FR2985384A1 - System for generating high power electromagnetic waves in e.g. acoustic field, has closing device adapted to outlet electromagnetic waves outside of cavity through outlet opening in passing configuration of device - Google Patents
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Abstract
Description
Système de génération d'une onde à forte puissance à cavité réverbérante La présente invention concerne un système de génération d'une onde à forte puissance, destiné à générer une onde électromagnétique, comprenant : o une cavité, comprenant une portion réverbérante, ayant des propriétés ergodiques vis-à-vis de la propagation d'ondes électromagnétiques à l'intérieur de la portion réverbérante, et un orifice de sortie d'ondes électromagnétiques circulant dans la cavité hors de la cavité, et o au moins une source primaire émettrice d'une onde électromagnétique primaire dans la cavité, On connaît des cavités réverbérantes. Une cavité réverbérante est une cavité présentant des propriétés ergodiques vis-à-vis de la propagation des ondes à l'intérieur de la cavité. Une telle cavité est également parfois appelée « cavité chaotique ». Il est possible de procéder à des expériences de retournement temporel à l'intérieur d'une cavité réverbérante. Ce procédé est expliqué dans le document « Time Reversai of Ultrasonic Fields - Part 1 : Basic Principles » (Matthias Fink ; IEEE Trans. Ultrasonics, Ferroelectrics, and Frequency Control. 39(5) : pp 555-566 ; September 1992). Ce procédé comprend deux phases : une première phase d'apprentissage et une deuxième phase d'émission d'onde. La phase d'apprentissage consiste en l'émission, par un premier transducteur, d'une première onde à l'intérieur de la cavité réverbérante. Cette onde, après réflexion sur les parois de la cavité, est captée par une pluralité de deuxièmes transducteurs placés dans la cavité réverbérante, et un signal d'onde correspondant à chaque portion de l'onde captée par une pluralité de deuxièmes transducteurs est enregistré. Ce signal est ensuite inversé temporellement, c'est-à-dire que le signal subit une symétrie temporelle transformant le début du signal en fin du signal et vice-versa, pour générer un signal de commande de chaque deuxième transducteur. Puis, dans la phase d'émission, chaque deuxième transducteur émet une deuxième onde dans la cavité réverbérante, correspondant au signal de commande dudit deuxième transducteur. Ces deuxièmes ondes, après réflexion sur les parois de la cavité réverbérante, interagissent constructivement à l'emplacement du premier transducteur de manière à reformer la première onde. Ce principe permet en particulier de produire une compression d'impulsion c'est à dire une onde de forte puissance crête et de durée courte à partir de transducteurs émettant des impulsions longues de moindre puissance. Ce procédé est le plus souvent utilisé dans le domaine acoustique. Toutefois, son utilisation dans le domaine électromagnétique est connue, comme le montre le document « Millimeter-Wave Chaotic Cavity Detector for Non Metallic Concealed Weapons» (N. Millet et al. ; International Topical Meeting on Microwave Photonics, 2006 : pp 1-4). The present invention relates to a system for generating a high power wave, intended to generate an electromagnetic wave, comprising: a cavity, comprising a reverberant portion, having properties ergodic vis-à-vis the propagation of electromagnetic waves within the reverberant portion, and an electromagnetic wave output port flowing in the cavity out of the cavity, and o at least one primary emitting source of a primary electromagnetic wave in the cavity, Reverberant cavities are known. A reverberant cavity is a cavity having ergodic properties with respect to wave propagation within the cavity. Such a cavity is also sometimes called a "chaotic cavity". It is possible to perform time reversal experiments inside a reverberant cavity. This method is explained in the document "Time Reversal of Ultrasonic Fields - Part 1: Basic Principles" (Matthias Fink, IEEE Trans., Ultrasonics, Ferroelectrics, and Frequency Control, 39 (5): pp 555-566, September 1992). This process comprises two phases: a first learning phase and a second wave emission phase. The learning phase consists in the emission, by a first transducer, of a first wave inside the reverberation cavity. This wave, after reflection on the walls of the cavity, is sensed by a plurality of second transducers placed in the reverberation cavity, and a wave signal corresponding to each portion of the wave picked up by a plurality of second transducers is recorded. This signal is then inverted temporally, that is to say that the signal undergoes a time symmetry transforming the beginning of the signal at the end of the signal and vice versa, to generate a control signal of each second transducer. Then, in the transmission phase, each second transducer emits a second wave into the reverberant cavity, corresponding to the control signal of said second transducer. These second waves, after reflection on the walls of the reverberation cavity, interact constructively at the location of the first transducer so as to reform the first wave. This principle makes it possible in particular to produce a pulse compression, that is to say a wave of high peak power and of short duration from transducers emitting long pulses of lesser power. This process is most often used in the acoustic field. However, its use in the electromagnetic field is known, as shown in the document "Millimeter-Wave Chaotic Cavity Detector for Nonmetallic Concealed Weapons" (N. Millet et al., International Topical Meeting on Microwave Photonics, 2006: pp 1-4 ).
Les cavités réverbérantes sont donc particulièrement adaptées à la génération d'ondes électromagnétiques de forte puissance. Cependant, la récupération des ondes produites en sortie de cavité pose problème. En effet, il a été observé que, lorsqu'un orifice de sortie d'onde était ménagé dans une cavité réverbérante, ceci réduisait sensiblement le rendement de la cavité. Un objectif de l'invention est de proposer un système de génération d'onde à rendement élevé. A cet effet, l'invention a pour objet un système de génération du type précité, comprenant un dispositif d'obturation de l'orifice de sortie de la cavité, adapté pour sélectivement s'opposer à la sortie d'ondes hors de la cavité par l'orifice de sortie, dans une configuration bloquante du dispositif d'obturation, et permettre la sortie d'ondes hors de la cavité par l'orifice de sortie, dans une configuration passante du dispositif d'obturation. Dans des modes de réalisation particuliers de l'invention, le système de génération comprend l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises isolément ou suivant toute(s) combinaison(s) techniquement possible(s) : - le dispositif d'obturation comprend une portion résonnante de la cavité, reliée en sortie de la portion réverbérante, et adaptée pour favoriser la formation d'une onde stationnaire à l'intérieur de la portion résonnante, l'orifice de sortie débouchant dans ladite portion résonnante, la portion résonnante étant adaptée pour que, dans la configuration bloquante du dispositif d'obturation, le champ électrique au niveau de l'orifice de sortie soit sensiblement égal à zéro, - la portion résonnante débouche à l'intérieur la portion réverbérante, - le dispositif d'obturation comprend un commutateur adapté pour faire passer un courant électrique à l'intérieur de la portion résonnante lorsque le dispositif d'obturation est en configuration passante, - la ou chaque source primaire est adaptée pour émettre une onde telle que, en configuration passante du dispositif d'obturation, le champ électrique au niveau de l'orifice de sortie soit maximum ; - le dispositif d'obturation est un compresseur actif, - la portion résonnante comprend une portion de paroi mobile pour régler la fréquence de résonnance de la portion résonnante, - la cavité est remplie d'un gaz diélectrique ayant une rigidité diélectrique supérieure à celle de l'air, et une paroi transparente aux ondes électromagnétiques est disposée en travers de l'orifice de sortie pour maintenir le gaz diélectrique à l'intérieur de la cavité. The reverberant cavities are therefore particularly suitable for the generation of high power electromagnetic waves. However, the recovery of the waves produced at the cavity outlet poses a problem. Indeed, it has been observed that, when a wave output port was formed in a reverberation cavity, this substantially reduced the efficiency of the cavity. An object of the invention is to provide a high efficiency wave generation system. For this purpose, the subject of the invention is a generation system of the aforementioned type, comprising a device for closing off the outlet orifice of the cavity, adapted to selectively oppose the exit of waves from the cavity through the outlet orifice, in a blocking configuration of the shutter device, and allow the output of waves out of the cavity through the outlet orifice, in a passing configuration of the shutter device. In particular embodiments of the invention, the generation system comprises one or more of the following characteristics, taken separately or in any combination (s) technically possible (s): - the shutter device comprises a resonant portion of the cavity, connected at the output of the reverberation portion, and adapted to promote the formation of a standing wave inside the resonant portion, the outlet orifice opening into said resonant portion, the resonant portion being adapted so that, in the blocking configuration of the closure device, the electric field at the outlet orifice is substantially zero, the resonant portion opens inside the reverberation portion, the closure device comprises a switch adapted to pass an electric current inside the resonant portion when the shutter device is configured n passante, - the or each primary source is adapted to emit a wave such that, in passing configuration of the shutter device, the electric field at the outlet orifice is maximum; the shutter device is an active compressor; the resonant portion comprises a moving wall portion for adjusting the resonance frequency of the resonant portion; the cavity is filled with a dielectric gas having a dielectric strength greater than that of air, and a wall transparent to electromagnetic waves is disposed across the outlet to maintain the dielectric gas within the cavity.
L'invention a également pour objet un procédé de génération d'une onde à forte puissance au moyen d'un système tel que défini ci-dessus comprenant les étapes successives suivantes : a) fourniture d'une source d'apprentissage, en un point d'apprentissage prédéterminé de la cavité, b) émission, par la source d'apprentissage, d'une onde électromagnétique d'apprentissage présentant les mêmes caractéristiques de fréquence, de phase et de polarisation que l'onde générée, c) réverbération de l'onde d'apprentissage contre les parois de la cavité, d) enregistrement d'au moins une portion de l'onde d'apprentissage réverbérée par la ou chaque source primaire, e) symétrisation temporelle de la ou chaque portion enregistrée, pour former un signal de commande de la ou chaque source primaire, f) émission, le dispositif d'obturation étant en configuration bloquante, par la ou chaque source primaire, d'une onde primaire correspondant au signal de commande de la source primaire, g) convergence de la ou chaque onde primaire vers le point d'apprentissage, et h) basculement du dispositif d'obturation en configuration passante. Dans des modes de réalisation particuliers de l'invention, le procédé de génération comprend l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises isolément ou suivant toute(s) combinaison(s) techniquement possible(s) : - la source d'apprentissage est placée dans une portion résonnante de la cavité, en sortie de la cavité, - le procédé comprend une étape supplémentaire g'), entre les étapes g) de convergence et h) de basculement, de formation d'une onde stationnaire dans une portion résonnante de la cavité, en sortie de la cavité. D'autre caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins annexés, sur lesquels : la Figure 1 est une vue schématique en coupe d'un système de génération selon l'invention, selon un premier mode de réalisation de l'invention, la Figure 2 est une vue schématique correspondant à la vue de la Figure 1, le système étant dans une phase d'émission d'ondes, la Figure 3 est une vue schématique correspondant à la vue de la Figure 1, le dispositif d'obturation du système étant en configuration passante, la Figure 4 est une schématique en coupe d'un système de génération selon l'invention, selon une deuxième mode de réalisation de l'invention, la Figure 5 est une vue schématique correspondant à la vue de la Figure 4, le système étant dans une phase d'émission d'ondes, et la Figure 6 est une vue schématique correspondant à la vue de la Figure 4, le dispositif d'obturation du système étant en configuration passante. Le dispositif 10 de génération d'une onde à forte puissance, typiquement d'une onde ayant une puissance supérieure à 10 kW , représenté sur la Figure 1, comprend une cavité 12, comprenant un orifice 14 de sortie d'ondes électromagnétiques circulant dans la cavité 12 hors de la cavité 12. Le dispositif 10 comprend en outre une pluralité de sources primaires 16, chacune étant adaptée pour émettre une onde primaire à l'intérieur de la cavité 12, un dispositif 18 d'obturation de l'orifice de sortie 14, et un module 20 de pilotage de chaque source primaire 16. La cavité 12 comprend des parois 22 réfléchissantes, adaptées pour réfléchir chaque onde incidente à l'intérieur de la cavité 12. Les parois 22 sont également adaptées pour limiter les pertes électriques à l'intérieur des parois 22. Les parois 22 sont réalisées en un métal ayant une bonne conductivité électrique, typiquement en cuivre. L'orifice de sortie 14 est ménagé dans une des parois 22. De préférence, la cavité 12 est remplie d'un gaz présentant une résistance diélectrique supérieure à celle de l'air, tel que de l'hexafluorure de soufre, de formule chimique SF6 ou un mélange d'azote et de SF6. La cavité 12 comprend en outre une portion réverbérante 24 ayant des propriétés ergodiques vis-à-vis de la propagation d'ondes électromagnétiques à l'intérieur de la portion réverbérante 24, et une portion résonnante 26, reliée en sortie de la portion réverbérante 24, et adaptée pour favoriser la formation d'une onde stationnaire à l'intérieur de la portion résonnante 26. Les deux portions 24, 26 sont délimitées à l'intérieur des parois 22. La portion réverbérante 24 présente des formes irrégulières, de sorte que, pour toute onde électromagnétique émise à l'intérieur de la portion réverbérante 24, la probabilité de passage de l'onde en chaque point de la portion réverbérante 24 est égale à la probabilité de passage de l'onde en chaque autre point de la portion réverbérante 24. A cet effet, dans l'exemple représenté, la portion réverbérante 24 a une section droite en forme générale de D, avec une paroi droite 28 et une paroi incurvée 30. De préférence, la portion réverbérante 24 contient également des tiges (non représentées) disposées à l'intérieur de la cavité. En variante, la section de la portion réverbérante 24 est différente, et présente par exemple une forme dite de « stadium » (c'est-à-dire deux parois en hémisphériques se faisant face et reliées l'une à l'autre par une paroi cylindrique). La portion résonnante 26 a une forme sensiblement parallélépipédique ou, en variante, cylindrique. Elle est allongée dans une direction longitudinale et débouche par l'une de ses extrémités longitudinales à l'intérieur de la portion réverbérante 24 à travers un orifice 32 de communication de la portion réverbérante 24 avec la portion résonnante 26. L'orifice de communication 32 est ménagé dans la paroi incurvée 30. La portion résonnante 26 est adaptée pour favoriser la formation d'ondes stationnaires dont la demi-longueur d'onde est un multiple de la longueur de la portion résonnante 26, prise entre l'orifice de communication 32 et la paroi d'extrémité longitudinale 34 opposée. En particulier, la portion résonnante 26 est adaptée pour favoriser la formation d'une onde stationnaire ayant pour demi-longueur d'onde la longueur de la portion résonnante 26. La fréquence de cette onde stationnaire est appelée « fréquence de résonnance » de la portion résonnante 26. The invention also relates to a method for generating a high power wave by means of a system as defined above comprising the following successive steps: a) providing a learning source, at a point predetermined learning of the cavity, b) transmission, by the learning source, of a learning electromagnetic wave having the same frequency, phase and polarization characteristics as the generated wave, c) reverberation of the learning wave against the walls of the cavity, d) recording at least a portion of the reverberant learning wave by the or each primary source, e) temporal symmetrization of the or each recorded portion, to form a control signal of the or each primary source, f) transmission, the shutter device being in blocking configuration, by the or each primary source, of a primary wave corresponding to the control signal of the source p r gaire, g) convergence of the or each primary wave towards the learning point, and h) switching of the shutter device in the pass-through configuration. In particular embodiments of the invention, the generation method comprises one or more of the following characteristics, taken separately or according to any combination (s) technically possible (s): - the source of learning is placed in a resonant portion of the cavity, at the outlet of the cavity, the method comprises an additional step g ') between the steps g) of convergence and h) of tilting, of forming a standing wave in a resonant portion of the cavity, at the outlet of the cavity. Other features and advantages of the invention will appear on reading the description which follows, given solely by way of example and with reference to the appended drawings, in which: FIG. 1 is a diagrammatic sectional view of FIG. a generation system according to the invention, according to a first embodiment of the invention, FIG. 2 is a schematic view corresponding to the view of FIG. 1, the system being in a wave emission phase, FIG. 3 is a schematic view corresponding to the view of FIG. 1, the shutter device of the system being in a passing configuration, FIG. 4 is a schematic sectional view of a generation system according to the invention, according to a second embodiment of the invention, Figure 5 is a schematic view corresponding to the view of Figure 4, the system being in a wave emission phase, and Figure 6 is a schematic view corresponding to the view of the Fig ure 4, the shutter device of the system being in the pass configuration. The device 10 for generating a high power wave, typically a wave having a power greater than 10 kW, shown in FIG. 1, comprises a cavity 12 comprising an electromagnetic wave output orifice 14 flowing in the cavity 12 out of the cavity 12. The device 10 further comprises a plurality of primary sources 16, each being adapted to emit a primary wave inside the cavity 12, a device 18 for closing the outlet orifice 14, and a control module 20 for each primary source 16. The cavity 12 comprises reflective walls 22, adapted to reflect each incident wave inside the cavity 12. The walls 22 are also adapted to limit the electrical losses to the inside walls 22. The walls 22 are made of a metal having good electrical conductivity, typically copper. The outlet orifice 14 is formed in one of the walls 22. Preferably, the cavity 12 is filled with a gas having a dielectric strength greater than that of air, such as sulfur hexafluoride, of chemical formula SF6 or a mixture of nitrogen and SF6. The cavity 12 further comprises a reverberant portion 24 having ergodic properties vis-à-vis the propagation of electromagnetic waves inside the reverberant portion 24, and a resonant portion 26, connected at the output of the reverberant portion 24 , and adapted to promote the formation of a standing wave inside the resonant portion 26. The two portions 24, 26 are delimited inside the walls 22. The reverberant portion 24 has irregular shapes, so that for any electromagnetic wave emitted inside the reverberant portion 24, the probability of passage of the wave at each point of the reverberant portion 24 is equal to the probability of passage of the wave at each other point of the portion 24. For this purpose, in the example shown, the reverberant portion 24 has a generally D-shaped cross section, with a straight wall 28 and a curved wall 30 Preferably, the reverberation portion 24 also contains rods (not shown) disposed within the cavity. Alternatively, the section of the reverberant portion 24 is different, and for example has a so-called "stadium" shape (that is to say two hemispherical walls facing each other and connected to one another by a cylindrical wall). The resonant portion 26 has a substantially parallelepipedal shape or, alternatively, cylindrical. It is elongate in a longitudinal direction and opens at one of its longitudinal ends into the reverberation portion 24 through a communication orifice 32 of the reverberant portion 24 with the resonant portion 26. The communication orifice 32 is provided in the curved wall 30. The resonant portion 26 is adapted to promote the formation of standing waves whose half-wavelength is a multiple of the length of the resonant portion 26, taken between the communication port 32 and the opposite longitudinal end wall 34. In particular, the resonant portion 26 is adapted to promote the formation of a standing wave having the half-wavelength length of the resonant portion 26. The frequency of this standing wave is called "resonance frequency" of the portion resonant 26.
Dans l'exemple représenté, la longueur de la portion résonnante 26 est réglable. A cet effet, la paroi d'extrémité 34 est mobile à l'intérieur de la portion résonnante 26. Ainsi, lorsque la paroi d'extrémité 34 est rapprochée de l'orifice de communication 32, la longueur de la portion résonnante 26 diminue et, lorsque la paroi d'extrémité 34 est éloignée de l'orifice de communication 32, la longueur de la portion résonnante 26 augmente. Ainsi, la fréquence de résonnance de la portion résonnante 26 peut être ajustée. De préférence, un actionneur (non représenté) est adapté pour déplacer la paroi d'extrémité 34. En variante, une portion d'une paroi latérale 38 de la portion résonnante 26 est mobile pour ajuster la fréquence de résonnance de la portion résonnante 26. L'orifice de sortie 14 débouche dans la portion résonnante 26. Il est formé dans une paroi latérale 38 de la portion résonnante 26. Il est raccordé à un guide d'ondes 40 pour guider l'onde générée par le système 10 jusqu'à un système d'antenne (non représenté). In the example shown, the length of the resonant portion 26 is adjustable. For this purpose, the end wall 34 is movable inside the resonant portion 26. Thus, when the end wall 34 is brought closer to the communication orifice 32, the length of the resonant portion 26 decreases and when the end wall 34 is moved away from the communication port 32, the length of the resonant portion 26 increases. Thus, the resonance frequency of the resonant portion 26 can be adjusted. Preferably, an actuator (not shown) is adapted to move the end wall 34. Alternatively, a portion of a side wall 38 of the resonant portion 26 is movable to adjust the resonance frequency of the resonant portion 26. The outlet orifice 14 opens into the resonant portion 26. It is formed in a side wall 38 of the resonant portion 26. It is connected to a waveguide 40 to guide the wave generated by the system 10 to an antenna system (not shown).
De préférence, comme représenté, une paroi 42 transparente aux ondes électromagnétiques est disposée en travers de l'orifice de sortie 14 pour maintenir une étanchéité entre l'intérieur de la cavité 12 et le guide d'ondes 40. Cette paroi 42 permet de maintenir le gaz à l'intérieur de la cavité 12 si celui-ci diffère en composition ou pression de celui présent dans le guide d'onde 40. Preferably, as shown, a wall 42 transparent to the electromagnetic waves is disposed across the outlet orifice 14 to maintain a seal between the interior of the cavity 12 and the waveguide 40. This wall 42 makes it possible to maintain the gas inside the cavity 12 if it differs in composition or pressure from that present in the waveguide 40.
L'orifice de sortie 14 est accolé à l'orifice de communication 32. The outlet orifice 14 is attached to the communication orifice 32.
Chaque source primaire 16 est un émetteur-récepteur et comprend un transducteur 44, pour transformer un courant électrique en onde électromagnétique, et un élément d'antenne 46, pour émettre l'onde électromagnétique ainsi formée à l'intérieur de la cavité 12. Chaque source primaire 16 est également adaptée pour capter une onde électromagnétique et la transformer en courant électrique. Chaque source primaire 16 est commandée par le module de pilotage 20. Le module de pilotage est adapté pour sélectivement envoyer à chaque source primaire 16 un signal électrique de commande de la source primaire 16 pour que celle-ci émette une onde électromagnétique, et pour enregistrer un signal électrique reçu généré par chaque source primaire 16 suite à une onde électromagnétique reçue par ladite source 16. Le module de pilotage 20 est également adapté pour déterminer chaque signal électrique de commande d'une source primaire 16 à partir de chaque signal électrique reçu. A cet effet, le module de pilotage 20 est adapté pour symétriser temporellement et amplifier chaque signal électrique reçu avant d'émettre ce signal électrique symétrisé et amplifié à destination d'une source primaire 16 pour la piloter. Le dispositif d'obturation 18 est adapté pour sélectivement s'opposer à la sortie d'ondes primaires hors de la cavité 12 par l'orifice de sortie 14, dans une configuration bloquante dudit dispositif 18, et permettre la sortie d'ondes primaires hors de la cavité 12 par l'orifice de sortie 14, dans une configuration passante du dispositif 18. A cet effet, le dispositif d'obturation 18 comprend la portion résonnante 26 et un commutateur 50 adapté pour faire passer un courant électrique à l'intérieur de la portion résonnante 26 lorsque le dispositif d'obturation 18 est en configuration passante. Le commutateur 50 est disposé à l'intérieur de la portion résonnante 26, à mi-longueur de la portion résonnante 26. Il comprend typiquement un tube à quartz de décharge de gaz annulaire s'étendant le long des parois, dans un plan perpendiculaire à la direction longitudinale de la portion résonnante 26. Le commutateur 50 est adapté pour que, lorsqu'une tension supérieure à une tension seuil est appliquée à ses bornes, un court-circuit se forme entre les bornes du commutateur 50, rendant la partie de la portion résonnante 26 où est placé le commutateur 50 momentanément conductrice. En variante, le commutateur 50 est commandé. Un procédé de génération d'une onde par le système 10 va maintenant être décrit, en regard des Figures 1 à 3. Dans un premier temps, typiquement lors d'une phase de programmation du système de génération 10, une source d'apprentissage (non représentée) est placée à l'intérieur de la portion résonnante 26 de la cavité 12, au niveau d'un point d'apprentissage 52 (Figure 2), plus précisément à mi-longueur de la portion résonnante 26, le dispositif d'obturation 18 étant configuré en configuration bloquante. Une onde d'apprentissage est émise par la source d'apprentissage à l'intérieur de la cavité 12. Cette onde d'apprentissage comprend de préférence un spectre de fréquences centré sur la fréquence de résonnance de la portion résonnante 26 et compris entre une fréquence minimale égale à 80% de la fréquence de résonnance et une fréquence maximale égale à 120% de la fréquence de résonnance. En variante ou en option, l'onde d'apprentissage comprend des fréquences multiples de la fréquence de résonnance de la portion résonnante 26. Each primary source 16 is a transceiver and includes a transducer 44 for transforming an electric current into an electromagnetic wave, and an antenna element 46 for emitting the electromagnetic wave thus formed within the cavity 12. Each primary source 16 is also adapted to pick up an electromagnetic wave and transform it into electric current. Each primary source 16 is controlled by the control module 20. The control module is adapted to selectively send to each primary source 16 an electrical signal for controlling the primary source 16 so that the latter emits an electromagnetic wave, and to record a received electrical signal generated by each primary source 16 following an electromagnetic wave received by said source 16. The control module 20 is also adapted to determine each electrical control signal of a primary source 16 from each electrical signal received. For this purpose, the control module 20 is adapted to time symmetrize and amplify each electrical signal received before transmitting this symmetrical and amplified electrical signal to a primary source 16 to drive it. The closure device 18 is adapted to selectively oppose the output of primary waves from the cavity 12 through the outlet orifice 14, in a blocking configuration of said device 18, and allow the output of primary waves out of the cavity 12 through the outlet orifice 14, in a passing configuration of the device 18. For this purpose, the closure device 18 comprises the resonant portion 26 and a switch 50 adapted to pass an electric current inside. of the resonant portion 26 when the closure device 18 is in the pass configuration. The switch 50 is disposed within the resonant portion 26 at the mid-length of the resonant portion 26. It typically comprises an annular gas discharge quartz tube extending along the walls in a plane perpendicular to the longitudinal direction of the resonant portion 26. The switch 50 is adapted so that, when a voltage greater than a threshold voltage is applied across its terminals, a short circuit is formed between the terminals of the switch 50, making the part of the resonant portion 26 where is placed the momentarily conducting switch 50. Alternatively, the switch 50 is controlled. A method of generating a wave by the system 10 will now be described, with reference to FIGS. 1 to 3. In a first step, typically during a programming phase of the generation system 10, a learning source ( not shown) is placed inside the resonant portion 26 of the cavity 12, at a learning point 52 (FIG. 2), more precisely at the mid-length of the resonant portion 26, the device of FIG. shutter 18 being configured in blocking configuration. A training wave is emitted by the learning source inside the cavity 12. This training wave preferably comprises a frequency spectrum centered on the resonant frequency of the resonant portion 26 and between a frequency minimum equal to 80% of the resonance frequency and a maximum frequency equal to 120% of the resonance frequency. Alternatively or optionally, the training wave includes multiple frequencies of the resonance frequency of the resonant portion 26.
L'onde d'apprentissage se réfléchit sur les parois 22 de la cavité 12, avant d'être finalement captée par les sources primaires 16. Chaque source primaire 16 capte donc une portion de l'onde d'apprentissage et transmet au module de pilotage 20 un signal électrique correspondant à ladite portion. Le module de pilotage 20 enregistre ce signal électrique et effectue une symétrisation temporelle et une amplification dudit signal, pour générer un signal de commande de la source primaire 16. Ce signal de commande est enregistré dans une mémoire du module de pilotage 20. Ces étapes sont de préférence répétées à plusieurs reprises, l'onde d'apprentissage étant changée à chaque reprise. Une pluralité de signaux de commande est ainsi enregistrée pour chaque source primaire 16, chaque signal de commande correspondant à une portion d'onde d'apprentissage spécifique. Dans un deuxième temps, typiquement lors d'une phase d'émission du système de génération 10, le module de pilotage 20 transmet à chaque source primaire 16 le signal de commande de ladite source 16, le dispositif d'obturation 18 étant configuré en configuration bloquante. Chaque source 16 émet alors une onde primaire correspondant audit signal de commande. Les ondes primaires se réfléchissent sur les parois 22 de la cavité 12, jusqu'à interagir constructivement au niveau du point d'apprentissage 52, comme représenté sur la Figure 2. Elles donnent alors naissance à des ondes secondaires 54 stationnaires (l'une d'entre elles est représentée sur la Figure 1) à l'intérieur de la portion résonnante 26. Chaque onde secondaire 54 a une longueur d'onde À comprise entre 1,6 et 2,5 fois la longueur de la portion résonnante 26. Elle présente un ventre d'amplitude sensiblement à mi-longueur de la portion résonnante 26 et présente des noeuds de vibration sensiblement à chaque extrémité longitudinale 32, 34 de la portion résonnante 26. The training wave is reflected on the walls 22 of the cavity 12, before being finally captured by the primary sources 16. Each primary source 16 therefore captures a portion of the training wave and transmits to the control module An electrical signal corresponding to said portion. The control module 20 records this electrical signal and performs a time symmetrization and an amplification of said signal, to generate a control signal of the primary source 16. This control signal is stored in a memory of the control module 20. These steps are preferably repeated several times, the training wave being changed each time. A plurality of control signals is thus recorded for each primary source 16, each control signal corresponding to a specific learning wave portion. In a second step, typically during a transmission phase of the generation system 10, the control module 20 transmits to each primary source 16 the control signal of said source 16, the closure device 18 being configured in configuration blocking. Each source 16 then emits a primary wave corresponding to said control signal. The primary waves are reflected on the walls 22 of the cavity 12, until they interact constructively at the learning point 52, as shown in FIG. 2. They then give rise to stationary secondary waves 54 (one of them). 1 is shown in FIG. 1) inside the resonant portion 26. Each secondary wave 54 has a wavelength λ between 1.6 and 2.5 times the length of the resonant portion 26. It has a belly of amplitude substantially mid-length of the resonant portion 26 and has vibration nodes substantially at each longitudinal end 32, 34 of the resonant portion 26.
Ainsi, l'orifice de sortie 14 étant placé sensiblement en regard d'un noeud de vibration de chaque onde stationnaire 54, le champ électrique au niveau de l'orifice 14 est quasiment nul. Il en résulte que seule une très faible partie de l'énergie des ondes secondaires 54 fuit au travers de l'orifice 14, alors que la majeure partie de l'énergie électromagnétique reste emprisonnée à l'intérieur de la cavité 12. Dès que les ondes secondaires 54 sont formées, le dispositif d'obturation 18, qui était en configuration bloquante, est basculé en configuration passante. Une tension supérieure à la tension seuil est appliquée aux bornes du commutateur 50 et un courant électrique s'établit à l'intérieur de la portion résonnante 26. Ce basculement a pour effet de modifier la répartition du champ électrique de chaque onde stationnaire 54 à l'intérieur de la portion résonnante 26 et de provoquer notamment une augmentation brutale de la valeur du champ électrique en regard de l'orifice de sortie 14. Le champ électrique n'étant plus nul au niveau de l'orifice de sortie 14, celui-ci devient passant aux ondes électromagnétiques et les ondes secondaires 54 peuvent alors s'échapper hors de la cavité 12 à travers l'orifice de sortie 14. La flèche pointillée 56 de la Figure 3 illustre le déplacement du front d'onde de l'une des ondes secondaires 54. La paroi mobile 34 est éventuellement déplacée avant de procéder à une nouvelle émission d'onde, de façon à ajuster la longueur de la portion résonnante 26 au spectre de l'onde que l'on veut émettre lors de la nouvelle émission d'onde. Ce système de génération 10 est ainsi particulièrement avantageux, dans la mesure où il permet de produire des ondes de forte puissance avec un rendement relativement élevé. Tout d'abord, le système de génération 10 permet d'obtenir des ondes de forte puissance en utilisant des sources primaires 16 de relativement faible puissance. En effet, les puissances des ondes primaires émises par les sources primaires 16 s'additionnent au niveau du point d'apprentissage 52. En outre, alors que les ondes primaires sont émises sur une durée relativement longue, l'instant d'interaction des ondes primaires est relativement bref : l'énergie se retrouve donc concentrée temporellement, ce qui permet d'obtenir une puissance beaucoup plus élevée que celle des sources primaires 16. La puissance P de l'onde générée est ainsi donnée par la formule suivante : P=nxpxQ, où n est le nombre de sources primaires 16, p est la puissance unitaire de chaque source primaire 16 et Q est le facteur de compression de puissance apportée par la portion réverbérante 24 de la cavité 12. Comme on le saisit aisément à la lecture de la formule donnée ci-dessus, la puissance maximale possible du système de génération 10 peut également être augmentée en augmentant simplement le nombre de sources primaires 16 à l'intérieur de la cavité 12. Or le placement de ces sources 16 à l'intérieur de la portion réverbérante 24 est particulièrement aisé, leur positionnement ne devant pas répondre à des exigences de positionnement précis comme dans le cas des cavités résonnantes. De plus, le système de génération 10 permet d'émettre des ondes de types variés. Thus, the outlet orifice 14 being placed substantially opposite a vibration node of each standing wave 54, the electric field at the orifice 14 is virtually zero. As a result, only a very small portion of the energy of the secondary waves 54 leaks through the orifice 14, whereas the majority of the electromagnetic energy remains trapped inside the cavity 12. As soon as the secondary waves 54 are formed, the shutter device 18, which was in a blocking configuration, is switched to a passing configuration. A voltage greater than the threshold voltage is applied across the switch 50 and an electric current is established inside the resonant portion 26. This switching has the effect of changing the distribution of the electric field of each standing wave 54 to the inside the resonant portion 26 and in particular cause a sharp increase in the value of the electric field facing the outlet orifice 14. The electric field is no longer zero at the outlet orifice 14, This becomes electromagnetic wave and the secondary waves 54 can then escape out of the cavity 12 through the exit orifice 14. The dashed arrow 56 of FIG. 3 illustrates the wavefront displacement of one secondary waves 54. The movable wall 34 is possibly displaced before proceeding to a new wave emission, so as to adjust the length of the resonant portion 26 to the spectrum of the wave that is wants to emit during the new wave broadcast. This generation system 10 is thus particularly advantageous, insofar as it makes it possible to produce high power waves with relatively high efficiency. First of all, the generation system 10 makes it possible to obtain high power waves by using primary sources 16 of relatively low power. Indeed, the powers of the primary waves emitted by the primary sources 16 add up at the learning point 52. In addition, while the primary waves are transmitted over a relatively long duration, the moment of interaction of the waves primary is relatively short: the energy is thus concentrated temporally, which makes it possible to obtain a much higher power than that of the primary sources 16. The power P of the generated wave is thus given by the following formula: P = nxpxQ, where n is the number of primary sources 16, p is the unit power of each primary source 16 and Q is the power compression factor provided by the reverberant portion 24 of the cavity 12. As is easily understood on reading of the formula given above, the maximum possible power of the generation system 10 can also be increased by simply increasing the number of primary sources 16 within the However, the placement of these sources 16 inside the reverberant portion 24 is particularly easy, their positioning not having to meet precise positioning requirements as in the case of resonant cavities. In addition, the generation system 10 makes it possible to emit waves of various types.
Il suffit en effet, pendant la phase d'apprentissage, d'émettre une onde d'apprentissage d'un type particulier pour que le système de génération 10 puisse émettre des ondes de ce type. Il est ainsi possible de faire varier aisément le spectre de fréquence, la phase et la polarisation de l'onde générée. En outre, le système de génération 10 permet de générer des ondes de puissance plus élevée que celles obtenues avec un système de génération d'ondes utilisant un guide d'ondes. Enfin, lors des phases d'émission du système de génération 10, l'énergie électromagnétique des ondes primaires reste relativement diffuse dans la portion réverbérante 24, avant de se concentrer pendant un temps très bref dans la portion résonnante 26. Les risques de claquage diélectrique sont ainsi réduits. En particulier, les risques de claquage au niveau de la paroi transparente 42 obturant l'orifice de sortie 14 sont considérablement réduits, le champ électrique au niveau de cette paroi 42 étant la plupart du temps presque nul. Dans le mode de réalisation décrit ci-dessus, le basculement du dispositif d'obturation 18 de la configuration bloquante à la configuration passante se fait par application d'une tension supérieure à une tension seuil aux bornes du commutateur 50. En variante, le dispositif d'obturation 18 ne comprend pas de commutateur. Dans cette variante, les sources primaires 16 sont adaptées pour que, en configuration passante du dispositif d'obturation 18, le champ électrique au niveau de l'orifice de sortie 14 soit maximal. A cet effet, les sources primaires 16 sont adaptées pour émettre des ondes primaires destinées à interagir constructivement au niveau du point d'apprentissage 52, de façon à former un ventre d'onde stationnaire, pendant une durée prédéterminée. Les sources primaires 16 sont également adaptées pour faire varier brutalement les ondes primaires émises de façon à ce qu'elles interagissent constructivement au niveau du point d'apprentissage 52 de sorte que le champ électrique soit nul en ce point. Les signaux de commande des sources primaires 16 associés peuvent être obtenu par des procédés d'apprentissage connus et qui sont par exemple décrits dans le document « Environmentally adaptive reverberation nulling using a time reversai mirror » (Song et al. ; The Journal of the Acoustical Society of America, 2004, vol. 116, n2, pp 762-768) . During the learning phase, it suffices to transmit a learning wave of a particular type so that the generation system 10 can emit waves of this type. It is thus possible to easily vary the frequency spectrum, the phase and the polarization of the generated wave. In addition, the generation system 10 makes it possible to generate higher power waves than those obtained with a wave generation system using a waveguide. Finally, during the transmission phases of the generation system 10, the electromagnetic energy of the primary waves remains relatively diffuse in the reverberant portion 24, before concentrating for a very short time in the resonant portion 26. The risks of dielectric breakdown are thus reduced. In particular, the risks of breakdown at the transparent wall 42 closing the outlet orifice 14 are considerably reduced, the electric field at this wall 42 is most of the time almost zero. In the embodiment described above, the shutter 18 switches from the blocking configuration to the passing configuration by applying a voltage greater than a threshold voltage across the switch 50. In a variant, the device shutter 18 does not include a switch. In this variant, the primary sources 16 are adapted so that, in the passing configuration of the closure device 18, the electric field at the outlet orifice 14 is maximum. For this purpose, the primary sources 16 are adapted to emit primary waves intended to interact constructively at the learning point 52, so as to form a stationary wave belly, for a predetermined duration. The primary sources 16 are also adapted to cause the transmitted primary waves to change abruptly so that they interact constructively at the learning point 52 so that the electric field is zero at this point. The control signals of the associated primary sources 16 may be obtained by known learning methods and which are for example described in the document "Environmentally adaptive reverberation nulling a reversal time" (Song et al., The Journal of the Acoustical Society of America, 2004, vol 116, n2, pp 762-768).
Le procédé de génération d'onde associé à cette variante va maintenant être décrit. En phase d'émission, les sources primaires 16 émettent des ondes primaires destinées à interagir constructivement au niveau du point d'apprentissage 52, de façon à former un ventre d'onde stationnaire, pendant une durée prédéterminée. Le dispositif d'obturation 18 est alors en configuration bloquante. Les ondes secondaires 54 se forment dans la portion résonnante 26, comme décrit ci-dessus. Puis les sources primaires 16 font varier les ondes primaires émises de façon à ce qu'elles interagissent constructivement au niveau du point d'apprentissage 52 de sorte que le champ électrique soit brutalement nul en ce point. Ce mode de pilotage des sources 16 a le même effet sur les ondes stationnaires 54 que si un courant électrique traversait la portion résonnante 26 au niveau du point d'apprentissage 52. La répartition du champ électrique de chaque onde stationnaire 54 à l'intérieur de la portion résonnante 26 varie, la valeur du champ électrique en regard de l'orifice de sortie 14 augmente brusquement et le dispositif d'obturation 18 bascule ainsi en configuration passante. Cette variante a l'avantage d'augmenter encore le rendement du système de génération 10, en évitant les pertes d'énergie liées à l'utilisation d'un commutateur. Un deuxième mode de réalisation du dispositif de génération 10 est représenté sur les Figures 4 à 6. Dans ce deuxième mode de réalisation, la portion réverbérante 24, les sources primaires 16 et le module de pilotage 20 sont identiques à ceux décrits précédemment. Le lecteur est donc invité à se reporter aux descriptions qui en ont été données ci-dessus. A la différence du premier mode de réalisation, la portion résonnante 26 ne débouche pas dans la portion réverbérante 24. Elle est couplée à la portion réverbérante 24 au travers d'un dispositif de couplage 60. Le dispositif de couplage 60 est typiquement une fente ménagée dans la paroi incurvée 30, à l'interface entre la portion réverbérante 24 et la portion résonnante 26, la fente étant étroite en regard des longueurs d'ondes de l'onde que l'on veut générer. Par « étroite » on entend que la largeur de la fente est inférieure auxdites longueurs d'ondes. The wave generation method associated with this variant will now be described. In the transmission phase, the primary sources 16 emit primary waves intended to interact constructively at the learning point 52, so as to form a stationary wave belly, for a predetermined duration. The shutter device 18 is then in blocking configuration. The secondary waves 54 are formed in the resonant portion 26, as described above. Then the primary sources 16 vary the emitted primary waves so that they interact constructively at the learning point 52 so that the electric field is brutally zero at this point. This source control mode 16 has the same effect on the standing waves 54 as if an electric current flowed through the resonant portion 26 at the learning point 52. The distribution of the electric field of each standing wave 54 within the the resonant portion 26 varies, the value of the electric field opposite the outlet orifice 14 increases abruptly and the closure device 18 thus switches to the passing configuration. This variant has the advantage of further increasing the efficiency of the generation system 10, avoiding the energy losses associated with the use of a switch. A second embodiment of the generation device 10 is shown in Figures 4 to 6. In this second embodiment, the reverberant portion 24, the primary sources 16 and the control module 20 are identical to those described above. The reader is therefore invited to refer to the descriptions given above. Unlike the first embodiment, the resonant portion 26 does not open into the reverberant portion 24. It is coupled to the reverberant portion 24 through a coupling device 60. The coupling device 60 is typically a slot provided in the curved wall 30, at the interface between the reverberant portion 24 and the resonant portion 26, the slot being narrow with respect to the wavelengths of the wave that is to be generated. By "narrow" is meant that the width of the slot is smaller than said wavelengths.
De préférence, le dispositif de couplage 60 comprend un dispositif anti-retour (non représenté), tel qu'un miroir de Bragg, pour empêcher des ondes circulant dans la portion résonnante 26 de passer de la portion résonnante 26 à la portion réverbérante 24. La portion résonnante 26 a une forme parallélépipédique ou, en variante, cylindrique, et fait partie d'un compresseur actif 62 (en anglais « active compressor »), typiquement un compresseur actif de Bragg, comme décrit dans le document « 100MW Active X-Band Pulse Compressor » (Vikharev et al. ; 18th Biennial Particle Accelerator Conference, New York, NY, USA ; 29 Mar - 2 Apr 1999 ; pp.e-proc. 1474). Le dispositif d'obturation 18 est constitué par le compresseur actif 62. Il est adapté pour sélectivement s'opposer à la sortie d'ondes hors de la cavité 12 par l'orifice de sortie 14, dans une configuration fermée du compresseur actif 62, et permettre la sortie d'ondes hors de la cavité par l'orifice de sortie 14, dans une configuration ouverte du compresseur actif 62. Le compresseur actif 62 est adapté pour favoriser la formation d'ondes stationnaires à une fréquence de résonnance f telle que la longueur de la portion résonnante 26, prise entre le dispositif de couplage 60 et une paroi d'extrémité longitudinale 64 opposée au dispositif de couplage 60, soit un multiple de la demi-longueur d'onde À/2 de la fréquence de résonnance f. De préférence, la paroi 64 est mobile de façon à être sélectivement approchée ou éloigné du dispositif de couplage 60, pour faire varier la fréquence de résonnance f. Un actionneur (non représenté) est adapté pour déplacer la paroi 64. Le compresseur actif 64 comprend également un commutateur 66 pour faire passer un courant électrique à l'intérieur de la portion résonnante 26 lorsque le compresseur actif 64 est en configuration passante. Ce commutateur 66 est similaire au commutateur 50 décrit plus tôt. Preferably, the coupling device 60 comprises a non-return device (not shown), such as a Bragg mirror, for preventing waves flowing in the resonant portion 26 from the resonant portion 26 to the reverberant portion 24. The resonant portion 26 has a parallelepipedal or, alternatively, cylindrical shape, and forms part of an active compressor 62 (in English "active compressor"), typically an active compressor of Bragg, as described in the document "100MW Active X- Band Pulse Compressor "(Vikharev et al., 18th Biennial Particle Accelerator Conference, NY, NY, USA, 29 Mar - 2 Apr 1999, pp.e-proc 1474). The shutter device 18 is constituted by the active compressor 62. It is adapted to selectively oppose the output of waves from the cavity 12 through the outlet orifice 14, in a closed configuration of the active compressor 62. and allowing the output of waves out of the cavity through the outlet port 14, in an open configuration of the active compressor 62. The active compressor 62 is adapted to promote the formation of standing waves at a resonant frequency f such that the length of the resonant portion 26, taken between the coupling device 60 and a longitudinal end wall 64 opposite the coupling device 60, is a multiple of the half-wavelength λ / 2 of the resonant frequency f . Preferably, the wall 64 is movable so as to be selectively near or away from the coupling device 60, to vary the resonance frequency f. An actuator (not shown) is adapted to move the wall 64. The active compressor 64 also includes a switch 66 for passing an electric current into the resonant portion 26 when the active compressor 64 is in the pass-through configuration. This switch 66 is similar to the switch 50 described earlier.
L'orifice de sortie 14 débouche à l'intérieur de la portion résonnante 26. Il est formé dans une paroi latérale 68 de la portion résonnante 26. Il constitue la sortie du compresseur actif 62. L'orifice de sortie 14 est raccordé à un guide d'ondes 70 pour guider l'onde générée par le système 10 jusqu'à un système d'antenne (non représenté). Une paroi 72 transparente aux ondes électromagnétiques est disposée en travers de l'orifice de sortie 14 pour maintenir une étanchéité entre l'intérieur de la cavité 12 et le guide d'ondes 70. Cette paroi 72 est similaire à la paroi 42 décrite plus haut et permet de maintenir le gaz SF6 à l'intérieur de la cavité 12. Le centre de l'orifice de sortie 14 est placé sensiblement à une demi-longueur d'onde À/2 de la fréquence de résonnance f de la paroi d'extrémité 64. Ainsi, en configuration fermée du compresseur actif 62, le champ électrique en regard de l'orifice de sortie 14 est sensiblement nul, et seule une très faible partie de l'énergie électromagnétique présente dans la portion résonnante 26 peut fuir au travers de l'orifice 14. The outlet orifice 14 opens inside the resonant portion 26. It is formed in a side wall 68 of the resonant portion 26. It constitutes the output of the active compressor 62. The outlet orifice 14 is connected to a waveguide 70 for guiding the wave generated by the system 10 to an antenna system (not shown). A wall 72 transparent to electromagnetic waves is disposed across the outlet orifice 14 to maintain a seal between the interior of the cavity 12 and the waveguide 70. This wall 72 is similar to the wall 42 described above. and makes it possible to maintain the SF6 gas inside the cavity 12. The center of the outlet orifice 14 is placed substantially at a half-wavelength λ / 2 of the resonance frequency f of the wall of FIG. end 64. Thus, in the closed configuration of the active compressor 62, the electric field facing the outlet orifice 14 is substantially zero, and only a very small portion of the electromagnetic energy present in the resonant portion 26 can leak through of the orifice 14.
On notera que par « centre » de l'orifice de sortie 14 on comprend le centre de gravité de la forme dudit orifice 14. It will be noted that by "center" of the outlet orifice 14 is understood the center of gravity of the shape of said orifice 14.
Le commutateur 66 est placé sensiblement à mi-distance entre la paroi d'extrémité 64 et de l'orifice de sortie 14. Un procédé de génération d'onde par ce deuxième mode de réalisation du système 10 va maintenant être décrit, en regard des Figures 4 à 6. The switch 66 is placed substantially mid-way between the end wall 64 and the outlet port 14. A wave generation method by this second embodiment of the system 10 will now be described, with reference to FIGS. Figures 4 to 6.
Comme dans le premier mode de réalisation, le procédé de génération comprend une première phase de programmation du système 10. Cette phase est similaire à la phase de programmation décrite ci-dessus, à la différence près que le point d'apprentissage 52 n'est pas dans la portion résonnante 26, mais dans la portion réverbérante 24, contre le dispositif de couplage 60. La source d'apprentissage émet des ondes d'apprentissage à des fréquences multiples de la fréquence de résonnance f de la portion résonnante 26. Lors de la phase d'émission, le module de pilotage 20 transmet à chaque source primaire 16 le signal de commande de ladite source 16, le compresseur actif 62 étant configuré en configuration fermée. Chaque source 16 émet alors une onde primaire correspondant audit signal de commande. Les ondes primaires 16 se réfléchissent sur les parois 22 de la cavité 12, jusqu'à interagir constructivement au niveau du point d'apprentissage 52, comme représenté sur la Figure 5. Elles donnent alors naissance à une onde secondaire qui alimente le compresseur actif 62 à travers le dispositif de couplage 60. As in the first embodiment, the generation method comprises a first programming phase of the system 10. This phase is similar to the programming phase described above, with the difference that the learning point 52 is not in the resonant portion 26, but in the reverberant portion 24, against the coupling device 60. The learning source emits training waves at frequencies of the resonant frequency f of the resonant portion 26. the transmission phase, the control module 20 transmits to each primary source 16 the control signal of said source 16, the active compressor 62 being configured in a closed configuration. Each source 16 then emits a primary wave corresponding to said control signal. The primary waves 16 are reflected on the walls 22 of the cavity 12 until they interact constructively at the learning point 52, as shown in FIG. 5. They then give rise to a secondary wave that supplies the active compressor 62 through the coupling device 60.
Il se forme alors des ondes stationnaires 74 (l'une d'entre elles est représentée sur la Figure 4) dans la portion résonnante 26, chaque onde stationnaire 74 ayant pour fréquence un multiple de la fréquence de résonnance f. L'orifice de sortie 14 étant à une demi-longueur d'onde de la paroi d'extrémité 64, il se trouve être disposé en regard d'un noeud de vibration de chaque onde stationnaire 74. Le champ électrique au niveau de l'orifice 14 est ainsi sensiblement nul, ce qui empêche l'énergie électromagnétique contenue dans la portion résonnante 26 de sortir par l'orifice 14. Lorsque l'énergie électromagnétique contenue dans la portion résonnante 26 dépasse un seuil prédéterminé, ou au bout d'un temps prédéterminé, le commutateur 66 est actionné. Le courant électrique généré par le commutateur 66 et traversant la portion résonnante 26 modifie la répartition du champ électrique de chaque onde stationnaire 74 à l'intérieur de la portion résonnante 26 et le compresseur actif 62 bascule en configuration ouverte. La valeur du champ électrique en regard de l'orifice de sortie 14 augmente brusquement et l'énergie électromagnétique contenue dans la portion résonnante 26 sort rapidement hors de la cavité 12 par l'orifice de sortie 14. La flèche en pointillés 80, représentée sur la Figure 6, illustre le déplacement des fronts d'onde de l'une des ondes stationnaires 74. La paroi mobile 64 est éventuellement déplacée avant de procéder à une nouvelle émission d'onde, de façon à ajuster la longueur de la portion résonnante 26 au spectre de l'onde que l'on veut émettre lors de la nouvelle émission d'onde. Grâce à ce mode de réalisation du système 10, il est possible de générer des ondes d'encore plus forte puissance. En effet, le compresseur actif 62 en sortie de cavité 12 permet de stocker l'énergie électromagnétique avant l'ouverture de la cavité 12, ce qui n'était pas possible dans le premier mode de réalisation. Stationary waves 74 (one of them is represented in FIG. 4) are then formed in the resonant portion 26, each stationary wave 74 having a frequency that is a multiple of the resonance frequency f. Since the outlet orifice 14 is at a half-wavelength of the end wall 64, it is disposed facing a vibration node of each standing wave 74. The electric field at the level of the orifice 14 is thus substantially zero, which prevents the electromagnetic energy contained in the resonant portion 26 from coming out through the orifice 14. When the electromagnetic energy contained in the resonant portion 26 exceeds a predetermined threshold, or at the end of a predetermined time, the switch 66 is actuated. The electric current generated by the switch 66 and passing through the resonant portion 26 changes the distribution of the electric field of each standing wave 74 within the resonant portion 26 and the active compressor 62 switches to open configuration. The value of the electric field facing the outlet orifice 14 increases sharply and the electromagnetic energy contained in the resonant portion 26 rapidly leaves the cavity 12 through the outlet orifice 14. The dashed arrow 80, shown in FIG. FIG. 6 illustrates the displacement of the wave fronts of one of the stationary waves 74. The movable wall 64 is possibly displaced before proceeding with a new wave emission, so as to adjust the length of the resonant portion 26 to the spectrum of the wave that we want to emit during the new wave emission. With this embodiment of the system 10, it is possible to generate waves of even higher power. Indeed, the active compressor 62 at the cavity outlet 12 makes it possible to store the electromagnetic energy before opening the cavity 12, which was not possible in the first embodiment.
En outre, les pertes d'énergie à travers l'orifice de sortie 14 sont réduites, la transmission des ondes de la portion réverbérante 24 à la portion résonnante 26 étant rendue plus difficile du fait de la présence du dispositif de couplage 60. Ce mode de réalisation présente ainsi l'avantage d'une triple augmentation de puissance : l'une est apportée par l'association des sources primaires 16, dont les puissances s'additionnent, l'autre est apportée par l'accroissement de puissance due à la compression temporelle de la cavité chaotique et, enfin, la troisième augmentation de puissance est apportée par le compresseur actif. Toutefois, ce mode de réalisation présente également des inconvénients en comparaison avec le premier mode de réalisation : la plage de fréquence disponible pour la génération de l'onde est plus étroite, et il n'est pas possible de faire varier la polarisation de l'onde générée. On notera que ces modes de réalisation sont décrits uniquement à titre d'exemples et ne sont nullement limitatifs. La portée de l'invention revendiquée est définie par l'objet de la revendication 1. In addition, the energy losses through the outlet orifice 14 are reduced, the transmission of the waves of the reverberant portion 24 to the resonant portion 26 being made more difficult because of the presence of the coupling device 60. This mode This embodiment has the advantage of a triple increase in power: one is provided by the combination of the primary sources 16, whose powers add up, the other is provided by the increase in power due to the time compression of the chaotic cavity and finally the third power increase is provided by the active compressor. However, this embodiment also has disadvantages in comparison with the first embodiment: the available frequency range for wave generation is narrower, and it is not possible to vary the polarization of the generated wave. It will be noted that these embodiments are described solely by way of examples and are in no way limiting. The scope of the claimed invention is defined by the subject matter of claim 1.
Claims (1)
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| FR2985384B1 FR2985384B1 (en) | 2014-03-07 |
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ID=46022305
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2016055736A1 (en) * | 2014-10-09 | 2016-04-14 | Centre National De La Recherche Scientifique - Cnrs - | Method for generating high-power electromagnetic radiation |
-
2011
- 2011-12-30 FR FR1104162A patent/FR2985384B1/en active Active
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|---|
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| US10516215B2 (en) | 2014-10-09 | 2019-12-24 | Centre National De La Recherche Scientifique-Cnrs | Method for generating high-power electromagnetic radiation |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR2985384B1 (en) | 2014-03-07 |
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