FR2565418A1 - Reseau diviseur/combinateur de puissance a haute frequence - Google Patents

Abstract

L'INVENTION CONCERNE UN RESEAU DIVISEURCOMBINATEUR DE PUISSANCE A HAUTE FREQUENCE. CE RESEAU COMPORTE PLUSIEURS COMPOSANTS A HAUTE FREQUENCE 16 AVEC DES BORNES D'ENTREE 18 COUPLEES AVEC DES BORNES DE SORTIE. DES RESEAUX D'ATTAQUE 22, 24 SONT INTERCALES ENTRE DES BORNES D'ENTREE DU RESEAU ET LES BORNES D'ENTREE DES COMPOSANTS ET ENTRE LES BORNES DE SORTIE DES COMPOSANTS ET LES BORNES DE SORTIE DU RESEAU. LES CONNEXIONS SONT ETABLIES DE MANIERE A ASSURER UN HAUT NIVEAU D'ISOLEMENT ELECTRIQUE ENTRE LES BORNES D'ENTREE ET LES BORNES DE SORTIE DU RESEAU. L'INVENTION S'APPLIQUE NOTAMMENT A DES DIVISEURSCOMBINATEURS D'HYPERFREQUENCES REALISES EN LIGNES A RUBAN.

Description

La présente invention se rapporte d'une façon générale aux réseaux

diviseurs/combinateurs de puissance à haute fréquence, et concerne plus particulièrement des

réseaux diviseurs/combinateurs de puissance à haute fré-

quence de petites dimensions.

Comme cela est bien connu, les diviseurs/combi-

nateurs de puissance à haute fréquence, à bornes multiples, reçoivent une large gamme d'applications pour distribuer de l'énergie à haute fréquence entre une première borne du diviseur/combinateur et plusieurs secondes bornes de ce diviseur/combinateur. Dans une application à une antenne

a réseau de ce diviseur/combinateur de puissance, un ré-

seau d'éléments d'antenne est couplé avec les secondes

bornes. L'énergie fournie à la première borne pendant l'é-

mission est couplée au réseau d'éléments d'antenne et ré-

ciproquement, l'énergie reçue par les élémentsd'antenne

à réseau est combinée à la première borne. Une telle an-

tenne à réseau est une antenne à réseau en phase dans laquelle plusieurs déphaseurs commandés électriquement sont couplés entre les secondes bornes du diviseur/combinateur et les éléments d'antenne à réseau. L'énergie fournie ou combinée à la première borne du diviseur/combinateur de puissance est collimatée en un faisceau, ce faisceau étant

dirigé par le déphasage produit par les déphaseurs en ré-

ponse à des signaux électroniques qui leur sont fournis.

Dans une autre antenne à réseau, une lentille à haute fré-

quence est utilisée comme diviseur/combinateur de puissance,

cette lentille à haute fréquence comportant plusieurs pre-

mières bornes, associées chacune avec l'un correspondant

de plusieurs faisceaux collimatés d'énergie à haute fré-

quence, dirigés différemment et produits simultanément.

Chacun de ces faisceaux est formé par une ouverture com-

mune formée par un réseau d'éléments d'antenne couplé avec

les secondes bornes de la lentille. Dans l'antenne à ré-

seau en phase ou l'antenne à réseau à lentille, il est

généralement souhaité obtenir un degré relativement éle-

vé d'isolement électrique entre les secondes bornes, et dans le cas de l'antenne à réseau à lentille, il est également souhaitable d'obtenir un degré relativement élevé d'isolement électrique entre chacune des premières

bornes. Cet isolement est souhaité pour que les réflec-

tions produites dans l'une des bornes "isolée" perturbent moins une autre de ces bornes "isolées". Par exemple, dans l'antenne à réseau en phase, il est souhaitable que de l'énergie réfléchie par l'un des déphaseurs ne soit pas couplée avec un autre des déphaseurs. Dans l'antenne

à réseau à lentille, lorsqu'elle est configurée pour émet-

tre un faisceau d'énergie à haute fréquence, un amplifi-

cateur, comme un amplificateur à tube à onde progressive, est généralement couplé entre chacune des secondes bornes et l'élément d'antenne couplé avec cette seconde borne et par conséquent, si l'un des amplificateurs est défectueux, il peut réfléchir de l'énergie dans la lentille et cette

énergie est ensuite couplée avec une seconde borne voi-

sine, dégradant ainsi les performances de l'antenne. En outre, quand le réseau a lentille est configuré comme une antenne à réseau de réception, un récepteur d'énergie à haute fréquence est généralement couplé avec chacune des premières bornes de la lentille. L'énergie reçue par le réseau d'léments d'antenne est dirigé, ou "focalisé" sur un récepteur couplé avec l'une des premières bornes, en fonction de l'angle d'arrivée de cette énergie. Mais une partie de l'énergie "focalisée" sur le récepteur peut également être réfléchie par ce dernier. En l'absence d'un degré élevé d'isolement électrique entre les premières bornes, cette énergie réfléchie peut être couplée avec un autre récepteur couplé lui- même avec l'une voisine des

premières bornes, nuisant ainsi aux performances de l'en-

semhle d'antenne.

Dans chacune des applications ci-dessus à des

antennes en réseau, l'isolement électrique voulu a géné-

ralement été obtenu par un seul composant diviseur/com-

binateur de puissance ayant l'isolement voulu de ces bornes, tandis que dans le cas d'une application à un circulateur, l'isolement voulu est généralement obtenu

en utilisant une paire de circulateurs couplés en série.

Plus particulièrement, dans une application à une antenne

en réseau en phase, un type de composant diviseur de puis-

sance ayant un degré relativement élevé d'isolement élec-

trique entre les bornes de sortie est une attaque incor-

porée et adaptée comme celle décrite en regard de la Fig. 38a et aux pages 11-52 à 11-53 d'un ouvrage intitulé Radar Handbook, Merrill I. Skolnik, éditeur en chef, publié par McGraw Hill Book Company, New-York, New-York

(1970). Comme cela est décrit, l'attaque comprend fréquem-

ment plusieurs diviseurs bilatéraux adaptés dans lesquels les composantes "déphasées" des réflections désadaptées sont absorbées dans des charges de terminaison. Bien que ce réseau apporte l'isolement électrique voulu entre les bornes de sortie, lorsqu'il est réalisé sous forme d'une

structure incorporée int6grale, les charges de terminaison sont dis-

posées dans la structure, ce qui augmente la complexité de

fabrication et par conséquent son coQt. En outre, les di-

viseurs bilatéraux sont disposés en des rangées en cascade, leur nombre dans les rangées augmentant de façon binaire d'une rangée à l'autre. Ainsi si par exemple, l'attaque

alimente seize éléments d'antenne, quatre rangées de divi-

seurs sont nécessaires et la puissance fournie par le di-

viseur d'entrée à chacun des seize éléments d'antenne doit casser par quatre diviseurs couplés en série. Etant donné que l'énergie qui passe par un diviseur subit une certaine

perte, il en résulte que les pertes de puissance à l'at-

taque augmentent directement avec le nombre des éléments

d'antenne du réseau.

La demande de brevet américain N A-616449 déposé le 01.061984au nom de la demanderesse décrit un réseau

diviseur/combinateur de puissance avec un isolement élec-

trique relativement élevé entre les secondes bornes, et avec des pertes relativement faibles; ce réseau diviseur/ combinateur de puissance sera décrit ci-après en regard

des Figs. 1 à 5.

L'invention concerne donc un réseau diviseur/

combinateur de puissance à haute fréquence destiné à cou-

pler de l'énergie à haute fréquence entre une première borne de réseau et au moins une paire de secondes bornes de réseau, ce réseau comportant une paire de composants

semblables à énergie à haute fréquence, comprenant cha-

cun un circuit conducteur a ruban séparé d'un conducteur de plan de masse par un diélectrique, une première borne de composant et au moins une paire de secondes bornes de composant couplées électriquement avec la première borne de composant, un degré d'isolement électrique étant établi entre au moins une paire de secondes bornes de composant

de chacune des paires de composant, chaque paire de com-

posant comportant des parties sans chevauchement des cir-

cuits conducteurs à ruban de ces composants, un premier dispositif d'attaque destiné à coupler de l'énergie entre

la première borne de réseau et la première borne de compo-

sant de la paire de composants, au moins une paire de se-

conds dispositifs d'attaque, un premier de ladite au moins

une paire de seconds dispositifs d'attaque couplant de l'é-

nergie entre des premières semblables de ladite au moins une paire de secondes bornes de composants de la paire de composants et une première de ladite au moins une paire-de secondes bornes de réseau et un second de ladite au moins

une paire de seconds dispositifs d'attaque couplant de l'é-

nergie entre des secondes semblables de ladite au moins une paire de secondes bornes de composant de la paire de composants et une seconde de ladite au moins une paire de secondes bornes de réseau, et dans lequel ledit au f545418 moins un premier dispositif d'attaque et ladite au moins une paire de seconds dispositifs d'attaque compor1 nt chacun des parties se chevauchant du conducteur à ruban dans chacun de la paire de composants et couplent l'énergie qui leur est associée pour conférer à ladite au moins une paire de secondes bornes de réseau un degré d'isolement électrique

mutuel supérieur au degré d'isolement électrique entre la-

dite au moins une paire de secondes bornes de composant de

chaque paire de composants.

/ // / /

/ ____________

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D'autres caractéristiques et avantages de l'in-

vention apparaîtront au cours de la description qui va

suivre. Aux dessins annexes, donnés uniquement à titre d'exemples, nullement limitatifs: la Fig. 1 est un schéma simplifié d'un réseau à haute fréquence selon l'invention, la Fig. 2 est un schéma simplifié de l'un de deux composants pratiquement identiques utilisés dans le réseau de la Fig. 1, la Fig. 3 est un schéma d'un diviseur/combinateur de puissance a haute fréquence selon l'invention, les Figs. 4A et 4B représentent schématiquement le diviseur/combinateur de puissance à haute fréquence de la Fig. 3, sous forme de guides d'ondes, la Fig. 4C est un schéma du diviseur/combinateur de puissance des Figs. 4A et 4B,

la Fig. 5 est un schéma d'un combinateur de puis-

sance en hyperfréquence utilisant le diviseur/combinateur de la Fig. 3, les Figs. 6A, 6B, 6C, 6D et 6E ont pour but de faire comprendre le diviseur/combinateur de puissance a haute fréquence de la Fig. 3 en ligne de transmission à ruban; la Fig. 6A étant une coupe schématique en élévation du diviseur/combinateur à ligne de transmission à ruban; la Fig. 6B étant une coupe schématique en blanc du diviseur/ combinateur à ligne de transmission à ruban; la Fig. 6C étant une coupe schématique en élévation du combinateur de la Fig. 6B; la coupe de la Fig. 6A étant prise suivant les lignes 6A-6A de la Fig. 6B,. laacoupe de la Fig. 6C étant faite le long de la ligne 6C-6é de la Fig. 6B et la coupe de la Fig. 6B étant faite le long de la ligne 6B-6B de la Fig. 6A; et la Fig. 6B est un schéma du diviseur/combinateur à ligne de transmission; la Fig. 6E montrant une partie d'un

autre mode de réalisation du diviseur/combinateur de puis-

sance a ligne de transmission à ruban utilisant de l'air comme diélectrique et une charge montée à l'extérieur, la Fig. 7A est un schéma simplifié d'une antenne d'émission a faisceaux multiples selon l'invention, la Fig. 7B est un schéma d'une antenne de râcep- tion a faisceaux multiples selon l'invention, la Fig. 8 représente un ensemble d'émission/ réception comprenant des circulateurs a haute fréquence non réciproques agencés selon l'invention, et la Fig. 9 représente un dispositif amplificateur d'émission utilisant des circulateurs a haute fréquence

non réciproques selon l'invention.

La Fig. 1 représente donc un réseau à haute fré-

quence a bornes multiples destiné à coupler de l'énergie à haute fréquence entre plusieurs premières bornes de réseau 12a-12n et plusieurs secondes bornes de réseaux 14a-14m, les premières bornes 12a-12n étant isolées électriquement les unes des autres et les secondes bornes 14a-14m étant isolées électriquement les unes des autres. Le réseau 10

comporte deux composants a haute fréquence 161, 162, élec-

triquement indépendants, comportant chacun plusieurs pre-

mières bornes de composants 18al-18n1, 18a2-18n2, respecti-

vement et plusieurs secondes bornes de composants 20al-20m1, a2-20m2, de la manière représentée. Les composants 161, 162 sont pratiquement identiques (c'est-a-dire semblables), autrement dit, chacun de ces composants 161, 162 possède pratiquement les mêmes coefficients de diffusion concernant les ondes réfléchies et transmises aux différentes bornes; autrement dit, les coefficients de diffusion des bornes 18al-18n1 et 20al-20m1 du composant 161sont pratiquement les mêmes que ceux concernant les bornes 18a2-18n2 et a2-20m2 du composant 162. Ainsi, chacun des composants 161, 162 peut être caractérisé comme ayant la même matrice de diffusion S: (Sij) o comme cela est bien connu, Sii est le coefficient de réflexion pour la borne i et Sijest le coefficient de transmission de la borne j à la borne i,

toutes les autres bornes étant terminées dans des impé-

dances d'adaptation. Bien que les composants 161, 162 pré-

sentent un haut degré de couplage électrique entre les premières de composants 18al-18n1, 18a2-18n2 et les secon-

des bornes de composants 20al-20ml, 20a2-20m2 respective-

ment, et bien qu'il y ait un degré relativement faible de couplage électrique parmi les secondes bornes de composants

al-20m1 elles-mêmes (ou entre les bornes 20a2-20m2 elles-

mêmes) et bien qu'il existe un degré relativement faible de couplage électrique parmi les premières barrmsde composants 18al-18n1 (ou 18a218n2) est le même, le degré d'isolement électrique parmi les premières bornes du réseau 12a-12n est nettement supérieur au degré d'isolement électrique entre les premières bornes de composants 18al-18n1 (ou 181218n2) et le degré d'isolement électrique entre les secondes bornes

de réseau 14a-14m est nettement supérieur au degré d'isole-

ment électrique entre les secondes bornes de composants

al-20m1 (ou 20a2-20m2).

Le réseau 10 comporte en outre plusieurs premiers

réseaux d'attaque 22a-22n et plusieurs seconds réseaux d'at-

taque 24a-24m. Chacun des premiers réseaux d'attaque 22a-22n est couplé entre l'une correspondante des premières bornes de réseau 12a-12n comme représenté et une paire de premières

bornes semblables de composants 18al-18n1, 18a2-18n2 des com-

posants 161, 162 respectivement, de la manière représentée.

Chacun des seconds réseaux d'attaque 24a-24m est couplé en-

tre une paire de secondes bornes de composants semblables; al-20ml, 20a220m2 des composants 161, 162 respectivement et l'une correspondante des secondes bornes de réseau 14a-14m de la manière représentée. Ainsi, la borne de réseau 12a est couplée à des bornes de composants identiques 18a1, 18a2 par le réseau d'attaque 22a, la borne 12b est couplée avec les bornes semblables de composants 18b1, 18b2 par le réseau d'attaque 22b... et la borne 12n est couplée à des bornes de composants semblables 18nl, 18n2 par le réseau d'attaque 22n de la manière représentée; et des bornes de composants semblables 20al, 20a2 sont couplées à la seconde borne de réseau 14a par le réseau d'attaque 24a, des bornes de composants semblables 20bl, 20b2 sont cou- plées avec une seconde borne de réseau 14b par le réseau d'attaque 24b,... et des bornes de composants semblables m1, 20m2 sont couplées avec une seconde borne de réseau 14m par le réseau d'attaque 24m, comme représenté. Les premiers réseaux d'attaque 22a-22n et les seconds réseaux d'attaque 24a-24m couplent l'énergie entre les bornes de réseau 12a-12n et les bornes de réseau 14a- 14m par ces

réseaux d'attaque 22a-22n, 24a-24m et par la paire de com-

posants 161, 162 pour assurer aux premières bornes de

réseau 12a-12n un degré d'isolement électrique mutuel su-

périeur au degré d'isolement électrique entre les premières

bornes de composants 18al-18n1 (ou 18a2-18n2) et pour assu-

rer aux secondes bornes de réseau 14a-14m un degré d'iso-

lement électrique mutuel supérieur aux secondes bornes de

composants 20al-20m1 (ou 20a2-20m2).

Les réseaux d'attaque 22a-22n, 24a-24m sont des réseaux à quatre bornes; une première paire de bornes A, B de chacun de ces réseaux est couplé électriquement avec une seconde paire de bornes C, D; mais les bornes A et B de la première paire sont pratiquement isolées électriquement l'une de l'autre et les bornes C et D de la seconde paire

sont isolées électriquement l'une de l'autre et sont adap-

tées quand les bornes A, B sont terminées par une adaptation.

Autrement dit, le degré d'isolement entre les bornes A, B et entre les bornes C, D (quand l'autre paire est terminée sur une adaptation) est nettement supérieur (c'est-a-dire d'un ordre de grandeur) au degré d'isolement électrique entre les premières bornes de composants 18al-18n1 (ou 18a2-18n2) ou entre les secondes bornes de composants 20al-20m1 (ou 20a2-20m2) (quand toutes les bornes sont terminées par une

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adaptation). Dans le cas présent, chacun des réseaux d'at-

taque 22a-22n, 24a-24m est un coupleur hybride en quadra-

ture. Comme cela est bien connu, avec l'une des bornes A

ou B terminée dans une charge adaptée (1) un signal appli-

qué à celle non terminée des bornes A ou B apparait aux bornes C et D en "quadrature de phase" (le signal à la borne D étant en retard de phase de 90 par rapport au signal à la borne C si la borne B est terminée et le signal à la borne C est en retard de phase de 90 par rapport a la borne D si la borne A est terminée); (2) des signaux appliqués en "quadrature de phase" à chacune des autres bornes C et D apparalt "en phase" à la borne B et sont annulées à la borne A quand le signal a la borne D est en retard de 90 par rapport au signal a la borne C; et (3) des signaux appliqués en "quadrature de phase" à chacune des autres bornes C et D s'ajoutent "en phase' à la borne A et s'annulent à la borne B quand le signal de la borne C est en retard sur le signal de la borne D de 90 . Il faut noter que les bornes B des premiers réseaux d'attaque 22a-22n sont terminées pardes charges adaptées 21 et que

les bornes A des seconds réseaux d'attaque 24a-24n sont ter-

minées par des charges adaptées 23. Il faut enfin noter qu'avec les réseaux d'attaque 22a-22n, 24a-24m terminés par des impédances de charges adaptées 21, 23 respectivement, les bornes de composants 18al-18n1, 18a218n2, 20al-20n1 et a2-20n2 sont terminées-p'ardes charges adaptées (vues dans

les réseaux d'attaque).

Si l'on considère un signal à haute fréquence E appliqué à l'une des premières bornes de réseau 12a-12n, par exemple le réseau 12a, en réponse à ce signal, le premier réseau d'attaque 22a produit des signaux Ea//1 et -jE//z (avec j = /1) aux bornes C et D de ce réseau 22a. Le signal à la borne C du réseau 22a est appliqué à la première borne 18a1 du composant 161 et le signal à la borne D du réseau

d'attaque 22a est appliqué à la première borne 18a2 du com-

il posant 162. Les signaux appliques aux bornes 18al, 18a2 sont distribués par les composants 161, 162 en fonction

de leurs coefficients de diffusion. Ainsi, si les coeffi-

cients de diffusion concernant les tensions aux secondes bornes de composants 20al-20m1 (et 202-20m2) pour la ten- sion appliquée A la borne 18a1 (et 18a2) sont: Saa, Sba, Sca... Sma respectivement, les tensions produites aux secondes bornes 20a1-20m1 du composant 161 peuvent être représentées par (Ea//I2)Saa, (Ea/V)Sbal...(Ea//b)Sma respectivement et les tensions aux secondes bornes a2-20m2 du composant 162 peuvent être représentées par

(-jEa/)Saa, (-JEa/ 2)Sba (..-jEa/)Sma respective-

a aa a bal. a m

ment. I1 faut noter qu'une paire de secondes bornes sem-

blables de composants 20al-20m1, 20a2-20m2 (c'est-A-dire des paires semblables 20a1, 20bl; des paires semblables

bl, 20b2;...des paires semblables 20m1, 20m2) est cou-

plée avec l'une correspondante des secondes bornes de réseau 24a-24m. Plus particulièrement, les secondes bornes de composants 20a l-20m1 sont couplées avec les bornes C des seconds réseaux d'attaque 24a-24m respectivement, de la manière représentée et les secondes bornes de composants

a2-20m2 sont couplées avec les bornes D des seconds cir-

cuits d'attaque 24a-24m. Ainsi, étant donné que les ten-

sions aux bornez C et D des réseaux d'attaque 24a-24m sont de même amplitude et étant donné que la phase du signal à la borne D est en retard de 90 sur celle du signal a la borne C, les signaux résultant aux bornes de réseau 14a-14m peuvent être représentés respectivement par: (- jEa)Saa;

(-jEa)Sba;... (-jEa)Sma. Ainsi, d'une même manière, les si-

gnaux Eb a En appliqués aux premières bornes de réseau 12b

a 12n respectivement produisent aux bornes 14a-14m des si-

gnaux (-JEb)Sab' (jEb)Sbb,...(-jEb)Smb a (-jEn)San..

(-jEn)Smn, et aucune énergie n'est appliquée aux charges 23.

Il apparait ainsi que dans le cas général, l'énergie appli-

quée à la borne "A" des premiers réseaux d'attaque 22a-22n est couplée aux bornes "B" des seconds réseaux d'attaque

24a-24m en fonction des coefficients de diffusion des com-

posants 161, 162. Mais, comme cela sera maintenant expli-

qué, les bornes "A" des premiers réseaux d'attaque 22a-22n sont pratiquement isolées électriquement les unes des autres indépendamment des coefficients de diffusion des composantes 161, 162 et de même, des bornes "B" des seconds

réseaux d'attaque 24a-24m sont pratiquement isolées élec-

triquement les unes des autres indépendammant des coeffi-

cients de diffusion des coefficients 161, 162. A titre d'exemple, l'effet sera maintenant examiné du réseau 10 sur

l'isolement entre des paires des premières bornes de ré-

seau 12a-12n ou entre des paires des secondes bornes de réseau- 14a-14m, à savoir par exemple l'effet de l'énergie appliquée a la seconde borne de réseau 14a sur la seconde borne de réseau 14b. Si le signal appliqué à la borne 14a est représenté par Er, les signaux produits aux bornes C et D du second réseau d'attaque 24a en réponse & Er peuvent

être représentés respectivement par (-jEr//7) et (Er//).

r r

Si les composants 161, 162 ont des coefficients de diffu-

sion S'ba concernant le signal apparaissant à la borne de composants 20b1 (ou 20b2) sur le signal appliqué aux bornes a1 (ou 20a2), il apparait que les signaux produits aux bornes 20b1, 20b2 en réponse au signal Er à la seconde borne de réseau 14a peuvent être représentés par: (-jEr//)S'ba et (Er//V)S'ba. Les signaux aux bornes 20bl, 20b2 sont, comme cela a été indiqué ci-dessus, appliqués aux bornes C et D du second réseau d'attaque 24b. I1 en résulte que, étant donné que les signaux aux bornes C et D du réseau 24b sont de même amplitude avec la phase du signal a la borne C en retard de 90 sur le signal à la borne D, les signaux aux bornes C et D du réseau 24b s'additionnent en phase a

la borne A du réseau 24a et par conséquent, l'énergie résul-

tante est terminée dans la charge 23 connectée a la borne A

du réseau 24b et s'annule à la borne B du réseau 24b. Autre-

ment dit, la phase de signal qui passe depuis la borne 14a a la borne 20al, à la borne 20b1 et à la borne 14b diffère de nr (o w est un entier impair) de la phase de signal passant depuis la borne 14a à la borne 20a2, à la borne b2 et à la borne 14b. Il en résulte que, bien qu'il y ait un degré de couplage électrique entre les bornes de composants 20a1 et 20b1, (et les bornes 20a2, 20b2) donné par le coefficient de diffusion S'ba, les secondes

bornes de réseau 14a, 14b couplées avec les bornes de com-

posants 20a1, 20a2 et 20bl, 20b2 sont pratiquement isolées

électriquement. De la même manière, si l'on considère l'iso-

lement entre deux premières bornes de réseau 12a-12n, par exemple les bornes de réseau 12a et 12b, si de l'énergie E' est appliquée à la borne 12a, des signaux E'r//l et rr -jE'r// apparaissent respectivement aux bornes C et D du réseau d'attaque 22a. Si le coefficient de diffusion entre les premières bornes de composants 18bl et 18a1 (ou 18b2

et 18a2) est S"ba, les signaux aux bornes 18b1 et 18b2 peu-

vent être représentés respectivement par (E'r//)S"ba et (-jE'r//l)S"ba. Les signaux aux bornes 18bI et 18b2 sont

appliqués respectivement aux bornes C et D du réseau 22b.

Ainsi, étant donné que le signal à la borne D du réseau 22d est en retard de 90 sur le signal à la borne C du réseau

22b, la partie de l'énergie E' à la borne 12a qui est cou-

r plée avec les bornes 18b1, 18b2 s'additionne "en phase" à la charge 21 connectée à la borne B du réseau 22b pour la dissipation par cette charge 21 et la borne 12a est donc isolée électriquement de la borne 12b même si les bornes de

composants 18a1, 18b1 (18a2, 18b2) sont couplées électri-

quement.

En généralisant davantage la description de la

Fig. 1, il apparaIt de façon évidente que chacun des compo-

sants 161, 162 peut être considéré comme un réseau 16' à bornes multiples (Fig. 2) comportant des bornes désignées par 1 à n comme les premières bornes de composants 18a1-18n1 (18a2-18n2) et des bornes désignées par (n + 1) à (n +m) comme les secondes bornes de composants 20al-20n1 (ou a220n2). Ainsi, la matrice de diffusion (C) pour le composant 16' peut être représentée par: Sil S2,1 S3,1 '' Sn,l!S(n+l),l.. Sn+m,l S1,2 S2,2 S3,2.*. Sn,2 |S(n+l),2... Sn+M,2 Sl,3 S2,3 S3,3 e.. Sn,3 I S(n+1),3e.. Sn+M,3 [Cl I Sln S2,n S3,n... Sn,n IS(n+l),n e.. Sn+x,n

- _ _ _ _ _ _ _ _ _ _. _ - ___ _

Sl,(nr+l) S2,(n+1) S3,(n+l). Sn,(n+l)lS(n+l)n+l... Sn+m,(n+l

* * *..* * *...

....se I '*..* Sln+a S2,n+m S3,n+a *.- Snn+m iS(n+l),n+m... Sn+,n+g L'équation peut être simplifiée: IcI [SXX (2) _20 L5 xySyyJ 250' o Sl,1 S2,1 S3,1..- Sn,1 ,301,2 S2,n2 $3, 2 t. Sn,2 s(n+1)1 Inmà [Sy,x] a S(n+1). ,3... Sn+m,3 (4) eS(n+),n Sn..DTD: 35.. S+,

S1,(n+1) S2,(n+l) S3,(n+l)... SnM,(n 1)

. .... ,

[SX,Y],)

Ainsi,+ il aarat que l'efetes p'n+m,e(n+r r' euxdatq(ne1) 2(F.g. Sn+ds rsea fusion <F peu être rersntÀa [Fi n LsAa sàsboaJ (6) S(n+j),n+m * Sn+ Ànm Ainsi, il apparait que l'effet des premiers ré seaux d'attaque 22a22n (Fig. 1) et des seconds réseaux

d'attaque 24a-24mn (Fig. 1) ayant chacun la matrice de dif-

fusion (F) peut être représenté par: [a,[aA $B, A] (1)

SA., SS..J

SAB SB,

o,.o, étant-aonn' que SA,^ SB,B /

et SA, B -_ %,AJ// -

tri M 5 8

produisant un réseau 10 (Fig. 1) avec une matrice de diffu-

sion (N) qui peut être représenté par: 0 0... 0 IS(n+l),l... Sn+m, 0 0 0.. À 0 IS(n+l),2 sn+m, 2 0 0 0... 0 IS(n+l),3.. Sn+m,3 Àeue ' ' (Ni = 0 0.. i(n+l)n... Sn+m,n (9 51<(n+i) S2,(n+1) S3,(n+1) *. Sn,(n+l)l. 0

.'. *e* S *..

10.. ï * I

. e Sl,n+m S2,n+M Si,S2,r S3,n+m *** Snn+. I 0 Il faut noter que la matrice de diffusion (N) du réseau 10 dans l'équation (9) peut être simplifiée pour étre représentée par:

[IY O](10)

Il apparait ainsi clairement que, étant donné que dans

la matrice de diffusion (N), SXX = Syy = 0, l'effet des pre-

miers-étdes seconds réseaux d'attaque 22a-22n, 24a-24m et l'u-

tilisation de deux composants identiques 161, 162 consiste à obtenir un réseau 10 avec un isolement électrique entre les premières bornes de réseau 12a-12n (c'est-a-dire SXX - 0) et entre les secondes bornes de réseau 14a-14m (c'est-a-dire Siy - 0) mime si les composants 161, 162 produisent eux-mêmes un certain couplage entre leurs premières bornes 16al-16n1 (ou 16a2-16n2) et un certain couplage entre leurs secondes

bornes 18al-18m1 (ou 18a2-18m2). Plus précisement, il a été supposé que les bornes A et B (ou C et D) sont

parfaitement isolées, mais

un coupleur hybride pratique présente un isolement fini, g6né-

Salement de l'ordre de 20dB. Ainsi, l'isolement résultant entre des paires de premières bornes ou des paires de secondes bornes de réseau est 20dB augmenté du nombre de dB d'isolement entre des paires de premières bornes ou

des paires de secondes bornes de composant.

La fig. 3 représente un réseau a haute fréquence

' a bornes multiples, sous forme d'un diviseur/combina-

teur de puissance m:l destiné a coupler de l'énergie à haute fréquence entre une seule première borne de réseau 12' et plusieurs secondes bornes de réseau 14'a-14'm, les secondes bornes 14'a-14'm étant pratiquement isolées les unes des autres. Le réseau 10' comporte deux composants à

haute fréquence identiques 16'1, 16'2, indépendants élec-

triquement, comprenant une seule première borne 18'1, 18'2, comme représenté, et plusieurs secondes bornes 20'a1-20'ml, 20'a2-20'm2. Bien que le composant 16'1 (ou 16'2) présente un degré élevé de couplage électrique entre la première borne 18'1 (ou 18'2) et les secondes bornes 20'al-20'm1

(20'a2-20'm2) et bien qu'il y ait un faible degré de cou-

plage électrique entre les secondes bornes 20'al-20'm1 (ou 20'a2-20'm2) est le même, le degré d'isolement entre

les secondes bornes de réseau 14'a-14'm est nettement supé-

rieur au degré d'isolement entre les secondes bornes de composants 20'al20'm1 (ou 20'a2-20'm2). Un premier réseau d'attaque 22', dans le cas présent un coupleur hybride en quadrature comme celui décrit en regard de la Fig. 1, est

connecté entre la première borne de réseau 12' et les pre-

mières bornes de composant 18'a1, 18'a2 tandis que plu-

sieurs seconds réseaux d'attaque 24'a-24'm, dans le cas présent des coupleurs hybrides en quadrature comme ceux décrits en regard de la Fig. 1, sont connectés entre des paires de bornes de composant semblables 20'a1, 20'a2; 'bl, 20'b2;... 20'ml, 20'm2 et les secondes bornes de

réseau 14'a-14'm de la manière représentée. Pour des rai-

sons expliquées en regard de la Fig. 1, de l'énergie est couplée entre la borne 12' et les secondes bornes 14'a-14'm;

mais les secondes bornes de réseau 14'a-14'm sont prati-

quement isolées électriquement les unes des autres. En outre, l'énergie couplée entre les premières bornes de réseau 12' et chacune des bornes de composant 14'a-14'm ne passe que par deux coupleurs hybrides, indépendamment

du nombre des secondes bornes de réseau 14'é-14'm.

Ainsi, si l'énergie Ei est appliquée a la borne de réseau 12', l'énergie aux bornes de réseau 14'a-14'm peut être représentée par: jSa,aEi, JSb, aEi... iSn,a i) o Saa est le coefficient de diffusion entre la borne de composants 20'a1 (ou 20'a2) et la borne de composant 18'1 (ou 18'2); Sb,a est le coefficient de diffusion entre la borne de composant 20'b1 (ou 20'b2) et la borne de composant 18'1 (ou 18'2);... et Sm,a est le coefficient de diffusion entre la borne de composants 20'm1 ou (20'm2) et la borne de composant 18'1 (ou 18'2). En outre, si

l'on considère l'énergie Er appliquée à la borne de compo-

sant 14'a, il apparait que, bien qu'une partie de cette énergie Er, dans le cas présent la partie -JEr//I soit appliquée à la borne 20'a1 du composant 16'1, une autre

partie de cette énergie Er, c'est-à-dire Er//l est appli-

quée à la borne 20'12 du composant 16'2. Si le coefficient

de diffusion entre la borne 20'b1 et la borne 20'a1 du com-

posant 16'1 est S'ba et si le coefficient de diffusion entre

la borne 20'b2 et la borne 20'a2 du composant 16'2 est éga-

lement S'ba, les signaux appliqués aux bornes C et D du réseau d'attaque 24'b peuvent être représentés par: -JErS'ba/i et ErS'ba/ respectivement. Ainsi, le signal à la borne A du réseau d'attaque 24'b est -JErS'ba et ce signal est absorbé par la charge adaptée 23' connectée à

* la borne A du réseau 24'b et le signal a la borne B du ré-

seau 24'b et par conséquent à la borne de réseau 14'b est nul. Ainsi, l'effet des réseaux d'attaque 22', 24'a-24'm et de la paire de composants semblables 16'1, 16'2 est de permettreque de l'énergie passe entre la première borne de réseau 12' et les secondes bornes de réseau 14'a-14'm; tandis que les secondes bornes 14'a-14'm sont isolées les unes des autres même s'il existe un certain couplage entre

les secondes bornes de composant 20'al-20'm1 (ou 20'a2-

20'm2).

Les Figs 4A et 4B représentent le réseau d'atta-

que 10' de la Fig. 3, réalisé sous la forme d'un diviseur/

combinateur en secteur 11:1. Dans ce cas, chacun des compo-

sants 16'1, 16'2 de la Fig. 3 consiste en un cornet en

secteur de type courant. Ainsi, chacun des cornets en sec-

teur 16'1, 16'2 comporte deux parois latérales larges 51a, 51b triangulaires et opposées, et deux parois étroites 52a, 52b. Au sommet de chaque cornet en secteur 16'1, 16'2 se trouve une section guide d'onde rectangulaire 54 et à la base de chaque cornet se trouvent plusieurs sections de guided'onde rectangulaire 561-5611, dans le cas présent au nombre de 11. Il faut noter qu'entre la base de chacun des cornets en secteur 16'1, 16'2 et les sections de guide d'onde 561, 561l sont prévues des sections de transition

prismatique 581-5811 pour apporter un certain degré d'iso-

lement électrique entre les sections de guide d'onde 561-

5611 et également pour établir le mode de propagation d'on-

des électromagnétiques TE10 couplées entre le sommet de chaque cornet et chacune des sections de guide d'onde. Les cornets en secteur 16'1, 16'2 sont montés juxtaposés et comportent une paroi latérale commune; dans le cas présent,

la paroi latérale 51b d'un cornet 16'2 et la paroi laté-

rale 51a d'un cornet 16'1 sont connectées électriquement

et mécaniquement ensemble; mais il faut noter que les compo-

sants 16'1, 16'2 sont indépendants électriquement l'un de l'autre. Le coupleur hybride en quadrature 22' est connecté aux sections de guide d'onde 54 aux sommets de chacun des

cornets 16'1, 16'2 et il peut être considéré comme le pre-

mier réseau d'attaque 22' de la Fig. 3. Ainsi, le guide d'onde 54 du cornet 16'1 peut être considéré comme la borne 18' de la Fig. 3 et le guide d'onde 54 du cornet 16'2 peut être considéré comme la borne 18'2. Une charge 21 est disposée à la borne B de ce réseau d'attaque 22' et les bornes C et D sont connectées aux sections de guide d'onde 54 des cornets 16'1, 16'2 respectivement, de la manière représentée. Ainsi, la borne A constitue la borne de réseau 11' comme le montre la Fig. 3. Des coupleurs hybrides en quadrature 24'1-24'll sont couplés avec les sections de guide d'onde 561-56l1 et peuvent donc être considérés comme les seconds réseaux d'attaque 24'a-24' a m de la Fig. 3 (dans le cas présent, m est égal a 11) . Il faut noter que les bornes C et D des coupleurs 24'1-24'1 sont couplées, comme cela-est représenté par le schéma

simplifié de la Fig. 3, avec des paires identiques de sec-

tions de guide d'onde 561-5611. Ainsi, les sections 561-

5611 du cornet 16'1 peuvent être considérées comme les secondes bornes de composant 20'al-20'm1 de la Fig. 3 et

les sections 561-56l2 du cornet 16'2 peuvent être considé-

réescomme les secondes bornes de composant 20'a2-20'm2 du cornet 16'2 de la Fig. 3. En outre, les charges adaptées 23' aux bornes A des coupleurs hybrides 24'1-24'1l sont représentées sur la Fig. 4A (et schématiquement sur la

Fig. 3). Ainsi, les bornes B des coupleurs hybrides 24'1-

24'1l forment 11 secondes bornes de réseau 14'1-14'l,

comme représenté sur la Fig. 3 par les bornes 14'a-14'm.

La Fig. 4C est un schéma du réseau d'attaque 10'. Il en résulte que, bien qu'il existe un certain degré de couplage électrique entre les guides d'onde 561-56ll de chacun des cornets 16'1, 16'2, les secondes bornes de réseau 14'1-14'l1

sont pratiquement isolées électriquement les unes des autres.

En outre, les charges adaptées 23' sont disposées à l'exté-

rieur des cornets 16'1, 16'2. Par ailleurs encore, l'éner-.

gie est fournie à la première borne 12' vers l'une quel-

conque des secondes bornes 14'1-14'1l ne passe que par deux

coupleurs hybrides.

La Fig. 5 représente un combinateur 57 de puissance en hyperfréquence, qui comporte le diviseur de puissance 10' décrit ci-dessus en regard des Figs. 4A, 4B et 4C. La première borne 12' de ce combinateur 57 est couplée avec la borne A d'un circulateur 59 de type courant, la borne B de ce circulateur 59 étant attaquée

par un émetteur 61 de la borne C du circulateur 59 atta-

quant l'antenne 63. Les secondes bornes 14'1 à 14'1 sont couplées avec des amplificateurs 631 a 6311 à résistance négative, de la manière représentée. (Il faut noter que bien que 11 secondes bornes soient représentées à titre

d'exemple, le nombre de ces secondes bornes n'est pas né-

cessairement limité à 11). En fonctionnement, l'énergie à haute fréquence fournie a la borne B du circulateur 9 par

l'émetteur 61 est couplée avec la borne A et par consé-

quent, par le réseau 10' avec les amplificateurs 631 à 6311

à résistance négative (ou du type à réflection) pour l'am-

plification de cette énergie. Apres amplification, l'éner-

gie est réfléchie vers la borne A et le circulateur 59 dirige dnnc l'énergie amplifiée vers la borne C et par

conséquent vers l'antenne 63. Il faut noter que les ampli-

ficateurs 633 à 6311 sont isolés électriquement entre eux pour les raisons décrites ci-dessus en regard des Figs.

4A à 4C.

Les Figs. 6A, 6B et 6C représentent un diviseur/ combinateur de puissance 10" à 16:1, ce combinateur 10"

étant représenté schématiquement sur la Fig. 6D. Le divi-

seur/combinateur de puissance 10" comporte deux composants

diviseurs/combinateurs de puissance 16"1, 16"2 électrique-

ment indépendants, sous forme de lignes de transmission à

ruban identique en T fendu. Le diviseur/combinateur de puis-

sance 10' comporte donc deux circuits conducteurs a ruban 64, 74 séparés par deux conducteurs de plan de masse 62, 72 supérieur et inférieur par deux substrats diélectriques 60, 70 supérieur et inférieur. Le circuit conducteur à ruban 64

est formé sur la surface supérieure d'un substrat diélec-

trique 90 relativement mince et le circuit conducteur a ruban 74 est formé sur la surface inférieure du substrat en mettant en oeuvre des techniques conventionnelles de photogravure chimique. Le composant 16"1 comporte un circuit conducteur à ruban 74 et les parties des substrats , 70 ainsi que les parties des conducteurs de plan de

masse 62, 72 disposées au-dessus et au-dessous de ce cir-

cuit conducteur a ruban 74. Le composant 16"2 comporte le circuit conducteur à ruban 64 et la partie des substrats , 70 ainsi que les parties des conducteurs de plan de

masse 62, 72 disposées au-dessus et au-dessous de ce cir-

cuit conducteur à ruban 64. Ainsi, en se référant à la Fig. 6B, il apparait que le composant 16"1 se trouve dans la partie supérieure de la Fig. 6B tandis que le composant

16"2 se trouve dans une région différente, sans chevauche-

ment. Plus particulièrement, le composant 16"2 se trouve dans la partie inférieure de la Fig. 6B. Ainsi, il faut

noter que les composants 16"l, 16"2 sont isolés électri-

quement l'un de l'autre et que chacun consiste en un compo-

sant à ligne de transmission à ruban en forme de T fendu à 16:1. Les composants 16"1, 16"2 comportent respectivement des premières bornes de composant 18"1, 18"2 et plusieurs secondes bornes de composant 20"al20"p1, 20"a2-20"p2,

seize dans le cas présent. Les premières bornes de compo-

sant 18"1, 18"2 sont couplées avec la première borne de réseau 12" par un couple hybride directionnel en quadrature

22" et des paires de secondes bornes semblables de compo-

sant 20"a1, 20#a2 à 22"p1, 20"P2 sont couplées avec des

secondes bornes de réseau 14"a-14"p par des coupleurs hy-

brides directionnels en quadrature 24"a-24"p disposés au-

dessus. Plus particulièrement, le ruban sur le conducteur

64 est mis en forme comme un réseau en T fendu 16:1 compre-

nant 15 sections en forme de T 661-6615. La plus grande ou

2$65418

la première section en T 661 a donc sa branche 67 comme première borne de composant 18"2 et elle est séparée en deux bras 68, 69. Le bras 68 est couplé avec la branche du T 662 et le bras 69 est couplé avec la branche du T 663. Les bras du T 662 sont couplées avec les branches 664, 665. Les bras 664 sont couplés avec les branches 668, 669, formant ainsi les secondes bornes de composant

"a2, 20"b2, 20"c2 et 20"d2. Les bras du T 665 sont cou-

plés avec les branches 6610, 6611, formant ainsi les

secondes bornes de composant- 20"e2, 20"f2 2020"g2, 20"h2.

Les bras du T 666 sont couplés avec les branches 6612, 6613 formant ainsi les secondes bornes de composant?

"i2, 20"j2, 20"k2 et 20"12. Les bras du T 667 sont cou-

plés avec les branches 6614, 6615 et forment ainsi les

secondes bornes de composant 20"m2, 20"n2, 20"o2 et 20"p2.

Ainsi, l'énergie fournie a la branche 67 du T 661 est cou-

- plée à peu près également avec les secondes bornes de

composant 20"a2-20"p2 et réciproquement, l'énergie four-

nie également et en phase aux secondes bornes de compo-

sant 20"a2-20"p2 est combinée ou additionnée en phase à la branche 67, c'est-a-dire a la première borne de composant 18"2. Mais il faut noter qu'il y a un degré relativement faible d'isolement électrique parmi les secondes bornes de composants 20"a2-20"p2 elles-mêmes. Il faut remarquer que les branches des T 668-6615 s'étendent verticalement d'une longueur prédéterminée et sont courbées ensuite vers la droite d'un angle de 90 pour se terminer finalement en des régions en forme de disque des bornes 14"a-14"p (la branche gauche de 668 étant partiellement coupée pour plus de clarté). Comme le montre la Fig. 6A, ces régions en

forme de disque sont connectées électriquement à des con-

ducteurs centraux 71a-71p de connecteurs coaxiaux 73a-73p

de type courant.

En ce qui concerne maintenant le composant 16"1, il faut d'abord noter que, quant à sa partie de réseau en

T fendu, il est pratiquement identique au composant 16"2.

25654ti

Ainsi, le composant 16"1 est également un diviseur/combi-

nateur de puissance à ligne à ruban et il comporte diffé-

rentes parties des substrats diélectriques 60, 70 et différentes parties des conducteurs de plan de masse 62, 72 et un circuit conducteur à ruban 74 formé sur la sur- face inférieure du substrat 90; ainsi, les composants 16"1, 16"2 sont pratiquement indépendants électriquement. Comme cela a été indiqué ci-dessus, la partie de réseau en T fendu du circuit à ruban 72 est pratiquement identique à

celle du circuit 62 et comporte donc 15 branches de T 761-

7615 (c'est-à-dire des sections en forme de T) comme cela est représenté. Ainsi, la branche 77 du T 761 constitue une première borne de composant 18", et l'énergie fournie à ce T 761 passe par les T 762, 763, puis par les T 764, 765, 766, 767, puis par les T 768, 769, 7610, 7611, 7612, 7613, 7614 et 7615. Les bras des T 768-7615 constituent

ainsi respectivement les secondes bornes de composant 20"a1-

"p1. Il faut noter que les branches des T 768-7615 s'é-

tendent verticalement vers le bas d'une longueur prédéter-

minée et sont ensuite courbées vers la gauche d'un angle de 90 en se terminant dans des surfaces conductrices

carrées 80a-80p. Des charges résistives 81a-81p (c'est-à-

dire les charges adaptées 23) sont connectées entre ces surfaces conductrices 80a-80p et le conducteur de plan de masse 72. Ces charges 81a-81p sont introduites dans des ouvertures formées ou percées dans les régions du substrat

disposées au-dessous des surfaces conductrices 80a-80b.

Il faut noter que les majeures parties des branches des T 768-7615 dirigées verticalement vers le bas sont disposées au-dessous (d'une longueur L (Fig. 6B) pratiquement égales

à X/4, o X est la longueur d'onde nominale de fonctionne-

ment du combinateur 10") et en alignement avec la partie majeure des branches des T 668-6615 dirigées verticalement vers le bas, de la manière représentée (la branche aauche de 668 étant représentée partiellement coupée pour plus de

clarté). Il faut donc remarquer que les parties se che-

vauchant des branches des T 768-7615 et 668-6615 dirigées verticalement forment avec les plans de masse 62, 72 et

les diélectriques 60, 70, 90 des coupleurs hybrides direc-

tionnels en quadrature 24"a-24"p à ligne à ruban, de type courant. En outre, une partie de la branche 77 du T 761 se trouve au-dessous d'une partie de la branche 67 du 7 661 pour former, avec les plans de masse 62, 72 et les diélectriques 60, 78, 90 un coupleur hybride directionnel

en quadrature à ligne à ruban de type courant (c'est-â-

dire le coupleur 22"). Ainsi, une section en forme de disque couplée avec le bras 77 du T 761 forme la première borne de réseau 12" et elle est couplée avec le conducteur central 95 d'un connecteur coaxial 96 de type courant. La partie verticale supérieure de la branche 67 du T 661 est

recourbée de 900 vers la gauche et se termine par une sur-

face conductrice 69. Une charge résistive 99 (Fig 6A), c'est-à-dire une charge adaptée 21, est connectée entre le conducteur de plan de masse 72 et la surface conductrice

69. Cette charge résistive est introduite dans un compar-

timent formé ou percé dans des régions du substrat di6lec-

trique 70 au-dessus de la surface 69. Ainsi, les parties en chevauchement des T 661 et 761 forment une partie du

premier réseau d'attaque 22". La partie inférieure sous-

jacente de la branche 77 peut être considérée comme la borne A d'un coupleur 22"; la partie supérieure sous-jacente de la branche 77 peut être considérée comme la borne C du coupleur 22" et elle est donc connectée à une première borne de composant 18"l; la partie supérieure superposée de la branche 67 peut être considérée comme la borne D du coupleur 22" et elle est donc connectée à la première borne de composant 18"2; et la partie supérieure superposée de

la branche 67 peut être considérée comme la borne B du cou-

pleur 22" et elle est connectée à la charge 21. D'une ma-

nière similaire, si l'on considère à titre d'exemple le second réseau d'attaque, à savoir le coupleur 24", la partie supérieure sous-jacente de la branche gauche du T 768 peut être considérée comme la borne C du coupleur 24"a et la partie inférieure superposée de la branche gauche du T 668 peut être considérée comme la borne D du coupleur 24"a; la partie inférieure sous-jacente de la branche de gauche du T 768 peut être considérée comme la borne A du coupleur 24"a et elle est donc connectée à la

charge 23; et la partie supérieure superposée de la bran-

che gauche du T 668 peut être considérée comme la borne B et elle est couplée avec la borne de réseau 14'a. Avec

cette disposition, bien qu'il y ait un isolement relati-

vement faible entre les branches des T 768-7615 et entre les branches des T 668-6615, les secondes bornes de réseau 20"a-20"p sont pratiquement isolées électriquement les unes des autres. Il faut également noter que le diviseur/ combinateur de puissance 10" est un dispositif réciproque et qu'il peut en outre être facilement considéré que cette structure hautement isolée nécessite que l'éneraie passant

entre l'une quelconque des secondes bornes de réseau 14"a-

14"p et la première borne de réseau 12" ne passe que par

deux coupleurs hybrides (directionnels). Ainsi, le divi-

seur/combinateur de puissance 10" est représenté schémati-

quement sur la Fig. 6D. Il faut également noter que bien

qu'un composant à ligne a ruban soit représenté comme uti-

lisant des substrats diélectriques 60, 70, 90, il pourrait être formé en utilisant de l'air comme diélectrique 60', ', 90' comme le montre schématiquement la Fig. 6E, les plans de masse 62, 72 étant des feuilles ou des couvercles conducteurs, et les circuits conducteurs à ruban 64, 74

étant suspendus dans l'air entre ces couvercles en utili-

sant des chevilles, des entretoises ou des colonnettes diélectriques 91 comme le montre la Fig. 6E. Il faut noter

que les charges résistives, comme la charge 81a, sont mon-

tées extérieurement. Plus particulièrement, comme cela est

25654 18

représenté comme un exemple des surfaces de contact a-80p, à savoir la surface de contact 80a, un courant d'attaque passe depuis la surface conductrice a, par l'air comme diélectrique, par le plan de masse 72 vers la charge 81a; l'autre extrémité de la charge

est collectée au plan de masse 72, comme cela est repré-

senté. Bien que cela soit représenté pour la charge 81a, ce montage extérieur peut être utilisé pour les charges

81b-81p ainsi que pour la charge 99 (Fig. 6C).

La Fig. 7A représente une antenne 10"' à len-

tille d'énergie à haute fréquence, comportant deux len-

tilles à haute fréquence 16"'1, 16'"2, indépendantes électriquement, comprenant chacune plusieurs premières bornes ou bornes de faisceau 18"'a1-18'" n1, 18'#a2-18"'n2

et plusieurs secondes bornes ou bornes de réseau 20"'a-

"'m1, 20"'a2-20"'m2 respectivement, de la manière re-

présentée. Chaque paire de premières bornes semblables ou bornes de réseau de la paire de lentilles est couplée,

par l'un correspondant de plusieurs premiers réseaux d'at-

taque 22"' a-22"'n, avec l'une de plusieurs bornes de sys-

tème d'antenne, ou de faisceau 12"a-12"'n. Chacun des premiers réseaux d'attaque 22"'a-22"'n est un coupleur hybride en quadrature comme décrit en regard de la Fig. 1 et sa borne A est couplée avec l'une correspondante des premières bornes de système 12'"a-12"'n, sa borne B est couplée avec une charge adaptée 21 et les bornes C et D sont couplées avec la paire de premières bornes semblables des lentilles 16'"1, 16'"'2. Chacun des seconds réseaux d'attaque 24'"a-24'"m est également un couple hybride en quadrature comme décrit en regard de la Fig. 1, et sa borne A est couplée avec une charge adaptée 23, sa borne B est

couplée avec l'un correspondant de plusieurs éléments d'an-

tenne 60a-60m dans un réseau par l'intermédiaire de l'un correspondant de plusieurs amplificateurs à tube à onde

progressive 62a-62m. Les bornes C et D de chacun des se-

conds r4seaux d'attaque sont couplées avec une paire de

secondes bornes sembl bles des lentilles 16"'1," 16"'2.

La longueur électrique depuis chacun des éléments d'an-

tenne 60a-60m jusqu'à la paire de secondes bornes, ou bornes de réseau, connectées à cet élément d'antenne a-60m et la forme des lentilles 16"'1, 16"'2 sont telles que chacune des bornes de système 12"' a-12"'n est

associée avec l'un correspondant de n faisceaux collima-

tés d'énergie à haute fréquence, dirigés différemment,

comme cela est décrit dans le brevet des Etats-Unis d'Amé-

rique n 3 761 936. La longueur électrique depuis un point du front d'onde de l'un de ces faisceaux, par l'un des éléments d'antenne 60a-60m jusqu'à l'une des bornes de système 12"' a-12"' n associées avec ce faisceau est égale à la longueur électrique depuis un autre point sur le même

front d'onde de ce même faisceau, par un autre des élé-

ments d'antenne, jusqu'à la même borne de système associée avec ce faisceau. Ainsi, si l'on considère le front d'onde associé avec la borne de système 12"'a, la longueur électrique depuis un point du front d'onde 65 par l'élément d'antenne 60a, par les bornes 20'" a1, 20"' a2 des lentilles 16"' 1, 16"'2 jusqu'à la borne de système 12'" a est égale à la longueur électrique depuis un autre point du front d' onde 65 par l'élément d'antenne 60m, par les bornes 20'" m1,

20"' m2 jusqu'à la borne de système 12"' a. Mais il faut no-

ter que des réflections d'énergie (Er) passant par la borne B du réseau d'attaque 24" a depuis l'amplificateur 62a apparaissent sous la forme jEr//I à la borne C du réseau

24"'a et sous la forme Er//f à la borne du réseau 24"' a.

L'énergie aux bornes C et D est couplée avec les bornes de

composant 20"' b1 et 20"'b2. Cette énergie, si elle est cou-

plée dans les lentilles 16" ', 16"' 2 avec des bornes de réseau voisines, sort par les bornes 20"' b1, 20" b2 sous

la forme -jKE//2 et KE/Ir respectivement, o K est le coef-

ficient de diffusion entre les bornes 20"' a1 et 20"'b1 S418 (ou 20"'a2 et 20"'b2). L'énergie aux bornes 20"'bl, 20"'b2 est fournie aux bornes C et D du réseau d'attaque 20"'b et s'annule à la borne B mais s'additionne à la borne A. Par conséquent, l'énergie réfléchie est absorbée par la charge adaptée 23 couplée avec la borne A de ce réseau d'attaque

24"'b et ne pénètre donc pas dans l'amplificateur 62b.

Il faut noter que le réseau de la Fig. 7A, bien que représenté comme une antenne d'émission, pourrait être configuré comme une antenne de réception, comme dans le cas de la Fig. 7B. Dans ce cas, les amplificateurs 60a-60m de la Fig. 7A sont supprimés mais des récepteurs 66a-66n

sont couplés avec les premières bornes de système 12"' a-

12"'n dela manière représentée. Une partie réfléchie de l'énergie reçue a l'un des récepteurs 66a-66n, par exemple le récepteur 66a, s'annule aux autres premières bornes de système 12"'b-12m'n et elle est absorbée par les charges adaptées 21 couplées avec les bornes B du réseau d'attaque

22"'b-22'" n.

Le Fig. 8 représente un réseau à haute fréquence 10"" destiné à coupler de l'énergie provenant d'un émetteur avec un élément d'antenne 102 dans un mode d'émission, et à diriger l'énergie reçue par l'élément d'antenne 102 vers un récepteur 104 dans un mode de réception. Dans ce cas, les deux éléments électriquement indépendants 16"1'

16""2 sont des circulateurs conventionnels à trois bornes.

Ainsi, chaque circulateur: couple l'énergie à la borne 1 de façon non réciproque avec la borne 2; couple l'énergie à la borne 2 de façon non réciproque avec la borne 3; et couple l'énergie à la borne 3 de façon non réciproque avec la borne 1. Ainsi, la matrice de diffusion de chacun des circulateurs 16 i' 16""2 peut être représentée de la manière suivante: Sl. l - 0 S2,1 - 1 S3,1 S,2 a 0 S2,2 0 S3,2 1 s 1,3 a 1 S2,3 ' 0 S3,3 ' oJ i &5418 Les bornes 1 des circulateurs 16 1', 16" 2 sont couplées avec un premier réseau d'attaque 22"", dans le

cas présent un couple hybride en quadrature convention-

nelle comme le coupleur 22a de la Fig. 1. Ainsi, les bornes C et D du coupleur hybride 22"" sont couplées avec la paire de bornes 1 de la paire de circulateurs 16""1 16"' respectivement; la borne B du coupleur hybride 22"' est couplée avec une charge adaptée 21; et la borne A est couplée avec l'élément d'antenne 102, comme représenté à la borne 12". Une paire de seconds réseaux d'attaque 24 a, 24" b, dans le cas présent des coupleurs hybrides en quadrature conventionnelle sont prévus. L'un des ré-

seaux de la paire, dans le cas présent le réseau 24 a comporte des bornes C et D couplées avec les bornes 2 des deuxcirculateurs 16' 1' 16" 2 respectivement, et l'autre des deux réseaux, à savoir le réseau 24""b, comporte des bornes C et D couplées avec les bornes 3 des circulateurs 16" 1' 16'". La borne A du réseau d'attaque 24" a est

couplée avec la charge adaptée 23 et la borne B est cou-

plée avec le récepteur 104. La borne B du réseau d'attaque 24""b est couplée avec l'émetteur 100 et la borne A est

couplée avec la charge adaptée 23.

En fonctionnement, pendant l'émission, l'énergie ET provenant de l'émetteur 100 est fournie à la borne B du réseau d'attaque 24""b et elle apparaît aux bornes C et D

de ce réseau sous la forme -jET/*/ et ET//E respectivement.

L'énergie passe ensuite par les bornes 3 des circulateurs 16 1, 16'2 vers leurs bornes 1. Ainsi, les signaux aux

bornes C et D du réseau d'attaque 22"" peuvent être repré-

sentés respectivement par -jET//, ET//E. Il en résulte que le signal à la borne A du réseau d'attaque 22"" et par conséquent le signal fourni à l'élément d'antenne 102 peut

être représenté par -jET. Dans le mode de réception, l'é-

nergie reçue par l'élément d'antenne 102 peut être repré-

sentée par Er. Ainsi, les signaux aux bornes C et D du o541o

réseau d'attaque 22"" peuvent être représentés respecti-

vement par Er//- et -jEr//*. Etant donné que l'énergie aux bornes 1 des circulateurs 16"", 16""2 est couplée avec les bornes 2 de ces circulateurs, il en résulte que les signaux aux bornes C et D du réseau d'attaque 24'"'a peuvent être représentés respectivement par Er//2 et jEr//7. Par conséquent, le signal à la borne B du réseau d'attaque 24'a est -jEr et cette énergie est couplée avec

le récepteur 104. Mais il faut noter que l'énergie réflé-

chie par le récepteur 104, c'est-à-dire l'énergie E ' appa-

r rait aux bornes C et D du réseau d'attaque 24'"a et peut être repréntée respectivement par -jE r'//2 et Er'//. Ces signaux sont appliqués aux bornes 2 des deux circulateurs 16"1, 16""2 et sont donc couplés par les bornes 3 de ces circulateurs. Il en résulte que les signaux aux bornes C et D du réseau d'attaque 24""b peuvent être représentés respectivement par -jEr'//, et Er'//. Ainsi, ces signaux s'additionnent "en phase" à la borne A du réseau d'attaque 24""b sous la forme -jEr'//I2, et l'énergie de ce signal est absorbée par la charge 23 couplée avec la borne A de ce réseau d'attaque 24""b. Par conséquent, bien que l'énergie provenant dela borne 2 des deux circulateurs soit couplée avec les bornes 3 de ces circulateurs, l'énergie réfléchie

par le récepteur 104 à la borne de réseau 14""a (c'est-à-

dire à la borne B du réseau 24""a) est isolée de l'émetteur a la borne de réseau 14 b (c'est-à-dire à la borne B du réseau 24""b). La matrice de diffusion du réseau 10"" peut donc être représentée sous la forme: S1-, S'2,1 - 1 S 3,1 o :N""1] I j S'1,2 0 S'2,2 - 0 S'3,2 a

1,3 1 S'2,3 - 0 S'3,3

o: S'e l = coeff. diffusion a borne 12"" de borne 12"" S 2,1 = " " "l" 14 "t" Il 12 "" s3 t1= A i es If 14 lm Ad Ad 12 lm 1,2 = l n 12 et " 14n a S'2,2 = n nt 1 4 An a nn 148 a 2,2 S '2 = " si e t 1 " b e s 14"n a S'1 3 = si si i " 12 e 14 S ' 2,3 = " " " 14 ""a " " 14""b S' 33 = n es n l4" b n " 14""b

Ainsi, S3,2 des circulateurs a été en fait amené égal A 0.

3,2

Il faut en outre noter que, bien que la borne i soit cou-

plée avec la borne 2 et la borne 3 (bien que de façon non

réciproque car l'énergie reçue de l'antenne 102 est appli-

quée au récepteur 104 et l'énergie provenant de l'émetteur 100 est appliquée a l'élément d'antenne 102), les bornes

14""a et 14""b sont isolées l'une de l'autre même si l'é-

nergie aux bornes de deux des circulateurs 16", 16t 2 est couplée avec la borne 3. Il faut en outre noter que

dans le mode d'émission, le récepteur 104 est isolé élec-

triquement de l'émetteur 100 par l'effet du circulateur, amélioré par les réseaux d'attaque 24""a, 24""b et leur couplage avec les circulateurs 16"l6' 16""2, de la manière décrite. Selon la Fig. 9, le récepteur 104 de la Fig. 8 a été remplacé par un élément d'antenne 102' et l'élément

d'antenne 102 de la Fig. 8 a été remplacé par un amplifi-

cateur/combinateur de puissance 108 du type a injection/ réflection. Ainsi, de l'énergie émise a bas niveau passe de

l'émetteur 100 à l'amplificateur a injection des combina-

teurs 108 pour y être amplifiée et l'énergie amplifiée est ensuite émise par l'élément d'antenne 102'. Il faut donc noter que, bien que l'amplificateur et combinateur 108 soit couplé avec l'élément d'antenne 102' après amplification et, bien que l'amplificateur/combinateur 108 soit couplé

avec l'émetteur 100 avant l'amplification, l'énergie réflé-

chie par l'élément d'antenne 102' est isolée de l'6met-

teur 100 même si l'énergie aux bornes des circulateurs

16'"", 16""2 est couplée avec les bornes 3 de ces circu-

lateurs. En outre, l'amplificateur 108 est isolé électri-

quement des réflections ou de l'entrée de puissance prove-

nant de l'antenne 102'.

Bien entendu, diverses modifications peuvent

être apportées aux modes de réalisation qui ont été dé-

crits etillustrés sans sortir du cadre ni de l'esprit de

l'invention.

Claims (12)

REVENDICATIONS

1. Réseau à haute fréquence comportant plusieurs bornes de réseau (12"), caractérisé en ce qu'il comporte plusieurs composants à haute fréquence 06"), pratiquement identiques, comprenant chacun plusieurs bornes, le degré de couplage entre les bornes de chaque composant étant représenté par une matrice prédéterminée de coefficients

de diffusion, chacun des composants comprenant une pre-

mière partie d'un conducteur de plan de masse (62, 72) et un circuit conducteur à ruban (64, 74) séparé de la

première partie du conducteur de plan de masse par un di-

électrique (60, 70), plusieurs réseaux d'attaque (22",

24") comportant chacun une première borne (A) correspon-

dant à l'une des plusieurs bornes de réseau (12") et plu-

sieurs secondes bornes (C, D) couplées chacune avec l'une

correspondante des plusieurs bornes de chacun des plu-

sieurs composants, le degré de couplage électrique entre

la première borne et les secondes bornes de chacun des ré-

seaux d'attaque étant représenté par une matrice prédéter-

minée de coefficients de diffusion, chacun de ces réseaux d'attaque comportant un circuit conducteur à ruban séparé d'une seconde partie des conducteurs de plan de masse par un diélectrique, et dans lequel les réseaux d'attaque et leur couplage avec les composants représente le réseau par une matrice de coefficients de diffusion concernant le couplage entre les bornes de réseau, différente de la

matrice des coefficients de diffusion qui représente cha-

cun des composants.

2. Réseau selon la revendication 1, caractérisé en ce que les réseaux d'attaque et leur couplage avec les composants confèrent à une paire des bornes de réseau (14") un degré de couplage inférieur au degré de couplage entre la paire de bornes de composant couplée avec ladite

paire de bornes de réseau.

3. Réseau à haute fréquence comprenant une première borne de réseau (12") et plusieurs secondes bornes de réseau (14"), caractérisé en ce qu'il comporte une paire

de composants à haute fréquence (16"), pratiquement iden-

tiques, comprenant chacun une première borne de composant (18") et plusieurs secondes bornes de composant (20"), ces secondes bornes de composant présentant un degré d'i- solement électrique entre elles, chacun de ces composants comportant un circuit conducteur à ruban (64, 74) séparé d'une première partie d'un conducteur de plan de masse

(62, 72) par un diélectrique (60, 70), un réseau d'atta-

que (24") couplé entre les secondes bornes de composant de la paire de composants et les secondes bornes de réseau (14") pour assurer un degré d'isolement électrique entre

les secondes bornes de réseau supérieures au degré d'iso-

lement électrique entre les secondes bornes de composant,

ce réseau d'attaque comportant une paire de circuits con-

ducteurs à ruban séparés par une seconde partiedes conduc-

teur de plan de masse.

4. Réseau selon la revendication 3, caractérisé en

ce que le réseau d'attaque (24") est un coupleur en qua-

drature.

5. Réseau selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il comporte un coupleur en quadrature (22") couplé

entre la première borne de réseau (12") et la première bor-

ne de composant (A) de la paire de composants.

6. Réseau selon la revendication 5, caractérisé en ce que le déphasage entre une première de la paire de secondes bornes de réseau (14") et une seconde de la paire

de secondes bornes de réseau par l'un de la paire de com-

posants,diffère de ne, o n est un nombre entier impair,

du déphasage entre la première de la paire de secondes bor-

nes de réseau et la seconde de la paire de secondes bornes de réseau par l'autre de la paire de composants, et dans lequel le déphasage entre la première borne de réseau (12") et une première de la paire de secondes bornes,par l'un de la paire de composants, diffère de mw, o m est un nombre entier pair, du déphasage entre cette première borne de réseau et ladite première de la paire de secondes bornes

de réseau par le second de la paire de composants.

7. Réseau diviseur/combinateur de puissance à haute fréquence destiné à coupler de l'énergie à haute fréquence entre une première borne de réseau (12") et une paire de secondes bornes de réseau (14), caractérisé en

ce qu'il comporte une paire de composants a haute fré-

quence (16") pratiquement identiques, comprenant chacun un circuit conducteur à ruban (64, 74) séparé d'un plan

de masse (62, 72) par un diélectrique (60, 70), une pre-

mière borne de compoposant (A) et une paire de secondes bornes de composant (C, D) couplées électriquement avec

la première borne de composant, la paire de bornes.decom-

posant de chacun des composants ayant entre elles un degré d'isolement électrique, le circuit conducteur à ruban de l'un des composants étant disposé sans chevauchement avec le circuit conducteur à ruban de l'autre des composants, un premier dispositif d'attaque (22") destiné à coupler

de l'énergie entre la première borne de réseau et la pre-

mière borne de composant de la paire de composants, une

paire de seconds dispositifs d'attaque (24"), dont un pre-

mier couple de l'énergie entre des premières semblables de la paire de secondes bornes de composant et une première de la paire de secondes bornes de r6seau, et le second de la paire de seconds dispositifs d'attaque couplant de l'énergie entre des secondes semblables des secondes bornes de composant de la paire de composants et une seconde de la paire de secondes bornes de réseau, et dans lequel le

premier dispositif d'attaque et la paire de-seconds dis-

positifs d'attaque couplent l'énergie qui leur est asso-

ciée pour conférer à la paire de secondes bornes de réseau un degré d'isolement électrique entre elles supérieur au degré d'isolement électrique entre la paire de secondes

bornes de composant de la paire de composants.

8. Réseau selon la revendication 7, caractérisé en ce que le premier dispositif d'attaque (22") et la paire de second dispositif d'attaque (24") comportent des parties

se chevauchant du circuit conducteur à ruban form solidai-

remOent avec le circuit conducteur à ruban de la paire

de composants.

9. Diviseur/combinateur de puissance, caracté-

risé en ce qu'il comprend une paire de composants à haute fréquence (16") pratiquement identiques, comprenant chacun un circuit conducteur à ruban (64,74) séparé d'un conducteur de plan de masse (62,72) par un diélectrique (60,70), ce circuit conducteur à ruban comportant un bras se divisant en une série de branches, ce bras se prolongeant jusqu'à une première borne de composant et la série de branches se prolongeant jusqu'à une série correspondante de secondes bornes de composant, le circuit conducteur à ruban de l'un des composants étant disposé sans se chevaucher avec le circuit conducteur à ruban de l'autre des composants, un premier coupleur directionnel en quadrature (22") couplé aux premières bornes de composant de la paire de composants,ce coupleur comprenant des parties se chevauchant, allongées, formées solidairement des bras des circuits conducteurs à ruban de la paire de composants, et plusieurs coupleurs directionnels en quadrature (24"), dont chacun est couplé à l'une correspondante des secondes bornes de composant de chacun de la paire de composants et comportant des parties se chevauchant, allongées, formées solidairement, des branches se prolongeant

jusqu'à ces secondes bornes de composant.

10. Diviseur/combinateur de puissance, caractérisé en ce qu'il comprend un premier composant à haute fréquence (16"1) comprenant un premier conducteur de plan de masse (62), un premier circuit conducteur à ruban (64) séparé du premier de la paire de conducteurs de plan de masse par un diélectrique (60), ce circuit comportant une première borne (18") et plusieurs secondes bornes (20")se divisant à partir de ladite première borne, un second composant a haute fréquence (16"2) comprenant unsecond conducteurde plan de

masse (72), un second circuit conducteur a ruban (74) sé-

paré du second de la paire de conducteurs de plan de masse par un diélectrique (70), ce circuit comprenant une première borne (18") et plusieurs secondes bornes (20") se

divisant a partir de ladite première borne du second con-

ducteur a ruban, le premier et le second circuits conduc-

teurs à ruban étant disposés sans se chevaucher, un premier réseau d'attaque (22") comportant des parties du premier et du second conducteurs de plan de masse et des parties se chevauchant, allongées et formées solidairementdu premier et du second circuit conducteurs à ruban formant les premières bornes de la paire de composants et plusieurs seconds dispositifs d'attaque (24") comportant chacun des parties du premier et du second conducteurs de plan de

masse et des parties se chevauchant du premier et du se-

cond circuits conducteurs à ruban se prolongeant à partir de l'une correspondante des secondes bornes de la paire de composants.

11. Diviseur/combinateur de puissance selon la reven-

dication 10, caractérisé en ce que le premier dispositif d'attaque (22") et les seconds dispositifs d'attaque (24")

consistent en des coupleurs directionnels.

12. Réseau diviseur/combinateur de puissance à haute fréquence destiné à coupler de l'énergie à haute fréquence entre une première borne de réseau (12") et au moins une

paire de secondes bornes de réseau (14"), réseau caracté-

risé en ce qu'il comporte une paire de composants à énergie à haute fréquence (16") semblables, comprenant chacun un circuit conducteur à ruban (64, 74) séparé d'un conducteur de plan de masse (62, 72) par un diélectrique (60, 70) pour former une première borne de composant (18") et au moins une paire de secondes bornes de composant (20") couplées

électriquement avec la première borne de composant, la-

dite au moins une paire de secondes bornes de composant

de chacun de la paire de composants ayant un degré d'iso-

lement électrique entre elles, ladite paire de composants comprenant des parties sans chevauchement des circuits

conducteurs à ruban de ces composants, un premier dispo-

sitif d'attaque (22") destiné à coupler de l'énergie entre

la première borne de réseau et la première borne de com-

posant de la paire de composants, au moins une paire de seconds dispositifs d'attaque (24"), un premier de ladite

paire de seconds dispositifs d'attaque couplant de l'éner-

gie entre des premières semblables de ladite au moins une

paire de secondes bornes de composant de la paire de compo-

sants et une première de ladite au moins une paire de se-

condes bornes de réseau, et un second de ladite au moins une paire de seconds dispositifs d'attaque couplant de l'énergie entre des secondes semblables de ladite au moins une paire de bornes de composant de la paire de composants et une seconde de ladite au moins une paire de secondes bornes de réseau, et dans lequel le premier dispositif

d'attaque et ladite au moins une paire de seconds disposi-

tifs d'attaque comportent chacun des parties se chevauchant du conducteur à ruban dans chacun de la paire de composants et couplant l'énerqie qui leur est associée pour conférer à ladite au moins une paire de secondes bornes de réseau un

degré d'isolement électrique entre elles supérieur au de-

gré d'isolement électrique entre ladite au moins une paire de secondes bornes de composant de chacun de la paire de composants.