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Dispositif de signaux susceptible d'être accordé.
Cette invention se rapporte, d'une façon générale, à un dispositif de signaux accordable perfectionné, réglable dans une bande donnée de fréquences, et en particulier à un tel dispositif renfermant un guide d'onde à résonnance de longueur électrique réglable.
Le terme "guide d'onde", utilisé largement dans cette description et dans les revendications, s'applique à un système de surfaces conductrices qui jouent le rôle de frontières d'une onde électrique et qui ont le pouvoir de diriger la propagation d'une telle onde, plus que les parois rigides d'un tube acoustique, en empêchant le son de se ré- pandre librement 'dans l'espace. Des guides d'onde sont bien connus dans la pratique et peuvent avoir la forme de deux ou
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plusieurs conducteurs séparés dans l'espace, telle qu'une ligne de puissance ou une ligne téléphonique. De telles struc- tures peuvent s'appeler lignes de transmission du type à fil découvert.
Un autre type de guide d'onde comprend uniquement un simple conducteur creux, capable de propager l'onde à travers son intérieur; ce type peut s'appeler un guide creux. D'autres types encore, renferment un ou plusieurs conducteurs mais iso- lés électriquement d'un autre conducteur, comme dans la ligne de transmission coaxiale conventionnelle. Tandis que certaine: détails de forme peuvent dépendre du type de structure et de son emploi,le terme 'guide d'onde" utilisé ici, se rapporte à de telles formes de résonnance dans le sens générique, ren- fermant n'importe lequel des types mentionnés et se rapporte également aux structures relativement courtes désignées souvent par cavités résonnantes.
La longueur électrique d'un guide d'onde peut se dé- terminer en y établissant un court-circuit et la structure peut être excitée par l'introduction d'anergie' susceptible d'être utilisée pour engendrer des ondes électromagnétiques. Les ondes se déplacent le long du guide, et, des réflexions occasionnées lorsque les ondes rencontrent le court-circuit, il en résulte l'établissement d'ondes stationnaires dans la cavité, qu'on dit alors être en résonnance.
Dans une telle condition de résonnan- ce, le champ magnétique alternatif dans le guide a une intensi- té maximum au court-circuit, et un point d'intensité maximum du champ électrique s'établit plus loin, le long de la struc- ture, mesuré dans la direction d'où l'onde s'approche du court- circuit .La distance entre ces points, où les intensités des champs magnétique et électrique sont maxima, est égale à un quart de la longueur d'onde de fonctionnement de la structure.
Lorsque la partie active de la structure résonante a une lon- gueur plus grande qu'un quart de la longueur- d'onde de fonction- nement, les points,où les intensités des champs magnétique et
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électrique sont maxima, se reproduisent par cycle, chaque 'champ variant sinusoidalement. entre ses pints maximum et minimum, mais! déphasé de 90 degrés par rapport à l'autre.
Avec un guide d'onde, fonctionnant d'une telle façon, la fréquence de résonnance peut dépendre de la méthode d'exci- tation et de la nature et de la disposition des matériaux à l'in-' térieur de 1,''espace de propagation. En tout cas, la fréquence de' ; résonnance est déterminée par la longueur électrique'effective de la structure. Sia on prévoit un arrangement pour changer la longueur- effective, la structure devient un dispositif de dignaux pouvant être accordé puisqu'on peut changer à volonté sa fréquen- ce de résonance.
Pour des fréquences radiophoniques plus éle- vées, de tels dispositifs accordables ont trouvé un emploi con- sidérable à cause de leur précision d'accord, leur efficacité et leurs dimensions commodes.
Un guide d'onde accordable 'antérieur, renferme un élé- ment de court-circuit mobile placé prés d'une extrémité de la structure. On a proposé diverses formes pour cet élément 'de court-circuit, le plus simple étant peut-être tout binnement une barre de court-circuit ou un capuchon terminal. La partie d'un capuchon terminal en contact avec les surfaces conductrices de la structure est souvent fendue ou d'une autre façon divisée en segments transversaux, qui pressent contre les surfaces con- ductrices par l'action d'un ressort pour- maintenir un contact adéquat. Un tel dispositif de court-circuit sert à délimiter une partie active du guide, et un réglage du dispositif' change la longueur physique active de la structure, provoquant un change- ment correspondant de sa longueur électrique effective, et réalisant ainsi un accord .
La grandeur élevée des courants alternatifs, s'écoulait dans un tel élément simple de court-circuit,a suggéré l'add.ition de surfaces conductrices connectées à la barre ou au capuchon terminal et disposées en parallèle par rapport aux,surfaces du
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guide d'onde propre.Avec ces surfaces additionnelles, l'élé- ment court-circuitant prend la forme d'un piston ou d'une cou- pe pouvant glisser le long de la structure, le cour t-circuit s'effectuant par l'extrémité fermée de la coupe.Ordinairement, la coupe estproportionnée de façon qu'elle s'étende parallè- lement au guide d'onde pour uns distance égale à un quart de longueur d'onde de la longueur d'onde moyenne de fonctionnement.
Ceci permet d'établir efficacement une connexion électrique de l'élément de cout-circuit au guide, dans une région d'intensité de champ électrique élevée au maximum, lorsque l'intensité da champ magnétique et les courants s'écoulant dans la struc- ture ont des valeurs basses ou minima. Avec un tel piston d'ac- cord', on peut établir la connexion électrique effective pour des fréquences radipphoniques par couplage, à courant alterna- tif, éliminant l'emploi de segments de contact ou de doigts utilisant des pressions de ressort.
L'usage d'un élément de court-circuit,réglable le long d'une partie du guide, a nécessité dans quelques cas, afin d'accorder dans la bandé désirée, une distance de trajet de cet élément égale à une fraction substantielle de la longueur hors tout de la structura. Ce réglage, assez long, non seule- ment rend l'accord gênant, mais augmente également la comolexi- té mécanique du dispositif et peut être indésirable lorsque l'espace et le poids font prime. En d'autres termes, puisqu'un réglage donné peut .--.produire un accord indésirablement petit, la sensibilité du réglage disponible avec de dispositif d'ac- cord peut être trop faible.
Un autre guide d'onde accordable antérieur utilisé un élément de charge mobile le long de la structure dans l'espace de propagation de l'onde. Avec cet arrangement,.l'accord varie avec la position de l'élément de charge, tandis que la longueur physique active de la structure reste la même pour tous les réglages d'accord. L'élément de charge change la nature et la disposition des matériaux dans l'espace de propagation de l'onde,causant un changement dans les champs.magnétique ou électri-
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que. ou dans les deux champs, dans la section chargée :de la structure , c'est à dire. dans le voisinage de l'élément de charge.
On peut assimiler le 'changement à un déphaseur déter- miné par la discontinuité résultant du brusque-changement dans l'indépendance caractéristique causé, par n'élément de , charge. Souvent le changement peut être assimile'également à un changement dans l'inductance ou la capacitance offerte par la section chargée.
Ainsi, dépéndant de la nature et de la disposition de charge, la section chargée peut être considérée comme ayant une valeur d'inductance ou de'capacitance ou les deux qui diffèrent de l'inductance ou la capacitance apparentes d'une longueur égale de la structure qui n'a aucune charge. il est également vrai que' la section chargée peut être consi- dérée comme ayant une valeur d'inductance ou de capacitance égales à l'inductance'ou la capacitance apparentes d'une lon- gueur différente de la structure sans la charge et son dépha- seur résultant. En conséquence, les changements de champs dans l'espace de propagation de l'onde, dus à l'élément de charge, ont pour.;effet d'altérer la longueur électrique de la structure propageant l'onde, mais sans altérer sa longueur physique active.
Un accord de ce guide d'onde antérieur s'accomplit en déplaçant l'élément de charge le long de l'axe de la struc- ture. Ceci fait que l'élément se déplace, par rapport aux points où les intensités des champs magnétique et électrique sont maxima, de façon qu'il entre dans une région où les deux champs ont des valeurs modifiées. En d'autres termes, le rap- port de l'intensité du champ magnétique à l'intensité du champ électrique, dans le voisinage de l'élément de charge, change quand l'élément se meut le long du guide d'onde en ré- sonnance. Maintenant, un élément de charge donné peut être fait de matériaux ayant d'une façon accusée, des effets dif- férents sur les champs magnétique et électrique.
Par exemple, l'élément peut avoir un effet important sur un champ électri- que mais pratiquement aucun effet sur un champ magnétique
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Ainsi, en déplaçant l'élément le long du guide, dans une région où les -intensités des champs magnétique et électrique ont des valeurs modifiées et sont dans un rapport différent, on change l'effet de l'élément sur les champs afin d'altérer la longueur électrique effective du guide .
Cependant, avec un accord par réglage d'un élément de court-circuit, des exemples se sont présentés dans lesquels il est désirable d'accorder dans une large bande telle qu'on exigerait un mouvement excessif d'un élément de charge, ou un élément de charge de grandes dimensions, pour affaiblir le fonctionnement du dispositif d'accord. Dans certaines installa- tions, les exigences mécaniques ,d'un élément de charge réglable peuvent s'avérer importunes. il peutmême s'avérer impossible dans certains exemples d'accorder dans la bande entière dé- sirée avec tout dispositif de charge réglable. La sensibilité des .réglages d'accord avec un élément de charge peut ainsi être trop faible.
Les dispositifs antérieurs décrits pour accorder un guide d'onde en résonnance, peuvent également manquer de pré- cision de réglage désirable dans certains types d'équipement, en particuler des équipements de mesure et de test. Pour de tels équipements, il est souvent désirable de faire un régla- ge substantiel d'un élément d'accord lorsqu'on effectue un accord dans une bande relativement étroite. Dans cet exemple, la sensibilité, du réglage, pratiquement disponible avec les dispositifs d'accord connus peut être plus grande que celle désirée.
En conséquence, c'est un but de cette invention que de prévoir un dispositif de signaux susceptible d'être accordé qui, en substance, n'est pas soumis à une ou plusieurs des res- trictions mentionnées plus haut des dispositifs antérieurs, mais au lieu de celà peut être accordé dans une bande donnée de fréquences et, en ce faisant, de prévoir une caractéristique @ désirée de sensibilité.
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Dans un dispositif de signaux, susceptible d'être accor- dé,comprenant un guide d'onde renfermant plusieurs parties con- ductrices s'étendant longitudinalement, déterminant un espace de propagation pour des ondes électromagnétiques, on dispose, suivant l'invention, d'un élément de court-circuitréglable longituxlinalement par rapport.à l'espace de propagation pour effectuer.un accord, et d'un élément de charge supporté pour un mouvement par rapport à l'élément de court-circuit pendant l'ac- cord et situés dans une région de l'espace de propagation sou- , mis à un déphasage longitudinal substantiel des champs électri- que et magnétique pendant l'accord.
Pour mieux saisir la présente invention, avec d'autres buts de celle-ci, on se référera à la description suivante, en liaison avec le dessin d'accompagnementdans lequel la fig.l est une coupe axiale dans un dispositif de signaux, suscepti- ble d'être accordé, du type de ligne de transmission coaxiale renfermant la présente invention ; les fig.2,3 et 4 sont des sections axiales partielles de dispositifs de signaux accorda- bles semblables. à celui montré à la fig. 1 mais contenant d'au- tres modes d'exécution de l'invention ; et la fig.5 est une section axiale dans une partie terminale d'un dispositif de signaux, susceptible d'être accordé, du type guide creux ren- fermant l'invention.
En se référant à la fig. 1, on a illustré un disposi- tif de signaux, susceptible d'être accordé e.t réglable dans une bande donnée de fréquences, comprenant un guide d'onde ren- fermant plusieurs'parties conductrices s'étendant longitudina- lement 11,12 déterminant un espace de propagation 13 pour des ondes électro-magnétiques. La partie conductrice 11 est un conducteur extérieur cylindrique creux, tandis 'que la partie conductrice 12 est une *conducteur intérieur placé coaxialement, fournissant entre celles-ci l'espace de propagation 13. Le con- ducteur extérieur 11 et le conducteur intérieur 12 sont alignes
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et espacés au moyen d'une plaque terminale 14, qui peut être en un matériau soit conducteur, soit isolant.
L'extrémité éloi- gnée de la structure se termine par une plaque terminale 15 qui peut être en un matériau diélectrique ou conducteur, dépendant si la structure a une longueur électrique effective d'un nom- bre impair ou pair de quarts d'onde, une plaque diéelectrique terminale étant illustrée. On peut exciter la structure par un dispositif oscillant (non représenté) et on peut établir des connexions uers des circuits oscillants convenables en des points 16 et17 en circuit respectivement avec le conducteur extérieur 11 et avec le conducteur intérieur 12.
Afin. d'effectuer l'accord du dispositif dans une bande donnée de fréquences, on a prévu un élément de court- circuit 20 du type piston qui renferme deux conducteurs cylin- criques creux placés coaxialement, un conducteur extérieur 21 et un conducteur intérieur 22 formant des parois d'un piston parallèles aux conducteurs 11 et 12. Le piston 20 est fermé à une extrémité par une bague de court-circuit 23, qui aligne les conducteurs 21 et 22 et les maintient dans des positions adjacentes respectivement aux conducteurs 11 et 12. Le piston eet ouvert à l'extrémité opposée de façon qu'il embrasse une partie de l'espace de propagation 13.
Les conducteurs 21 et 22 ont une longueur choisie telle que le piston 20 ait une lon- gueur électrique effective, en substance, égale à un multiple impair d'un quart de la longueur d'onde moyenne de fonctionne- ment du dispositif.Ordinairement,une longueur commode pour le piston est approximativement un quart de la longueur d'onde moyenne de fonctionnement..
Le piston 20 est réglable longitudinalement par rapport à l'espace de propagation 13 au moyen de tringles 25- 26 fixées sur le dos de la bague 23. Ces tringles traversent des trous appropriés dans la plaque terminale. 14, et sont réu- nies extérieurement au guide d'onde, à une tringle de commande 27. Comme il est indiqué par la flèche 28, an peut appliquer
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tout mécanisme convenable de commande- à la tringle de commande 27 pour effectuer un déplacement du piston 20.
Le dispositif de signaux,susceptible d'être accordé, comprend an outre un élément de charge toroidal 30. Dans le mode d'exécution illustré, l'élément de charge est fait en un matériau conducteur, mais un élément de charge de la même forme peut être fait aussi en un matériau diélectrique non conducteur ou magnétique,suivant des principes discutés ci-après. L'élément 30 est supporté pour un mouvement par rapport au piston 20 pen- dant l'accord du dispositif, par au moins un support, qui peut 'être en un matériau diélectrique ou conducteur, des supports conducteurs étant indiqués pour la convenance à la fig. 1. Ce mode d'exécution utilisé deux supports ou attaches minces placés radialement 31,32 pour supporter l'élément et l'espacer de l'ex- trémité fermée du piston dans la directiàn de l'extrémité libre.
Les attaches 31,32 peuvent être connectées, d'une façon mobile ou rigide, à un des conducteurs du guide d'onde d'une façon telle qu'un réglage longitudinal du piston 20 produise un mou- vement relatif de l'élément de charge par rapport au piston ; pour la commodité de l'illustration, on a représenté les atta- ches fixées au conducteur extérieur 11 en des points 33,34 ex- térieurs au chemin longitudinal de réglage du piston.
On décrira le fonctionnement du dispositif de signaux de la fige 1 susceptible d'être accordé, en négligeant tout d'a- bord les effets dus à l'élément de charge 30. Cette discussion suppose que le guide d'onde soit considérablement plus long qu' un quart de longueur d'onde, par exemple un et un quart de lon- gueur d'onde, mais les mêmes principes s'appliquent à des struc- tures plus. courtes. L'énergie osdillante est présentée à la pla-, que terminale diéelectrique fixe 15 à travers les bornes 16 et, 17 de façom que cette énergie se propage dans la structure et, se réfléchisse à partir de la bague de court-circuit 23, dé- terminant une condition de résonnance comme décrit ci-dessus.
Quand il est excité, de cette' façon, l'espace actif de propagation
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de la structure a une longueur effective égale à un multiple im- pair d'un quart de longueur d'onde et des points alternés où les intensités des champs électrique et magnétique sont maxima,appa- raissent le long de l'espace de propagation et à chaque extrémité de celui-ci, ces points étant espacés les uns des autres d'un- quart de longueur d'onde.Si le piston 20 se déplace longitudina- lement par rapport au guide d'onde, la position de la bague de court-circuit 3 change par rapport à l'extrémité éloignée 15 de la structure. Ceci entraîne un changement dans la longueur physique de la partie active de la structure et un changement semblable de sa longueur électrique effective.
Si elle est exci- tée correctement, la structure reste en résonnance mais la dis- tance d'un quart de longueur d'onde, correspondant à la sépara- tion de points successifs où les intensités des champs magnéti- que et électrique sont maxima, change.
Lorsque le piston 20 se déplace, le point d'intensité de champ magnétique maximum situé à la bague 23, se meut nécessai- rementavec lui.Cependant , le point.d'intensité de champ élec- trique se produisant à l'extrémité éloignée 15 de la structure est fixe et ne se déplace pas.
Par conséquent, un déplacement du piston d'accord, qui altère la fréquence de fonctionnement, entraîne une redistribution de deux champs magnétique et élec- trique dans l'espace de propagation du guide, déphasant tous les points d'intensité du champ maximum sauf celui à l'extrémi- té lb. On peut montrer que le déphasage longitudinal le plus prononcé des champs a lieu dans les régions de 1' espace de pro- pagation le plus près du piston d'accord. Ainsi on voit qu'un déplacement du piston 20 fait varier la longueur électrique effective de la structure pour effectuer un accord.
En outre, il apparait que la localisation des points d'intensité maximum des champs magnétique et électrique dans l'espace de propagation 13 est déterminée d'après la position du piston. n considérant l'influencede l'élément de charge 30 sur le procédé d'accord décrit , on admettra que l'élément est localisé dans sa position préférée pas très loin de la bague de court- circuit,de façon qu'IL soit situé dans , une région de l'espace de.
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propagation 13 soumis au déphasage ou au mouvement longitudinal le plus grand des champs magnétique et électrique pendant l'accord du dispositif.
Comme il est montré à la fig. 1, l'élément est situé, pour le réglage d'accord illustré,dans une région de l'espace 13 com- plètement entre les parois coaxiales du piston. Avec le réglage ex- trême d'accord qui donne la longueur physique active la plus grande, une extrémité de l'élément 30 peut cependant sortir quelque peu de l'extrémité libre du piston.
Puisque l'élément de charge,comme représenté,est immobile pen- dant un réglage d'accord, les champs ,se déplacent par rapport à lui pendant l'accord et le placent ainsi dans une région où les intensités des champs magnétique et électrique ont ,un rapport différent de celui résultant du réglage précédent du piston 20 - Comme il est signalé ci- dessus, ce changement-dans les intensités des champs fait vafier l'ef. fet de l'élément de charge sur les champs,afin d'altérer la longueur électrique effective de la partie active du guide. Cette altération de la longueur électrique effective est due, en.plus de celle déjà décrite,uniquement au réglage de piston 20.
Si les effets d'accord occasionnés par le réglage du piston et* par la présence 'de l'élélent de charge. sont additifs, de façon à prévoir un dispositif d'accord plus sensible,ou soustractif, de faç'on à prévoir un dispositif d'ac- cordmoins sensible, cela dépend de la nature de l'élément de charge et aussi de sa position le long de la partie active du g uide .
On peut mentionner trois types d'éléments de charge. L'élément peut être conducteur, il peut être en un matériau non conducteur dont la caractéristique prédominante estune constante diélectrique élevée ou il peut être une composition à conductibilité faible dont la carac- téristique prédominante est une perméabilité magnétique élevée. En gé- néral, l'action d'un élément de charge conducteur est de décroître la longueur électrique effective lorsqu'il est placé dans une région où l'intensité du champ magnétique est élevée et d'accroître la longueur électrique effective lorsqu'il est placé dans une région où l'intensi- té du champ électrique est élevée.
Un élément diélectrique a un petit effet dans une région où l'intensité du champ magnétique est élevée, mais tend à accroitre la longueur effective s'il est situé dans une
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région où l'intensité du champ électrique est élev.Un élément magné- tique ayant une perméabilité élevée a aussi ordinairement une constan- te diélectrique quelque peu élevée,de sorte qu'il affecte à la fois les champs magnétique et électrique. L'effet d'une composition magné- tique utilisée suivant l'invention dépend en partie de la résistivité de la composition, et en partie des proportions du matériau magnéti- que et du matériau de liaison utilisé pour garder la cohésion des particules du matériau magnétique.
En négligeant l'action de maté.- riaux diélectriques ou conducteurs dans un élément magnétique ainsi appelé, il tend à accroître la longueur effective lorsqu'il est si- tué dans une région où l'intensité du champ magnétique est élevée.
Pour poursuivre le fonctionnement détaillé du mode d'exécution de la fig.l,on admet que l'élément de charge 30 est en un matériau conducteur et situé, pour le réglage initial du piston 20, à mi-che- min entre le point d'intensité de champ magnétique élevé à la bague de court-circuit 23, et le point le p lus rapproché d'intensité de champ électrique maximum.Dans cette position l'élément est localisé à l'intérieur de la région quart d'onde-le plus près de l'extrémité fermée du piston. Un réglage du piston vers l'élément de charge rac- courcit la longueur physique active de la. structure.
En même temps, l'intensité du champ magnétique, dans le voisinage immédiat de l'élé- ment de charge,augmente.Comme il est mentionné ci-dessus,cela tend en outre à raccourcir la longueur électrique effective de la struc- ture. Par conséquent, le mouvement relatif décrit du piston et l'é- lément de charge p roduisent des effets additifs et tendent à raccour- cir de beaucoup la longueur électrique effective de la structure.
D'une façon semblable, si la longueur physique active est accrue par le réglage opposé du piston 20,loin de l'élément 30,l'élément se trou- ve de lui-même dans une région d'intensité de champ électrique plus élevée mais d'intensité de champ magnétique plus faible, où il tend en outre à accroître la longueur effective de la structure.
Les deux effets sont de nouveau additifs. Le résultat net
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est un dispositif plus sensible pour l'accord, puisqu'un réglage plus petit accomplit le même résultat que ne le fe- rait un réglage plus grand d'un' élément de charge Sans un élément mobile de court-circuit ou d'un élément mobile de court-circuit en l'absence d'un élément de charge.
Cependant) si l'élément de charge est situé plus loin le long de la structure, de façon que sa position moyen- ne soit déplacée, environ d'un quart de longueur d'onde de la bague de court-circuit, con effet sur l'accord est très dif- férent. Dans ce cas un point d'intensité de champ électrique maximum existe près de l'élément dans la direction de la bague de court-circuit réglable 23, tandis qu'un point d'intensité de champ magnétique maximum existe près de lui dans la direc'- tion de la plaque terminale fixe 15; Son orientation par rap- port aux champs, est ainsi l'inverse du cas envisagé précédem- ment où l'élément était situé tout près de la bagué de court- circuit:
Dans le cas considéré'maintenant, un raccourcisse- ment physique de l'espace de propagation amène l'élément con- ducteur dans une région d'intensité du champ électrique plus ' élevée et d'intensité du champ magnétique plus faible, où il tend à accroître la longueur effective: Ainsi, les deux ef- fets s'opposent l'un à l'autre et la sensibilité du réglage est plus petite que celle qu'on obtiendrait sans l'élément de charge.
Une analyse du fonctionnement dans le cas d'un élé- ment de charge diélectrique montre que son action est sembla- ble à celle d'un élément conducteur. Des éléments diélectri- ques et conducteurs situés d'une façon semblable produisent des effets similaires sur la sensibilité d'accord, l'élément diélectrique répondant aux variations du champ électrique seul, plutôt qu'à des variations d'une condition de champ combinée tel que le rapport des intensités du champ électri- que au champ magnétique. On peut montrer d'autre part qu'un élément de charge à prédominance magnétique a des effets opposés sur la sensibilité d'accord.
Ainsi un élément dié- lectrique placé à l'intérieur d'un piston d'accord quart
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d'onde augmente la sensibilité, tandis qu'un élément à pré- dominance magnétique dans la même position diminue la sensi- bilité. Diverses combinaisons de situer l'élément} de maté'- riaux et des effets apparaîtront à ceux experts en la matière'.
La forme et les dimensions de l'élément de charge, aussi bien que le matériau avec lequel il est construit) con- tribuent à déterminer ses effets sur l'accord. Dans les res- trictions qui doivent être décrites tantôt, plus l'élément est grand plus son effet est important. peuvent on ne peut utiliser des éléments ayant des dimensions radiales très grandes dans des guides d'onde où apparaissent des tensions élevées, puisqu'il y a danger de crachement. Cependant la dimension axiale d'un élément de charge) c'est-à-dire la lon- gueur de son contour majeur mesurée longitudinalement sur le guide d'onde joue également une part importante dans la déter- mination de son effet d'accord.
Quand sa tondeur effective est augmentée jusqu'à-un quart de la longueur d'onde moyenne de fonctionnement du dispositif, son effet d'accord augmente or- dinairement. Lorsqu'on utilise des éléments plus longs, les effets des deux extrémités peuvent s'annuler mutuellement et en outre un raccourcissement de l'élément jusqu'à ce qu'on atteigne une longueur effective d'une demi-longueur d'onde. fait que l'effet d'accord de l'élément devient négligeable.
Par conséquent, l'effet d'accord le plus grand s'obtient or- dinairement avec des éléments quart d'onde. Cependant pour le cas spécial où un élément d'accord conducteur est adjacent à la bague de court-circuit 23 pour un réglage d'accorda un élé- ment plus court est désirable, de façon que pour ce réglage d'accord extrême l'élément complet occupe une région dans la- quelle prédomine le champ magnétique. Un élément conducteur aiasi situé a un effet d'accord important pendant le réglage initial s'il a une dimension axiale majeure égale en substance à un huitième de la longueur d'onde moyenne de fonctionnement, du dispositif.
Cependant les réglages d'accord peuvent être assez grands pour changer la position de l'élément jusqu'à
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ce qu'il soit centré sur ce point d'intensité de champ électrique.maximum qui existe à une distance d'un quart de longueur d'onde à partir de la .bague de court-circuit.
Lorsqu'il est dans la dernière position) l'élément s'est ' déplacé assez loin de la bague de courte-circuit de façon que sa longueur soit 'approximativement égale à un quart de longueur d'onde pour produire un effet d'accord optimum pen- dant des petits,,, réglages subséquents:
Pour un effet d'accord optimum dans la bande mentionnée, il est désirable d'avoir un élément conducteur supporté dans levoisinage de l'élé- ment de court-circuit) et ayant une longueur comprise entre un huitième et trois seizièmes de la longueur d'onde moyenne de fonctionnement) par exemple un seizième de longueur d'ondée
Dans un mode d'exécution spécifique de l'invention utilisant un piston d'accord quart d'onde de deux trois-quarts de pouce de long dans une ligne coaxiale,
un élément de charge conducteur de forme toroldale et d'un pouce et demi de long était situé à l'intérieur du piston.' Dans ce mode d'exécution l'élément de charge était supporté par des supporta diélec- triques minces disposés radialement d'une largeur circonfé- rencielle suffisante pour fournir la force nécessaire et en un matériau polystyrène ayant des pertes diélectriques basses.
Sans l'élément de charge et ses supports) un pouce sept hul- tième du trajet du piston étaient nécessaire pour accorder dans la bande désirée. Cependant avec la structure de l'in- vention sept huitièmes de,pouce seulement du trajet accompli- raient l'accord dans la même bande. La présence de l'élément de charge diminuait aussi en substance les dimensions hors tout du dispositif. Dans un tel mode d'exécution le matériau du support lui-même sert comme élément de charge additionnel augmentant ainsi l'efficacité de l'élément toroidal.
Le support ou les supports employés pour situer l'élément de charge dans l'espace de propagation, peuvent avoir avantageusement une longueur égale en substance à un
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quart de la longueur d'onde moyenne de fonctionnement du dispositif, spécialement lorsqu'on utilise des supports con- ducteurs. Un support ainsi proportionné a une longueur de résonance permettant l'établissement d'une onde stationnaire avec les différences concomittantes clans la tension et le courant entre les deux extrémités séparées par une distance égale à un quart de longueur d'onde.
Ainsi) des tensions et des courants induits dans l'élément de charge en ses points de support, peuvent être maintenus malgré les valeurs élec- triques différentes existant sur les conducteurs du guide d'onde où sont fixées les autres extrémités des supports'.
Les figures 2, 3 et 4 illustrent des modes d'exécution de l'invention appliqués à un guide d'onde semblable à celui représenté à la figure 1, et pour la simplicité ne montrent que les caractères de structure différant de la figure 1.
Cependant dans chacune des figures 2) 3 et 4 sont représen- tées des parties des conducteurs extérieur 11 et intérieur 12, comme le sont les extrémités des tringles 25,26 pour ef- fectuer des réglages longitudinaux de l'élément de court-cir- cuit.
La figure 2 illustre un mode d'exécution de l'in- vention dans lequel la disposition de l'élément de court- circuit et des supports pour l'élément de charge diffère du mode d'exécution de la figure 1. Un élément de court-cir- cuit du type piston 40 renferme des parties conductrices 41 et 42 adjacentes respectivement au conducteur extérieur 11 et au conducteur intérieur 12. Le piston 40 est ouvert à une extrémité mais fermée par une section convergente à l'extré- mité opposée. Cette section convergente contient un prolonge- la ment de la partie conductrice extérieure 41 sous/forme d'un cône tronqué 43 convergent vers le conducteur intérieur 12 et contient également un prolongement de la partie conductri- ce intérieure 43 sous la forme d'un cône tronqué convergeant d'une façon opposée 44-.
Le cône intérieur 43 et le cône exté- rier 44 sont tronqués par une bague de court-circuit 45,
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ayant une faible largeur radiale.
Un élément de charge¯50 de forme généralement to- roidale est supportée d'une façon fixe par rapport au guide d'onde de façon à être situé dans une région de l'esPace de propagation dans le voisinage de la section convergente 43, 44 mais espacé de l'extrémité fermée 45. Deux Supports s'é .tendant radialement 51 et 52 traversent des rainures 53 et 54 dans la partie conductrice 41 et supportent l'élément 50.
Les rainures permettent un réglage longitudinal du piston 40 malgré la présence des supports radiaux 51 et 52.
En liaison avec le fonctionnement du mode d'exécu- tion de la figure 1, il a été stipulé ci-dessus que la si- tuation de l'élément de charge dans le voisinage de l'élément de court-circuit est avantageuse à cause du déphasage impor- tant des champs dans ce voisinage pendant l'accord. La posi- tion de l'élément entre les parois d'un élément de court-cir- cuit du type piston est également avantageuse parce que la proximité relative des parois du piston augmente l'efficaci- té de l'élément de charge. Avec Isolément dans le voisinage d'une section convergente du piston, l'efficacité de l'élément de charge est en outre accrue à cause du rapprocheront des cônes 43e44 pendant le réglage pour raccourcir la longueur physique active du dispositif.
Un avantage particulier de ce mode d'exécution réside dans la prévision de jeux mécaniques dans une région d'intensité de champ électrique élevée) (c'est- à-dire le point de tension maximum) adéquats pour empêcher un crachement, puisque l'action de l'élément de charge est rehaus- sée par des jeux réduits dans la région à basse tension près de l'extrémité fermée 45 où n'existe aucun danger de crache- ment. L'élément 50 et les supports 51,52 peuvent être tous en un matériau conducteur, mais un élément en un matériau dié- léctriquie est également efficace pour altérer la sensibilité d' accord. A la figure 3 on a illustré un mode d'exécution de l'invention semblable à celui montré à la figure 1 mais
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avec un élément de charge de forme différente.
Comme à la figure 1, le piston 20 contient les conducteurs 21 et 22 adjacents respectivement au conducteur extérieur 11 et au conducteur intérieur 12, du guide d'onde, et le piston est fermé par la bague 23.Un élément de charge 60 est prévu à l'intérieur du pis ton, L'élément 60 est considérablement plus court que les éléments de charge des autres modes d'exécu- tions illustrés. Afin de rendre efficace ce court élément de charge il est désirable qu'il se prolonge aussi loin que possible radialement à l'intérieur de la partie de l'espace du guide d'onde, dans la coupe terminale.
Ainsi l'élément 60 est représenté avec un trou central dont le diamètre n'est que légèrement plus grand que le diamètre du conducteur in- térieur 22 du piston, et avec un rayon extérieur seulement légèrement plus petit que le rayon du conducteur extérieur 21 du piston. L'élément 60 est supporté par des tringles 61,62 fixées au conducteur extérieur 11 de la structure.
L'élément de charge 60 peut être avantageusement en un matériau diélectrique ayant des pertes diélectriques faibles et comme décrit remplit assez commodément la coupe terminale. Cependant krsquepeuvent apparaître de hautes ten- sions; il est naturellement nécessaire de prévoir un espace- ment adéquat comme précaution contre un crachement. Le fonc- tionnement du mode d'exécution de la figure 3 est semblable à celui de l'appareil de la figure 1.
En se référant maintenant à la figure 4, les con ducteurs 11 et 12 déterminent l'espace de propagation 13, comme à la figure 1 et un élément de court-circuit 63 est disposé à l'intérieur de l'espace de propagation et est ré- glable longitudinalement grâceà des tringles 25,26. Pour effectuer le contact électrique nécessaire avec le guide d'onde propre, l'élément 63 est fendu radialement sur ses bords 64 et 65 où il donne contact respectivement avec le conducteur extérieur 11 et le conducteur intérieur 12.
Ces fentes radiales séparent à la fois les pourtours extérieur
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et intérieur de l'élément 63 en segments flexibles qui s'ap- puient contre les conducteurs 11 et 12 quand l'élément 63 su- bit un réglage longitudinal:
Comme 'avec un élément de court- circuit du type piston, un réglage de Isolément 63 entraîné un déphasage longitudinal substantiel des champs le long 'de l'espace de propagation:
A l'intérieur de l'espace 13, est situé un élément de charge conducteur 70, supporté par et connecté au conduc- teur intérieur 12. Cet élément conducteur peut être considéré comme une partie surélevée du conducteur 12, et a pour effet d'établir une courte longueur du guide d'onde ayant une impé- dance caractéristique différente de celle du reste de la structure: Le fonctionnement de ce mode d'exécution est égale- ment semblable à celui des modes d'exécutions discutés plus haut.
Dans le mode d'exécution de la figure 5 le disposi- tifde signaux susceptible d'être accordé, comprend une struc- ture conductrice creuse se prolongeant longitudinalement, et déterminant un -espace de propagation 113. La structure con- ductrice renferme plusieurs parties conductrices opposées se prolongeant longitudinalemeht 111 et 112 qui sont connectées par.des parties conductrices additionnelles pour former une structure conductrice creuse: Cette structure constitue un guide creux, qui peut avoir n'importe quelle coupe convenable: Une plaque terminale 114 est prévue à l'extrémité du guide creux illustré.
Le dispositif comprend également un élément de court- circuit du type piston 120 de coupe semblable, renfermant des parties conductrices 121 et 122 adjacentes respectivement .aux parties conductrices 111 et 112 de la structure creuse. Le piston 120 est ouvert à une extrémité et fermé à l'extrémité- opposée par une plaque 123, qui supporte et aligne également les parties conductrices 121,122 du piston. Une tringle de commande 127, fixée au dos de là plaque 123, traverse un @
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trou dans la plaque terminale 114.
Comme il est indiqué 'par la flèche 128, toute commande convenable d'accord peut être appliquée à la tringle de commande 127 pour prévoir un régla- ge du piston longitudinalement par rapport à l'espace de pro- pagation II3 et pour effectuer ainsi un accord du dispositif: En raison des parties conductrices adjacentes à la structure creuse 111,112, le piston 120 est couplé électriquement à la structure creuse et prévoitune extrémité de 1' espace actif de propagation. Le piston a utilement une longueur électrique effective égale;, en substance,à un quart de la longueur d'onde moyenne de fonctionnement du dispositif.'
Un élément de charge I30 est supporté) au moyen d'un support radial 131, pour unmouvement par rapport au piston 120 pendant l'accord du dispositif.
Le support 131 traverse une rainure 133 dans la partie conductrice 121 du piston. L'élément de charge est ainsi illustré comme étant situé à l'intérieur- du piston 120 et espacé de l'extrémité fermée 123, dans la direction de l'extrémité ,libre, et est naturellement situé dans une région de l'espace de propaga- tion II3 soumise à un déphasage longitudinal substantiel des champs pendant l'accord du dispositif. Quoique le but et le type d'usage du guide creux impliquent des phénomènes électriques détaillés différant des phénomènes associés à une ligne de transmission, comme il est bien connu de ceux experts en la matière, les principes généraux régissant le fonctionnement du mode d'exécution de l'invention illustré à la figure 5, sont les mêmes que ceux qui régissent les autres modes d'exécution illustrés.
Tandis que l'on a décrit) ce qui pour l'instant est considéré comme étant les modes d'exécution préférés de cette invention, il sera clair pour ceux experts en la matière que divers changements et modifications peuvent y être apportés sans s'écarter de l'invention) et) par consé- quent, on a visé dans les revendicatiom en annexe à couvrir de tels changements et modifications pour autant qu'ils tom- 'bent dans le véritable esprit.de l'invention'.