FR3074364A1 - Charge interne pour tube a ondes progressives utilisant une ligne a retard en guide replie - Google Patents
Charge interne pour tube a ondes progressives utilisant une ligne a retard en guide replie Download PDFInfo
- Publication number
- FR3074364A1 FR3074364A1 FR1701253A FR1701253A FR3074364A1 FR 3074364 A1 FR3074364 A1 FR 3074364A1 FR 1701253 A FR1701253 A FR 1701253A FR 1701253 A FR1701253 A FR 1701253A FR 3074364 A1 FR3074364 A1 FR 3074364A1
- Authority
- FR
- France
- Prior art keywords
- guide
- folded
- groove
- slow wave
- plate
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J23/00—Details of transit-time tubes of the types covered by group H01J25/00
- H01J23/16—Circuit elements, having distributed capacitance and inductance, structurally associated with the tube and interacting with the discharge
- H01J23/24—Slow-wave structures, e.g. delay systems
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J23/00—Details of transit-time tubes of the types covered by group H01J25/00
- H01J23/16—Circuit elements, having distributed capacitance and inductance, structurally associated with the tube and interacting with the discharge
- H01J23/24—Slow-wave structures, e.g. delay systems
- H01J23/26—Helical slow-wave structures; Adjustment therefor
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J23/00—Details of transit-time tubes of the types covered by group H01J25/00
- H01J23/16—Circuit elements, having distributed capacitance and inductance, structurally associated with the tube and interacting with the discharge
- H01J23/24—Slow-wave structures, e.g. delay systems
- H01J23/26—Helical slow-wave structures; Adjustment therefor
- H01J23/27—Helix-derived slow-wave structures
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J25/00—Transit-time tubes, e.g. klystrons, travelling-wave tubes, magnetrons
- H01J25/02—Tubes with electron stream modulated in velocity or density in a modulator zone and thereafter giving up energy in an inducing zone, the zones being associated with one or more resonators
- H01J25/025—Tubes with electron stream modulated in velocity or density in a modulator zone and thereafter giving up energy in an inducing zone, the zones being associated with one or more resonators with an electron stream following a helical path
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J25/00—Transit-time tubes, e.g. klystrons, travelling-wave tubes, magnetrons
- H01J25/34—Travelling-wave tubes; Tubes in which a travelling wave is simulated at spaced gaps
- H01J25/36—Tubes in which an electron stream interacts with a wave travelling along a delay line or equivalent sequence of impedance elements, and without magnet system producing an H-field crossing the E-field
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J25/00—Transit-time tubes, e.g. klystrons, travelling-wave tubes, magnetrons
- H01J25/34—Travelling-wave tubes; Tubes in which a travelling wave is simulated at spaced gaps
- H01J25/36—Tubes in which an electron stream interacts with a wave travelling along a delay line or equivalent sequence of impedance elements, and without magnet system producing an H-field crossing the E-field
- H01J25/38—Tubes in which an electron stream interacts with a wave travelling along a delay line or equivalent sequence of impedance elements, and without magnet system producing an H-field crossing the E-field the forward travelling wave being utilised
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J9/00—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture, installation, removal, maintenance of electric discharge tubes, discharge lamps, or parts thereof; Recovery of material from discharge tubes or lamps
- H01J9/24—Manufacture or joining of vessels, leading-in conductors or bases
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
- H01P9/00—Delay lines of the waveguide type
- H01P9/006—Meander lines
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Waveguides (AREA)
- Microwave Tubes (AREA)
- Constitution Of High-Frequency Heating (AREA)
Abstract
Ligne à onde lente en guide replié munie d'une charge interne comprenant : - une plaque centrale (20) comprenant un trou (21) de glissement de faisceau, rectiligne de même direction que l'axe longitudinal (z) de la plaque centrale (20), et une fente (22) repliée en forme de serpentin ayant ses replis dans le sens de la largeur du guide ; - une plaque inférieure (23) et une plaque supérieure (24) fermant le guide d'onde, respectivement disposées sur et sous la plaque centrale (20); - au moins une rainure (25) de section pouvant être variable, réalisée selon l'axe longitudinal (z) du guide, sur au moins une face interne au guide de la plaque inférieure (23), la plaque supérieure (24) ou la plaque centrale (20), comprenant au moins partiellement un matériau présentant des pertes hyperfréquences ; pour former un guide à onde lente hybride tel que l'amplitude d'une onde soit atténuée d'au moins 20 dB entre le début et la fin de la partie de la ou les rainures contenant un matériau à pertes.
Description
Charge interne pour tube à ondes progressives utilisant une ligne à retard en guide replié
La présente invention concerne une ligne à retard ou guide à onde lente replié pour tube à ondes progressives d'acronyme TOP.
Dans la plupart des tubes hyperfréquence l’interaction entre l’onde et le faisceau est décomposée en deux étapes :
- une première étape: obtenir un groupement des électrons en paquets, c’est-à-dire réaliser une modulation de densité du courant du faisceau au rythme du signal hyperfréquence ; et
- une deuxième étape: placer les paquets d’électrons ainsi obtenus dans une phase où ils sont ralentis par le champ afin de céder leur énergie à l’onde.
Dans le cas des TOP, le groupement des électrons en paquet est obtenu en plaçant le faisceau dans le champ d’une onde progressive dont la vitesse de phase est égale à la vitesse des électrons. Dans un repère mobile les électrons voient le champ d’une onde stationnaire. Les électrons sont ralentis sur une alternance et accélérés sur la suivante. Un paquet d’électrons se forme autour de la phase pour laquelle on passe d’un champ accélérateur à un champ décélérateur.
Un guide d’onde classique, de section rectangulaire ou cylindrique ne convient pas pour l’interaction car la vitesse de phase de l’onde qui se propage dans ce guide est supérieure à la vitesse de la lumière alors que la vitesse des électrons est inférieure à la vitesse de la lumière. De plus il faut un champ électrique parallèle au déplacement des électrons alors que le mode fondamental des guides rectilignes de section rectangulaire ou cylindrique est perpendiculaire à l’axe du guide. Pour obtenir une vitesse de phase inférieure à celle de la lumière il faut un guide spécial appelé guide à ondes lentes ou ligne à retard. Le plus souvent la ligne à retard est une ligne périodique obtenue en translatant de façon répétitive une cellule de base, pour obtenir une succession de cellules identiques. C’est le cas de l’hélice, de la ligne à cavités couplées, de la ligne interdigitale, ...
Dans le domaine des TOP fonctionnant aux longueurs d’onde millimétriques on utilise souvent une ligne à retard dite en guide replié. Cette ligne est obtenue en positionnant de manière périodique des sections de guide d’onde rectangulaire perpendiculaires à l’axe du faisceau, et en reliant de manière alternative les sections de guide droit par des coudes plan E à 180°. La vue de travers du guide replié a la forme d’un serpentin. Le trou de glissement du faisceau est situé au milieu de la section droite de guide rectangulaire. Le champ électrique dans le guide est perpendiculaire au grand coté du guide, et donc parallèle au déplacement des électrons, ce qui permet de moduler le faisceau. L’électron se déplace donc dans le trou de glissement, débouche dans la section de guide droit où il subit l’action du champ électrique (espace d’interaction), retraverse le trou de glissement et débouche dans l’espace d’interaction suivant. L’électron voit donc les espaces d’interaction successifs avec une période égale au pas de la ligne alors que la période géométrique de la ligne est égale à deux fois le pas. Le pas correspond à la distance entre deux guides droits séparés par un coude.
La longueur du guide d'onde replié (partie droite et coudes) est déterminée pour que le déphasage de l’onde dans le guide corresponde à la variation de phase liée au déplacement des électrons d’un espace d’interaction au suivant.
Les tubes à onde progressives utilisent une ligne à retard comportant un nombre de sections supérieur ou égal à 2. La section d’entrée est terminée par une charge et la section de sortie commence par une charge. Les sections intermédiaires commencent et se terminent par une charge. On appelle charge un volume contenant un matériau absorbant l'onde RF raccordé à la ligne à retard, tel que, dans le plan du raccord, l’impédance présentée par le volume soit la plus proche possible de l’impédance caractéristique de la ligne à retard afin de réaliser une bonne adaptation (c’est-à-dire minimiser l’onde réfléchie par la charge).
La figure 1 représente schématiquement une ligne à retard ou guide à onde lente pour tube à ondes progressives comprenant trois sections 1,2, 3. La ligne à retard représentée comprend une entrée 4 et une sortie 5.
Les charges 6 en sortie de la première section 1, en entrée de la deuxième section 2, en sortie de la deuxième section 2, et en entrée de la troisième section 3 sont appelées charge à la coupure ou sever loads en langue anglaise. Entre la fin d’une ligne et le début de la suivante le faisceau d'électrons passe dans un trou de glissement sans champ RF, ce qui contribue à dégrouper le faisceau (c’est donc une perte de modulation).
Si les coefficients de réflexion aux deux extrémités d'une section et le gain de la section sont trop élevés, il est possible d'observer une oscillation dans la section de ligne à retard. C’est pourquoi la longueur des différentes sections est déterminée de manière à limiter le gain, compte tenu du coefficient de réflexion des charges à la coupure.
Les TOP les plus répandus, dont un exemple est illustré sur la figure 2, utilisent une ligne à retard comprenant une hélice 7 maintenue dans un fourreau 8 par trois montants diélectriques 9.
Sur une ligne à retard de la figure 2, la charge est généralement réalisée en déposant, sur les montants 9 supportant l'hélice 7 une couche de matériau ayant des pertes hyperfréquences élevées, tel du graphite. Un matériau présentant des pertes hyperfréquences est caractérisé par une conductivité électrique finie σ (au contraire d’un conducteur parfait dont la conductivité électrique est infinie), ce qui se traduit par un courant de conduction σΕ (E étant le champ électrique) et des pertes résistives σΕ2. Dans un milieu présentant des pertes hyperfréquences l’onde subit une atténuation exponentielle en fonction de la distance. En faisant varier l’épaisseur du dépôt on réalise une charge dont l’atténuation (perte hyperfréquences) et le coefficient de réflexion augmentent progressivement, permettant ainsi d’obtenir une bonne adaptation dans une large bande de fréquences.
Dans une telle ligne à retard à hélice, la longueur de la charge conduit à une perte de modulation importante, donc à une perte de gain du TOP, qu’il faut compenser par une augmentation du gain des autres sections, donc à une augmentation de la longueur totale du TOP.
La figure 3 représente schématiquement l'atténuation sur un montant 9, en fonction de l'épaisseur z du dépôt du matériau ayant des pertes hyperfréquences élevées, tel du graphite. Plus l'atténuation est élevée, plus la couleur grise qui la représente est foncée.
Dans le cas de TOP utilisant une ligne à retard en guide replié, il est connu d'interrompre les ondulations pour passer d'un guide replié 10 à un guide droit 11, dans lequel est placée une charge absorbant de l'énergie électromagnétique. Un tel guide droit peut être soit parallèle, comme représenté sur les figures 4 et 5, soit perpendiculaire, comme représenté sur la figure 6, au trou de glissement 12 du faisceau.
Pour de tels modes de réalisation, bien qu’utilisant une même section de guide, la ligne périodique en guide replié et le guide droit contenant la charge n’ont pas la même impédance et il est nécessaire de réaliser une adaptation entre les deux, qui n’est pas à large bande, et limite la bande du TOP.
En variante, comme représenté sur la figure 7, il est connu d'interrompre la ligne à retard en guide replié pour placer un bloc de diélectrique 13 à pertes d’une géométrie déterminée pour minimiser les réflexions de la charge.
Cette variante comprend une transition brutale entre le guide replié périodique 10 et le bloc diélectrique 13 à pertes hyperfréquences qui équivaut à charger le guide replié périodique 10 par un résonateur à pertes hyperfréquences possédant de nombreuses résonances, ce qui limite la bande de fréquences dans laquelle la charge est bien adaptée.
Un but de l'invention est de pallier les problèmes précédemment cités.
Il est proposé, selon un aspect de l'invention, une ligne à onde lente en guide replié munie d'une charge interne comprenant :
- une plaque centrale comprenant un trou de glissement de faisceau, rectiligne de même direction que l'axe longitudinal de la plaque centrale, et une fente repliée en forme de serpentin ayant ses replis dans le sens de la largeur du guide ;
- une plaque inférieure et une plaque supérieure fermant le guide d'onde, respectivement disposées sur et sous la plaque centrale ;
- au moins une rainure de section pouvant être variable, réalisée selon l'axe longitudinal du guide, sur au moins une face interne au guide de la plaque inférieure, la plaque supérieure ou la plaque centrale, comprenant au moins partiellement un matériau présentant des pertes hyperfréquences ;
pour former un guide à onde lente hybride tel que l'amplitude d’une onde soit atténuée d'au moins 20 dB entre le début et la fin de la partie de la ou les rainures contenant un matériau à pertes.
Ainsi les réflexions de la charge sont minimisées, et l'atténuation de l'énergie électromagnétique n'est pas brutale.
On introduit progressivement les pertes dans la ligne en guide replié, ce qui présente une analogie avec l’augmentation progressive du dépôt de graphite sur les supports d’hélice.
Dans un mode de réalisation, le matériau présentant des pertes hyperfréquences est un diélectrique à pertes hyperfréquences.
Ainsi, l’onde subit une atténuation exponentielle avec un maximum de puissance dissipée au début de la zone atténuée si la répartition du matériau à pertes est uniforme.
Selon un mode de réalisation, au moins une rainure a une section constante et comprend une quantité croissante d'un même diélectrique à pertes hyperfréquences lorsque l'abscisse augmente selon l'axe du guide orienté dans le sens de propagation d'onde.
Ainsi, une faible proportion de la puissance peut être absorbée au début de la charge et une proportion plus élevée ensuite, avec pour avantage de mieux répartir la puissance dissipée sur la longueur de la charge.
Dans un mode de réalisation, au moins une rainure a une section constante ou croissante lorsque ladite abscisse augmente et est pleine de diélectrique à pertes hyperfréquences dont le niveau de pertes hyperfréquences augmente quand ladite abscisse augmente.
Ainsi, une faible proportion de la puissance peut être absorbée au début de la charge et une proportion plus élevée ensuite, avec pour avantage de mieux répartir la puissance dissipée sur la longueur de la charge.
En variante, le matériau à pertes hyperfréquences est une couche d’un mélange de métaux choisis parmi fer, nickel, molybdène, et titane, recouvrant au moins partiellement la surface interne d'une rainure.
Ainsi, il n’est pas nécessaire d’usiner un bloc diélectrique, puis de braser ce bloc ou de le sertir dans les plaques inférieures ou supérieures afin d’assurer l’écoulement de la chaleur entre le bloc diélectrique où la puissance est dissipée et la source froide placée autour de la ligne à retard.
Par exemple, au moins une rainure a une section dont la longueur d'arrête est constante et comprend une quantité croissante d'une couche de même dit mélange de métaux lorsque ladite abscisse augmente.
En variante, au moins une rainure a une section dont la longueur d'arrête est constante ou croissante lorsque ladite abscisse augmente et comprend une couche de même dit mélange de métaux.
Il est également proposé, selon un autre aspect de l'invention, un procédé de fabrication d'une ligne à onde lente en guide replié munie d'une charge interne comprenant des étapes consistant à :
- percer un trou de glissement de faisceau, rectiligne de même direction que l'axe longitudinal d'une plaque centrale, et une fente repliée en forme de serpentin ayant ses replis dans le sens de la largeur du guide ;
- réaliser au moins une rainure de section pouvant être variable, selon l'axe longitudinal du guide, sur au moins une face interne au guide d'une plaque inférieure, une plaque supérieure ou la plaque centrale, comprenant au moins partiellement un matériau présentant des pertes hyperfréquences;
de manière à former un guide à onde lente hybride tel que l'amplitude d’une onde soit atténuée d'au moins 20 dB entre le début et la fin de la partie de la ou les rainures contenant un matériau à pertes.
Dans un mode de mise en œuvre, le procédé comprend, en outre, une étape consistant à fermer le guide par la plaque inférieure et la plaque supérieure, fixées respectivement sur la face inférieure et sur la face supérieure de la plaque centrale.
L'invention sera mieux comprise à l'étude de quelques modes de réalisation décrits à titre d'exemples nullement limitatifs et illustrés par les dessins annexés sur lesquels :
- la figure 1 illustre schématiquement une ligne à retard ou guide à onde lente pour tube à ondes progressives comprenant trois sections, selon l'état de la technique ;
- la figure 2 illustre schématiquement une ligne à retard comprenant une hélice maintenue dans un fourreau par trois montants diélectriques, selon l'état de la technique ;
- la figure 3 illustre schématiquement l'atténuation sur un montant d'une ligne à retard de la figure 2, en fonction de l'épaisseur du dépôt du matériau ayant des pertes hyperfréquences élevée, selon l'état de la technique ;
- la figure 4 illustre schématiquement une ligne à retard en guide replié, comprenant une charge absorbant de l'énergie électromagnétique dans un guide droit parallèle au trou de glissement du faisceau, selon l'état de la technique ;
- la figure 5 illustre schématiquement une ligne à retard en guide replié, comprenant une charge absorbant de l'énergie électromagnétique dans un guide droit parallèle au trou de glissement du faisceau et replié vers les cellules de la ligne , selon l'état de la technique ;
- la figure 6 illustre schématiquement une ligne à retard en guide replié, comprenant une charge absorbant de l'énergie électromagnétique dans un guide droit perpendiculaire au trou de glissement du faisceau, selon l'état de la technique ;
- la figure 7 illustre schématiquement une ligne à retard en guide replié interrompue par un bloc de diélectrique à pertes d’une géométrie déterminée pour minimiser les réflexions de la charge, selon l'état de la technique ; et
- les figures 8, 9 et 10 illustrent schématiquement une vue d'ensemble et des vues en coupe d'un guide à onde lente replié pour tube à ondes progressives, selon un aspect de l'invention.
Sur l'ensemble des figures, les éléments ayant des références identiques sont similaires.
Dans la présente description, les modes de réalisation décrits sont nullement limitatifs, et les caractéristiques et fonctions bien connues de l'homme du métier ne sont pas décrites en détails.
Sur la figure 8 est représenté schématiquement une ligne à onde lente en guide replié pour tube à ondes progressives, munie d'une charge interne comprenant :
- une plaque centrale 20 comprenant un trou 21 de glissement de faisceau, rectiligne de même direction que l'axe longitudinal z de la plaque centrale 20, et une fente 22 repliée en forme de serpentin ayant ses replis dans le sens de la largeur du guide ;
- une plaque inférieure 23 et une plaque supérieure 24 fermant le guide d'onde, respectivement disposées sur et sous la plaque centrale 20 ;
- au moins une rainure 25 de section pouvant être variable, réalisée selon l'axe longitudinal z du guide, sur au moins une face interne au guide de la plaque inférieure 23, la plaque supérieure 24 ou la plaque centrale 20, comprenant au moins partiellement un matériau présentant des pertes hyperfréquences ;
pour former un guide à onde lente hybride tel que l'amplitude d’une onde soit atténuée d'au moins 20 dB entre le début et la fin de la partie de la ou les rainures contenant un matériau à pertes.
En d'autres termes, la présente invention consiste à introduire de façon progressive des pertes électromagnétiques dans la ligne à retard en guide replié pour éviter une transition brutale entre la ligne périodique et un guide rectangulaire, ou entre la ligne périodique et un bloc de diélectrique, de manière équivalente à l’augmentation du dépôt de graphite sur les montants d'une ligne à retard à hélice connu de l'état de l'art.
Pour ce faire la ligne à retard en guide replié est couplée à une autre ligne de transmission qui possède des pertes importantes, et le couplage entre les deux lignes augmente dans le sens de propagation de l’onde. Si l’on définit une cellule comme le volume délimité par deux plans perpendiculaires à l’axe du faisceau distant d’un pas (c’est-à-dire la distance entre deux guides droits séparés par un coude), l’amplitude de l’onde diminue d’une cellule à la suivante.
Sur l'exemple de la figure 8, deux rainures 25 de section variable, croissante avec l'abscisse de l'axe z du guide, en l'espèce symétriques par rapport au plan moyen de la plaque centrale 20, sont réalisées sur la face interne au guide de la plaque inférieure 23 et sur la face interne au guide de la plaque supérieure 24, et sont remplies de matériau diélectrique à pertes hyperfréquences, tel qu'un matériau céramique (alumine, oxyde de béryllium, nitrure d’aluminium) fritté avec des éléments ajoutant des pertes hyperfréquences (carbone, fer, titane, ...).
La ligne de transmission à fortes pertes électromagnétiques peut être usinée dans les plaques inférieure 23 et/ou supérieures 24 qui sont brasées avec la plaque centrale 20 dans laquelle est usiné le serpentin 22 afin de constituer la ligne à retard en guide replié. Il s'agit donc d'un guide d’onde usiné en creux dans les plaques inférieure 23 et/ou supérieures 24. Il peut également être usiné en partie ou totalement dans la plaque centrale
20.
Sur l'exemple de la figure 8, la rainure de section variable effectuée sur la face interne au guide de la plaque supérieure 24 n'est pas visible.
La figure 9 représente une vue en coupe d'un guide à onde lente replié pour tube à ondes progressives, selon un aspect de l'invention.
La figure 10 représente différentes sections de coupe de l'exemple de la figure 9.
En variante, tout mode de réalisation comprenant au moins une rainure 25 de section pouvant être variable (variable ou constante), réalisée selon l'axe longitudinal z du guide, sur au moins une face interne au guide de la plaque inférieure, la plaque supérieure ou la plaque centrale, comprenant au moins partiellement un matériau présentant des pertes hyperfréquences, est possible.
Pour réaliser ces pertes électromagnétiques, il est possible de remplir en partie ou en totalité les rainures 25 avec un ou différents diélectriques à pertes hyperfréquences, ou déposer sur les parois un ou différents matériaux à pertes hyperfréquences, de sorte que selon ledit axe longitudinal orienté dans le sens de propagation de l'onde, lorsque l'abscisse augmente, l'amplitude de l'onde soit atténuée de 20 dB entre le début et la fin de la charge.
Les cas les plus explicites sont les suivants.
Au moins une rainure 25 peut avoir une section constante et comprendre une quantité croissante d'un même diélectrique à pertes hyperfréquences lorsque ladite abscisse augmente.
En variante, au moins une rainure peut avoir une section constante ou croissante lorsque ladite abscisse augmente et être pleine de diélectrique à pertes hyperfréquences dont le niveau de pertes hyperfréquences augmente quand l'abscisse augmente.
En variante, au moins une rainure peut avoir une section dont la longueur d'arrête est constante et comprendre une quantité croissante d'une couche de même mélange de métaux choisis parmi: fer, nickel, molybdène, titane, recouvrant au moins partiellement la surface interne d'une rainure lorsque l'abscisse augmente.
En variante, au moins une rainure peut avoir une section dont la longueur d'arrête est constante ou croissante lorsque ladite abscisse augmente et comprendre une couche de même mélange de métaux choisis parmi: fer, nickel, molybdène, titane.
Le grand coté du guide usiné dans les plaques inférieures et supérieures détermine l’ouverture dans la ligne en guide replié, et donc le couplage entre les deux lignes de transmission. Une faible hauteur du guide à pertes peut correspondre à un guide fonctionnant en dessous de la fréquence de coupure et donc à une énergie ne se propageant pas dans le guide à pertes. Dans ce cas le guide se comporte plutôt comme une cavité résonante amortie couplée au guide replié.
Le procédé de fabrication d'une telle ligne à onde lente en guide replié munie d'une charge interne comprend des étapes consistant à:
- percer un trou de glissement de faisceau, rectiligne de même direction que l'axe longitudinal d'une plaque centrale, et une fente repliée en forme de serpentin ayant ses replis dans le sens de la largeur du guide ;
- réaliser au moins une rainure de section pouvant être variable, selon l'axe longitudinal du guide, sur au moins une face interne au guide d'une plaque inférieure, une plaque supérieure ou la plaque centrale, comprenant au moins partiellement un matériau présentant des pertes 5 hyperfréquences ;
de manière à former un guide à onde lente hybride tel que l'amplitude d’une onde soit atténuée d'au moins 20 dB entre le début et la fin de la partie de la ou les rainures contenant un matériau à pertes.
II comprend également une étape consistant à fermer le guide par la plaque inférieure et la plaque supérieure, fixées respectivement sur la face inférieure et sur la face supérieure de la plaque centrale.
Claims (9)
- REVENDICATIONS1. Ligne à onde lente en guide replié munie d'une charge interne comprenant :- une plaque centrale (20) comprenant un trou (21) de glissement de faisceau, rectiligne de même direction que l'axe longitudinal (z) de la plaque centrale (20), et une fente (22) repliée en forme de serpentin ayant ses replis dans le sens de la largeur du guide ;- une plaque inférieure (23) et une plaque supérieure (24) fermant le guide d'onde, respectivement disposées sur et sous la plaque centrale (20);- au moins une rainure (25) de section pouvant être variable, réalisée selon l'axe longitudinal (z) du guide, sur au moins une face interne au guide de la plaque inférieure (23), la plaque supérieure (24) ou la plaque centrale (20), comprenant au moins partiellement un matériau présentant des pertes hyperfréquences ;pour former un guide à onde lente hybride tel que l'amplitude d’une onde soit atténuée d'au moins 20 dB entre le début et la fin de la partie de la ou les rainures contenant un matériau à pertes.
- 2. Ligne à onde lente en guide replié selon la revendication1, dans lequel le matériau présentant des pertes hyperfréquences est un diélectrique à pertes hyperfréquences.
- 3. Ligne à onde lente en guide replié selon la revendication2, dans lequel au moins une rainure (25) a une section constante et comprend une quantité croissante d’un même diélectrique à pertes hyperfréquences lorsque l'abscisse augmente selon l'axe du guide orienté dans le sens de propagation d'onde.
- 4. Ligne à onde lente en guide replié selon la revendication 2, dans lequel au moins une rainure (25) a une section constante ou croissante lorsque ladite abscisse augmente et est pleine de diélectrique à pertes hyperfréquences dont le niveau de pertes hyperfréquences augmente quand ladite abscisse augmente.
- 5. Ligne à onde lente en guide replié selon la revendication 1, dans lequel le matériau à pertes hyperfréquences est une couche d’un mélange de métaux choisis parmi fer, nickel, molybdène, et titane, recouvrant au moins partiellement la surface interne d'une rainure (25).
- 6. Ligne à onde lente en guide replié selon la revendication 5, dans lequel au moins une rainure (25) a une section dont la longueur d'arrête est constante et comprend une quantité croissante d'une couche de même dit mélange de métaux lorsque ladite abscisse augmente.
- 7. Ligne à onde lente en guide replié selon la revendication 5, dans lequel au moins une rainure (25) a une section dont la longueur d'arrête est constante ou croissante lorsque ladite abscisse augmente et comprend une couche de même dit mélange de métaux.
- 8. Procédé de fabrication d'une ligne à onde lente en guide replié munie d'une charge interne comprenant des étapes consistant à :- percer un trou (21) de glissement de faisceau, rectiligne de même direction que l'axe longitudinal (z) d'une plaque centrale (20), et une fente (22) repliée en forme de serpentin ayant ses replis dans le sens de la largeur du guide ;- réaliser au moins une rainure (25) de section pouvant être variable, selon l'axe longitudinal (z) du guide, sur au moins une face interne au guide d'une plaque inférieure (23), une plaque supérieure (24) ou la plaque centrale (20), comprenant au moins partiellement un matériau présentant des pertes hyperfréquences ;de manière à former un guide à onde lente hybride tel que l'amplitude d’une onde soit atténuée d'au moins 20 dB entre le début et la fin de la partie de la ou les rainures contenant un matériau à pertes.
- 9. Procédé selon la revendication 8, comprenant, en outre une étape consistant à fermer le guide par la plaque inférieure (23) et la plaque supérieure (24), fixées respectivement sur la face inférieure et sur la face supérieure de la plaque centrale (20).1/5
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR1701253A FR3074364B1 (fr) | 2017-11-28 | 2017-11-28 | Charge interne pour tube a ondes progressives utilisant une ligne a retard en guide replie |
| JP2018200613A JP7272778B2 (ja) | 2017-11-28 | 2018-10-25 | 折り返し導波路低速波構造を用いる進行波管用の内部負荷 |
| EP18205842.0A EP3489987B1 (fr) | 2017-11-28 | 2018-11-13 | Charge interne pour tube à ondes progressives utilisant une ligne à retard en guide replie |
| US16/191,383 US10475617B2 (en) | 2017-11-28 | 2018-11-14 | Internal load for a travelling wave tube using a folded-waveguide slow-wave structure |
| CA3025335A CA3025335A1 (fr) | 2017-11-28 | 2018-11-27 | Chargement interne d'un tube d'onde progressive au moyen d'une structure d'onde lente de guide d'onde plie |
| CN201811431228.0A CN110021511B (zh) | 2017-11-28 | 2018-11-28 | 用于使用折叠波导慢波结构的行波管的内部负载 |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR1701253 | 2017-11-28 | ||
| FR1701253A FR3074364B1 (fr) | 2017-11-28 | 2017-11-28 | Charge interne pour tube a ondes progressives utilisant une ligne a retard en guide replie |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FR3074364A1 true FR3074364A1 (fr) | 2019-05-31 |
| FR3074364B1 FR3074364B1 (fr) | 2019-10-25 |
Family
ID=61750177
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FR1701253A Expired - Fee Related FR3074364B1 (fr) | 2017-11-28 | 2017-11-28 | Charge interne pour tube a ondes progressives utilisant une ligne a retard en guide replie |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US10475617B2 (fr) |
| EP (1) | EP3489987B1 (fr) |
| JP (1) | JP7272778B2 (fr) |
| CN (1) | CN110021511B (fr) |
| CA (1) | CA3025335A1 (fr) |
| FR (1) | FR3074364B1 (fr) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110767971A (zh) * | 2019-10-30 | 2020-02-07 | 中国电子科技集团公司第十二研究所 | 一种集中衰减器及包括其的行波管 |
| CN111017865B (zh) * | 2019-11-27 | 2022-09-09 | 上海交通大学 | 用于太赫兹折叠波导微结构的制备方法 |
| CN111029231B (zh) * | 2019-12-06 | 2021-09-07 | 中国电子科技集团公司第十二研究所 | 一种基于螺旋线的混合慢波结构及其设计方法 |
| US11422305B2 (en) * | 2020-12-02 | 2022-08-23 | Globalfoundries U.S. Inc. | Structures for filtering light polarization states on a photonics chip |
| CN114783847B (zh) * | 2022-03-29 | 2023-09-05 | 电子科技大学 | 基于交错双栅和曲折波导的新型慢波结构 |
| CN114823252B (zh) * | 2022-04-29 | 2023-07-14 | 电子科技大学 | 一种基于冷阴极的双向多注行波级联放大器 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4619041A (en) * | 1982-10-06 | 1986-10-28 | English Electric Valve Company Limited | Method for manufacturing coupled cavity travelling wave tubes |
| US5422596A (en) * | 1994-06-30 | 1995-06-06 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | High power, broadband folded waveguide gyrotron-traveling-wave-amplifier |
| US20120081003A1 (en) * | 2010-10-04 | 2012-04-05 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Terahertz interaction circuit having ridged structure |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3412279A (en) * | 1965-09-13 | 1968-11-19 | Varian Associates | Electromagnetic wave energy absorbing elements for use in high frequency electron discharge devices having traveling wave tube sections |
| US4158791A (en) * | 1977-02-10 | 1979-06-19 | Varian Associates, Inc. | Helix traveling wave tubes with resonant loss |
| JPS61284032A (ja) * | 1985-06-07 | 1986-12-15 | Nec Corp | 空胴結合形進行波管 |
| US4695766A (en) * | 1986-08-01 | 1987-09-22 | Raytheon Company | Traveling wave tube and its method of construction |
| CN101673866A (zh) * | 2009-07-22 | 2010-03-17 | 电子科技大学 | 曲折槽波导慢波线 |
| CN202352608U (zh) * | 2011-10-11 | 2012-07-25 | 电子科技大学 | 一种渐变脊加载曲折波导慢波线 |
| CN202855699U (zh) * | 2012-10-25 | 2013-04-03 | 电子科技大学 | 一种曲折波导慢波线 |
| WO2017104680A1 (fr) * | 2015-12-18 | 2017-06-22 | Ｎｅｃネットワーク・センサ株式会社 | Circuit à ondes lentes et tube à ondes progressives |
| FR3069659B1 (fr) * | 2017-07-27 | 2019-08-09 | Thales | Guide a onde lente pour tube a ondes progressives |
-
2017
- 2017-11-28 FR FR1701253A patent/FR3074364B1/fr not_active Expired - Fee Related
-
2018
- 2018-10-25 JP JP2018200613A patent/JP7272778B2/ja active Active
- 2018-11-13 EP EP18205842.0A patent/EP3489987B1/fr active Active
- 2018-11-14 US US16/191,383 patent/US10475617B2/en active Active
- 2018-11-27 CA CA3025335A patent/CA3025335A1/fr active Pending
- 2018-11-28 CN CN201811431228.0A patent/CN110021511B/zh active Active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4619041A (en) * | 1982-10-06 | 1986-10-28 | English Electric Valve Company Limited | Method for manufacturing coupled cavity travelling wave tubes |
| US5422596A (en) * | 1994-06-30 | 1995-06-06 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | High power, broadband folded waveguide gyrotron-traveling-wave-amplifier |
| US20120081003A1 (en) * | 2010-10-04 | 2012-04-05 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Terahertz interaction circuit having ridged structure |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| KORY C ET AL: "Microfabricated W-Band Traveling Wave Tubes", INFRARED AND MILLIMETER WAVES AND 13TH INTERNATIONAL CONFERENCE ON TER AHERTZ ELECTRONICS, 2005. IRMMW-THZ 2005. THE JOINT 30TH INTERNATIONAL CONFERENCE ON WILLIAMSBURG, VA, USA 19-23 SEPT. 2005, PISCATAWAY, NJ, USA,IEEE, vol. 1, 19 September 2005 (2005-09-19), pages 85 - 86, XP010874888, ISBN: 978-0-7803-9348-6, DOI: 10.1109/ICIMW.2005.1572419 * |
| MINGLIANG LIAO ET AL: "A Rectangular Groove-Loaded Folded Waveguide for Millimeter-Wave Traveling-Wave Tubes", IEEE TRANSACTIONS ON PLASMA SCIENCE, IEEE SERVICE CENTER, PISCATAWAY, NJ, US, vol. 38, no. 7, 1 July 2010 (2010-07-01), pages 1574 - 1578, XP011310618, ISSN: 0093-3813 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CA3025335A1 (fr) | 2019-05-28 |
| FR3074364B1 (fr) | 2019-10-25 |
| CN110021511A (zh) | 2019-07-16 |
| CN110021511B (zh) | 2024-05-07 |
| US20190164714A1 (en) | 2019-05-30 |
| JP2019102438A (ja) | 2019-06-24 |
| EP3489987B1 (fr) | 2020-09-16 |
| EP3489987A1 (fr) | 2019-05-29 |
| JP7272778B2 (ja) | 2023-05-12 |
| US10475617B2 (en) | 2019-11-12 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| FR3074364B1 (fr) | Charge interne pour tube a ondes progressives utilisant une ligne a retard en guide replie | |
| FR3069659A1 (fr) | Guide a onde lente pour tube a ondes progressives | |
| EP0995345B1 (fr) | Dispositif d'excitation d'un gaz par plasma d'onde de surface | |
| EP0333568B1 (fr) | Combineur/diviseur multivoie | |
| EP3136499A1 (fr) | Système diviseur/combineur pour onde hyperféquence | |
| EP0048195A1 (fr) | Coupleurs directifs en hyperfréquence entre guide d'onde rectangulaire et ligne triplaque | |
| FR2535547A1 (fr) | Resonateurs bi-rubans et filtres realises a partir de ces resonateurs | |
| EP0153541B1 (fr) | Fenêtre circulaire pour guide d'onde hyperfréquence | |
| EP0044758A1 (fr) | Dispositif de terminaison d'une ligne de transmission, en hyperfréquence, à taux d'ondes stationnaires minimal | |
| EP0031275B1 (fr) | Fenêtre hyperfréquence et guide d'onde comportant une telle fenêtre | |
| WO1998020576A1 (fr) | Dispositif de filtrage a cavite metallique a inserts dielectriques | |
| EP0274950B1 (fr) | Dispositif de couplage à large bande entre la ligne à retard d'un tube à onde progressive et le circuit externe de transmission de l'énergie du tube, et tube à onde progressive comportant un tel dispositif | |
| EP0286464B1 (fr) | Dispositif hyperfréquence à diodes comportant une ligne triplaque | |
| EP0128798B1 (fr) | Dispositif sélectif accordable à ondes magnétostatiques de volume | |
| EP0136941A2 (fr) | Perfectionnement aux commutateurs d'ondes électromagnétiques millimétriques | |
| EP0022016A1 (fr) | Ligne à retard à pas variable pour tube à onde progressive, et tube à onde progressive muni d'une telle ligne | |
| EP0668624B1 (fr) | Agencement de charge de puissance en hyperfréquence notamment pour dispositif guide d'ondes et isolateur à ferrite équipée d'un tel agencement | |
| EP3900104B1 (fr) | Coupleur hyperfrequence bidirectionnel comprenant deux guides d'onde paralleles, a double nervure | |
| FR2691287A1 (fr) | Nouveau circuit de sortie à interaction étendue pour un klystron relativiste large bande. | |
| EP1067617B1 (fr) | Filtre passe-bande | |
| FR2688342A1 (fr) | Tube electronique hyperfrequence. | |
| EP1251544B1 (fr) | Tube électronique amplificateur hyperfréquence avec fiche d'entrée miniature et procédé de fabrication | |
| FR2485801A1 (fr) | Dispositif de couplage entre la ligne a retard d'un tube a onde progressive et le circuit externe de transmission de l'energie du tube, et tube a onde progressive comportant un tel dispositif | |
| EP0462863A1 (fr) | Tube à ondes progressives muni d'un dispositif de couplage entre sa ligne à retard et un circuit hyperfréquence externe | |
| EP0020209A1 (fr) | Tube à ondes progressives muni d'une ligne à retard hyperfréquence comportant un conducteur de section variable |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 2 |
|
| PLSC | Publication of the preliminary search report |
Effective date: 20190531 |
|
| PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 3 |
|
| PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 4 |
|
| ST | Notification of lapse |
Effective date: 20220705 |