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1 DISPOSITIFS D'IMPEDANGE POUR SYSTEMES A FREQUENCES
ELEVEES.
La présente invention concerne des dispositifs d'impédand pour systèmes àd fréquences élevées.
L'invention a notamment pour but de prévoir,suivant l'un de ses aspects,des éléments d'impédance haute fréquence plus par- ticulièrement disposés pour fonctionner comme des résistances pures de dissipation d' énergi e.
Un autre but de l'invention, suivant un autre de ses as- pects, est de prévoir des structures d'impédance dont les éléments composants pui ssent 'être utilisés comme impédances d'adaptation dans des systèmes à fréquences très élevées.
Dans les systèmes fonctionnant avec des fréquences ultra-
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élevées par exemple de l'ordre de 125 mégahertz, il est souvent ne- cessaire de dissiper une certaine quantité d'énergie de grande puis- sance à fréquence très élevée dans une ou plusieurs résistances. Il est par exemple souvent désirable de terminer une ligne de trans- mission dans son impédance caractéristique dans le but de faire des mesures. Il est quelquefois également désirable de terminer un fil unique dans son impédance caractéristique. Dans ces cas, et d'autres encore, il est très commode d'avoir des résistances pures de diverses valeurs pour les mesures d'impedance d'énergie, etc..
Il n'est généralement pas très difficile de réaliser un élément qui fournisse une certaine résistance à une fréquence donnée.
Cependant, même de tels éléments ont ordinairement une résistance variable en fonction de l'énergie qui y est dissipée A titre d'exem- ple, une combinaison d'une section de ligne de transmission avec une section dérivée et une lampe ou une résistance au carbone peut être prévue pour avoir presque n'importe quelle valeur âe résistance à une fréquence particulière. Toutefois, ces éléments doivent être réglés à une valeur différente chaque fois que l'on modifie la fré- quence.
D'autres résistances connues ont été réalisées de manière à présenter une résistance pure, et peuvent par suite être utilisées à un certain nombre de fréquences. De tels éléments cependant, en général des résistances au carbone, doivent être très petits afin qu'on puisse obtenir une très faible valeur de réaction, et pour cette raison ne peuvent dissiper qu'une faible quantité d'energie.
On peut prévoir une terminaison au moyen d'une section de ligne de transmission de longueur suffisante et d'un affaiblissement approprié pour fonctionner comme une charge dissipatrice d'énergie.
Une ligne de transmission quelconque suffisante pour dissiper une quantité notable d'énergie serait toutefois très longue et ne se présenterait pas comme un élément facilement maniable.
On connait des lignes artificielles en fil résistant qui conviennent pour terminer une antenne ou une ligne de transmission et ne possèdent approximativement que des caractéristiques de résis- tances.
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Ces éléments comprennent des enroulements d'un petit dia- mètre mais ordinairement de longueur appréciable, par exemple de 1' ordre du mètre. Le nombre de tours par unité de longueur est réglé de manière à obtenir une variation dans la résistance. Lorsque de tels enroulements sont longs par rapport à leur diamètre, on trouve qu'ils sont indépendants du fait que l'extrémité éloignée est ou- verte ou connectée à la terre, et leur résistance est trouvée sensi- blement égale à l'impédance caractéristique de l'enroulement consi- déré comme une ligne longue.
L'impédance caractéristique de ces élé- ments peut être calculée avec un bon degré de précision en supposant que la capacité par unité de longueur de la bobine est la même que si la bobine était un barreau plein, et l'inductance peut être tirée d'une formule connue applicable aux solénofdes longs.
Avec ces enroulements solénofdaux simples, on a trouvé qu'on pouvait réaliser très facilement des lignes artificielles ayan des impédances caractéristiques de l'ordre de plusieurs milliers d' ohms. Lorsqu'on désire une impédance caractéristique plus basse, le nombre de spires par unité de longueur nécessaire est réduit à un point où l'affaiblissement par longueur unité de la bobine est relat--' vement faible, de sorte que la bobine doit être rendue trop longue pour être d'un emploi commode afin de diminuer la réflexion à son ex- trémité.
Suivant certaines caractéristiques de l'invention, on utilise un enroulement ou bobine assez analogue à celui qui vient d'être décrit. Les caractéristiques de l'enroulement sont toutefois commandées de préférence en le bobinant sur une forme isolante creu et en insérant dans cette forme creuse un conducteur métallique tel qu'un tube ou une tige. Le tube ou la tige sert de charge à la ligne de transmission et produit une réactance capacitive qui neutralise la réaction inductive due à la séparation des spires de la bobine et permet de réaliser une bobine de dimensions relativement plus petites qui fonctionne sensiblement comme une résistance pure.
Au lieu d'insérer le conducteur de neutralisation de capacité à l'in-
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térieur de la bobine, il peut être disposé à l'extérieur et selon la longueur de l'enroulement.
Un des objets de l'invention est de réaliser un élément d'impédance qui puisse être utilisé comme terminaison à haute résis- tance dans des systèmes à fréquence ultra-élevées.
Suivant une autre caractéristique de l'invention, l'impé- dance caractéristique de la structure peut être modifiée en modifiant le pas de l'enroulement et un autre objet de l'invention est de pré- voir un élément résistant qui puisse être rendu variable par modifi- cation du pas d'enroulement.
Suivant une autre caractéristique de l'invention, la résis- tance effective de l'élément peut être modifiée en faisant varier l'effet de capacité de la pièce conductrice interne.
Un autre objet de l'invention est donc par suite de prévoir des éléments d'impédance dans lesquels l'impédance caractéristique effective puisse être modifiée par un réglage de l'effet de capacité de la pièce conductrice.
L'élément peut de plus être réalisé au moyen d'un conduc- teur sous forme d'une résistance à prises, de manière à produire une dissipation plus uniforme de l'énergie le long de l'élément.
L'invention prévoit également, suivant un autre aspect, des structures d'adaptation d'impédance, notamment pour antennes, de dimensions et de pièces d'équipement réduites.
Il est connu en effet d'utiliser des inductances et des capacités concentrées dans certains rapports pour coupler des cir- cuits asymétriques à des circuits symétriques, par exemple une li- gne de transmission coaxiale à une antenne' dipôle. Les inductances concentrées ne se prêtent toutefois pas bien à de bonnes dispositions mécaniques pour de tels couplages lorsqu'on les utilise à l'extré- mité d'une ligne de transmission pour coupler la ligne à une antenne équilibrée ou autre circuit symétrique de nature compacte.
Suivant une autre caractéristique de l'invention, on pré- voit une structure dans laquelle les éléments composants servent d'
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inductances et qui contient un condensateur auxiliaire à l'intérieur même de la structure.
L'invention sera exposée en détail dans la description suivante donnée en relation avec les dessins annexés, dans lesquels:
La figure 1 représente schématiquement une disposition permettant d'exposer l'un des buts de l'invention ;
La figure 2 représente schématiquement un exemple de réa- lisation pour terminer une ligne de transmission à deux conducteurs ;
Les figures 3 et 3A montrent des exemples de réalisation dans lesquels le pas de l'enroulement solénoidal est rendu réglable ;
La figure 4 est une vue fragmentaire d'une portion d'un élément d'impédance dans lequel le conducteur central est réglé pour modifier la résistance effective ;
Les figures 5 et 6 représentent d'autres exemples de réa- lisation contenant d'autres dispositions pour faire varier le diamè- tre effectif de la pièce conductrice centrale ;
La figure 7 représente un noyau conducteur central de forme conique ;
Les figures 8a, 8b, 8c et 8d représentent des formes de réseaux d'impédances utilisés pour coupler un circuit dissymétrique à un circuit symétrique,
Les figures 9 et 9a représentent des vues de front et la- térale d'un exemple de réalisation incorporant des caractéristiques de l'invention ; et,
Les figures 10a, lOb et 10c représentent d'autres exemples de réali sation.
Il est connu qu'une ligne artificielle comprenant un solé- nofde long en un fil résistant dans laquelle le diamètre du solénoïde est petit par rapport à sa longueur, et dans laquelle le pas entre les spires'de fil est pris de l'ordre de grandeur du diamètre du solénoide, offrira un affaiblissement élevé par unité de longueur à l'énergie haute fréquence. Une telle ligne artificielle sert à affai- blir l'énergie transmise sur sa longueur de manière qu'à l'extrémité distante il ne soit réfléchi qu'une petite quantité d'énergie. L'
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énergie réfléchie est également affaiblie pendant son retour, de sorte qu'en rendant la bobine d'une longueur suffisante l'énergie est sensiblement toute dissipée dans la ligne artificielle.
Une telle disposition fournit par suite une terminaison jouant le rôle d'une résistance sensiblement pure pour terminer une ligne de transmission ou un conducteur d'antenne. Elle n'est cependant pas commode lors- qu'on désire avoir des impédances telles car ces bobines doivent alors être trop longues pour empêcher des réflexions.
Suivant certaines caractéristiques de l'invention, cette difficulté est surmontée en prévoyant des bobines d'une structure analogue à celle décrite ci-dessus à part le fait que le pas en spire peut être diminué et qu'au voisinage de la bobine et sensiblement sur sa longueur est prévue une pièce conductrice métallique qui sert de charge à la ligne artificielle et diminue l'impédance d'une unité de longueur sans allonger le pas des bobines.
Cet aspect de l'invention sera exposé plus en détails en se référant à la figure 1 dans laquelle est indiquée en 10 une source haute fréquence qui a de préférence une fréquence dans la gamme ultra élevée, c'est à dire, supérieure à six mégahertz. Un côté de la sour- oe haute fréquence 10 est connecté à l'élément 11 qui peut être une plaque métallique ou un canal, ou une coquille cylindrique ou la terre. L'autre côté de la source haute fréquence est connecté à une borne T d'un enroulement en fil 12 de préférence de résistance éle- vée. Cet enroulement peut être en une substance ayant une résistance élevée, par exemple en acier. La bobine 12 est enroulée sur un cy- lindre 13 en une substance isolante, par exemple en verre.
La lon- gueur de la bobine est grande par rapport à son diamètre, c'est à dire, au moins aussi grande que ce diamètre et de préférence plu- sieurs fois égale à cette longueur. La longueur du fil constituant l'enroulement est rendue électriquement longue au moins d'une demi longueur d'onde, et de préférence supérieure à une longueur d'onde de la fréquence de fonctionnement ; le pas de l'enroulement est pré- vu pour assurer la longueur du fil nécessaire pour fournir l'affai- blissement désiré du réseau par unité de longueur.
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L'énergie provenant de la source 10 traverse la bobine 12 et est fortement affaiblie à mesure qu'elle avance vers l'extré- mité ouverte de la bobine. L'énergie qui atteint l'extrémité ouverte du solénoide 12 est alors réflechie et de plus affaiblie en revenant le long du conducteur. En prenant la bobine d'une longueur suffi- sante on peut obtenir un affaiblissement complet de l'énergie de sorte que l'élément de l'impédance fonctionne comme s'il était d' une résistance sensiblement pure pour dissiper la presque totalité de l'énergie.
On peut améliorer considérablement l'efficacité de cette bobine pour dissiper l'énergie en prévoyant un élément conducteur le long de l'enroulement et au voisinage de ces spires, par exemple un conducteur 14 en forme d'un tube ou d'une tige disposé à l'in- térieur du tube 13. Lorsque ce tube ou cette tige 14 est réglé de manière que son extrémité arrive sensiblement dans le plan de la première spire du solénoïde 12, l'élément se comportera sensible- ment comme une résistance pure ayant une impédance caractéristique plus faible que la bobine sans la tige 14. En utilisant une pièce conductrice au voisinage des spires de la bobine, on peut diminuer l'impédance caractéristique de l'élément dans un rapport de 8 à 1.
Une variation du diamètre de la tige 14 sert également à modifier la résistance totale de l'élément. Si par exemple, la tige est prise d'un diamètre plus grand, elle servira à neutraliser plus complète- ment l'impédance inductive du solénoïde 12 et diminuera considéra- blement l'impédance caractéristique de l'élément. Des tiges d'un diamètre plus petit auront moins d'effet et diminueront moins l' impédance.
En déplaçant la tige 14 d'une courte distance, il est possible de rendre l'impédance soit partiellement capacitive,, soit une résistance pure, soit partiellement inductive. En déplaçant la tige 14 vers la gauche, de manière qu'elle dépasse légèrement de 1' extrémité du solénoide 12, l'élément est rendu partiellement capaci- tif.
Lorsque la tige est réglée de manière que son extrémité se trouve sensiblement dans le plan de l'extrémité de la bobine, 1'
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élément est une résistance peu près pure et lorsque l'extrémité de la tige 14 est à la droite de la dernière spire, l'élément devient partiellement inductif. Ce réglage peut être utile pour compenser une petite capacité ou une petite inductance due aux connexions de l'élé- ment aux extrémités des lignes ou fils de transmission.
Le comportement de l'élément conducteur peut s'expliquer comme suit : Lorsqu'on utilise la bobine seule, on doit obtenir la capacité de neutralisation des effets inductifs par la capacité des spires elles-mêmes par rapport à la terre ou à une surface neutre.
La bobine doit en conséquence être rendue suffisamment longue pour assurer cette capacité. En utilisant un dispositif conducteur au voi- sinage des spires, on réalise une capacité relativement grande entre les spires et le dispositif conducteur. Ces capacités séparées sont effectivement connectées ensemble par le dispositif conducteur, de sorte que la capacité résultante totale à la terre ou à la surface neutre de la bobine devient celle du dispositif conducteur.
Puisque le fil de la bobine est électriquement long, l'amplitude du courant différera beaucoup en ces divers points, de sorte qu'il se produira des réactances capacitives de nature compensatrice qui sont reliées entre elles par le dispositif conducteur. Elus l'élément conducteur est rapproché du fil constituant l'enroulement, plus grande sera la capacité et plus faible l'impédance caractéristique de la bobine. Si l'on utilise en conséquence une bobine relativement courte, l'isole- trè ment entre les spires de la bobine et l'élément conducteur doit être/ mince. La bobine est de préférence réalisée avec un diamètre petit, par exemple de l'ordre de 3 à 3 cm. au moins' de diamètre.
Bien que la figure 1 représente une disposition dans la- quelle l'élément neutralisateur de capacité est placé à l'intérieur de la bobine, on doit comprendre qu'on peut réaliser un effet analo- gue avec des conducteurs disposés à l'extérieur de cette bobine. On peut par exemple disposer un tube métallique concentrique autour de la bobine. La disposition à conducteur interne est cependant préfé- rable car elle fournit un ensemble plus compact. De plus, une énergie
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considérable est dissipée dans la bobine et, enconséquence, une grande quantité de chaleur est produite dans la structure. Son re- froidissement peut être plus facilement accompli si elle n'est pas entourée à l'extérieur d'une enveloppe métallique.
Comme sus-mentionné, la structure dégage une chaleur con- sidérable et il est clair que si le conducteur de l'enroulement est prévu avec une résistance ou un effet d'affaiblissement uniforme par unité de grandeur, l'extrémité de ce conducteur qui est connectée à la borne haute fréquence prendra une température plus élevée que l'autre extrémité. On peut réduire cet effet en réalisant la bobine de manière qu'elle présente des coefficients d'affaiblissement dif- férents sur sa longueur.
Une telle caractéristique d'affaiblissement variable peut être obtenue en faisant varier le pas de l'enroulement, c'està dire, en prévoyant un pas plus large près de la borne de con- nexion afin d'avoir un affaiblissement moindre par unité de longueur et un pas plus petit du coté de l'extrémité ouverte pour avoir un affaiblissement unitaire plus grand.
Ce résultat peut être également obtenu en utilisant un fil qui présente une telle caractéristique de r ésistance variable. Ce fil peut être réalisé avec un amincissement réel sur sa longueur mais une solution plus pratique réside dans la prévision d'un fil en une substance résistante revetue d'une mince couche de substance conduc- trice. On peut par exemple faire passer un fil en fer à travers un bain électrolytique et diminuer la tension du bain à mesure que le fil passe au travers de manière à déposer un revêtement d'une épais- seur diminuant continuellement le long du fil.
On peut encore obtenir approximativement un tel effet en connectant en série des fils de résistances différentes ou bien en connectant en série comme termi- naison d'une ligne deux éléments distincts ayant des caractéris- tiques d'affaiblissement différentes.
Une telle structure d'impédance peut être utilisée dans de nombreux cas où on désire avoir une grande résistance de termi- naison. On peut par exemple l'employer pour terminer un fil unique tel qu'un conducteur d'antenne dans son impédance caractéristique
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afin de n'y produire que des ondes de déplacement On peut de plus prévoir une paire de telles structures pour terminer une ligne de transmission à deux conducteurs dans son impédance caractéristique.
Dans la figure 2 est représenté un exemple de structure incorporant des caractéristiques de l'invention disposée pour terminer une ligne à deux conducteurs. les conducteurs 20 et 21 de la ligne de trans- mission sont connectés respectivement aux bornes 22 et 23, Ces bor- nes servent à connecter les conducteurs 20 et 21 aux enroulements à résistance élevée 24 et 25. les fils 24 et 25 sont enroulés sur des noyaux isolants 26, 27 et placés au centre de ces noyaux se trouvent des conducteurs tubulaires 28 et 29. Ces bobines sont enfermées dans des boîtiers 30 et 31 respectivement pour les protéger des influences extérieures. Ces bottiers peuvent être en métal ou en une substance isolante, comme désiré, et présentent de préférence des ouvertures de ventilation 34.
Lorsqu'on utilise la structure en combinaison avec une ligne de transmission, il est préférable que les boîtiers soient métalliques. Cependant, lorsqu'on utilise la structure pour terminer une antenne, il est préférable que les boîtiers soient en substance isolante. Pour terminer une ligne à deux conducteurs les deux élé- ments peuvent être fermement fixés l'un à l'autre par tout moyen convenable.
La pièce tubulaire isolante 26 est supportée à l'intérieur du boîtier 30 au moyen de disques isolants 35, 36. Le tube 28 peut glisser à travers une ouverture du disque 36, de manière à pouvoir être réglé pour compenser les effets capacitifs ou inductifs de la borne 22, et est supporté à son autre extrémité de manière coulis- sante par une tige en substance isolante 37 qui passe à travers une perforation du disque 35.
Le tube 28 est vissé dans une rondelle isolante 3 et est pourvu d'un bouton moleté 33 pour régler la posi- tion de la tige 28 par rapport à l'extrémité de la bobine 24,,
Bien que le disque 32 soit mentionné comme étant en sub- stance isolante, il est clair que lorsque l'enveloppe 30 est en sub- stance isolante, le disque 32 peut être réalisé en toutes substances désirées isolantes ou conductrices.
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Bien que sur la figure ± les deux structurés soient liées l'une à l'autre, il est clair qu'on peut utiliser, si désiré, une structure unitaire logée comme représenté dans cette figure.
Dans un exemple de structure réelle à deux éléments suivant certaines caractéristiques de la présente invention, on a utilisé deux types de supports en pyrex de 13 mm. environ de diamètre et de 90 cm. environ de longueur. Sur chacun de ces tubes était bobiné un fil du calibre N 36 B et S avec un pas de 5 spires par cm environ, l'enroulement ayant environ 89 cm. de longueur et présentant une ré- sistance au courant continu d'environ 400 ohms. Des tubes en verre étaient supportés de manière coulissante sur des tiges en substance isolante- et maintenus espacés par un support convenable. Les tiges supportant les tubes étaient repliées vers le bas à leurs extrémités intérieures et introduites dans un tube en cuivre de 8 mm. environ dé diamètre, ce qui maintenait ce tube centré à l'intérieur du tube en pyrex.
Le réglage relatif de l'enroulement et du tube en cuivre était réalisé en faisant glisser les tubes en pyrex sur leurs tiges de support. Le support d'ensemble était réalisé de manière à permet- tre le réglage de l'espacement entre les deux tubes en verre. Au lieu d'écrans séparés comme représenté sur la figure 2, la structure était montée à l'intérieur d'un boîtier ventilé unique ayant approximative- ment 64 mm. carré de section droite et 1 m. de long. Pour un réglage donné de l'espacement, on réglait la réactance de l'élément en dé- plaçant les tubes de verre comme sus-mentionné. La structure ainsi réalisée avait une résistance d'environ 600 ohms et pouvait dissiper environ 100 watts.
Dans la figure 3 est représentée une structure comportant des moyens pour faire varier le pas des fils utilisés dans le solé- noide Le fil 4 est fixé à une extrémité sur le tube 26 au moyen d'un disque de fixation 40 qui sert également de support à une extré- mité des tubes 26 et 28. L'autre extrémité du conducteur 24 est liée à une bague 41 qui coulisse sur le tube isolant 26 Un certain nombre de tiges 42 sont fixées à une extrémité sur la bague 41 et peuvent
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coulisser à travers la bague de support 36 et le disque couvercle 32 Sur l'extrémité extérieur des tiges 42 sont prévues des écrous 43 pour régler la position des tiges, et par conséquent du disque 41 le long du tube 26.
Le conducteur 24 est en une substance flexible, de sorte qu'il se comporte à la manière d'un ressort en hélice. En serrant les écrous 43 l'hélice formée par le conducteur 24 peut être étirée, ce qui augmente le pas entre les spires individuelles. De même, en desserrant les écrous 43, les spires de la bobine consti- tuées par le conducteur 24 peuvent se resserrer de manière à diminuer le pas de l'enroulement.
Bien que dans la figure 3 le solénofde ait été montré comme fonctionnant en ressort de traction, c'est à dire, de manière à tendre à se resserrer, il est clair qu'il pourrait être bobiné de manière à fonctionner en ressort de compression. On doit prévoir dans ce cas sur les tiges 42 des moyens pour empêcher l'enroulement de s'étendre lorsqu'on désire le comprimer. Ceci peut être réalisé de toutes manières connues.
La disposition de la figure 3 peut ne pas être satisfai- sa,nte pour maintenir un intervalle uniforme des spires du conducteur lorsqu'on modifie son pas en raison de la tendance du fil à se colle sur son support. Cette difficulté peut être surmontée en réalisant le tube isolant 26 en une substance élastique telle que du caout- chouc et en prévoyant des encoches de support en hélice comme repré- senté en 45 sur la figure 34 Dans ce cas, au lieu d'étirer les fils comme représenté sur la figure 3, on peut étirer le tube isolant et, par suite des encoches, le fil sera déplacé en correspondance, ce qui modifiera son pas. Au lieu d'encoches, le tube isolant peut être prévu avec des portions soulevées ou nervures pour maintenir espacé+ les spires du fil.
Comme sus-mentionné, on peut modifier l'action résistive de l'élément d'impédance en changeant une dimension du conducteur central. Dans la figure 4 est représentée une vue fragmentaire d'un exemple de réalisation permettant d'obtenir une variation continue
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de l'effet du conducteur central. Dans cette figure, le conducteur central 28 au lieu de consister en un conducteur continu unique est réalisé par un certain nombre de disques conducteurs 50 en contact avec une tige centrale 52 et séparés par des rondelles élastiques 51. Ces rondelles peuvent être en caoutchouc ou autre substance élastique ou bien peuvent être remplacées par des ressorts en hélice si on le désire.
Bien que les disques 50 soient séparés l'un de 1' autre à un certain degré par la substance isolante, la tige conduc- trice fonctionnera encore sensiblement comme un conducteur continu.
Centrée sur les'disques 50, et les rondelles 51 se trouve une tige 52 dont une extrémité est pourvue d'une tête 53 pour maintenir en place en permanence les disques 50 à son extrémité. L'autre extrémité de la tige 52 est filetée et un écrou 54 à pourtour mol été est prévu sur cette tige. En réglant la position de l'écrou 52, on peut modi- fier l'espacement entre les disques conducteurs 50 et, par suite, l'effet capacitif de l'élément. Cet ensemble de disques et de ron- delles devra s'étendre au delà de l'extrémité ouverte de la bobine 24, de manière que la compression ou la dilatation des pièces flexih'--- servent seulement à modifier la densité effective du conducteur et non la position effective de l'élément en un tout par rapport à la bobine.
En comprimant ces pièces de manière à rapprocher les disques, on obtient le même effet que si la tige augmentait de diamètre,c'est à dire, que la capacité effective est augmentée et, par suite, la résistance totale des éléments est diminuée. En réalisant de cette manière les structures d'impédance prévues, on peut obtenir une rési tance,qui est réglable de manière continue entre des limites désirées
Dans la figure 5 est représentée une autre forme de con- ducteur central assurant un réglage de la résistance. Dans cette disposition, le conducteur 28 est constitué par un tube fendu 60. Le tube 60 peut être en une substance élastique, de manière à tendre à se refermer.
Dans chaque extrémité du tube 60 sont prévus des blocs tronconiques 61 et 62 ayant à leurs extrémités les plus petites un diamètre tel qu'ils pénètrent à l'intérieur du tube et leur plus
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grand diamètre supérieur à celui du tube. Axialement par rapport à la pièce 28, est prévue une tige 66 qui passe à travers le bloc 62 et peut être filetée à cette extrémité. Un écrou 67 permet de ré- gler la position du bloc par rapport à la tige. A l'autre extrémité la tige 66 est fixée au bloc 61. Lorsqu'on serre l'écrou 67, les blocs 61 et 62 sont rapprochés l'un de l'autre pour écarter le tube 60 de manière à augmenter son diamètre efficace. Inversement, lors- qu'on desserre l'écrou 67, les blocs 61 et 62 s'écartent sous la compression du tube 60, ce qui diminue le diamètre effectif du tube.
Il est clair qu'une disposition de ce genre fournit égal ement un système dans lequel la résistance effective de l'élément d'impédance peut être modifiée de manière continue entre des limites désirées.
Un autre exemple de r éalisation dans lequel le tube interne 28 est constitué par deux demi-cylindres est représenté sur la fi- gure 6 dans laquelle le tube 28 comprend deux demi-cylindres 70 et 71 qui peuvent tourner l'un par rapport à l'autre. Le demi-cylindre 70 est pourvu de disques de supports 72 et est aminci sur un bord jusqu'à une épaisseur sensiblement hulle. Le demi-cylindre 71 peut tourner à'l'intérieur du demi-cylindre 70 et est fixé à un disque 73. Le disque est pourvu d'un bouton de manoeuvre 74, de manière à découvrir une portion plus grande du disque 71 au voisinage de 1' enroulement afin d'augmenter la capacité.
Cette réalisation n'a pas un effet capacitif uniforme sur toute la périphérie de l'enroulement, mais assure une capacité réglable qui modifie la résistance globale.
L'élément 28 peut également être réalisé si désiré d'une forme conique comme indiqué sur la figure 7. Ce noyau produit une action capacitive différente le long de l'enroulement et réalise en fait une caractéristique d'impédance décroissante. Pour cette raison, il est clair qu'on peut utiliser le noyau conique au lieu de l'enrou- lement, comme décrit ci-dessus.
On peut évidemment pour obtenir les résultats désirés uti- liser de nombreuses autres manières commodes pour faire varier le réglage de la section des tubes ou du pas des enroulements, suivant la technique connue.
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Dans des exemples de réalisation d'impédances incorporant les caractéristiques décrites ci-dessus, le rapport du diamètre de l'enroulement à sa longueur était généralement de l'ordre du ving- tième ou plus. Dans une réalisation particulière utilisant des fré- @ quences de l'ordre de 125 mégahertz, on utilisait une disposition dans laquelle le fil résistant était enroulé sur un tube en verre de 14 mm environ de diamètre à raison de 8 spires par centimètre.
Un tube en cuivre de 1 cm de diamètre environ était inséré 'dans le tube en verre. Avec cet élément on obtenait une impédance caractéris- tique dsenviron 450 ohms. L'affaiblissement le long de la bobine était si élevé qu'il suffisait d'une ligne de 45 cm de longueur en- viron pour que l'élément se comporte sensiblement comme une resis- tance pure.
Bien que dans la disposition usuelle, l'enroulement soit réalisé en fil résistant afin de fournir l'effet d'affaiblissement désiré, il est clair que l'affaiblissement peut être assuré, si on le désire, dans le conducteur central. Ceci peut être réalise d'un certain nombre de manières différentes. Par exemple, avec un conduc- teur central en forme d'un cylindre fendu comme représenté sur la figure 5, un certain nombre de fils résistants de grande résistivité peut être connecté sur l'entrefer qui forme la fente de sorte qu'il existe une résistance élevée autour du tube tandis que la résistance longitudinale est maintenue faible.
De même, les disques représentés sur la figure 4 peuvent être réalisés en une substance à grande résistance, la conductance longitudinale étant obtenue au moyen de la tige centrale de support.
D'une autre manière le tube de la figure 3 peut être fait en une substance très résistive et un ou plusieurs conducteurs peuvent être prévus sur sa longueur par recouvrement avec une substance de résis- tance faible ou par soudure ou brasure d'un conducteur à faible ré- sistance sur sa longueur.
Divers autres moyens pour assurer des pertes élevées dans le noyau tout en conserva.nt sa conductance longitudinale peuvent
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être prévus sans sortir du domaine de l'invention.
Lorsque les noyaux sont prévus avec une résistance élevée pour assurer les pertes, l'enroulement peut être réalisé en une sub- stance bonne conductrice. Une combinaison de ces effets peut, si désiré, être utilisée de manière qu'une partie de l'affaiblissement se produise dans l'enroulement et l'autre partie dans le conducteur, la propriété essentielle résidant dans le fait qu'on prévoit des moyens de longueur et d'affaiblissement suffisants pour dissiper sensiblement toute l'énergie dans le réseau.
Pour adapter l'impédance de terminaison d'une ligne, il peut également être nécessaire, non plus d'avoir une résistance pure, mais un circuit de couplage approprié, si cette ligne doit être con- nectée à un dispositif d'utilisation ou d'un autre usage qui ne pré- sente pas les mêmes caractéristiques d'équilibrage. Les figures 8a à 8d représentent des exemples de tels couplages dans le cas d'une ligne de transmission coaxiale, donc d'une ligne dissymétrique, à un réseau de charge symétrique. la ligne de transmission coaxiale est connectée aux points 1 et 2 Des inductances l combinées aux condensateurs C servent à coupler convenablement cette entrée dissy- métrique à un circuit symétrique quelconque tel qu'un aérien dipôle qui peut être connecté aux points 3 et 4.
Dans la forme préférée, les impédances des inductances l1 et l2 de la figure 8a doivent être égales et l'impédance du condensateur Cl égale à la moitié de la valeur de l'impédance d'une des inductances.Dans le réseau de la fi- gure 8b, l'impédance de L4 moins l'impédance de c2 est égale à 2 fois l'impédance de 15; dans la figure 8c, l'impédance de L5 est égale à l'impédance de C4 qui est égale à 2 fois l'impédance de C3 ; dans la figure 8d l'impédance de c5 est égale à l'impédance de C6 qui est égale à 2 fois l'impédance de 16 On peut remarquer que deux des réactances sont de même signe ou de même phase et l'une de signe ou phase inverse dans chaque réseau..
Un exemple de réalisation incorporant des caractéristiques de l'invention est représenté sur les figures 9 et 9a, dans les- quelles sont représentés des tubes d'antenne 5 et 13 supportés et
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fixés sur le bottier 6 au moyen de douilles 7 à écrous, des isola- teurs 8 et des écrous de fixation 9. Une ligne coaxiale 10 d'entrée ou de sortie est réunie au boîtier au moyen d'un écrou de fixation 11. Le conducteur central 23 de cette ligne coaxiale est montré/con necté au tube d'antenne 13 au moyen d'une barrette 12, mais les bar- rettes peuvent être connectées à l'un des deux tubes d'antenne 5 ou 13.
L'inductance Il représentée sur la figure 1 est constituée par une ligne de transmission du type d'une inductance comprenant le tube d'antenne 13, un tube 14 et un bouchon de court-circuit 15.
L'inductance 1% est constituée par le tube d'antenne 5, un tube 14 et un bouchon de court-circuit 16. Une plaque de condensateur 17 supportée par les tiges isolantes 18 et la barrette 19 et reliée au tube 14 par une tige ou entretoise 20 constitue le condensateur C.
La plaque de condensateur est rendue réglable par rapport au boîtier 6 mis à la terre au moyen d'une vis 21 et d'un écrou de blocage 22.
Dans sa forme préférée, la longueur du tube 14 dans le tube d'antenne devra être quelque peu inférieure à un quart de lon- gueur d'onde à la fréquence à laquelle l'antenne émet ou reçoit.
Le. longueur du tube n'est toutefois pas très critique et les bou- chans,de court-circuit peuvent être rendus réglables ou bien on peut déterminer par évaluation une longueur approchée. Pour un ensemble donné de conditions, la longueur du tube est connue par exemple par évaluation par le calcul, les bouchons de court-circuit 15 et 16 peuvent être fixés en permanence ou de façon stable sur le tube 14.
Les réglages ultimes du circuit tel que représenté par le tube 14, les tubes d'antennes et le condensateur 17 peuvent être accomplis au moyen de la vis 21 et de l'écrou de blocage associé 22 comman- dant la position de la plaque de condensateur. Le condensateur permet un r églage du circuit d'adaptation d'impédance sur une gamme de fonc- tionnement convenable.
Des structures analogues peuvent être établies pour l'un quelconque des réseaux des figures Sa à 8d. Des exemples de ces structures sont schématiquement indiquées sur les figures 10a, lOb
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et 10c qui montrent respectivement des modes de réalisation possible correspondant aux réseaux des figures 8b, 8c et 8d respectivement.
Les détails mécaniques n'ont pas été représentés sur ces figures car les connexions électriques et les positions relatives* des élé- ments sont cla.irement montrées, ce qui permet d'omettre les figures correspondantes qui seraient analogues aux figures 9 et 9a @
Dans la figure 10a les impédances conservent essentielle- ment les positions qu'elles présentent dans les figures 9 et 9a. Les deux plaques de condensateur 17a et 17b doivent être isolées de la terre. La plaque qui était auparavant connectée à la masse devra être reliée au tube d'antenne 5 et les autres connexions ne sont pas modifiées. Dans la figure lOb, l'une des inductances est supprimée, et un condensateur analogue à celui de la figure 9 est ajouté, les connexions étant telles que représentées.
Dans la figure 10c l'une des inductances est éliminée et le condensateur original a ses deux plaques isolées de la terre et connectées au tube d'antenne 13 et au conducteur extérieur 24. Le conducteur central 14 de l'inductance en ligne de transmission restante 24-14 est mis à la terre. Un con- densateur particulier est ajouté pour coupler le tube d'antenne 5 au système, et ce condensateur comprend deux disques conducteurs 25 et un isolateur 26. Les disques 25 peuvent être rendus réglables l' un par rapport à l'autre en constituant l'isolateur 26 par des dis- ques de calage ou en filetant le tube 5 et son isolateur de support.
Dans certains cas, les disques 25 peuvent être supprimés si la capa- cité entre le tube 5 et le tube 24 est suffisamment grande. il est de plus possible dans les structures ci'-dessus de réaliser l'inductance en ligne de transmission sous forme d'une par- tie du conducteur central 23 de la ligne coaxiale. Dans cette forme de réalisation, le conducteur central serait tubulaire près de son extrémité au boîtier et un conducteur pourvu d'un bouohon de court- circuit, analogue au conducteur 14 pourvu de son bouchon 15, pour- rait y être inséré.
L'invention n'est évidemment pas limitée aux divers exem-
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pies de réalisation décrits et représentes mais'est au contraire susceptible de nombreuses modifications et adaptations sans sortir de son domaine.
RESUME.
La présente invention concerne des systèmes d'impédance pour fréquences très élevées, et prévoit notamment des structures d'impédance soit pour terminer sans réflexions des lignes de trans- mission soit pour coupler des lignes de transmission à'des disposi- tifs de charge.
Suivant une de ses formes de réalisation, l'invention prévoit des éléments d'impédance haute fréquence disposée plus par- ticulièrement pour fonctionner comme des résistances pures de disa- pation d'énergie. Suivant une autre de ses formes de réalisation,, elle prévoit des structures d'impédance dont les éléments composants peuvent être utilisés comme impédance d'adaptation dans des systèmes à fréquences très élevées.