FR2646562A1

FR2646562A1 - Guide/coaxial transition for waveguide capable of propagating two waves in TE11 mode

Info

Publication number: FR2646562A1
Application number: FR8905699A
Authority: FR
Inventors: Jean-Claude Cruchon; Jean-Pierre Manteaux; Le Cleac H Alain
Original assignee: Alcatel Transmission par Faisceaux Hertziens SA
Current assignee: Alcatel Transmission par Faisceaux Hertziens SA
Priority date: 1989-04-28
Filing date: 1989-04-28
Publication date: 1990-11-02
Anticipated expiration: 2009-04-28
Also published as: FR2646562B1

Abstract

Guide/coaxial transition for emission head (or reception head) for one of the two crossed waves (emitted wave, received wave) propagating in a guide in TE11 mode. It consists of a section 9 of TE11 mode guide, with a short-circuit 10 and one or two ridges 11, 12 which link up progressively with the inside wall 14 of the guide. The ridge 11 is traversed by the conductor 17 which prolongs the coaxial cable 15 and, preferably, a filtering member 21 is inserted in this conductor 17, in the body of the ridge 11.

Description

TRANSITION GUIDE-CQAXIAL POUR GUIDE D'ONDES
APTE A PROPAGER DEUX ONDES EN MODE TEI1
La présente invention se rapporte à une transition guide-coaxial pour l'émission ou la réception d'une des deux ondes croisées aptes à se propager dans un guide d'ondes en mode TE11, tel qu'un guide circulaire ou un guide carré.GUIDE-CQAXIAL TRANSITION FOR WAVEGUIDE
CAPABLE OF PROPAGATING TWO WAVES IN TEI1 MODE
The present invention relates to a guide-coaxial transition for the emission or reception of one of the two cross waves capable of propagating in a wave guide in TE11 mode, such as a circular guide or a square guide.

Un exemple classique de transition de ce type est représenté schématiquement sur la figure 1 jointe, qui représente schématiquement une portion d'une tête d'émission/réception en bande C, utilisant un guide d'ondes circulaire 1, représenté en coupe transversale sur la figure 2. A classic example of such a transition is shown schematically in the attached FIG. 1, which schematically represents a portion of a C-band transmit / receive head, using a circular waveguide 1, shown in cross section on the figure 2.

L'onde émise e est une onde qui, étant à faible niveau, présente l'avantage de pouvoir être alimentée par un câble coaxial 2. L'onde e est alors excitée dans un tronçon 4 de guide rectangulaire, à fond 4 court-circuité, au moyen d'un plongeur, ou pinule, 5 qui est formé par un prolongement de l'âme du câble coaxial 2. Ce plongeur se couple sur le champ électrique maximal lorsque sa distance longitudinale par rapport au court-circuit arrière 4 est sensiblement égale au quart de la longueur d'onde guidée. The emitted wave e is a wave which, being at low level, has the advantage of being able to be supplied by a coaxial cable 2. The e wave is then excited in a section 4 of rectangular guide, with bottom 4 short-circuited , by means of a plunger, or pinule, 5 which is formed by an extension of the core of the coaxial cable 2. This plunger couples on the maximum electric field when its longitudinal distance from the rear short circuit 4 is substantially equal to a quarter of the guided wavelength.

Dans ces conditions, il est nécessaire de prévoir un transformateur, ou "taper", 6 pour effectuer la liaison entre le tronçon de guide rectangulaire 3 et le guide circulaire 1 qui est apte à propager le mode TE11 constitué par l'onde émise e et l'onde reçue r qui lui est orthogonale. De manière en soi très classique, l'onde reçue r est dirigée par une plaque de duplexage 7 vers le guide de réception 8. Under these conditions, it is necessary to provide a transformer, or "tap", 6 to make the connection between the section of rectangular guide 3 and the circular guide 1 which is capable of propagating the TE11 mode constituted by the emitted wave e and the received wave r which is orthogonal to it. In itself very conventional, the received wave r is directed by a duplexing plate 7 towards the reception guide 8.

En outre, un filtre passe-bas (non représenté) est en général prévu en amont du tronçon de guide 3 et du plongeur 5. In addition, a low-pass filter (not shown) is generally provided upstream of the guide section 3 and of the plunger 5.

Ce type de dispositif connu a pour inconvénients d'être onéreux (la pièce 6 par exemple est réalisée par électroformage) et trop encombrant pour se prêter par exemple à la réalisation aisée d'une tête d'émission/réception intégrée. This type of known device has the disadvantages of being expensive (part 6 for example is produced by electroforming) and too bulky to lend itself for example to the easy production of an integrated transmission / reception head.

L'invention vise à remédier à ces inconvénients. The invention aims to remedy these drawbacks.

Elle se rapporte à cet effet à une transition guidecoaxial pour l'émission ou la.réception d'une des deux ondes croisées se propageant dans un guide d'ondes en mode
TEll, qui est constituée par un tronçon de guide en mode
TEll, court-circuité et ridgé, et muni en conséquence d'un ou deux ridges en regard, dont l'un deux (ou le ridge unique s'il y a lieu) est traversé, dans le sens du champ électrique de l'onde à émettre ou recevoir, par un conducteur d'amenée ou de réception de cette onde, ce conducteur constituant une prolongation du câble coaxial d'amenée ou de réception et se terminant dans ce tronçon de guide par un plongeur apte à exciter (ou capter) cette même onde.It relates for this purpose to a guidecoaxial transition for the emission or the reception of one of the two crossed waves propagating in a waveguide in mode
TEll, which consists of a guide section in mode
TEll, short-circuited and ridged, and provided consequently with one or two facing ridges, one of which (or the single ridge if applicable) is crossed, in the direction of the electric field of the wave to be transmitted or received, by a supply or reception conductor of this wave, this conductor constituting an extension of the coaxial supply or reception cable and ending in this section of guide by a plunger capable of exciting (or picking up ) this same wave.

Avantageusement, un filtre, par exemple du genre passe-bas ou à piège, est au moins partiellement inséré sur le trajet de ce conducteur ; dans le corps du ridge qu'il traverse. Advantageously, a filter, for example of the low-pass or trap type, is at least partially inserted in the path of this conductor; in the body of the ridge it crosses.

De toute façon, l'invention sera bien comprise, et ses avantages et autres caractéristiques ressortiront, lors de la description suivante de quelques exemples non limitatifs de réalisation, en référence au dessin schématique annexé dans lequel Figure 3 est une vue en bout de cette transition guide
coaxial, selon la direction F de la figure 4 - Figure 4 est une vue en coupe selon IV-IV de figure 3 ; - Figure 5 est une vue similaire à la figure 4 et montrant
une première variante de réalisation, avec filtre pas se
bas intégré ; et - Figure 6 est une vue similaire à la figure 4, et
montrant une deuxième variante de réalisation, avec
filtre à piège intégré. In any case, the invention will be well understood, and its advantages and other characteristics will emerge during the following description of a few nonlimiting exemplary embodiments, with reference to the appended schematic drawing in which Figure 3 is an end view of this transition guide
coaxial, in the direction F of Figure 4 - Figure 4 is a sectional view along IV-IV of Figure 3; - Figure 5 is a view similar to Figure 4 and showing
a first variant, with filter not
integrated bottom; and - Figure 6 is a view similar to Figure 4, and
showing a second alternative embodiment, with
integrated trap filter.

En se reportant aux figures 3 et 4, cette transition est constituée par une portion 9 de guide circulaire en mode TE11, dont le fond 10 forme un courtcircuit. Referring to Figures 3 and 4, this transition is constituted by a portion 9 of circular guide in TE11 mode, the bottom 10 of which forms a short circuit.

Cette portion de guide court-circuité 9 est "ridgée" au moyen de deux "ridges" 11 et 12 identiques, et en vis-à-vis de part et d'autre de l'axe 13 du guide 9. This short-circuited guide portion 9 is "ridged" by means of two identical "ridges" 11 and 12, and facing each other on the axis 13 of the guide 9.

il convient à ce sujet de rappeler qu'un ridge" est une portion de paroi médiane, de relativement grande largeur, qui est couramment utilisée dans les radars pour couvrir de très larges bandes de fréquences. in this regard, it should be recalled that a ridge "is a portion of middle wall, of relatively large width, which is commonly used in radars to cover very wide frequency bands.

Dans le sens longitudinal, la section des ridges 11 et 12 est taillée en pointe vers -l'aval, de façon que l'espace qui les sépare aille en s'agrandissant pour se raccorder progressivement à la paroi interne 14 du tronçon de guide 9. Dans l'exemple représenté, ce raccordement est effectué en S (selon DOLPHE-TCHEBYCHEV) afin de réduire l'encombrement longitudinal de la transition. In the longitudinal direction, the section of the ridges 11 and 12 is cut in a point towards the downstream, so that the space which separates them goes in enlargement to gradually connect to the internal wall 14 of the guide section 9 In the example shown, this connection is made at S (according to DOLPHE-TCHEBYCHEV) in order to reduce the longitudinal dimensions of the transition.

Le signal à émettre est alimenté par un câble coaxial 15 qui est raccordé au guide 9 par une fiche 16. The signal to be transmitted is supplied by a coaxial cable 15 which is connected to the guide 9 by a plug 16.

En aval de cette fiche, l'âme 17 du câble 15 est dénudée et elle traverse la paroi du guide 9, puis la totalité du ridge supérieur 11, selon l'axe transversal IV-IV, c'est à dire dans la direction du champ électrique e à émettre dans le guide circulaire 9. Un tube de centrage 18 en matériau isolant, tel que du PTFE, est prévu dans le corps de la paroi du guide 9 et dans celui du ridge 11 afin de guider le fil conducteur 17 et de l'isoler de la masse métallique constituée par le ridge 11 et la paroi du guide 9.Downstream of this plug, the core 17 of the cable 15 is stripped and it crosses the wall of the guide 9, then the entire upper ridge 11, along the transverse axis IV-IV, that is to say in the direction of the electric field e to be emitted in the circular guide 9. A centering tube 18 made of insulating material, such as PTFE, is provided in the body of the wall of the guide 9 and in that of the ridge 11 in order to guide the conductive wire 17 and to isolate it from the metallic mass formed by the ridge 11 and the wall of the guide 9.

Cette âme 17 se termine dans l'espace séparant les deux ridges 11 et 12 par un plongeur 19, situé à distance quart d'onde du fond 10 et terminé classiquement par un renflement (ou "pinule") cylindrique, qui constitue l'antenne d'excitation du champ électrique e de l'onde émise vers l'aval. This core 17 ends in the space separating the two ridges 11 and 12 by a plunger 19, located at quarter wave distance from the bottom 10 and conventionally terminated by a cylindrical bulge (or "pinule"), which constitutes the antenna excitation of the electric field e of the wave emitted downstream.

Par ailleurs, et de manière très classique, une vis de compensation 20, réglable de l'extérieur, est prévue en vis-à-vis et dans l'axe du plongeur. Furthermore, and very conventionally, a compensation screw 20, adjustable from the outside, is provided opposite and in the axis of the plunger.

Cette transition permet d'exciter l'onde e dans le guide 9 sans risque de génération de modes parasites qui pourraient, en l'absence des ridges 11 et 12, être par exemple dus à un décentrage mécanique de l'antenne 19. This transition makes it possible to excite the wave e in the guide 9 without risk of generation of parasitic modes which could, in the absence of the ridges 11 and 12, be for example due to a mechanical decentering of the antenna 19.

Elle présente en outre l'avantage de permettre l'insertion, sur le trajet du fil 17 dans le corps du ridge supérieur 11 et de la paroi du guide 9, d'un organe de filtrage, tel qu'un filtre passe-bas ou un filtre à piège, comme il sera décrit ci-après. It also has the advantage of allowing the insertion, on the path of the wire 17 in the body of the upper ridge 11 and of the wall of the guide 9, of a filtering member, such as a low-pass filter or a trap filter, as will be described below.

En se référant à la figure 5, il s'agit d'une transition qui se différentie de la précédente par le fait qu'entre la fiche coaxiale 16 et le plongeur 19, c'est à dire dans le corps du ridge 11 et de la traversée du guide circulaire 9, est inséré un filtre passe-bas 21. Ce filtre 21 est composé d'une série de tronçons de ligne à hauteimpédance 22, à caractère selfique, séparés l'un de l'autre par des éléments capacitifs 23, de faible impédance. L'isolation du filtre 21 par rapport à la masse métallique environnante est effectuée au moyen d'un tube de centrage isolant 24, réalisé par exemple en PTFE. Referring to FIG. 5, this is a transition which differs from the previous one by the fact that between the coaxial plug 16 and the plunger 19, that is to say in the body of the ridge 11 and of a low-pass filter 21 is inserted through the circular guide 9. This filter 21 is composed of a series of high-impedance line sections 22, of self-inductive nature, separated from each other by capacitive elements 23 , low impedance. The filter 21 is isolated from the surrounding metal mass by means of an insulating centering tube 24, made for example of PTFE.

La figure 6 montre une transition qui se différentie de celle selon la figure 4 par le fait qu'un filtre à piège, comportant trois cavités coaxiales 26 à 28 en mode TMO1, est inséré dans le corps du ridge supérieur 11, entre la fiche coaxiale 16 et l'antenne d'émission 19. FIG. 6 shows a transition which differs from that according to FIG. 4 by the fact that a trap filter, comprising three coaxial cavities 26 to 28 in TMO1 mode, is inserted in the body of the upper ridge 11, between the coaxial plug 16 and the transmit antenna 19.

Comme il va de soi, l'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation qui viennent d'être décrits, et est bien au contraire susceptible d'être réalisée selon de multiples autres variantes d'exécution. C'est ainsi que la portion du guide 9, et le guide qui s'y raccorde, pourraient être à section carrée, l'essentiel étant qu'ils soient aptes à propager un mode TE11. La transition longitudinale entre le ou les ridges pourrait ne pas être un passage en S selon DOLPHE-TCHEBYCHEV, mais un simple passage linéaire. La transition pourrait ne comporter qu'un seul ridge, mais deux ridges identiques en vis-à-vis sont préférentiels pour des raisons de symétrie. As it goes without saying, the invention is not limited to the exemplary embodiments which have just been described, and is on the contrary quite likely to be produced according to multiple other alternative embodiments. Thus the portion of the guide 9, and the guide which is connected thereto, could be of square section, the main thing being that they are capable of propagating a TE11 mode. The longitudinal transition between the curtain (s) may not be an S-shaped passage according to DOLPHE-TCHEBYCHEV, but a simple linear passage. The transition could include only one ridge, but two identical ridges opposite are preferable for reasons of symmetry.

Claims

1 - Guide-coaxial transition for the emission (or reception) of one of the two crossed waves (ers) propagating in a waveguide (1) in TE11 mode, characterized in that it is constituted by a guide section in TE11 mode (9), this guide section (9) being short-circuited (10) and ridged, and therefore comprising a ridge, or two ridges (11,12) facing each other, this ridge, or one (11) of these two ridges (11,12) being crossed, in the direction of the electric field (e) of the wave to be emitted (or received}, by a conductor (17) of lead (or reception) of this wave, this conductor (17) constituting an extension of the coaxial cable (15) supply (or-reception) and ending in this section of guide (9) by a plunger (19) able to excite (or pick up) this same wave

2 - Transition according to claim 1, characterized in that this or these ridges (11,12) are shaped to connect, in the longitudinal direction, gradually to the internal wall (14) of the guide (9).

3 - Transition according to one of claims 1 or 2, characterized in that it is provided with two ridges (11,12) symmetrical with respect to the axis (13) of the guide (9).

4 - Transition according to one of claims 1 to 3, characterized in that a filtering member (21,25) is at least partially inserted in the path of this conductor (17), in the body of the ridge (11) that he crosses.

5 - Transition according to claim 4, characterized in that this filtering member is a low-pass filter (21).

6 - Transition according to claim 4, characterized in that this filtering member is a trap filter (25).