FR3041486A1 - Dispositif de filtrage hyperfrequence accordable en frequence a guide d'onde de liaison a longueur electrique ajustable - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un dispositif de filtrage fréquentiel d'onde hyperfréquence accordable en fréquence comprenant au moins un filtre (11, 41) fréquentiel connecté à au moins un guide d'onde, dit guide d'onde (13, 14, 43, 44, 45) de liaison, caractérisé en ce qu'il comporte au moins un dispositif (21, 24, 30, 31, 51, 54, 60, 61) d'ajustement de la longueur électrique équivalente d'au moins une portion d'au moins un guide d'onde (13, 14, 43, 44, 45) de liaison en fonction de l'accord en fréquence du dispositif de filtrage fréquentiel. Elle s'étend à un émetteur comprenant au moins un tel dispositif, et à un réseau de communication et à un système spatial comprenant au moins un tel émetteur.

Description

DISPOSITIF DE FILTRAGE HYPERFRÉQUENCE ACCORDABLE EN FRÉQUENCE À GUIDE D'ONDE DE LIAISON À LONGUEUR ÉLECTRIQUE

AJUSTABLE L'invention concerne un dispositif de filtrage fréquentiel d’onde hyperfréquence accordable en fréquence comprenant au moins un filtre fréquentiel connecté à au moins un guide d’onde, dit guide d’onde de liaison. Elle s'étend à un dispositif émetteur d'onde hyperfréquence comprenant au moins un tel dispositif de filtrage fréquentiel accordable en fréquence. Elle s’étend aussi à un réseau de communication et à un système spatial comprenant au moins un tel dispositif émetteur.

Dans tout le texte, le terme "hyperfréquence" désigne les bandes de fréquence de rayonnements électromagnétiques pour lesquels les dimensions géométriques des dispositifs utilisés sont de l'ordre de grandeur de la longueur d'onde associée à l'onde électromagnétique. Il englobe donc en particulier les fréquences s’étendant entre 300 MHz et 300 GHz. En outre, dans tout le texte, l'expression "longueur électrique équivalente" d'une portion de ligne (notamment d’un guide d’onde) pour rayonnement électromagnétique hyperfréquence désigne la longueur d’une ligne purement électriquement conductrice produisant dans le vide, à la fréquence considérée, la même impédance complexe que ladite portion, compte tenu des matériaux constitutifs de cette portion et donc de la permittivité relative effective de cette portion.

On connaît depuis longtemps (cf. par exemple la publication "Tunable manifold multiplexers - A new possibility for satellite redundancy philosophy" Uwe Rosenberg et al., 18th European Microwave Conférence Proceedings, Stockholm, Sept. 1988, pp. 870-875), l'intérêt des dispositifs de filtrage fréquentiel hyperfréquence accordables en fréquence, c'est-à-dire dont la fréquence centrale (fréquence d'accord) et/ou la largeur de la bande passante, peu(ven)t être modifié(es) sur commande en cours d’utilisation -notamment après déploiement et installation d’un réseau de communication et/ou en vol après lancement dans le cas de systèmes spatiaux tels que les satellites artificiels-.

Dans tout le texte, l'expression "accordable en fréquence" désigne le fait de pouvoir modifier, sur commande et en cours d'utilisation, la fréquence centrale et/ou la largeur de la bande passante d'un filtre fréquentiel. En particulier, elle ne désigne pas le simple fait de pouvoir régler finement la fréquence centrale d'un filtre fréquentiel lors de sa fabrication, par exemple à l'aide de vis métalliques, de tels réglages empiriques coûteux en temps et manuels ne pouvant pas être mis en œuvre sur commande et en cours d'utilisation.

Les récentes publications "The Sound the Air Makes: High-Performance Tunable Filters Based on Air-Cavity Resonators" Ming Yu et al., IEEE Microwave Magazine 07/2014; 15(5):83-93 ; "High-Q Tunable Filters: Challenges and Potential" R. R. Mansour et al. IEEE Microwave Magazine 07/2014; 15(5):70-82 mentionnent différentes applications, problématiques et technologies envisagées dans le cadre de la réalisation de filtres fréquentiels accordables en fréquence.

Malgré ces développements nombreux et anciens, la réalisation pratique de tels filtres fréquentiels hyperfréquences accordables en fréquence -notamment pour leurs applications dans les réseaux de communication et dans les transpondeurs de systèmes spatiaux- pose encore de nombreuses difficultés. En particulier, bien que certaines technologies soient maintenant particulièrement performantes en ce qui concerne la réalisation d'un tel filtre fréquentiel accordable en fréquence, il s'avère, comme l’indique la publication suscitée R. R. Mansour et al., qu’une modification de l’accord en fréquence entraîne inévitablement des pertes importantes au niveau des signaux issus d'ondes hyperfréquences émises en sortie de tels filtres, dont l'intégration pratique dans des dispositifs complets -notamment dans des émetteurs ou des transpondeurs de systèmes spatiaux ou de réseaux de communication terrestre- est problématique et constitue encore un défi qui reste à surmonter pour permettre leur utilisation effective. En particulier, des modifications continues de l’accord en fréquence dans une gamme de fréquence suffisamment large -notamment supérieure à 500 MHz-, ne peut pas être obtenue sans pertes importantes pour une grande partie d’une telle gamme.

Ces problèmes se posent non seulement dans le cas de l'intégration d'un unique filtre fréquentiel accordable en fréquence dans un tel dispositif, mais également et avec encore plus d'acuité dans le cas de dispositifs de filtrage fréquentiel et de multiplexage d'ondes hyperfréquences comprenant plusieurs filtres fréquentiels reliés à un même manifold de sortie (cf. par exemple US4614920), tels que ceux rencontrés dans les multiplexeurs de sortie des émetteurs ou des transpondeurs de systèmes spatiaux tels que les satellites terrestres de communication ou de réseaux de communication terrestre. Il s'avère en effet que si le dispositif peut être réglé de façon acceptable à la fabrication pour un accord en fréquence initial, la modification de la fréquence centrale et/ou de la largeur de bande passante de l'un des filtres fréquentiels individuellement entraîne inévitablement de fortes pertes et dégradations dans l'onde multiplexée délivrée par le manifold et dans les signaux qui en sont issus. De même une telle modification peut entraîner l’apparition de pics parasites venant perturber la réponse du dispositif de multiplexage.

Dans ce contexte, l’invention vise donc à proposer un dispositif de filtrage fréquentiel d'onde hyperfréquence accordable en fréquence dans une gamme de fréquence suffisamment large -notamment supérieure à 500 MHz- comprenant au moins un filtre fréquentiel et dans lequel les modifications de l'accord en fréquence peuvent être effectuées en préservant une qualité satisfaisante dans l'onde filtrée délivrée par le dispositif et dans les signaux issus de cette onde, et ce dans toute la gamme de l’accord en fréquence.

Elle vise plus particulièrement à minimiser les pertes dans l'onde filtrée délivrée par le dispositif et dans les signaux issus de cette onde, et notamment à les égaliser dans toute la gamme de l’accord en fréquence du dispositif.

Elle vise aussi à proposer un tel dispositif qui puisse être accordable en fréquence sur une pluralité de valeurs discrètes ou continûment dans une telle gamme de fréquence.

Plus particulièrement, elle vise à proposer un tel dispositif comprenant une pluralité de filtres fréquentiels individuellement accordables en fréquence dans une telle gamme de fréquence suffisamment large. Elle vise donc en particulier à proposer un dispositif de filtrage fréquentiel et de multiplexage d'ondes hyperfréquences comprenant plusieurs filtres fréquentiels individuellement accordables en fréquence dans une telle gamme de fréquence, ces différents filtres fréquentiels étant reliés à un même manifold de sortie, et délivrant une onde filtrée dans laquelle les pertes sont suffisamment faibles -et de préférence également égalisées- dans une telle gamme de fréquence, pour permettre son utilisation pratique effective -notamment dans des émetteurs ou des transpondeurs de systèmes spatiaux ou de réseaux de communication terrestre-. L’invention vise aussi en particulier à proposer un tel dispositif comprenant au moins un filtre fréquentiel passe-bande accordable en fréquence, dit filtre à cavité(s), comprenant au moins un résonateur à cavité électriquement conductrice comportant au moins une pièce mobile, dite pièce d’accord en fréquence. L'invention concerne donc un dispositif de filtrage fréquentiel d’onde hyperfréquence accordable en fréquence comprenant au moins un filtre fréquentiel connecté à au moins un guide d’onde, dit guide d’onde de liaison, caractérisé en ce qu’il comporte au moins un dispositif d’ajustement de la longueur électrique équivalente d’au moins une portion d’au moins un guide d’onde de liaison en fonction de l’accord en fréquence du dispositif de filtrage fréquentiel.

Les inventeurs ont en effet constaté et démontré qu'en général les performances d’un guide d'onde de liaison connecté à un filtre fréquentiel d'un tel dispositif accordable en fréquence sont influencées par une modification de l'accord en fréquence, et qu'il est nécessaire et possible, pour réaliser l’adaptation du guide d'onde de liaison et minimiser les pertes, de prévoir un dispositif d'ajustement de la longueur électrique équivalente d'au moins une portion d'au moins un guide d'onde de liaison en fonction de l'accord en fréquence d'un tel dispositif de filtrage fréquentiel hyperfréquence accordable en fréquence. En particulier, il se trouve que l’ajustement d’une telle longueur électrique équivalente d'au moins une portion d'au moins un guide d'onde de liaison peut être réalisé de telle sorte qu’il ne modifie pas lui-même sensiblement le fonctionnement du dispositif de filtrage, ni son accord en fréquence, ni ses performances.

Avantageusement et selon l'invention un tel dispositif d'ajustement est adapté pour réduire la longueur électrique équivalente de ladite portion de guide d'onde de liaison lorsque des modifications de l'accord en fréquence du dispositif de filtrage tendent à réduire la valeur de la fréquence centrale d'un filtre fréquentiel connecté à ce guide d'onde de liaison.

En pratique, un dispositif selon l'invention comprend un dispositif d'ajustement de la longueur électrique équivalente de chaque portion de chaque guide d'onde de liaison susceptible d'être influencée par une modification de l'accord en fréquence du dispositif selon l'invention. L'invention s'applique à ce titre par principe à tout dispositif de filtrage fréquentiel d'onde hyperfréquence accordable en fréquence et comprenant au moins un guide d'onde de liaison, c'est-à-dire notamment à toutes les technologies, les variantes et les applications d'un tel dispositif de filtrage fréquentiel d'onde hyperfréquence accordable en fréquence.

Dans certains modes de réalisation avantageux un dispositif selon l’invention est aussi caractérisé en ce qu’au moins un filtre fréquentiel est un filtre accordable en fréquence et en ce que ledit dispositif d’ajustement est adapté pour ajuster, en fonction de l’accord en fréquence dudit filtre accordable en fréquence, la longueur électrique équivalente d’au moins une portion d’au moins un guide d’onde de liaison connecté audit filtre accordable en fréquence. Rien n'empêche cependant de prévoir en variante ou en combinaison un dispositif d'ajustement de la longueur électrique équivalente d'un guide d'onde de liaison connecté à un filtre fréquentiel en fonction de l'accord en fréquence d'un autre filtre fréquentiel.

Par ailleurs, dans certains modes de réalisation avantageux et selon l’invention, au moins un filtre fréquentiel accordable en fréquence est un filtre passe-bande présentant une fréquence centrale accordable et/ou une largeur de bande accordable. L’invention s’applique néanmoins aussi pour un dispositif comprenant au moins un filtre fréquentiel passe-haut et/ou au moins un filtre fréquentiel passe-bas.

En outre, dans certains modes de réalisation avantageux un dispositif selon l’invention est aussi caractérisé en ce qu’il comprend au moins un filtre fréquentiel connecté à un guide d’onde de liaison en T comprenant : - un guide d’onde, dit manifold, s’étendant entre une première extrémité de transmission d’une onde hyperfréquence, et une deuxième extrémité, - au moins un guide d’onde de jonction relié à une extrémité de couplage d’un filtre fréquentiel et audit manifold entre les deux extrémités de ce dernier, le manifold s’étendant orthogonalement à chaque guide d’onde de jonction.

Avantageusement dans certains modes de réalisation d'un dispositif selon l'invention, ladite deuxième extrémité du manifold est en court-circuit. Dans d'autres modes de réalisation ladite deuxième extrémité du manifold est au moins partiellement ouverte

Plus particulièrement dans certains modes de réalisation avantageux un dispositif selon l’invention de filtrage fréquentiel et de multiplexage d’ondes hyperfréquences est aussi caractérisé en ce qu'il comprend une pluralité de filtres fréquentiels accordables en fréquence, présentant chacun une extrémité de couplage avec un guide d’onde de jonction relié au manifold entre les deux extrémités de ce dernier, et en ce qu’il comporte au moins un dispositif d’ajustement de la longueur électrique équivalente d’au moins un guide d’onde de liaison d’au moins un filtre fréquentiel en fonction de l’accord en fréquence d’au moins l’un des filtres fréquentiels accordables en fréquence.

Dans certains de ces modes de réalisation, un dispositif selon l’invention comporte avantageusement un dispositif d’ajustement de la longueur électrique équivalente du guide d’onde de jonction de chaque filtre fréquentiel accordable en fréquence, en fonction de l’accord en fréquence de ce filtre fréquentiel accordable en fréquence. Il est en effet le plus souvent suffisant de limiter l’ajustement de la longueur électrique équivalente au guide d'onde de jonction, sans modifier celle du manifold. Rien n’empêche cependant, en variante ou en combinaison, de modifier la longueur électrique équivalente d’au moins une portion du manifold -notamment une portion d’extrémité s’étendant jusqu’à sa deuxième extrémité en court-circuit- en particulier dans le cas d’une pluralité de filtres fréquentiels dont les réponses en fréquence sont suffisamment éloignées les unes des autres. L’ajustement d’une longueur électrique équivalente peut être obtenu de nombreuses façons différentes, notamment par modification de la longueur effective (longueur physique réelle) de la portion de guide d’onde et/ou par modification de l’impédance de cette portion vis-à-vis de la propagation électromagnétique (onde hyperfréquence), cette dernière modification pouvant notamment être obtenue par adjonction et/ou déplacement dans le guide d’onde d’au moins une pièce -notamment une pièce en matériau diélectrique-.

Dans certains modes de réalisation avantageux un dispositif selon l’invention est aussi caractérisé en ce que chaque dispositif d’ajustement comprend au moins une pièce, dite pièce d’adaptation -notamment en matériau diélectrique- : - montée dans un guide d’onde de liaison de façon à présenter une position réglable dans le guide d’onde de liaison, - présentant une géométrie de forme procurant une modification de la longueur électrique équivalente du guide d’onde de liaison par rapport à la longueur effective de ce dernier, lorsque la position de la dite pièce d’adaptation dans le guide d’onde de liaison est modifiée.

Il s’avère en effet qu'il est possible de déterminer des formes, dimensions, et une position d'une telle pièce d'adaptation pour obtenir un ajustement approprié de la longueur électrique équivalente d'un guide d'onde de liaison.

Le dispositif d'ajustement comprend au moins un dispositif de déplacement de chaque pièce d'adaptation par rapport au guide d'onde de liaison adapté pour permettre de modifier (et donc de régler) la position (en translation(s) et/ou en rotation(s)) de la pièce d'adaptation dans le guide d'onde de liaison. Chaque dispositif de déplacement d’une pièce d’adaptation est aussi adapté pour maintenir ladite pièce d'adaptation fixe en position après déplacement. Dans tout le texte, l'expression "dispositif de déplacement" désigne donc un dispositif permettant de régler, c’est-à-dire de modifier et de contrôler, la position d'au moins une pièce. Chaque dispositif de déplacement comprend avantageusement au moins un dispositif motorisé d'entraînement (moteur électrique, vérin,...), et une unité de commande de ce dispositif motorisé d'entraînement adapté pour pouvoir modifier et contrôler la position d'au moins une pièce d'adaptation en fonction d'un signal de commande reçu par cette unité de commande. Chaque dispositif de déplacement peut être doté d’une transmission mécanique (réducteur par exemple) pouvant ou non incorporer une transformation de mouvement (vis à bille par exemple).

Dans ces modes de réalisation, un dispositif selon l’invention est aussi avantageusement caractérisé en ce qu’il comporte au moins un filtre fréquentiel accordable en fréquence, dit filtre à cavité(s), comprenant au moins un résonateur à cavité comportant au moins une pièce, dite pièce d’accord en fréquence -notamment en matériau diélectrique- : - montée à l’intérieur de ladite cavité de façon à présenter une position réglable dans la cavité, - présentant une géométrie de forme procurant une modification de l’accord en fréquence du filtre à cavité(s) lorsque la position de la dite pièce d’accord en fréquence dans la cavité est modifiée, et en ce qu’il comporte un dispositif de déplacement conjoint de chaque pièce d’accord en fréquence et de chaque pièce d’adaptation de chaque filtre à cavité(s).

Rien n’empêche au contraire de prévoir au moins un dispositif entraînant en déplacement spécifiquement au moins une pièce d’adaptation indépendamment de chaque pièce d’accord de chaque filtre à cavité(s). Rien n’empêche aussi de prévoir un dispositif de déplacement conjoint de plusieurs pièces d’accord et/ou de plusieurs pièces d’adaptation.

Par ailleurs, dans certains modes de réalisation, avantageusement et selon l’invention, au moins une pièce d’adaptation est montée avec une position réglable en rotation autour d’un axe de rotation fixe dans le guide d’onde de liaison, et présente une forme non symétrique de révolution autour de l’axe de rotation -notamment une forme de parallélépipède rectangle ayant une plus grande dimension orthogonale à l’axe de rotation-. De la sorte le déplacement en rotation modifie effectivement l’impédance vis-à-vis de l’onde hyperfréquence, et donc la longueur électrique équivalente de la portion du guide d’onde de liaison dans laquelle cette pièce est placée. Il est à noter que la forme d’une telle pièce d’adaptation montée mobile en rotation peut présenter, en section droite transversale, une symétrie centrale par rapport à l’intersection de l’axe de rotation avec cette section droite transversale et/ou une symétrie axiale par rapport à l’axe de rotation. Toute autre forme non symétrique de révolution peut être envisagée. Rien n'empêche en variante ou en combinaison de prévoir au moins une pièce d'adaptation montée avec une position réglable dans le guide d'onde de liaison autrement que selon une pure rotation, notamment en translation, par exemple sous forme d'une tige en matériau diélectrique pénétrant dans le guide d'onde de liaison selon une profondeur de pénétration variable.

En outre, avantageusement et selon l’invention, ledit axe de rotation est au moins sensiblement parallèle -notamment strictement parallèle- à la direction principale de la portion du guide d’onde de liaison dans laquelle la pièce d’adaptation est placée, et est donc aussi au moins sensiblement parallèle -notamment strictement parallèle- à la direction de propagation de l’onde hyperfréquence dans le guide d’onde de liaison. Dans tout le texte, l'expression "au moins sensiblement" indique, de façon habituelle, qu'une caractéristique structurelle ou fonctionnelle ne doit pas être prise comme marquant une discontinuité abrupte, qui n'aurait pas de sens physique, mais couvre non seulement cette structure ou cette fonction, mais également des variations légères de cette structure ou de cette fonction qui produisent, dans le contexte technique considéré, un effet de même nature, sinon de même degré.

Dans certains modes de réalisation avantageux et selon l’invention, le dispositif de déplacement conjoint comprend, pour chaque filtre à cavité(s), un arbre en matériau diélectrique monté rotatif autour dudit axe de rotation et portant au moins une pièce d’adaptation et au moins une pièce d’accord, et un dispositif motorisé d’entraînement en rotation de cet arbre par rapport à chaque cavité du filtre à cavité(s) et au guide d’onde de liaison. En outre le dispositif selon l’invention comprend aussi avantageusement une unité de commande de ce dispositif motorisé d'entraînement, l'ensemble étant adapté pour permettre d'entraîner l'arbre en rotation au moins entre deux positions angulaires extrêmes séparées d'un angle supérieur ou égal à 90° l'une de l'autre, et, de préférence, continûment ou selon une pluralité de positions angulaires discrètes (c'est-à-dire par pas) entre ces deux positions angulaires extrêmes.

Dans certains de ces modes de réalisation, avantageusement et selon l’invention chaque filtre à cavité(s) comprend deux cavités cylindriques accouplées l’une à l’autre et adaptées de façon à résonner chacune en mode dual choisi parmi les modes duaux TE1 IN et TM1 IN, N étant un nombre entier compris entre 1 et 3. Dans tout le texte, le terme "cylindrique" doit s'entendre au sens mathématique du terme et englobe non seulement les formes cylindriques de révolution, mais également toute forme cylindrique à base fermée non circulaire, notamment à base polygonale -notamment carrée ou rectangulaire-, elliptique, ou quelconque. Les modes duaux permettent de réaliser deux résonances électromagnétiques dans un même résonateur. Les modes duaux TE11N, TM11N dans un filtre à cavités procurent un bon compromis entre un fort facteur de qualité (d'autant plus important que N est grand), un encombrement réduit, et une isolation fréquentielle importante par rapport aux autres modes de résonance. L'invention s'applique néanmoins également à d'autres variantes de réalisation de chaque filtre fréquentiel accordable en fréquence.

De préférence, avantageusement un dispositif selon l'invention comprend une pièce d’adaptation montée avec une position réglable dans chaque guide d’onde de jonction. Il est possible cependant de prévoir en variante qu'au moins un guide d'onde de jonction soit exempt d'une telle pièce d'adaptation, selon les besoins. L'invention s'étend également à un dispositif émetteur d’onde hyperfréquence comprenant au moins un dispositif de filtrage fréquentiel d’onde hyperfréquence accordable en fréquence selon l'invention. Elle s'étend plus particulièrement à un dispositif émetteur multicanaux comprenant au moins un dispositif de filtrage fréquentiel et de multiplexage d'ondes hyperfréquences selon l'invention. Il peut s'agir en particulier d'un dispositif de multiplexage de sortie d'un transpondeur multicanaux.

Un dispositif émetteur selon l'invention comprend ainsi en particulier au moins un dispositif de filtrage fréquentiel hyperfréquence accordable en fréquence à distance et en cours d'utilisation, notamment à l'aide d'au moins un signal de commande adressé à ce dispositif de filtrage fréquentiel, un tel signal de commande pouvant être reçu par une unité de commande du dispositif de filtrage fréquentiel pour réaliser un accord en fréquence de ce dernier et un ajustement de la longueur électrique équivalente d'au moins une portion d'au moins un guide d'onde de liaison en fonction de l'accord en fréquence du dispositif de filtrage fréquentiel. L'invention s'étend également à un réseau de communication -notamment choisi parmi un réseau de communication de téléphonie mobile et un réseau de communication par satellites- comprenant au moins un dispositif émetteur selon l'invention -notamment une pluralité de dispositifs émetteurs selon l'invention-. L'invention s'étend également à un système spatial -notamment un satellite artificiel de la Terre tel qu'un satellite de communication-comprenant au moins un dispositif émetteur selon l'invention. L'invention concerne également un dispositif de filtrage fréquentiel hyperfréquence accordable en fréquence, un dispositif émetteur, un réseau de communication et un système spatial caractérisés en combinaison par tout ou partie des caractéristiques mentionnées ci-dessus ou ci-après. D'autres buts, caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description suivante donnée à titre non limitatif de certains seulement de ses modes de réalisation possibles et qui se réfère aux figures annexées dans lesquelles : - la figure la est une vue schématique en perspective d’un dispositif de filtrage fréquentiel hyperfréquence accordable en fréquence monocanal selon un mode de réalisation conforme à l’invention dans un premier état d’accord en fréquence, - la figure lb est une vue schématique en perspective du dispositif de de la figure la dans un deuxième état d’accord en fréquence, - la figure 2 est un graphique illustrant des résultats obtenus de l’allure des paramètres électriques Sll et S21 à la sortie d’un dispositif selon les figures la et lb dans les deux états d’accord en fréquence, - la figure 3 est une vue schématique de dessus d’un dispositif de filtrage fréquentiel hyperfréquence accordable en fréquence à deux canaux selon un mode de réalisation conforme à l’invention dans un premier état d’accord en fréquence, - la figure 4a est un graphique illustrant des résultats obtenus de l’allure du paramètre électrique S21 à la sortie d’un dispositif selon la figure 3 pour deux états d’accord en fréquence du premier canal lorsque le deuxième canal est dans un premier état d’accord en fréquence, - la figure 4b est un graphique illustrant des résultats obtenus de l’allure du paramètre électrique Sll à la sortie d’un dispositif selon la figure 3 pour deux états d’accord en fréquence du premier canal lorsque le deuxième canal est dans un premier état d’accord en fréquence, - la figure 5 est un schéma général d’un exemple de transpondeur selon l’invention.

Un dispositif de filtrage fréquentiel hyperfréquence accordable en fréquence monocanal selon l’invention tel que représenté dans l’exemple des figures la et 1 b comprend un unique filtre 11 fréquentiel passe-bande à cavités cylindriques et accordable en fréquence suivant au moins deux états formé de deux résonateurs 12a, 12b identiques à cavité métallique, accouplés l’un à l’autre par l’intermédiaire d’un moyen de couplage central tel qu'un iris. Les deux cavités des deux résonateurs 12a, 12b présentent des parois électriquement conductrices (métalliques) cylindriques de révolution autour de deux axes parallèles l'un à l'autre, c'est-à-dire orientés selon une même direction principale. Les cavités sont en outre au moins partiellement fermées à leurs extrémités axiales. Elles présentent chacune une entrée de couplage 16a, 16b et une sortie de couplage 17a, 17b.

Ce filtre 11 est alimenté par une onde hyperfréquence via un guide d'onde de liaison 13 d'entrée métallique à section rectangulaire connecté à une entrée de couplage 16a de la cavité cylindrique du premier résonateur 12a. Une sortie de couplage 17b de la cavité cylindrique du deuxième résonateur 12b est connectée à un guide d'onde de liaison 14, 15 de sortie formé d'un guide d'onde 14 de jonction métallique à section rectangulaire aboutissant dans un guide d’onde de transmission, dit manifold 15, métallique à section rectangulaire s'étendant orthogonalement au guide d'onde 14 de jonction. Le guide d'onde 13 d'entrée et le guide d'onde 14 de jonction s'étendent longitudinalement selon une même direction longitudinale orthogonale à la direction principale des cavités cylindriques des résonateurs 12a, 12b. Le manifold 15 s'étend longitudinalement également orthogonalement à la direction principale des cavités cylindriques des résonateurs 12a, 12b.

Le guide d'onde 13 de liaison d'entrée présente une extrémité 18 d'alimentation d'une onde hyperfréquence, et peut être doté à cet effet de tout moyen d'excitation et/ou de couplage, notamment une ouverture, un iris, une sonde électrique ou magnétique, une connexion à une ligne de transmission hyperfréquence... Le manifold 15 présente une première extrémité 19 longitudinale de transmission d'une onde hyperfréquence filtrée en fréquence par le filtre 11, et peut être doté à cet effet de tout moyen d'excitation et/ou de couplage, notamment une ouverture, un iris, une sonde électrique ou magnétique, une connexion à une ligne de transmission hyperfréquence... Le manifold 15 présente une deuxième extrémité 20 longitudinale opposée à la première extrémité 19 longitudinale de transmission, cette deuxième extrémité 20 longitudinale étant en court-circuit. Le manifold 15 est adapté pour transmettre l'onde hyperfréquence filtrée jusqu'à sa première extrémité 19 longitudinale de transmission avec le moins de perte possible, en évitant notamment les parasites et des réflexions (réjections).

Un tel filtre 11 constitue un filtre fréquentiel passe-bande à cavités, chacune des cavités pouvant résonner sur deux polarisations en mode dual à haut facteur de qualité (typiquement supérieur à 10 000), avec une faible consommation d'énergie électrique, une grande fiabilité de fonctionnement, une puissance transmise de valeur importante, typiquement supérieure à 150 W, et une bande passante étroite.

Le filtre 11 est traversé par un arbre 21 en matériau diélectrique monté rotatif par rapport aux cavités des résonateurs autour d'un axe 22 de rotation s'étendant selon la direction longitudinale du guide d'onde 13 d'entrée et du guide d'onde 14 de jonction, et donc orthogonalement à la direction principale des cavités. Pour ce faire, l'arbre 21 en matériau diélectrique s'étend longitudinalement au-delà des cavités des résonateurs et des guides d'onde de liaison d'entrée 13 et de sortie 14, 15, et peut être guidé en rotation par un (ou plusieurs) palier(s) (non représenté(s)) solidaire(s) d'une platine (non représentée) portant les cavités des résonateurs. Avantageusement, l'une 23 des extrémités longitudinales de l'arbre 21 en matériau diélectrique est accouplée à un moteur électrique 24 tel qu'un moteur pas à pas à courant continu basse tension (par exemple comprise entre 8 V et 20 V) à faible résolution angulaire (par exemple entre 0,01 degré et plusieurs degrés), permettant l'entraînement en rotation et le contrôle de la position angulaire de l'arbre 21 en matériau diélectrique autour de l'axe 22 de rotation. Dans l'exemple représenté l'arbre 21 en matériau diélectrique s'étend en saillie longitudinalement au-delà et à l'extérieur du manifold 15 pour présenter l'extrémité 23 longitudinale de l'arbre 21 accouplée au moteur 24. L'arbre 21 en matériau diélectrique porte et entraîne en rotation avec lui autour de l'axe 22 de rotation une pluralité de pièces 25a, 25b, 26a, 26b, 27a, 27b d'accord en fréquence du filtre 11, ces pièces 25a, 25b, 26a, 26b, 27a, 27b d'accord étant en matériau diélectrique et présentant une géométrie de forme telle qu'elles procurent une modification de l'accord en fréquence du filtre 11 lorsque la position angulaire de l'arbre 21 autour de l'axe 22 de rotation est modifiée. Ces pièces d'accord 25a, 25b, 26a, 26b, 27a, 27b sont de préférence monobloc, fabriquées d'un seul tenant avec l'arbre 21, en un seul matériau diélectrique, et sont donc solidaires en rotation de ce dernier. Ces pièces d'accord 25a, 25b, 26a, 26b, 27a, 27b présentent une forme non symétrique de révolution autour de l'axe 22 de rotation. Le matériau diélectrique constituant l’arbre 21 et chacune des pièces d'accord est choisi pour présenter une permittivité relative supérieure à celle de l'air, typiquement comprise entre 5 et 40. Ce matériau diélectrique peut être par exemple choisi dans le groupe formé de l’alumine, des céramiques diélectriques -notamment des céramiques à base de baryum et de titane, en particulier du type BMT à base de baryum, magnésium et titane telles que BaTi,Mg03, et/ou du type BZT à base de baryum, zircone et titane telles que BaZrTi03-, et de la zircone.

On sait en effet que de manière générale la fréquence de résonance d'un résonateur est inversement proportionnelle à la racine carrée de la permittivité relative effective du résonateur, l'onde électromagnétique hyperfréquence propageant moins vite dans un milieu de permittivité relative effective plus importante. Du fait de la forme non symétrique de révolution de chacune de ces pièces d'accord par rapport à l’axe 22 de rotation, l'entraînement en rotation de l'arbre 21 et de ces pièces d'accord 25a, 25b, 26a, 26b, 27a, 27b a pour effet de modifier la permittivité relative effective du résonateur, et donc la fréquence de résonance de ce dernier. On obtient ainsi une modification de l'accord en fréquence du résonateur en ce qui concerne sa fréquence centrale et/ou sa bande passante.

Il est prévu en particulier dans chaque cavité cylindrique, solidaire en rotation de l’arbre 21, une pièce d'accord 25a, 25b principale, dont la forme est telle que la permittivité relative effective de chaque résonateur vis-à-vis de l'onde hyperfréquence le traversant est modifiée en fonction de la position angulaire de l’arbre 21 et de la pièce d'accord 25a, 25b principale autour de l'axe 22 de rotation. Dans l'exemple représenté, chaque pièce d'accord 25a, 25b principale comprend un barreau 28 parallélépipédique ayant une plus grande dimension longitudinale s'étendant orthogonalement à l'arbre 21 de part et d'autre de ce dernier, et une plaquette 29 carrée à chaque extrémité du barreau 28, cette plaquette 29 s'étendant orthogonalement au barreau 28 et en largeur en saillie par rapport à la largeur du barreau 28. Les deux pièces d'accord 25a, 25b principales des deux cavités des deux résonateurs 12a 12b sont parallèles l'une à l'autre.

Il est également prévu, également solidaires en rotation de l’arbre 21, des pièces d'accord 26a, 26b à chaque entrée de couplage 16a, 16b de chaque cavité de chaque résonateur 12a, 12b, respectivement. Il est également prévu des pièces d'accord 27a, 27b à chaque sortie de couplage 17a, 17b de chaque cavité de chaque résonateur 12a, 12b, respectivement. Ces pièces d'accord 26a, 26b, 27a, 27b des entrées et sorties de couplage des cavités peuvent être, comme dans l’exemple représenté, formées de simples parallélépipèdes, de dimensions plus réduites que celles des pièces d'accord 25a, 25b principales. Ces pièces d'accord 26a, 26b, 27a, 27b des entrées et sorties de couplage des cavités agissent sur le coefficient de couplage inter-cavités et donc sur la bande passante du filtre. Ces pièces d'accord 26a, 26b, 27a, 27b des entrées et sorties de couplage des cavités présentent une plus grande dimension longitudinale orientée parallèle à la plus grande dimension longitudinale des pièces d'accord 25a, 25b principales.

Chaque cavité peut-être également dotée de vis métalliques (non représentées) pouvant pénétrer plus ou moins profondément à l'intérieur de la cavité pour permettre de réaliser des réglages fins et minimiser les éventuels phénomènes d'ondulations dans la bande de fréquences du filtre 11. L'arbre 21 en matériau diélectrique porte également et entraîne en rotation avec lui autour de l'axe 22 de rotation, dans chaque guide d’onde de liaison 13 et 14, 15 connecté au filtre 11, une pièce, dite pièce d'adaptation 30, 31, en matériau diélectrique présentant une géométrie de forme telle qu'elle procure une modification de la longueur électrique équivalente du guide d’onde de liaison 13 ou 14, 15 lorsque la position angulaire de l'arbre 21 autour de l'axe 22 de rotation est modifiée. Ces pièces 30, 31 d'adaptation sont de préférence monobloc, fabriquées d'un seul tenant avec l'arbre 21, en un seul matériau diélectrique, et sont donc solidaires en rotation de l’arbre 21. Ces pièces 30, 31 d'adaptation présentent une forme non symétrique de révolution autour de l'axe 22 de rotation. Le matériau diélectrique constitutif de ces pièces 30, 31 d'adaptation est aussi choisi pour présenter une permittivité relative supérieure à celle de l'air, typiquement comprise entre 10 5 et 40, et peut être identique ou non à celui des pièces d'accord 25a, 25b, 26a, 26b, 27a, 27b et de l’arbre 21. Ce matériau diélectrique constitutif de ces pièces 30, 31 d'adaptation peut être par exemple choisi dans le groupe formé de l’alumine, des céramiques diélectriques -notamment des céramiques à base de baryum et de titane, en particulier du type BMT à base de baryum, magnésium et titane telles que BaTi,Mg03, et/ou du type BZT à base de baryum, zircone et titane telles que BaZrTi03-, et de la zircone.

Il est prévu en particulier dans le guide d'onde 14 de jonction une pièce 31 d'adaptation de sortie formée d'un bloc parallélépipédique de matériau diélectrique présentant une plus grande dimension longitudinale orientée parallèle à la plus grande dimension longitudinale des pièces d'accord 25a, 25b principales et des pièces d'accord 26a, 26b, 27a, 27b des entrées et sorties de couplage.

Il est possible de déterminer la forme et les dimensions de la pièce 31 d’adaptation de sortie, ainsi que sa position longitudinale sur l'arbre 21 dans le guide d'onde 14 de jonction (repérée par la distance vl entre ces pièces 31 et l'extrémité du guide d'onde 14 de jonction reliée au manifold 15) de façon à optimiser la valeur de la longueur électrique équivalente du guide d'onde 14 de jonction pour minimiser les pertes et les égaliser dans les différentes positions angulaires de l'arbre 21, c'est-à-dire en fonction de l'accord en fréquence réalisé par les pièces d'accord 25a, 25b, 26a, 26b, 27a, 27b.

Pour ce faire, on détermine tout d'abord les caractéristiques du dispositif de filtrage pour son état d'accord en fréquence correspondant à la plus grande valeur de sa fréquence centrale, c'est-à-dire correspondant à la figure lb dans l'exemple représenté, dans laquelle les pièces d'accord et les pièces d'adaptation génèrent le moins de perturbations du champ électrique. On choisit les dimensions, les formes et la position longitudinale des pièces d'accord et des pièces d'adaptation pour que dans l'état d'accord en fréquence de la figure la, pour lequel l’arbre 21 et les pièces sont dans une position angulaire à 90° de celle de la figure lb, ces pièces génèrent au contraire une perturbation maximum en présentant un volume maximum de matériau diélectrique au niveau du maximum de champ électrique du mode fondamental de propagation, notamment au niveau du maximum de champ électrique du mode fondamental TE10 dans le guide d'onde de liaison. Il en résulte que la fréquence centrale du filtre 11 est abaissée, et que la longueur électrique équivalente du guide d'onde 14 de jonction est également réduite, tandis que la longueur physique effective de ce guide d'onde 14 de jonction, précédemment déterminée dans l'état d'accord en fréquence de la figure lb, n'est pas modifiée.

Les paramètres les plus importants pour la pièce 31 d’adaptation de sortie dans l’exemple de réalisation des figures la et lb sont : - la position longitudinale vl de la pièce 31 d’adaptation de sortie dans le guide d’onde 14 de jonction le long de l’arbre 21, - l’épaisseur el de la pièce 31 d’adaptation de sortie dans la direction longitudinale de l’arbre 21, selon l’axe 22 de rotation.

Il est possible de déterminer ces paramètres par itérations successives par dichotomie.

Les formes et dimensions transversales de la pièce 31 d’adaptation de sortie sont par contre déterminées pour présenter le minimum de perturbation du champ électrique dans l’état de la figure lb, et le maximum de perturbation du champ électrique lors de la rotation dans l’état de la figure la, c’est-à-dire pour occuper au maximum l’espace interne dans le guide d’onde 14 de jonction au sein duquel le maximum de champ est confiné.

La pièce d'adaptation 30 placée dans le guide d'onde 13 de liaison d'entrée présente les mêmes formes et dimensions que la pièce d'adaptation 31 du guide d'onde 14 de jonction. Cette pièce d'adaptation 30 est disposée dans le guide d'onde 13 de liaison d'entrée en une position longitudinale correspondant à un minimum du champ électrique, c'est-à-dire en partie médiane de ce guide d'onde 13.

Dans le mode de réalisation de la figure 3, le dispositif selon l'invention comprend deux filtres 11, 41, à savoir un premier filtre 11 identique au filtre 11 du premier mode de la réalisation des figures la et lb, et un deuxième filtre 41 similaire à ce premier filtre 11, c'est-à-dire présentant deux résonateurs 42a, 42b à cavités cylindriques parallèles, un guide d'onde 43 de liaison d'entrée, un guide d'onde 44 de liaison de jonction s'étendant à partir de la sortie 47b de couplage, un arbre 51 en matériau diélectrique monté rotatif autour d'un axe 52 de rotation orthogonale à la direction principale des cavités cylindriques et dont la position angulaire peut être contrôlée par un dispositif motorisé 54, des pièces d'accord en fréquence 55a, 55b dans les cavités et 56a, 56b, 57a, 57b dans les entrées et sorties de couplage des résonateurs, une pièce d'adaptation 60 dans le guide d'onde 43 d'entrée et une pièce d'adaptation 61 dans le guide d'onde 44 de jonction. Le deuxième filtre 41 présente cependant des cavités dont les dimensions sont différentes de celles du premier filtre 11, pour présenter une fréquence centrale de filtrage différente de la fréquence centrale de filtrage du premier filtre 11, notamment supérieure d'une valeur par exemple comprise entre 10 MHz et 100 MHz (toute autre valeur étant possible).

Les guides d'onde 14, 44 de jonction de chacun des deux filtres 11, 41 sont connectés à un manifold 45 commun, orthogonalement à la direction longitudinale principale de ce dernier. Ce manifold 45 est similaire au manifold 15 du premier mode de réalisation, mais est prolongée longitudinalement pour pouvoir accueillir le deuxième filtre 41. Le manifold 45 présente donc une première extrémité 49 longitudinale de transmission d'une onde hyperfréquence multiplexée issue des deux filtres 11, 41, et une deuxième extrémité 50 longitudinale en court-circuit.

Les guides d'onde 14, 44 de jonction des filtres 11, 41 sont séparés l'un de l'autre par une portion du manifold 45 présentant une longueur hl. Le manifold 45 présente une longueur l_cc entre sa deuxième extrémité 50 longitudinale en court-circuit et le guide d'onde 14 de jonction du premier filtre 11, et une longueur h2 entre le guide d'onde 44 de jonction du deuxième filtre 41 est sa première extrémité 49 longitudinale. La position longitudinale de la pièce d'adaptation 31 dans le guide d'onde 14 de jonction du premier filtre 11 est vl, et la position longitudinale de la pièce d'adaptation 61 dans le guide d'onde 44 de jonction du deuxième filtre 41 est v2.

La position angulaire des arbres 21 et 51 en matériau diélectrique des filtres 11, 41 représentée figure 3 correspond à un état d'accord en fréquence, dit état 2, dans lequel les perturbations introduites par les pièces en matériau diélectrique dans le champ électrique de l'onde hyperfréquence sont minimales, les pièces d'accord et d'adaptation s'étendant longitudinalement orthogonalement aux directions principales des cavités cylindriques des résonateurs.

Chaque arbre 21, 51 peut être entraîné en rotation autour de son axe 22, 52, notamment jusqu'à une position angulaire à 90° de celle de l'état 2, correspondant à un état d'accord en fréquence, dit état 1, dans lequel les perturbations introduites par les pièces en matériau diélectrique dans le champ électrique de l'onde hyperfréquence sont maximales, les pièces d'accord et d'adaptation s'étendant longitudinalement parallèlement aux directions principales des cavités cylindriques des résonateurs.

Le dimensionnement de ce dispositif de filtrage peut être effectué de la façon suivante.

On choisit des valeurs de el, vl, et l_cc correspondant à celles déterminées précédemment avec le filtre 11 uniquement.

On réalise une optimisation du deuxième filtre 41 individuellement comme décrit ci-dessus pour le premier filtre 11 afin de déterminer notamment une valeur de e2 (épaisseur longitudinale de la pièce d'adaptation 61 dans le guide d'onde 44 de jonction) et une valeur initiale de v2. La valeur h2 est 16,3 mm. La valeur initiale hl est 19,23mm.

Les deux filtres 11, 41 assemblés dans un dispositif de filtrage conforme au deuxième mode de réalisation de la figure 3 sont placés dans l'état 2. On fait ensuite varier la valeur v2 de la position longitudinale de la pièce d'adaptation 61 dans le guide d'onde 44 de jonction du deuxième filtre 41 de façon à optimiser cette valeur v2 pour minimiser les parasites introduites dans l'onde hyperfréquence dans la bande passante du premier filtre 11, et pour obtenir une bonne adaptation de ce deuxième filtre 41. On fait varier ensuite la longueur hl séparant les deux filtres 11, 41 en plaçant le deuxième filtre 41 à l'état 1 de l'accord en fréquence afin d'optimiser la valeur hl pour éviter des pertes dans la bande passante de ce deuxième filtre 41 dans cet état 1.

La même méthodologie peut être réitérée pour obtenir un dispositif de filtrage comprenant un nombre de filtres fréquentiels supérieur à 2. Il est à noter en particulier qu'il est possible d'incorporer une ou plusieurs pièces d'adaptation à l'intérieur du manifold 45 afin de pouvoir modifier la longueur électrique équivalente d'au moins une portion de ce manifold 45 en fonction de l'accord en fréquence de l'un au moins des filtres fréquentiels. Pour ce faire, il est possible par exemple d'insérer un arbre en matériau diélectrique à l'intérieur du manifold 45, cet arbre étant monté rotatif autour d'un axe correspondant à la direction longitudinale du manifold 45, et portant une ou plusieurs pièces d'adaptation, par exemple une pièce d'adaptation dans la portion séparant la deuxième extrémité en court-circuit du manifold du guide d'onde de jonction du premier filtre et/ou dans chaque portion du manifold séparant deux guides d'onde de jonction consécutifs de deux filtres fréquentiels et/ou dans la portion du manifold séparant sa première extrémité de transmission du dernier guide d'onde de jonction du dernier filtre. Cette variante peut être envisagée avantageusement en particulier dans le cas d’une pluralité de filtres fréquentiels dont les réponses en fréquence sont suffisamment éloignées les unes des autres.

La figure 5 représente un transpondeur selon l'invention pouvant être utilisé à bord d'un système spatial tel qu'un satellite artificiel de la Terre pour former un réseau de communication par satellite. Ce transpondeur comprend une antenne 70 de réception d'une onde hyperfréquence multicanaux, un filtre fréquentiel 71 de réception, un amplificateur à faible bruit 72, un convertisseur de fréquence 73, un démultiplexeur d'entrée 74 séparant les différents canaux de l'onde hyperfréquence reçue, des amplificateurs 75 individuels de chaque canal, un multiplexeur de sortie 76 délivrant une onde hyperfréquence multiplexée, un filtre fréquentiel 77 d'émission et une antenne 78 d'émission de l'onde hyperfréquence multiplexée. Dans un tel transpondeur, le multiplexeur de sortie 76 est un dispositif de filtrage et de multiplexage accordable en fréquence selon l'invention tel que décrit ci-dessus, délivrant une onde hyperfréquence multiplexée à la première extrémité de transmission du manifold. Le nombre de filtres fréquentiels accordables en fréquence du multiplexeur de sortie 76 est égal au nombre de canaux de l'onde hyperfréquence reçue. Chacun des différents moteurs électriques permettant l'accord en fréquence de chaque filtre fréquentiel tel ajustement de la longueur électrique effective des guides d'onde de liaison correspondant est commandé à distance par une unité 79 de commande sur réception d'un signal de commande pouvant être émis par exemple depuis le sol est transmis au système spatial pour commander l'accord en fréquence de chacun des filtres fréquentiels du multiplexeur de sortie 76. EXEMPLE 1 :

On a réalisé un dispositif conforme aux figures 1 et 2 présentant les caractéristiques suivantes :

Avec une longueur totale du guide d’onde 14 de jonction égale à 6,9 mm, l’optimisation de la longueur l_cc de la portion du manifold 15 s’étendant jusqu’à sa deuxième extrémité 20 en court-circuit à partir du guide d’onde 14 de jonction (pour que la longueur totale entre la sortie de couplage 17 du filtre 11 et cette extrémité 20 en court-circuit soit un multiple de λο/2, Xq étant la longueur d’onde de l’onde hyperfréquence émise par la sortie de couplage 17 du filtre 11, c’est-à-dire correspondant à la fréquence centrale de ce dernier) donne une valeur de 16,33 mm.

Après avoir essayé différentes valeurs de vl (6,4 mm, 4,4 mm, 3,9 mm) et de l’épaisseur el longitudinale (entre 2 mm et 7 mm) de la pièce 31 d’adaptation de sortie, on obtient les résultats suivants, avec vl = 2,9 mm et une épaisseur longitudinale de la pièce 31 d’adaptation de sortie el = 2 mm :

Le décalage en fréquence FcO-2 - FcO-1 est de l’ordre de 747 MHz. La figure 3 montre que les pertes en réflexion (courbe Cl) et les pertes en transmission (courbe C2) sont faibles et similaires dans les deux états avec une valeur du paramètre de réflexion Sll inférieure à -17,5dB dans les deux états. En l’absence de la pièce d’adaptation 31, ou avec des valeurs différentes de vl et de el, on constate au contraire dans l’état de la figure la une trop grande valeur du paramètre de réflexion SI 1, de l’ordre de -8 dB. EXEMPLE 2 :

On a réalisé un dispositif conforme à la figure 3 comme indiqué ci-dessus avec deux dispositifs conformes à l’exemple 1 juxtaposés.

Les figures 4a et 4b représentent les paramètres électriques SI 1 et S21 du deuxième filtre 41 en fonction de l’état du premier filtre 11 lorsque le deuxième filtre 41 est à l’état 1 d’accord en fréquence. Comme on le voit les paramètres Sll et S21 du deuxième filtre 41 sont similaires dans les deux états du premier filtre 11. L'invention peut faire l'objet de nombreuses variantes de réalisation et de nombreuses applications autres que celles décrites ci-dessus. En particulier, il est possible de prévoir des filtres fréquentiels autres que des filtres à cavité(s) (par exemple à base de composants semi-conducteurs passifs ou de micro systèmes électromécaniques) ; le dispositif d'ajustement de longueur électrique équivalente peut être piloté par une logique de commande spécifique en fonction de l'accord en fréquence du dispositif de filtrage fréquentiel mais indépendamment du dispositif réalisant l'accord en fréquence de l'un ou de plusieurs des filtres du dispositif de filtrage fréquentiel, c'est-à-dire avec des valeurs différentes (par exemple l'arbre rotatif portant une pièce d'adaptation peut être distinct de l'arbre portant les pièces d'accord en fréquence, la position angulaire de ces deux arbres pouvant être contrôlée indépendamment l'une de l'autre (ce qui permet notamment d'ajuster la longueur électrique équivalente d'un guide d'onde de jonction d'un filtre en fonction de l'accord en fréquence d'un autre filtre)) ; le dispositif d'ajustement de longueur électrique équivalente peut être formé autrement que par un arbre rotatif en matériau diélectrique portant une pièce d'adaptation en matériau diélectrique, par exemple par une pièce d'adaptation en matériau diélectrique entraînée en translation, ou avec un actionneur incluant une transmission mécanique avec ou sans transformation de mouvement... Rien n’empêche également de prévoir, en variante ou en combinaison, une ou plusieurs pièce(s) d’adaptation en un matériau autre que diélectrique, notamment électriquement conducteur, permettant de modifier la longueur électrique équivalente. En outre, l'invention s'applique non seulement à des filtres passe-bande, mais également à des filtres passe haut et/ou à des filtres passe bas accordables en fréquence. L'invention peut faire l'objet d'autres applications que pour un transpondeur de système spatial, par exemple pour un émetteur, notamment un émetteur multicanaux, dans un réseau de communication terrestre tel qu'un réseau de téléphonie mobile.

Claims (15)

1. REVENDICATIONS 1/- Dispositif de filtrage fréquentiel d’onde hyperfréquence accordable en fréquence comprenant au moins un filtre (11, 41) fréquentiel connecté à au moins un guide d’onde, dit guide d’onde (13, 14, 15, 43, 44, 45) de liaison, caractérisé en ce qu’il comporte au moins un dispositif (21, 24, 30, 31, 51, 54, 60, 61) d’ajustement de la longueur électrique équivalente d’au moins une portion d’au moins un guide d’onde (13, 14, 15, 43, 44, 45) de liaison en fonction de l’accord en fréquence du dispositif de filtrage fréquentiel.
2. 2/- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu’au moins un filtre (11, 41) fréquentiel est un filtre accordable en fréquence et en ce que ledit dispositif (21, 24, 30, 31, 51, 54, 60, 61) d’ajustement est adapté pour ajuster, en fonction de l’accord en fréquence dudit filtre accordable en fréquence, la longueur électrique équivalente d’au moins une portion d’au moins un guide d’onde (13, 14, 15, 43, 44, 45) de liaison connecté audit filtre accordable en fréquence.
3. 3/ - Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce qu’au moins un filtre (11, 41) fréquentiel accordable en fréquence est un filtre passe-bande présentant une fréquence centrale accordable et/ou une largeur de bande accordable.
4. 4/ - Dispositif selon l’une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu’il comprend au moins un filtre (11, 41) fréquentiel connecté à un guide d’onde (14, 15, 44, 45) de liaison en T comprenant : - un guide d’onde, dit manifold (15, 45), s’étendant entre une première extrémité (19, 49) de transmission d’une onde hyperfréquence, et une deuxième extrémité (20, 50), - au moins un guide d’onde (14, 44) de jonction relié à une extrémité de couplage d’un filtre fréquentiel et audit manifold (15, 45) entre les deux extrémités de ce dernier, le manifold s’étendant orthogonalement à chaque guide d’onde (14, 44) de jonction.
5. 5/ - Dispositif selon la revendication 4, de filtrage fréquentiel et de multiplexage d’ondes hyperfréquences caractérisé en ce qu’il comprend une pluralité de filtres (11, 41) fréquentiels accordables en fréquence, présentant chacun une extrémité de couplage avec un guide d’onde (14, 44) de jonction relié au manifold (15, 45) entre les deux extrémités de ce dernier, et en ce qu’il comporte au moins un dispositif (21, 24, 30, 31, 51, 54, 60, 61) d’ajustement de la longueur électrique équivalente d’au moins un guide d’onde de liaison d’au moins un filtre fréquentiel en fonction de l’accord en fréquence d’au moins l’un des filtres fréquentiels accordables en fréquence.
6. 6/ - Dispositif selon l’une des revendications 4 ou 5, caractérisé en ce qu’il comporte un dispositif (21, 24, 30, 31, 51, 54, 60, 61) d’ajustement de la longueur électrique équivalente du guide d’onde (14, 44) de jonction de chaque filtre (11, 41) fréquentiel accordable en fréquence, en fonction de l’accord en fréquence de ce filtre (11, 41) fréquentiel accordable en fréquence.
7. 7/ - Dispositif selon l’une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que chaque dispositif (21, 24, 30, 31, 51, 54, 60, 61) d’ajustement comprend au moins une pièce, dite pièce (30, 31, 60, 62) d’adaptation : - montée dans un guide d’onde (13, 14, 15, 43, 44, 45) de liaison de façon à présenter une position réglable dans le guide d’onde (13, 14, 15, 43, 44, 45) de liaison, - présentant une géométrie de forme procurant une modification de la longueur électrique équivalente du guide d’onde (13, 14, 15, 43, 44, 45) de liaison par rapport à la longueur effective de ce dernier, lorsque la position de la dite pièce (30, 31, 60, 61) d’adaptation dans le guide d’onde (13, 14, 15, 43, 44, 45) de liaison est modifiée.
8. 8/ - Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce qu’il comporte au moins un filtre (11, 41) fréquentiel accordable en fréquence, dit filtre à cavité(s), comprenant au moins un résonateur (12a, 12b, 42a, 42b) à cavité comportant au moins une pièce, dite pièce (25a, 25b, 26a, 26b, 27a, 27b) d’accord en fréquence : - montée à l’intérieur de ladite cavité de façon à présenter une position réglable dans la cavité, - présentant une géométrie de forme procurant une modification de l’accord en fréquence du filtre (11, 41) à cavité(s) lorsque la position de la dite pièce (25a, 25b, 26a, 26b, 27a, 27b) d’accord en fréquence dans la cavité est modifiée, et en ce qu’il comporte un dispositif (21, 24, 51, 54) de déplacement conjoint de chaque pièce (25a, 25b, 26a, 26b, 27a, 27b) d’accord en fréquence et de chaque pièce (30, 31, 60, 61) d’adaptation de chaque filtre à cavité(s).
9. 9/ - Dispositif selon l’une des revendications 7 ou 8, caractérisé en ce qu’au moins une pièce (30, 31, 60, 61) d’adaptation est montée avec une position réglable en rotation autour d’un axe (22, 52) de rotation fixe dans le guide d’onde (13, 14, 15, 43, 44, 45) de liaison, et présente une forme non symétrique de révolution autour de l’axe (22, 50) de rotation.
10. 10/ - Dispositif selon les revendications 8 et 9, caractérisé en ce que le dispositif (21, 24, 51, 54) de déplacement conjoint comprend, pour chaque filtre (11, 41) à cavité(s), un arbre (21, 51) en matériau diélectrique monté rotatif autour dudit axe (22, 52) de rotation et portant au moins une pièce d’adaptation et au moins une pièce d’accord, et un dispositif (24, 54) motorisé d’entraînement en rotation de cet arbre par rapport à chaque cavité du filtre à cavité(s) et au guide d’onde (13, 14, 15, 43, 44, 45) de liaison.
11. 11/- Dispositif selon l’une des revendications 4 à 6 et selon l’une des revendications 7 à 10, caractérisé en ce qu’il comprend une pièce (31, 61) d’adaptation montée avec une position réglable dans chaque guide d’onde (14, 44) de jonction.
12. 12/- Dispositif émetteur d’onde hyperfréquence comprenant au moins un dispositif de filtrage fréquentiel d’onde hyperfréquence accordable en fréquence selon l’une des revendications 1 à 11.
13. 13/- Dispositif émetteur multicanaux selon la revendication 12 caractérisé en ce qu’il comprend au moins un dispositif de filtrage fréquentiel et de multiplexage d’ondes hyperfréquences selon la revendication 5 et l’une des revendications 1 à 11.
14. 14/- Réseau de communication comprenant au moins un dispositif émetteur selon l’une des revendications 12 ou 13.
15. 15/-Système spatial comprenant au moins un dispositif émetteur selon l’une des revendications 12 ou 13.