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TBC
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Trou
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Molecule
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zirconium
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titanate
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yttrium
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Physical
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de 30 mm
(1)
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de 0,4 d
(1)
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16,5 M
(1)
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de 33 M
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Polymer
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Methyl Polymethacrylate
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Publication
_________________________________________________________________
Number FR2521785A1
Family ID 8124964
Probable Assignee Thomson Csf
Publication Year 1983
Title
_________________________________________________________________
FR Title CIRCUIT REACTIF POUR CORRECTEUR HYPERFREQUENCE DE TEMPS DE
PROPAGATION DE GROUPE
EN Title REACTIVE CIRCUIT FOR MICROWAVE PROPAGATION TIME CORRECTOR -
COMPRISES CLOSED BOX CONTG. DIELECTRIC RESONATORS WITH FACING
DIELECTRIC DISCS ADJUSTABLE FOR TUNING
Abstract
_________________________________________________________________
CIRCUIT REACTIF REALISE AVEC DES RESONATEURS EN DIELECTRIQUE ET
DESTINE A UN CORRECTEUR HYPERFREQUENCE DE TEMPS DE PROPAGATION DE
GROUPE.
LE CIRCUIT COMPORTE UN GUIDE D'ONDES 4 FONCTIONNANT EN DESSOUS DE SA
FREQUENCE DE COUPURE. LE GUIDE D'ONDES EST FERME A SES DEUX EXTREMITES
30, 31 ET UNE ANTENNE 5 EST DISPOSEE A L'UNE DE SES EXTREMITES, SELON
L'AXE LONGITUDINAL XX DU GUIDE. DANS LE GUIDE D'ONDES DES RESONATEURS
DIELECTRIQUES 6, 7 SONT DISPOSES SELON L'AXE XX.
APPLICATION AU DOMAINE DES CORRECTEURS HYPERFREQUENCES DE TEMPS DE
PROPAGATION DE GROUPE.
The reactive circuit (3) comprises a rectangular waveguide (4) closed
at the ends by rectangular metallic plates (30,31) to form a box. One
plate (30) has an insulated connector (50) passing through its centre
to allow a coupling probe (5) to propagate within the box. The probe
is directed along the longitudinal axis (XX) in the propagation
direction of the waves in the waveguide. Two dielectric cylindrical
resonators (6,7) are located on the longitudinal axis and are mounted
on hollow supports (60,70). Above each resonator is an adjuster
(61,62,71,72) to permit adjustment of the resonant frequency of the
resonator. These comprise a dielectric disc (61,71) and a screw
(62,72) which passes through a threaded hole in the waveguide wall.
Description
_________________________________________________________________
CIRCUIT REACTIF POUR CORRECTEUR HYPERFREQUENCE
DE TEMPS DE PROPAGATION DE GROUPE
La presente invention se rapporte a un circuit reactif pour correcteur
hyperfrequence de temps de propagation de groupe et concerne plus
specialement l'egalisation en phase de la reponse en transmission d'un
filtre passe-bande L'invention se rapporte egalement aux correcteurs
de temps de propagation de groupe equipes d'un tel circuit reactif. Il
est connu de realiser des correcteurs de temps de propagation de
groupe avec des circuits reactifs comportant: un guide d'ondes
fonctionnant sous la coupure et ferme a chacune de ses extremites des
resonateurs disposes dans ce guide et constitues de deux tiges
metalliques en regard formant des elements capacitifs, reglables par
deplacement de l'une des tiges et soit une antenne d'excitation placee
perpendiculaire- ment a l'axe longitudinal du guide et en
court-circuit avec la paroi du guide a son extremite, soit une boucle
d'excitation Le mode de propaga- tion dans le guide d'ondes est alors
le mode TE 10 si le guide est rectangulaire et T Eil si le guide est
circulaire Les correcteurs de temps de propagation de groupe
comportant de tels circuits reactifs amenent des pertes importantes.
Il est egalement connu de realiser des correcteurs de temps de
propagation de groupe avec des circuits reactifs comportant des
cavites resonnantes couplees entre elles; les cavites sont des cavites
a frequence reglable et l'acces du dispositif est constitue par une
antenne disposee dans l'une des cavites Ce type de circuit reactif est
souvent assez volumineux et sa fabrication difficile et donc onereuse
en raison, en particulier, des elements de couplage entre cavites.
La presente invention a pour but de proposer des circuits reactifs
permettant de reduire les inconvenients enonces ci-avant.
Ceci est obtenu principalement en realisant des circuits reactifs a
l'aide de guides d'ondes travaillant sous la frequence de coupure et
dans lesquels sont disposes des resonateurs dielectriques Ici, ainsi
que dans la suite de la description et dans les revendications, quand
il est question de guide d'ondes qui travaillent au-dessous de leur
frequence de coupure, il est entendu que leur frequence de travail
peut etre non seulement inferieure a leur frequence de coupure mais
egalement, egale, voir meme legerement superieure, etant donne que les
phenomenes de propagation dans ces guides ne varient pas brusquement
au passage de la frequence de coupure.
La presente invention sera mieux comprise et d'autres caracte-
ristiques apparaitront a l'aide de la description ci-apres et des
figures s'y rapportant qui representent: la figure 1 le schema de
principe d'un circuit de filtrage avec son correcteur de temps de
propagation de groupe,, la figure 2, les courbes de reponse en
frequence d'un filtre, d'un circuit reactif et d'un filtre corrige,
les figures 3 et 4 des vues en coupe d'un circuit reactif selon
l'invention.
La figure 1 est un schema de principe de la correction du temps de
propagation de groupe d'un filtre passe-bande, 1, par un correcteur
comportant un circulateur hyperfrequence, 2, et un circuit reactif, 3.
Si FP est la frequence centrale de bande passante du filtre 1, un
signal applique sur l'entree E du filtre I subit un retard de phase
(temps de propagation de groupe), quand il traverse ce filtre, qui est
de la forme de la courbe Cf de la figure 2; cette courbe Cf donne le
temps de propagation de groupe, t, du filtre I en fonction de la
frequence F. La figure 1 montre que le signal de sortie du filtre I
est applique au premier acces, 21, du circulateur 2 Le circulateur 2
est un circulateur a quatre acces dont le deuxieme acces est charge
par le circuit reactif 3 et dont le quatrieme acces est charge par une
resistance R. Le fonctionnement du correcteur de temps de propagation
de groupe, 2-3, selon la figure I est le suivant Le signal applique a
l'acces 21 du circulateur est transmis a l'acces 22; le circuit
reactif 3 reflechit le signal qu'il recoit sur son entree et le signal
ainsi reflechi est transmis par le circulateur 2 vers son troisieme
acces, 23; ce troisieme acces constitue la sortie, S, du correcteur de
temps de propagation de groupe; le circuit reactif 3 est etudie de
telle sorte que son temps de propagation de groupe, additionne au
temps de propagation de groupe du filtre 1, conduise a un temps de
propagation de groupe de l'ensemble filtre 1 plus correcteur 2-3,
aussi proche que possible d'une valeur constante ou, tout au moins,
plus proche d'une valeur constante que celui du filtre 1 seul.
Ceci est illustre sur la figure 2 o, sur le meme graphique que la
courbe Cf de temps de propagation de groupe du filtre 1, est
representee la courbe C de temps de propagation de groupe relative au
circuit reactif 3 r et la courbe Cs de temps de propagation de groupe
de l'ensemble filtre plus correcteur.
Il est a noter que les circuits reactifs dont la courbe de temps de
propagation de groupe est du genre de la courbe Cr sont des circuits
selectifs qui peuvent etre assimiles a un circuit forme d'une
inductance et d'une capacite en parallele.
Les figures 3 et 4 montrent, respectivement en coupe longitudi- nale
et en coupe transversale un exemple de realisation de circuit reactif
selon l'invention.
La figure 3 represente un circuit reactif, 3, qui comporte un guide
d'ondes rectangulaire 4 ferme a ses deux extremites par des plaques
metalliques rectangulaires 30, 31 La plaque rectangulaire 30 est
traver- see, sensiblement en son centre, par une fiche isolante 50,
elle-meme traversee par une antenne, 5, dirigee selon l'axe
longitudinal XX du guide d'ondes et, donc, suivant la direction de
propagation des ondes dans le guide. Dans le guide d'ondes 4 sont
disposes, l'un derriere l'autre sur l'axe XX, deux resonateurs
dielectriques 6, 7, cylindriques, en zirconiumtitanate, vendus dans le
commerce par la Societe THOMSON- CSF sous la reference E 2036
(catalogue D C M) et presentant une constante dielectrique de 36 Ces
resonateurs sont colles sur un support, 60, 70, lui- meme colle a sa
partie inferieure sur le fond du guide 4; les supports, 70 sont des
cylindres creux, en methyl polymethacrylate, de constante dielectrique
egale a 2,5.
Au-dessus de chacun des deux resonateurs dielectriques, et selon l'axe
commun au resonateur et a son support, est place un element de reglage
6162, 71-72 pour le reglage de la frequence de resonance des
resonateurs Ces elements de reglage sont constitues par un disque en
dielectrique 61, 71 et une vis en dielectrique 62, 72 Les disques 61,
71 ont l'une de leurs faces tournee vers le resonateur auquel ils sont
associes et leur autre face collee a la vis a laquelle ils sont
associes; ces disques sont fabriques en un melange de
zirconiumtitanate et de grenat d'yttrium, de constante dielectrique
egale a 15, que l'on trouve dans le commerce sous la reference E 1015
(catalogue D C M de la Societe THOMSON-CSF).
Les vis 62-72 traversent la paroi superieure 41 du guide d'ondes 4, a
travers un trou filete et permettent ainsi de regler la distance
separant le disque du resonateur auquel il est associe Il est a noter
que le paroi superieure 41 du guide d'ondes 4 forme un couvercle pour
une boite dont les cotes sont constitues par les trois autres parois
du guide d'ondes et par les plaques 39, 31 soudees a ces trois autres
parois; ce couvercle est fixe sur la botte au moyen de vis qui
n'apparaissent pas sur la figure.
La figure 4 est une coupe transversale du circuit reactif, 3, selon la
figure 3, effectuee a mi-longueur du guide d'ondes 4 Sur cette figure
apparaissent les parois du guide d'ondes 4, le resonateur 7
equidistant des deux parois verticales du guide d'ondes, le support 70
et l'element de reglage 71-72.
Sur les figures 3 et 4 les proportions entre les differentes parties
constitutives du circuit reactif 3 ont ete respectees; a titre
d'element de comparaison, la largeur du guide d'ondes rectangulaire,
telle qu'elle apparatt sur la figure 4, est de 30 mm.
Le circuit reactif 3 qui vient d'etre decrit, a ete concu pour
fonctionner a une frequence moyenne de 4,9 G Hz, c'est-a-dire pour
fonctionner a des frequences sous la frequence de coupure du guide
d'ondes 4 Cela permet, grace a l'utilisation de resonateurs
dielectriques de relativement faibles dimensions, d'obtenir un circuit
reactif de faible encombrement Cela permet egalement, en raison de la
position de l'antenne 5 selon l'axe longitudinal XX du guide d'ondes,
d'exciter le mode TM 1 dans le guide d'ondes et d'amener ainsi les
resonateurs dielectriques, 6 et 7, a resonner suivant le mode TM 011;
en effet pour exciter le mode TM Il dans le guide d'ondes il faut que
l'antenne 5 soit disposee selon l'axe longitudinal du guide et il est
a remarquer que la configuration des lignes du champ du mode guide TM
t 1 permet d'exciter le mode TM, dans le resonateur 6; comme par
ailleurs un resonateur resonnant selon le mode TM Noit est assimilable
a un dipole electrique et qu'un dipole electrique place dans un guide
d'ondes excite tous les modes du guide d'ondes qui ont une composante
de champ electrique parallele a la direction du dipole, donc notamment
le mode TM,,, il en resulte que la transmission d'energie
252 1785 entre les resonateurs 6 et 7 se fait par l'intermediaire des
champs de ce mode.
Pour le mode TM ll les resonateurs presentent un grand coeffi- cient
de surtension, qui est de l'ordre de 6 000 A 4,9 G Hz, ce qui fait que
le circuit reactif presente de faibles pertes d'insertion. A titre
indicatif les pertes dues au circuit reactif decrit ci-avant sont de
l'ordre de 0,4 d B dans la bande des frequences de travail, c'esta-
dire la bande 4,9 G Hz + 16,5 M Hz.
Par ailleurs des mesures ont ete effectuees avec un correcteur de
temps de propagation de groupe 2,3 o le circuit reactif etait celui
decrit ciavant et o le circulateur etait compose de deux circulateurs
a trois acces vendus par la Societe THOMSON-CSF sous la reference TBC
541 (catalogue D C M) Le premier circulateur TBC 541 a son premier
acces qui constitue l'acces 21 du circulateur 2 (voir figure 1) et son
deuxieme acces qui constitue l'acces 22 du circulateur 2; quant au
second de ces circulateurs a trois acces il est reuni par son premier
acces au troisieme acces du premier circulateur TBC 541 et a ses
deuxieme et troisieme acces qui constituent respectivement les acces
23 et 24 du circulateur 2
(voir figure 1).
Ces mesures ont fait apparaitre que le temps de propagation de groupe
est passe de + 2 n S a + 0,5 n S sur une largeur de bande de 33 M Hz
et de + 4 n S a + 2 n S sur une largeur de bande de 42 M Hz, ces
bandes etant centrees sur la frequence de 4,9 G Hz.
La presente invention n'est pas limitee a l'exemple decrit c'est ainsi
que les dimensions et les caracteristiques des diverses parties du
circuit reactif peuvent etre adaptees aux resultats recherches et en
particulier a d'autres bandes de fonctionnement De meme le nombre de
resonateurs peut etre superieur a deux, etant entendu que le guide
d'ondes devra etre allonge et que, pour un guide rectangulaire, la
position des resonateurs selon l'axe XX devra etre compatible avec un
mode de propagation de type TM 1 I dans le guide et un mode de
resonnance de type TM 011 pour les resonateurs Il est egalement
possible d'utiliser, a la place de guides rectangulaires, des guides
circulaires; dans ce cas l'antenne
252 1785 reste disposee selon l'axe longitudinal XX du guide et le
guide fonctionne au-dessous de sa frequence de coupure, ce qui
entraine un mode de propagation de type T Mo 01 et un mode de
resonnance de type TM Ol.
Claims
_________________________________________________________________
REVENDICATIONS
1 Circuit reactif pour correcteur hyperfrequence de temps de
propagation de groupe, caracterise par la combinaison d'un guide
d'ondes (4) travaillant au-dessous de sa frequence de coupure, d'une
antenne d'excitation (5) placee a l'une des extremites du guide
d'ondes, selon l'axe longitudinal (XX) du guide d'ondes, d'un
court-circuit (31) a l'autre extremite du guide d'ondes et d'au moins
deux resonateurs dielectriques (6, 7) disposes en serie entre
l'antenne et le court-circuit.
2 Circuit reactif selon la revendication 1, caracterise en ce que, a
chaque resonateur dielectrique est associe un element de reglage
comportant une piece dielectrique (61, 71) disposee dans le guide
d'ondes, au voisinage du resonateur associe a l'element de reglage, et
une vis (62, 72) solidaire de la piece dielectrique, traversant de
part en part la paroi du guide d'ondes et permettant, par vissage, de
regler la distance entre le resonateur et la piece dielectrique.
3 Correcteur de temps de propagation de groupe, caracterise en ce
qu'il comporte un circuit reactif (3) selon l'une des revendications
precedentes.
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