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Publication
_________________________________________________________________
Number FR2518802A1
Family ID 2021255
Probable Assignee Thomson Csf
Publication Year 1983
Title
_________________________________________________________________
FR Title LIGNE A RETARD POUR TUBE A ONDE PROGRESSIVE
Abstract
_________________________________________________________________
LA PRESENTE INVENTION CONCERNE UNE LIGNE A RETARD POUR TUBE A ONDE
PROGRESSIVE.
CETTE LIGNE A RETARD COMPORTE DEUX PARTIES:
-UNE PREMIERE PARTIE 1 CONSTITUEE D'UN TRONCON DE LIGNE A RETARD
COMPORTANT UN CONDUCTEUR CENTRAL 3 MONTE DANS UN FOURREAU CYLINDRIQUE
5 A L'AIDE DE BAGUETTES DIELECTRIQUES 4. CETTE PREMIERE PARTIE EST
SITUEE DU COTE DE L'ENTREE HAUTE FREQUENCE DU TUBE ET SE TROUVE
FOCALISEE PAR UNE SUITE D'AIMANTS PERMANENTS 7, D'ORIENTATIONS
ALTERNEES;
-UNE DEUXIEME PARTIE 2 SUIVANT LA PREMIERE, QUI EST CONSTITUEE D'UN
TRONCON DE LIGNE A RETARD ENTIEREMENT METALLIQUE ET QUI EST FOCALISEE
PAR UN SOLENOIDE 13 OU PAR UN AIMANT PERMANENT.
Description
_________________________________________________________________
18802
1 5
LIGNE A RETARD POUR TUIBE A ONDE PROGRESSIVE
La presente invention concerne une ligne a retard pour tube a
onde progressive.
On sait que, dans ces tubes, la ligne a retard assure l'inter-
action entre un faisceau d'electrons qui est focalise selon l'axe de
la ligne et une onde electromagnetique qui se propage le long de la
ligne Lorsque les conditions de synchronisme de l'onde et du faisceau
sont realisees, les electrons cedent de l'energie a l'onde
electromagnetique. On connait deux types de lignes a retard,qui sont
d'une part, des lignes a retard entierement metalliques telles que par
exemple des lignes a cavites couplees ou des lignes a plafonds et
anneaux, qui sont notamment decrites dans la demande de brevet
francais N O 79 17201, publiee sous le N O 2 460 539, au nom de
THOMSON-CSF; d'autre part, des lignes a retard comportant un
conducteur central monte dans un fourreau cylindrique a l'aide de
baguettes dielectriques, telles que, par exemple, des lignes en
helice, du type
"ring and bar" et du type "ring and loop".
Le probleme qui se pose est qu'aucun de ces deux types de
lignes a retard ne donne entierement satisfaction.
Les lignes a retard comportant des baguettes dielectriques sont plus
utilisees que les lignes a retard entierement metalliques car: leur
cout de realisation est plus faible; leurs caracteristiques
hyperfrequences sont meilleures, en particulier, la bande passante et
l'impedance de couplage sont plus importantes; leur faible diametre
externe permet de focaliser le faisceau le long de l'axe de la ligne
en utilisant une suite d'aimants permanents, d'orientations alternees
Ce mode de localisation du
faisceau est interessant par son faible encombrement, sa legerete et.
18802
sa consommation energetique nulle.
L'inconvenient des lignes a retard comportant des baguettes
dielectriques est que: ces lignes ne conviennent pas lorsque la
puissance crete et la puissance moyenne deviennent importantes car
leur conducteur central ne peut pas evacuer suffisamment la chaleur
produite par les electrons qu'il intercepte et la chaleur produite par
les pertes par effet joule dues a l'onde electronmagnetique; de plus,
la Demanderesse a remarque que lorsque les
electrons du faisceau sont fortement groupes en paquets, c'est-a-
dire vers la fin du tube a onde progressive, la focalisation du
faisceau, qul est realisee par une suite d'aimants permanents
d'orientations alternees, se trouve perturbee, et cela d'autant plus
que le rendement electronique du tube est important.
Les lignes a retard entierement metalliques peuvent, elles, etre
utilisees sans problemes lorsque la puissance crete et la puissance
moyenne deviennent importantes, mais elles presentent des
inconvenients en ce qui concerne leur cout de realisation; leurs
caracteristiques hyperfrequences; -leur focalisation qui ne peut etre
realisee que par un solenoide, car leur diametre externe est trop
important pour que le
champ cree sur l'axe par une suite d'aimants permanents, d'orien-
tations alternees, soit suffisant et car la distance le long de
laquelle le champ magnetique doit etre cree est trop importante pour
qu'on
puisse utiliser un seul aimant permanent.
La presente invention concerne une nouvelle structure-de ligne a
retard qui permet de resoudre le probleme pose par les deux types
de lignes a retard connus.
La presente invention concerne une ligne a retard pour tube a onde
progressive qui comporte deux parties: une premiere partie, constituee
d'un troncon de ligne a retard comportant un conducteur central monte
dans un fourreau cylindrique a laide de baguettes dielectriques Cette
premiere
1880;
partie, situee du cote de l'entree haute frequence du tube, est
focalisee par une suite d'aimants permanents, d'orientations
alternees; une deuxieme partie, suivant la premiere, qui est
constituee d'un troncon de ligne a retard entierement metallique et
qui est -focalisee par un moyen de focalisation autre qu'une suite
d'aimants permanents, d'orientations alternees, c'est-a-dire par un
solenoide
ou par un aimant permanent.
D'autres objets, caracteristiques et resultats de l'invention
ressortiront de la description suivante, donnee a titre d'exemple non
limitatif et illustree par la figure annexee qui represente une vue en
perspective d'un mode de realisation d'une ligne a retard selon
l'invention. Sur cette figure, on a represente une ligne a retard
selon l'invention comportant une premiere partie 1 qui est constituee
d'un troncon de ligne a retard en helice, cette premiere partie etant
suivie d'une deuxieme partie 2 qui est constituee d'un troncon de
ligne a retard a cavites couplees.
Le troncon de ligne a retard en helice est situe du cote de l'entree
haute frequence du tube Ce troncon est constitue d'un conducteur
central en helice 3, qui est monte dans un fourreau 5, cylindrique et
etanche au vide,-par l'intermediaire de baguettes 4 en dielectrique
Les baguettes 4 peuvent etre brasees a l'helice et au
fourreau, ou bien simplement serrees entre l'helice et le fourreau.
Autour du fourreau 5, est monte un dispositif de focalisation
du faisceau d'electrons selon l'axe de la ligne 00 '.
Ce dispositif de focalisation est constitue par une suite d'aimants
permanents 7, d'orientations alternees, c'est-a-dire dont les faces de
meme nom (nord ou sud) sont en vis-a-vis Ces aimants
permanents sont separes par des masses polaires 6, qui sont syme-
tric de revolution autour de l'axe 00 ' et qui ont une section
transversale en forme de "T".
Le troncon de ligne a retard a cavites couplees 2 fait suite au
troncon de ligne a retard en helice 1 Il est constitue par un cylindre
metallique 8 qui renferme des disques -9, alignes-parallelement les
uns aux autres le long de l'axe 00 ' de la ligne Les disques forment
la paroi commune a deux cavites voisines Chaque disque comporte une
ouverture centrale 10 pour le passage du faisceau d'electrons autour
-5 de laquelle l'epaisseur du disque est renforcee par un petit
cylindre 11, et une ouverture de couplage entre cavites 12 qui est
deplacee
de 1800 d'un disque au suivant.
La focalisation du faisceau d'electrons le long de l'axe de la ligne
00 ' est assuree par un dispositif 13, qui est represente de facon
symbolique sur la figure, et qui peut etre constitue par un aimant
permanent ou par un solenoode En effet, dans le cas d'une ligne a
retard constituee uniquement de cavites couplees, il n'est pas
possible d'utiliser pour focaliser le faisceau un aimant permanent car
l'espace d'interaction est trop long pour que le champ cree soit
suffisant, a moins d'augmenter fortement la tension de fonction-
nement Par contre, dans le cas d'une ligne a retard selon l'invention
qui ne comporte qu'un troncon de ligne a retardaa cavites couplees, il
est possible, dans certains cas, d'utiliser un aimant permanent pour
focaliser le faisceau car la distance le long de laquelle le
champ magnetique doit etre cree est plus faible.
L'induction magnetique creee sur Paxe 00 'par les deux dispo-
sitifs de focalisation utilises est d'abord sensiblement sinusoidale a
cause de la focalisation par aimants permanents d'orientations
alternees, avant de devenir continue.
La ligne a retard selon l'invention est constituee du cote de l'entree
haute frequence du tube, jusqu'au dernier attenuateur par exemple, par
un troncon de ligne a retard en helice, et du dernier attenuateur
jusqu'a la sortie haute frequence du tube par un troncon
de ligne a retard a cavites couplees.
Il est bien entendu que la description precedente a ete faite
dans le cas d'un troncon de ligne a retard en helice suivi par un
troncon de ligne a retard a cavites couplees mais que l'invention
concerne de facon plus generale une ligne a retard comportant: un
troncon de ligne a retard comportant des baguettes
251880.
dielectriques, situe du cote de l'entree haute frequence du tube et
focalise par une suite d'aimants permanents, d'orientations alternees;
ce troncon etant suivi par un troncon de ligne a retard' entierement
metallique et qui est focalise'par un solenoide ou par un
aimant permanent.
On peut donc aussi trouver, par exemple, un troncon de ligne "ring and
loop" ou "ring and bar" associe a un troncon de ligne a cavites
couplees par des boucles Un mode de realisation prefere de la ligne a
retard selon l'invention comporte un troncon de ligne en helice, du
type "ring and bar" ou du type "ring and loop" associe a un troncon de
ligne a plafonds et anneaux, qui presente des avantages
au point de vue de la largeur de bande.
Par rapport a une ligne a retard entierement metallique, la ligne a
retard selon l'invention permet: un cout de realisation plus faible;
une variation de gain dans la bande passante plus reduite et meme une
bande plus large; un encombrement plus faible; une consommation
reduite du dispositif de focalisation,
puisqu'on peut meme ne pas utiliser du tout de solenoide.
Par rapport a une ligne a retard comportant des baguettes
dielectriques, la ligne a retard selon l'invention permet de fonc-
tionner avec une puissance crete et une puissance moyenne plus
importantes, et de realiser une bonne focalisation du faisceau meme
lorsque les electrons sont fortement groupes en paquets.
: * '
2-5 18802
Claims
_________________________________________________________________
R E V E N D I C A TIO O NS
1 Ligne a retard pour tube a onde progressive, caracterisee en ce
qu'elle comporte deux parties: une premiere partie ( 1), constituee
d'un troncon de ligne a retard comportant un conducteur central ( 3)
monte dans un fourreau cylindrique ( 5) a l'aide de baguettes
dielectriques ( 4), cette premiere partie, situee du cote de l'entree
haute frequence du tube, etant focalisee par une suite d'aimants
permanents ( 7), d'orientations alternees;
une deuxieme partie ( 2), suivant la premiere, qui est cons-
tituee d'un troncon de ligne a retard entierement metallique et qui
est focalisee par un moyen de localisation autre qu'une suite
d'aimants permanents, d'orientations alternees.
2 Ligne a retard selon la revendication 1, caracterisee en ce que le
troncon de ligne a retard entierement metallique ( 2) est
focalise par un solenoide ( 13).
3 Ligne a retard selon la revendication 1, caracterisee en ce que le
troncon de ligne a retard entierement metallique ( 2) est
focalise par un aimant permanent.
4 Ligne a retard selon l'une des revendications 1 a 3,
caracterisee en ce que le troncon de ligne a retard entierement
metallique ( 2) est une ligne a retard a cavites couplees.
Ligne a retard selon l'une des revendications 1 a 3,
caracterisee en ce que le troncon de -ligne a retard entierement
metallique ( 2) est une ligne a retard a plafonds et anneaux.
6 Ligne a retard selon l'une des revendications 1 a 5,
caracterisee en ce que le troncon de ligne a retard comportant des
baguettes dielectriques ( 1) a une structure en helice.
7 Ligne a retard selon l'une des revendications 1 a 5,
caracterisee en ce que le troncon de ligne a retard comportant des
baguettes dielectriques ( 1) a une structure du type "ring and bar".
8 Ligne a retard selon l'une des revendications 1 a 5,
caracterisee en ce que le troncon de ligne a retard comportant des
baguettes dielectriques ( 1) a une structure du type "ring and loop".
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