante étant disposée

dans cette ouverture.

14 Circuit S e 1 o N l'a revendication 13, caractérisé en ce que ladite pièce est une sphère de

matière ferrimagnétique.

Circuit S e 1 o N i a revendication 14, caractérisé en ce que ladite matière ferrimagnétique est

du grenat au fer-yttrium.

16 Circuit accordable à haute fréquencecaractérisé en ce qu'il comporte une première paire de conducteurs espacés une seconde paire de conducteurs espacés espacés de ladite première paire de conducteurs espacés, lesdites paires de conducteurs espacés étant disposées pour produire une distribution de champ magnétique

prédéterminée en réponse à des signaux appliqués aux-

dites paires de conducteurs espacés.

17 Circuit S e 1 o N 1 a revendication 16,.

caractérisé en ce qu'il comporte en outre une pièce résonnante disposée dans ladite distribution

prédéterminée de champ magnétique pour coupler de l'éner-

gie à la fréquence de résonance d'un signal appliqué à une paire d'entrées desdits conducteurs espacés avec une

paire de sorties desdits conducteurs espacés.

18 Filtre, caractérisé en ce qu'il comporte un

circuit de couplage d'entrée c ce circuit de cou-

plage d'entrée comprenant une paire de conducteurs espacés, un circuit de couplage de sortie ledit circuit de couplage de sortie comprenant une paire de conducteurs espacés et ledit circuit de couplage étant espacé dudit circuit de couplage d'entrée, une pièce résonnante disposée entre lesdits circuits de couplage, les circuits de couplage étant en outre agencés pour produire une distribution uniforme de champ magnétique dans une région dans laquelle est disposée ladite pièce résonnante pour coupler de l'énergie à la fréquence de résonance appliquée au circuit de couplage

d'entrée avec le circuit de couplage de sortie par l'in-

termédiaire de ladite pièce résonnante.

19 Filtre selon la revendication 18, caractérisé en ce qu'il comporte deux substrats avec un c:zducteur de plan de masse disposé entre

eux, les c Lrcuits de couplage étant formés en alignezen-

mutuel sur des surfaces opposées des substrats, avec une ouverture rév-ue dans les substrats et les conducteurs te plan de masse dans laquelle est disposée ladite pièce résonrnante. ?ilzre selon la revendication 19 caractérise

en ce que -adite pièce résonnante ( 24) est une sphere r-

grenat au fer-yttrium.

21 ci-îit accordable à haute fréquence,caractérisé en ce _I-_ comporte ne première ligne de transmission à haute fréquence comprenant un ruban conducteur espacé dû = conducteur de masse par un substrat, le ruban conducte-ur comprenant plusieurs conducteurs espacés, une seconde ligne de transmission à haute fréquence comprenant un ruban c-:nducteur espacé d'un conducteur de plan de masse par -n substrat, le ruban conducteur comprenant second grcrzpe de conducteurs espacés, et ladite premiere ligne de transmission à haute fréquence et ladite seconue

ligne de -transmission à haute fréquence ayant des cond=-

teurs de 52 an de masse disposés dans un plan commnin.

22 Circuit S e 1 o N là revendication 21, caractéris_ en ce que les rubans conducteurs espacés d= premier groupe sont disposes perpendiculairement aux

rubans conducteurs espacés du second groupe.

23 Circuit selon la revendication 22, caract-érisz en ce que zhacun des substrats comporte une ouverture, cette ouverture comprenant une partie d'extrémité disptsêe entre les =rcupes perpendiculaires et espacés de rubans

conducteurs espacés.

24 Circuit selon la revendication 23, caractérisé en ce qu'âme partie déterminée du conducteur de plan de

masse de:-aque ligne de transmission comporte un vide.

les vides étant alignés pour former un vide commun dans

le conduc-aur combiné de plan de masse.

Circuit S e 1 o N 1 a revendication 24, caracterisa en ce qu'il comporte une pièce résonnante 553 ? 34 s

( 24) disposée dans ledir vide.

26 Circuit S e l 3 N 1 a revendication 25, caractérisé en ce cue l_ dimension du vide est choisie pour produire une réduc'ion prédéterminée du couplage de l'énergie à la frqécuence de résonance avec ledit plan de masse. 27 Circuit c a c t é r i S é en ce qu'il comporte un premier grcupe de conducteurs espacés, un second groupe de conducteurs espacés espacés dudit premier Croupe de conducteurs espacés, chacun desdits groupes Ze conducteurs espacés étant

disposé de manière à prcduire une distribution prédéter-

minée de champ magnétic-e dans une région commune aux conducteurs espacés en réponse à un signal appliqué à

l'un des groupes de conucteurs espacés.

28 Circuit S e _ o N l a revendication 27,

caractérisé en ce qu'up premier desdits groupes de conduc-

teurs espacés est aligni perpendiculairement avec l'un

résonnant desdits plusiaurs conducteurs espacés.

29 Circuit S e _ o N 1 a revendication 28, caractérisé en ce qu'il ccmporte une pièce résonnante

disposée dans la région pour le couplage de l'éner-

gie entre un premier groupe de conducteurs espacés alignés perpendiculairement et un second desdits groupes

de conducteurs espacés.

Circuit S e ' o N i a revendication 29, caractérisé en ce que ladite pièce résonnante est

une sphère de matière -ferrimagnétique.

31 Circuit S e i o N 1 a revendication 30 caractérisé en ce que Ladite matière ferrimagnétique est

du grenat au fer-x-ttri=n.

32 Circuit c _ r a c t é r i S é en ce qu'il comporte un premier r Iuan conducteur comportant une partie bifurquée dispcs-e sur un diélectrique, un second ruban conducteur comprenant une partie bifurquée disposée sur le diélectrique et espacée dudit

2537345 '

premier ruban conducteur, et dans lequel lesdites parties bifurquées sont disposées pour produire une distribution prédéterminée de champ magnétique dans une région voisine des parties bifurquées en réponse à un signal appliqué à l'un desdits rubans conducteurs. 33 Circuit S e 1 o N 1 a revendication 32, caractérisé en ce qu'il comporte en outre une pièce

résonnante disposée dans ladite région.

34 Circuit S e 1 o N 1 a revendication 33,.

caractérisé en ce que lesdites parties bifurquées sont

alignées coaxialement.

Circuit S e l o N 1 a revendication 34, caractérisé en ce que lesdites parties bifurquées alignées coaxialement sont espacées perpendiculairement

entre elles.

36 Circuit S e 1 o N 1 a revendication 35, caractérisé en ce qu'il comporte une paire de substrats supportant l'un correspondant des rubans conducteurs,-lesdits substrats se partageant un conducteur de plan de masse commun intercalé entre lesdits substrats, et une ouverture étant prévue dans les substrats et le conducteur de plan de masse à l'intérieur de la périphérie des parties bifurquées des

rubans conducteurs.

37 Circuit S e 1 o N 1 a revendication 36,

caractérisé en ce qu'il comporte en outre une pièce -

résonnante disposée dans ladite ouverture.

38.Circuit accordable à haute fréquence,caractérisé en ce qu'il comporte une paire de lignes de transmission a ruban ayant un conducteur de plan de masse commun et des parties de ruban conducteur formées sur des parties supérieure et inférieure de chaque ligne de transmission à ruban, avec un vide formé dans ledit plan de masse commun, et avec une ouverture dans la ligne de transmission à ruban alignée avec le vide, une pièce résonnante disposée dans ladite ouverture, et la dimension dudit vide étant choisie pour établir une 73 a 2537345 relation électrique prédéterminée entre ladite pièce

résonnante et ledit conducteur de plan de masse.

39 Circuit S e 1 o N 1 a revendication 38, caractérisé en ce que la dimension dudit vide est choisie pour établir une réduction prédéterminée de l'énergie à la fréquence de résonance induite dans ledit conducteur

de plan de masse.

Procédé de réduction du transfert d'énergie parasite dans un circuit résonnant accordé magnétiquement,selon l'u eqaxuoeds evaericatios l à 17 et 21 à 39, prccé azrac ren ce qu'il consiste essentiellement à dispcseruncircuit ce cepla cxprnant plusieurs conducteurs espacés sélectivement, à appliquer

un signal à chacun des conducteurs espacés, et à distri-

buer un champ magnétique développé en réponse à ce signal dans le voisinage des conducteurs, en fonction du nombre

et de la disposition de ces conducteurs.