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BELL TELEPHONE MANUFACTURING COMPANY SYSTEMES DE TRANSMISSION D'ONDES ELECTRIQUES A FRE-
QUENCES ELEVEES.'
La présente invention concerne des systèmes de trans- mission d'ondes électriques à fréquences élevées et notamment des systèmes à hautes fréquences utilisant une gamme de fréquen- ces très étendue.
L'invention envisage en particulier des dispositifs pour compensèr dans de tels systèmes des variations nuisibles de résistanoe et (ou) de réactance telles que celles résultant des éléments rayonnants utilisés. Elle envisage également des dispo- sitifs pour coupler un système de transmission symétrique à un système de transmission dissymétrique, ou d'une autre manière pour empêcher certains types de perturbations électriques de par- courir des portions prédéterminées d'un système de transmission.
L'invention prévoit également des dispositions permet- tant d'adaptër ou d'approprier les impédances de certaines parties
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d' un système de transmission on d'y ;,,effets aélec- /':' /1
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tifs en fréquence ou des changements de phase et (ou) d'amplitu- de désirés. Plus particulièrement un des objets de l'invention est de réaliser des dispositifs correcteurs de variations d'im- pédance en fonction de la fréquence pour des systèmes haute fré- quence.
L'invention prévoit aussi diverses combinaisons des dispositifs sus-énumérés et notamment des combinaisons de dispo- sitifs compensateurs de résistance et (ou) de réactance avec des dispositifs de couplage de systèmes symétriques à des systèmes dissymétriques.
L'invention, en ce qui concerne ses différents objets et caractéristiques, sera exposée en -détails dans la description suivante basée sur les dessins annexés, dans lesquels:
Les figures 1, 3, 5 et 6 donnent divers exemples élé- mentaires de dispositifs envisagés, pour compenser des variations de résistance et réactance indiquées sur les figures 2 et 4 tan- dis que la figure 7 montre l'effet produit par un dispositif tel que celui de la figure 6.
Les figures 8 et 9 donnent un exemple de réalisation et le schéma électrique équivalent d'un dispositif de compensa- tion de résistance permettant le couplage entre une portion sy- métrique et une portion dissymétrique d'un système de transmis- sion;
Les figures 10, 11 et 12 représentent d'autres exem- ples de réalisation de tels dispositifs;
Les figures 13 et 15 représentent d'autres exemples de réalisation dont les schémas électriques sont donnés par les figures 14 et 16; et,
Les figures 17 à 21 montrent des détails particuliers de réalisation.
Dans la description suivante, on supposera que les dispositifs envisagés sont destinés à être connectés à un émet-
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teur haute fréquence E transmettant une large bande de fréquen- ces, par exemple, une bande de 6 mégacycles dont la fréquence moyenne est de 60 mégacycles, ces dispositifs étant associés à un système rayonnant ou antenne An dont l'impédance varie dans la bande de fréquences considérée.
Le dispositif de la figure 1 représente un réseau de compensation disposé pour compenser les variations de résistance représentées sur la figure 2, d'un système d'antennes An. Sur la figure 2, la résistance de rayonnement de-l'antenne est portée en ordonnées et la fréquence en abscisses. Cette résistance, qui est minimum et de valeur R1 pour la fréquence milieu Fo de la ban- de, varie symétriquement de chaque côté de cette fréquence milieu et devient par exemple R2 pour les fréquences Fo - Fl et Fo + F1, fréquences limites de la bande à transmettre.
Le dispositif montré sur la figure 1 comprend entre les bornes A et B de connexion à l'antenne An, une ligne court- circuitée 1, d'impédance caractéristique ZC1, de longueur égale au quart de la longueur d'onde moyenne de la bande. La résistan- ce à compenser est supposée ramenée entre les bornes A et B.
Les bornes A et B du système compensateur sont réunies aux bornes C et D par des lignes 2 et 2' d'impédance caractéris- tique ZC2, court-circuitées à leur,extrémité et ayant une longueur égale à une demi-longueur d'onde à la fréquence Fo, fréquence moyenne de la bande.
La longueur et l'impédance caractéristique de la ligne 1 sont choisies pour que l'impédance ramenée entre les bornes A et B pour la fréquence Fo soit infinie ou tout 'au moins très élevée, et pour que, entre les bornes A et B, une réactance Xl soit intro- duite pour les fréquences Fo - F1 et Fo + F1, cette réactance ayant la valeur donnée par la formule suivante:
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Dans ces conditions, en regardant de l'intérieur du ré-
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seau compensateur dans le sens de la flèche, l'impédance présen- tée entre les bornes A et B est égale à R1 pour la fréquence F3 et à R2 + jX2 pour les fréquences Fo - Fl et Fo + Fl.
La valeur de X2 est la suivante:
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D'autre part, la longueur et l'impédance caractéris- tiques des lignes 2 et 2' sont prévues de-telle manière que pour la fréquence Fo, l'impédance présentée par ces lignes entre les points A et C d'une part et B et D d'autre part soit nulle ou très faible et que, pour les fréquences Fo - F1 et Fo + F1, les impédances entre les mêmes points soient d'une valeur égale à, X 2/2 et de signes contraires.
Dans ces conditions, l'impédance entre les points C et D pour la fréquence Fo est égale à R1 et pour les fréquences Fo-Fl et Fo + FI, les termes + X2/2 et X2/2 introduits par les lig- nes d'impédance caractéristique ZC2 compensent le terme réactif de même valeur mais de signe opposé qui a été introduit par la. combinaison de la résistance R2 avec la. ligne ZC1.
Le fonctionnement d'un tel réseau peut être mieux compris d'après l'exemple numérique donné ci-dessous.
Les caractéristiques du système d'antenne supposé con- necté aux bornes A et B étant par exemple telles que la résistan- ce R1 ait une valeur de 150 ohms pour la fréquence 60 Mc/s et une valeur de 165 ohms pour les fréquences 57 et 63 Mc/s, fréquen- ces limites de la bande à transmettre, l'impédance caractéristique ZC1 de la ligne compensatrice 1 connectée entre les bornes A et B est donnée par la formule:
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soit 41 ohms environ.
La valeur de la réactance introduite entre les bornes A et B par la ligne 1 est très grande pour la fréquence Fo (60 Mc/s) et à une de + 520 ohms pour les fréquences Fo - FI (57 Mc/s)
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et Fo + F1 (63 Yole).
Pour les fréquences Fo - F1 et Fo + F1 l'impédance résultant de la combinaison aux bornes A et B du système d'an- tennes An et de la ligne 1, est de 157,5 ohms avec un angle de phase @=¯ 17 degrés 30 minutes.
Cette impédance peut évidemment se mettre sous la forme R + jX. Pour compenser le terme réactif X, l'impédance caractéristique des deux lignes 2 et 2' insérées entre les points A et 0, et B et D, respectivement, doit être, pour les fréquences Fo - F1 et Fo + Pl, égale à + X/2, ce qui correspond à une impé-
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dance caractéristique Z02 donnée/par la formule: (4) zC2 = X2 = Y Rl R2 - Rl () FL o Fl"-## Fi YL 70- ' 2tg
La structure du dispositif de la figure 1, peut su- bir des modifications, par exemple au lieu d'une ligne 1 unique, de longueur égale au quart de la longueur d'onde moyenne de la bande et court-circuitée à son extrémité on peut utiliser plu- sieurs lignes en parallèle toutes de même longueur, ou de lon- gueurs différentes égales à des multiples impairs du quart de la longueur d'onde.
De même, il est possible d'utiliser une seule ligne 2-soit entre les bornes A et C, soit entre les bor- nes B et D, ou d'utiliser entre ces bornes plusieurs lignes de longueurs égales soit à une demi-longueur d'onde soit à un mul- tiple entier d'une demi-longueur d'onde.
Le réseau représenté par la figure 1 est convenable pour la compensation d'un système d'antennes dont la résistance présente un minimum sur la fréquence médiane de la gamme à transmettre.
Pour la compensation d'un système d'antennes dans lequel, au contraire, la résistance serait maximum pour la fré- quence Fo, il est néanmoins possible d'utiliser le réseau com- pensateur représenté par la figure 1 en reliant le système d' antennes aux bornes d'entrée A et B du réseau compensateur au
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moyen d'une ligne de transmission d'impédance caractéristique égale à la résistance présentée par le système d'antennes pour la fréquence Fo et de longueur égale à un quart de longueur d' onde, le transformateur inverseur constitué par cette ligne é- tant supposé rester parfait dans la gamme de fréquences Fo - F1 à Fo + Fl.
Il est aussi possible d'inverser l'effet du réseau, l'antenne étant connectée aux bornes C et D qui deviennent les bornes d'entrée, les bornes A et B devenant les bornes de sor- tie.
Lorsque'la résistance du système d'antennes varie de la manière représentée sur la figure 2 entre des valeurs de résistance R1 et R2, on peut aussi employer le réseau représen- té sur la figure 3. Ce dispositif est constitué par une ligne de transmission 3 connectée entre les bornes A, B et C, D. L' impédance caractéristique Zo de cette ligne est choisie égale à R1 R2, Rl et R2 étant les valeurs de la résistance présen- tée par le système d'antennes pour les fréquences Fo et les fréquences limites Fo - F1 et Fo + F1 respectivement.
La longueur de la ligne de transmission 3 est égale à un quart de longueur d'onde à la fréquence Fo. Dans la suite de l'exposé, on considérera comme négligeables en première ap- proximation les variations de longueur électrique de cette ligne pour les fréquences Fo - FI et Fo + FI par rapport à sa lon- gueur à la fréquence Fo.
Aux bornes A et B, figure 3, où le système d'anten- nes An est relié, est connectée une ligne 1 de longueur égale à un quart de longueur d'onde à la fréquence Fo et ayant une impédance caractéristique ZC1. Aux bornes C et D, en parallèle avec l'émetteur E, est connectée une ligne 1' de même impédance caractéristique ZC1 que la ligne 1.
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Pour la fréquence Fo, la résistance Rl présentée en- tre les bornes A et B par le système d'antennes est transformée en une résistance de valeur R2 aux bornes C et D par le trans- formateur inverseur 3. Pour l'une des fréquences FO- Flou Fo + Pl, la résistance présentée par le système d'antennes entre les bornes A et B est égale à R2 comme on le voit sur la figure 2.
Afin de compenser cette variation de résistance, la ligne court-circuitée 1 aux bornes A et B a une impédance carac- téristique déterminée de telle manière que, pour les deux fré- quences Fo - Fl et Fo + F1, l'impédance qu'elle introduit entre les bornes A et B, résultant de la combinaison de la résistance R2 présentée par le système d'antennes et de l'impédance X pré- sentée par la ligne 1, ait un module égal à l'impédance caracté- ristique de la ligne 3.
Le module de l'impédance résultante entre les bornes A et B étant égal à l'impédance caractéristique ZO de la ligne 3 et la longueur de cette ligne 3 étànt supposée encore égale à un quart de longueur d'onde, on obtient entre les bornes C et D une impédance égale à ZO mais dont l'angle de phase est inver- se de celui de l'impédance existant entre les bornes A et B.
La deuxième ligne de transmission 1' d'impédance ca- ractéristique ZC1 connectée entre les bornes C et D présente, pour les fréquences Fo - Fl et Fo + Pl, des réactances + X et - X qui sont de même module mais de signes opposés par rapport à celles transférées aux bornes C et D par la ligne 3.
De cette manière, la composante réactive introduite par la ligne 1 entre les bornes A et B est exactement compensée par celle qui est introduite entre les bornes C et D par la ligne l'et une résistance pure égale à R2 est transférée entre les bornes C et D pour les fréquences Fo - Fl et Fo + F1.
En reprenant l'exemple numérique précédent, l'impédan- ce caractéristique de la ligne reliant les bornes A et B aux bor-
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nes C et D est égale à R1 x R2, soit
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Pour les fréquences Fo - F1 et Fo + F1 l'impédance introduite entre les bornes A, B et C, D par les lignes de com- pensation 1 et 1', est déterminée par la formule:
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Dans ce dispositif il est également possible d'utili- ser entre les bornes A et B, d'une part, et entre les bornes C et D d'autre part, une ou plusieurs lignes de compensation ayant des longueurs égales à des multiples impairs du quart de la lon- gueur d'onde.
Le dispositif représenté sur la figure 3 convient pour la compensation de résistance d'un système d'antennes dont la résistance présente, comme montré sur la figure 2, un minimum pour la fréquence milieu de la gamme à transmettre. Pour la compensation de la résistance d'un système d'antennes dont la résistance serait maximum pour la fréquence Fo, ce dispositif pourrait toutefois être employé à condition de relier le sys- téme d'antennes aux bornes A et B par l'intermédiaire d'une lig- ne de transmission d'impédance caractéristique égale à la résis- tance présentée par le système d'antennes pour la fréquence Fo et de longueur égale au quart de la longueur d'onde à cette fré- quence,
le transformateur inverseur constitué par cette ligne étant supposé rester parfait dans toute la gamme des fréquences transmises.
Dans le cas d'un système d'antennes dont la variation de résistance à compenser est représentée en fonction de la fré- quence sur la courbe de la figure 4, il est également possible d'utiliser un dispositif de compensation tel que celui qui est représenté sur la figure 5. Ce dispositif ne nécessite pas d' inversion préalable par une ligne quart d'onde de l'impédance
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d'antennes.
Ce dispositif comprend comme montré, entre des bornes C et D, et E et F, une ligne de transmission 4 d'impédance carac- téristique ZO égale à R1 x R2, Rl et R2 étant les valeurs de résistance du système d'antennes An pour la fréquence milieu et les fréquences limites respectivement de la bande à transmettre, la longueur de cette ligne de transmission 4 étant égale au quart de la longueur d'onde à la fréquence milieu Fo.
Entre les bornes A-C, B-D, E -G et F-H sont respecti- vement insérées des lignes 5, 5' et 6, 6' dont la longueur est égale à une demi-longueur d'onde à la fréquence Fo et qui sont court-circuitées à leurs extrémités. Dans le dispositif de la figure 5, les bornes A et B sont reliées au système d'antennes An et les bornes G et H à l'émetteur E.
Pour la fréquence Fo, la résistance R1 introduite par le système d'antennes entre les bornes A et B, est transformée en une résistance R2 entre les bornes G et H. Pour les fréquen- ces Fo - Fl et Fo + F1, la résistance introduite par le système d'antennes entre les bornes A et B est égale à R2. L'impédance caractéristique ZC des lignes 5, 5', 6, 6', est déterminée de manière que l'impédance X présentée entre les bornes A-C, B-D, E-G et F-H de ces lignes soit telle que l'impédance présentée entre les bornes C et B, qui est égale à R + 2jX, ait le même module que l'impédance caractéristique ZO de la ligne 4.
Dans ces conditions, l'impédance transférée aux bor- nes E et F devient R - 2jX et la présence des lignes 6 et 6' en- tre les bornes EG et FH annule le terme réactif 2X, de sorte qu' entre les bornes G et H, il existe une résistance de valeur R2 qui est celle présentée par le système d'antennes aux bornes A et B.
Dans les dispositifs décrits, on a supposé que les transformateurs quart d'onde étaient des transformateurs parfaits
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dans la gamme de fréquences envisagée, c'est-à-dire entre Fo - F1 et Fo + FI. En pratique, les transformateurs n'étant pas parfaits, il est nécessaire de les compenser préalablement.
Un dispositif connu de compensation de transformateurs quart d'onde consiste en une ligne de compensation quart d'onde connectée en parallèle à l'extrémité de plus basse impédance du transformateur à compenser, l'impédance caractéristique ZC d'une telle ligne étant donnée par
7.. ¯ Z O ZC=@@@, où;13 est le rapport de transformation du transformateur d'impé- dance caractéristique ZO, Pour la gamme de fréquences envisagée à titre d'exemple, c'est-à-dire 57 à 63 Mc/s, des transformateurs convenablement compensés de cette manière sont parfaits à 1 p.100 près pour des rapports de transformation comprisentre 1 et 3, c'est-à-dire pour un rapport d'impédances compris entre 1 et 9.
Si, pour compenser la réactance introduite par un transformateur quart d'onde non compensé à des fréquences autres que celles pour lesquelles il est exactement quart d'onde on uti- lise des réactances série telles que celles que présentent des lignes demi-onde court-circuitées à leur extrémité, la réactance introduite par le transformateur quart d'onde de part et d'autre de la fréquence d'accord peut bien être compensée mais, au lieu de compenser les variations du rapport de transformation résul- tant de l'imperfection du transformateur quart d'onde,ces va- riations sont accrues puisque l'imperfection du transformateur augmente.
En choisissant d'une manière convenable le rapport de transformation, pour la fréquence moyenne Fo il est possible d'utiliser les variations de ce rapport de transformation en fonction de la fréquence pour compenser les variations de ré- sistance d'un système d'antennes, par exemple des variations représentées sur les figures 2 et 4. La figure 6 représente
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un exemple de dispositifs de compensation de ce genre.
Ce dispositif consiste en une ligne de transmission quart d'onde 7, d'impédance caractéristique ZO associée à une ou plusieurs lignes de compensation série telles que 8 et 8', d'une demi-longueur d'onde et d'impédance ZC, placées du côté du trans- formateur quart d'onde 7 où l'impédance est la plus élevée. L' impédance caractéristique ZO de chaque ligne de compensation sé- rie est donnée par la relation:
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ZO = '2 ( ¯- 1).
L'effet d'un dispositif tel que celui représenté sur la figure 6 est indiqué sur la figure 7 qui donne en fonction du rapport de transformationss du transformateur 7 d'impédance ca- ractéristique ZO, le rapport entre les résistances R1 et R2 que ce transformateur compense pour des fréquences Fo - Fl, Fo + F1, de 57 et 63 Mc/s.
Pour compenser une variation de résistance telle que celle représentée par la courbe de la figure 2, c'est-à-dire lors- que la résistance R2 du système rayonnant est plus grande pour les fréquences Fo - F1 et Fo + F1 que la résistance Rl pour la fréquence moyenne de la gamme 'à transmettre, on doit employer un transformateur élévateur d'impédance, c'est-à-dire un transforma- teur dont l'impédance caractéristique ZO est plus grande que RI.
Pour compenser une variation de résistance telle que celle représentée sur la courbe de la figure 4, on doit au con- traire, utiliser un transformateur abaisseur, c'est-à-dire un transformateur dont l'impédance caractéristique ZO est plus pe- tite que la résistance Rl.
Il est évidemment possible d'élever ou d'abaisser la résistance d'un côté ou de l'autre d'un dispositif de compensa- tion du type représenté sur la figurë 6, au moyen de transforma- teurs compensés. Il est possible, d'autre part, d'utiliser pour
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réaliser un dispositif de compensation tel que celui de la figu- re 6, des transformateurs de longueurs multiples du quart de la longueur d'onde de la fréquence moyenne.
Dans ce cas, la compen- sation des variations de résistance telles que celles représen- tées sur la figure 2 est obtenue au moyen de transformateurs d' impédance caractéristique ZO supérieure à la valeur Rl de la ré- sistance du système rayonnant pour la fréquence Fo, la longueur du transformateur devant être un multiple impair du quart de la longueur d'onde pour la fréquence Fo. '
La compensation de variations de résistance, telles que celles représentées sur la figure 4, peut être obtenue au moyen de transformateurs d'impédance caractéristique ZO inférieu- re à la valeur R1 et de longueur égale à un multiple du quart de la longueur d'onde. Dans le cas où ce multiple est pair, le dis- positif compensateur a un rapport de transformation égal à l'uni- té.
Les courbes représentées par la figure 7 donnent la valeur du rapport entre l'impédance caractéristique de la ligne de compensation et la valeur de la résistance correspondant à la fréquence moyenne de la gamme de fréquences à transmettre, en fonction du rapport entre les résistances R1 et R2 du système d' antennes pour les fréquences Fo et Fo + FI. Les trois courbes 9, 10 et 11 sont données pour des longueurs de la ligne de compensa- tion 7 de la figure 6 respectivement égales au quart, à la, moitié et aux trois quarts d'une longueur d'onde à la fréquence Fo.
Lorsqu'on désire compenser des variations de résistance dans des systèmes d'antennes présentant simultanément des varia- tions de réactance dans la bande de fréquences à transmettre, ces variations de réactance peuvent d'abord être compensées, ou tout au moins rendues négligeables, par l'emploi de lignes d'un quart d'onde ou d'une demi-onde de longueur court-circuitées à leur ex- trémité puis les variations de résistance compensées au moyen de
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dispositifs tels par exemple que ceux représentés sur les figu- res 1, 3,5 ou 6. On doit comprendre que, dans certains cas, il est possible d'utiliser une ligne de compensation unique pour la compensation des variations de réactance et de résistance au lieu de plusieurs lignes en parallèle.
L'impédance caractéristique de cette ligne de compensation unique serait alors déterminée de ma- nière à introduire soit en parallèle, soit en série, sur les bor- nes du dispositif de compensation, une impédance égale à celle qui résulterait de la combinaison de plusieurs lignes quart d' onde ou demi-onde en parallèle, pour une compensation séparée.
Une partie ou la totalité des composantes réactives qui doivent être appliquées aux bornes des dispositifs compen- sateurs décrits dans le présent exposé, peut être fournie par les variations de réactance des antennes ou des éléments d'an- tennes employés, en dimensionnant convenablement soit les anten- nes ou les éléments d'antennes eux-mêmes, soit les dispositifs, de liaison entre ces éléments d'antennes et leurs lignes d'ali- mentation.
Dans des systèmes de transmission à large bande de fréquences, en plus de la compensation de résistance ou réactance des éléments rayonnants, il est ordinairement nécessaire de re- lier des portions dissymétriques du système, par exemple des lig- nes d'alimentation à conducteurs ooaxiaux, à des portions symé- triques, par exemple, des lignes de transmission symétriques par rapport à la terre. La présente invention prévoit notamment, suivant l'un de ses aspects, des dispositifs particuliers de con- nexion entre une ligne dissymétrique et une ligne symétrique dis- posées pour jouer en même temps le rôle de réseaux compensateurs de résistance.
La figure 8 représente un premier exemple de réalisa- tion pour relier une ligne en forme de câble ooaxial 10 d'impé- dance caractéristique Zl à une ligne de transmission à deux fils
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11 d'impédance caractéristique Z2. Ces deux lignes sont reliées l'une à l'autre par l'intermédiaire d'un transformateur inver- seur quart d'onde 12 d'impédance caractéristique ZO et d'une lig- ne série 13 d'une demi-longueur d'onde de longueur,
le transfor- mateur quart d'onde 12 consistant--en une section de câble coaxial faisant directement suite au câble ooaxial 10 de la ligne 13 con- sistant en une section de câble coaxial dont le conducteur inté- rieur fait également suite au conducteur intérieur du câble coa- xial 10-12. Les bornes de raccordement du système équilibré 11 sont indiquées en E et F sur les extrémités des conducteurs ex- térieurs des câbles coaxiaux 12 et 13 respectivement. L'impé- dance caractéristique de la ligne 11 est supérieure à celle de la ligne 10 de sorte que la ligne de compensation série 13 doit être placée en série avec le point d'impédance le plus élevé du transformateur quart d'onde 12, comme représenté sur la figure 8.
Un boîtier métallique mis à la terre 14 contient 1' ensemble du dispositif de compensation et est isolé de la ligne bifilaire 11 au moyen d'isolateurs 15. Ce boîtier est prévu de manière que les distances des points E et F, points de raccorde- ment des conducteurs de la ligne symétrique 11 à leurs isolateurs 15 respectifs, soient de même longueur, par exemple, quart d'on- de, de manière à conserver l'équilibre des deux fils de la ligne 11 par rapport à la terre. Dans la réalisation de la figure 8, comme dans les réalisations des figures suivantes, ce boîtier métallique a une longueur qui peut être égale à la demi-longueur d'onde de la fréquence milieu de la bande à transmettre.
Le schéma électrique équivalent du dispositif de la figure 8 est représenté sur la figure 9 dans laquelle les élé- ments correspondants sont désignés par les mêmes références.
Dans cette figure, toutefois,, on doit remarquer qu'il est montré une ligne quart d'onde 16 d'impédance caractéristique ZC2 en pa- rallèle aux bornes EF. Cette ligne additionnelle représente 1'
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effet du boîtier métallique dans le dispositif de compensation de la figure 8. L'effet dû à ce boîtier métallique doit être com- pensé en tenant compte de la présence de cette impédance Z02 dans les déterminations des impédances caractéristiques des éléments 12 et 13.
La figure 10 représente un autre exemple de réalisa- tion dont la disposition est analogue à celle de la figure 8 mais dans laquelle la ligne de compensation 13 d'impédance carac- téristique ZC est placée en série avec la ligne de transmission dissymétrique 11 avant le transformateur quart d'onde 12 d'impé- dance caractéristique ZO qui est constituée dans ce cas par un élément de ligne symétrique raccordée entre des isolateurs 15 et les conducteurs extérieurs des sections coaxiales 11 et 13. Le boîtier métallique 14 est prévu de la même manière que dans le cas de la figure 8, c'est-à-dire d'une longueur totale égale à une demi-longueur d'onde.
La figure 11 représente un autre exemple de réalisa- tion dans lequel la ligne dissymétrique ou coaxiale 10 d'impé- dance caractéristique Zl est reliée à la ligne symétrique 11 d' impédance caractéristique Z2 par l'intermédiaire d'un transfor- mateur quart d'onde 12 d'impédance caractéristique ZO consistant- en une section de câble ëoaxial d'un quart de longueur d'onde à la fréquence milieu de la bande dé fréquences et d'une ligne sé- rie d'une aemi-longueur d'onde à la fréquence milieu, 13, d'im- pédance caractéristique ZO. La ligne de transmission demi-onde série 13 est disposée dans le prolongement de la ligne dissymé- trique 10 et du transformateur quart d'onde 12, le conducteur central étant commun à ces trois lignes 10, 12 et 13.
La ligne symétrique 12 passe à travers des isolateurs 15 dans le boltier métallique 14 et se raccorde aux points E, F aux deux conducteurs extérieurs du transformateur quart d'onde 12 et de la ligne série 13 respectivement.
Dans la figure 12 est représentée une disposition ana-
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logue, mais dans laquelle le transformateur quart d'onde 12 est placé après la ligne série 13.
Dans ces deux figures, les dimensions du boîtier mé- tallique sont telles que le boîtier constitue une ou plusieurs lignes additionnelles quart d'onde dont on devra tenir compte dans la détermination des impédances caractéristiques des autres éléments de manière à les utiliser pour la compensation désirée.
Dans ces réalisations, il est possible, au lieu de raccorder une seule ligne symétrique 11 d'impédance caractéristi- que Z2 à la ligne dissymétrique 10 d'impédance caractéristique Zl, de raccorder à cette ligne un nombre quelconque de lignes partant perpendiculairement au boîtier de raccordement 14.
Les dispositions de la ligne dissymétrique 10 et de son impédance série 13 par rapport au transformateur quart d'onde symétrique 12 des figures 8 à 12 peuvent être employées pour la réalisation de transformateurs quart d'onde compensés au moyen de lignes additionnelles.
Les figures 13 et 15 représentent deux exemples de dis- positifs de connexion d'une ligne dissymétrique 10 à une ligne sy- métrique 11 utilisant un transformateur compensé 12 au moyen d' une section de ligne dissymétrique ou coaxiale 16, d'impédance caractéristique ZC1 et de longueur égale au quart de la longueur d'onde de la fréquence milieu de la bande.
La figure 13 représente un tel dispositif dans le cas où la ligne 11 d'impédance Z2 est disposée dans le prolongement de la ligne 10 d'impédance Zl et la figure 15 représente un tel dispositif dans le cas où la. ligne 11 est disposée perpendiculai- rement par rapport à la ligne 10.
Dans ces deux réalisations, le boîtier métallique 14 est construit de manière à supporter deux lignes quart d'onde 17 et 17-18, d'impédances caractéristiques Z02 respectivement. Dans la réalisation de la figure 13, la disposition matérielle est tel-
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le que ces deux lignes quart d'onde 17 et 18 sont effectivement en parallèle aux bornes A et B, comme représenté sur la figure 14 dans le schéma électrique équivalent de la disposition de la figure 13. Dans la réalisation de la figure 15, ces deux lignes quart d'onde sont effectivement en série l'une par rapport à 1' autre comme représenté dans le schéma électrique équivalent de la disposition de la figure 15 qui est montré sur la figure 16, et l'ensemble des deux lignes en série est connecté en parallèle aux bornes A et B.
Ceci signifie qu'elles sont reliées aux en- veloppes extérieures de la ligne coaxiale 10 et de la section coaxiale 16 de la figure 15, en des points distants d'un quart de longueur d'onde des points de connexion des conducteurs du transformateur symétrique 12.
Dans les figures 13 et 15, les conducteurs intérieurs des lignes 10 et 16 sont croisés et connectés aux points E et F du transformateur 12. Il est clair que, dans ce cas encore, on devra tenir compte, dans la détermination des diverses impédances caractéristiques du système de connexion, des impédances ZC2 in- troduites par les parois du boîtier métallique de raccordement.
La figure 17, à laquelle on se référera maintenant, représente un exemple de réalisation incorporant des caractéris- tiques de l'invention. Dans cette figure, huit antennes telles que 30, composées chacune de deux cadres 31 et 32, sont reliées deux à deux à des chambres à parois métalliques 20,21, 22 et 23 contenant des transformateurs d'impédance. Ces chambres 20,21 22 et 23 sont toutes fixées sur un boîtier cylindrique , paroi métallique 24 disposé dans le prolongement d'un câble coaxial 10 d'alimentation des antennes 30. Sur la périphérie des quatre chambres métalliques ainsi que sur le boîtier cylindrique, sont supportées des lignes de compensation quart d'onde 25-25', etc.
Les transformateurs d'impédance peuvent avoir'leurs impédances caractéristiques individuellement réglées au moyen de dispositifs indiqués en 26 sur la figure 15. et représentés en plus de dé-
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tails sur la figure 20 dans un exemple de réalisation. En 27, sont indiqués des dispositifs de réglage de la longueur effective des lignes de compensation 25-25'. Un exemple d'un tel disposi- tif de réglage est représenté sur la figure 21.
La constitution et le fonctionnement d'un tel disposi- tif seront mieux compris en se référant à la figure 18 qui repré- sente schématiquement le câble d'alimentation coaxial constituant une ligne d'alimentation dissymétrique 10 et une des antennes 30 avec sa ligne d'alimentation symétrique 11, son transformateur d'impédance 12 et sa structure de compensation et de raccordement.
Les points A et B de l'antenne 30 sont reliés par une ligne de transmission symétrique 11, quart d'onde et d'impédance caractéristique Z2 aux points C et D du transformateur quart d' onde 12, d'impédance caractéristique ZO à travers des isolateurs 15 du boîtier métallique 20. En parallèle avec cette ligne 11, est connectée aux points C, D une ligne de compensation 25 d'im- pédance caractéristique ZC3 de longueur quart d'onde court-cir- cuitée à son extrémité.
Les points C, D, sont reliés aux points E, F. par un transformateur quart d'onde 12 d'impédance caractéristique ZO, l'extrémité E de ce transformateur symétrique étant reliée au conducteur intérieur du câble coaxial ou dissymétrique 10 par une ligne de compensation 13, demi-onde court-circuitée à son extrémité et d'impédance caractéristique ZC1. Cette ligne 13 est constituée dans l'exemple montré par une section d'une demi-lon- gueur d'onde de longueur de câble coaxial placée dans le prolon- gement de la ligne d'alimentation dissymétrique 10. Le point F est directement relié au conducteur extérieur de la ligne 10 d' impédance Zl.
Les parois du boîtier métallique 20-24 ont été prévues de longueurs telles qu'elles constituent des lignes de compensa- tion d'impédance caractéristique Z02 et de longueur quart d'onde
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court-circuitées à leur extrémité et se trouvent en parallèle entre les points E et F.
Il est clair, en se reportant à la figure 17, que deux antennes avec leur ligne de transmission 11 et leur ligne de compensation 25 respectives sont connectées aux points 0 et D de chaque boîtier métallique 20-23 bien qu'une seule antenne ait été représentée sur la figure 18 pour plus de simplicité.
Le fonctionnement de tels dispositifs apparaîtra clai- rement en se reportant aux figures précédentes 8 à 14.
Dans la figure 19 est représentée une modification du système de la figure 18. Dans cette modification, la ligne 13 d'impédance caractéristique ZC1, au lieu d'être placée en série entre l'extrémité E du transformateur d'impédance 12 et le con- ducteur intérieur du câble coaxial 10, est placée en parallèle entre les points E et F, c'est-à-dire en parallèle avec le câble coaxial 10 aux bornes du transformateur d'impédance 12. La lig- ne 13 d'impédance caractéristique ZC1 est court-circuitée à son extrémité et a une longueur égale à un quart d'onde.
La figure 20 représente en coupe une des chambres 20 à 23 contenant le transformateur d'impédance 12 de chaque paire d'antennes, montrant un exemple de réalisation d'un dispositif de réglage d'impédance caractéristique d'un tel transformateur.
Ce réglage est réalisé en déplaçant parallèlement à l'une des fa- ces de la chambre 20 les plaques de réglage 40 et 41 au moyen de vis de réglage 42 et 43.
Sur la figure 17 ont été indiqués en 27 des moyens de réglage de la longueur effective des lignes 25-25', d'impédance caractéristique ZC3. Ce moyen peut consister, comme représenté sur la figure 21, en un volet mobile 45 pivoté autour d'un axe 46 et placé près de l'extrémité de court-circuit des lignes 25- 25' entre les fils des lignes. La rotation du volet 45 autour de l'axe 46 permet de régler l'effet de compensation introduit
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par les lignes 25-25'.
Bien que l'invention ait été décrite dans le cas d' exemples particuliers de réalisation, il est clair qu'elle n'y est en rien limitée, mais est au contraire susceptible de nom- breuses modifications et adaptations sans sortir de son domaine.