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REACTANCE AJUSTABLE
L'invention concerne une structure de réactance ajustable utili- sable notamment dans le domaine des fréquences élevées. Le but principal de l'invention consiste à réaliser une réactance ayant une valeur relative- ment faible dont l'ajustement est assuré sans contact mobile.
De nombreuses applications nécessitent l'emploi de circuits accor- dés à haute fréquence dont la fréquence d'accord puisse être ajustée. Cela est réalisé à l'aide de réactances variables, réactances qui peuvent être soit capacitives, soit inductives, et dans certains cas, peuventprésenter conjointement ces deux caractéristiques. Il est connu de réaliser des in- ductances ajustables par déplacement d'éléments mobiles (noyau de fer par exemple).
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Cependant, lorsque l'on désire obtenir une réactance de faible impédance, il est nécessaire d'éliminer au maximum les contacts mobiles donnant naissance à des résistances de contact provoquant des pertes d'é- nergie. Les pièces mobiles subissent une usure, ce qui peut être gênant.
Cette usure peut se produire assez rapidement notamment lorsque la réac- tance ajustable fait partie d'un circuit dont l'accord est commandé auto- matiquement ainsi qu'il est bien connu.
La présente invention concerne une structure jouant le rôle d'inductance ajustable de faible valeur ne comportant aucun contact mobile
Conformément à une caractéristique essentielle de l'invention, la structure est constituée par deux conducteurs plats dont les longueurs sont inférieures au quart de la longueur d'onde dans le domaine des fré- quences considérées. Ces deux conducteurs sont disposés parallèlement de façon à constituer un tronçon de ligne de transmission ayant une longueur inférieure au quart de la longueur d'onde de travail. L'une des extrémi- tés de ce tronçon est ouverte; l'autre extrémité est court-circuitée par l'intermédiaire d'une connexion flexible.
L'un des conducteurs plans est fixé rigidement par rapport à un châssis, le second conducteur est relié à un dispositif monteur assurant le déplacement de cet élément parallèle- ment à lui-même dans un sens ou dans l'autre. L'amplitude de ce déplace- ment est de l'ordre d'une dizaine de centimètres. Ainsi qu'il est bien connu une augmentation de la distance entre les deux conducteurs plans entraîne une augmentation de la réactance linéique de la structure alors qu'une diminution de cette distance provoque une diminution de cette indu tance linéique.
L'invention sera bien comprise en se reportant à la description suivante donnée à titre d'exemple non limitatif et accompagnée des figure- suivantes :
La figure 1 est une vue de derrière de deux dispositifs confor- mes à l'invention à l'intérieur d'un châssis fixe.
La figure 2 est une coupe du dispositif précédent suivant la droite 2 - 2.
La figure 3 est une vue agrandie de la connexion élastique as- surant le court-circuit entre les extrémités des deux conducteurs plans.
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La figure 4 est consituée par deux courbes d'impédance carac- téristique.
On va décrire dans ce qui suit l'application de l'invention à un circuit générateur à haute fréquence de puissance relativement élevée, mais il est bien entendu que l'invention s'appliquerait également à un circuit récepteur et d'une façon générale à tout circuit fonctionnant dans la gamme des hautes fréquences.
La figure 1 représente deux réactances variables conformes à l'invention comportant chacune un conducteur plat supérieur 1 et un con- ducteur plat inférieur 2 réunis par une connexion élastique 3 et disposés à l'intérieur d'un châssis commun 4. Dans ce mode de réalisation parti- culière, ainsi qu'on le verra, l'ajustement des deux inductances se fait simultanément à l'aide du même dispositif monteur, mais il est bien évi- dent que cette particularité n'est nullement limitative. Les conducteurs plats 1 et 2 sont constitués en un métal bon conducteur de l'électricité, du cuivre, par exemple. Le conducteur inférieur 2 est fixé rigidement sur des supports isolants 5 ainsi qu'il apparait plus clairement sur la figure 2.
Le conducteur supérieur 1 est maintenu parallèlement au con- ducteur inférieur 2 par l'intermédiaire de l'isolateur 6 dont l'extrémi- té supérieure est fixée par tout moyen approprié à un support rigide 7.
Le support rigide 7 comporte un dispositif à crémaillère 8 engrenant avec la roue dentée 9. Celle-ci est entraînée par un moteur électrique fonc- tionnant dans les deux sens ou par tout autre moyen convenable non repré- senté sur la figure. Le déplacement est communiqué aux roues dentées par l'intermédiaire des arbres 10 réunis à l'arbre moteur 12 par les trains d'engrenages 11.
La figure 3 montre en détail la réalisation de la connexion flexible réunissant les deux conducteurs plats. Cette connexion est ré- alisée en une substance conductrice comme le cuivre par exemple. La con- nexion 3 est réunie rigidement aux deux conducteurs plats 1 et 2 par exemple à l'aide de vis et d'écrous ainsi qu'il est représenté en 3a.
Il est nécessaire de réaliser la connexion élastique 3 à l'aide d'un con- ducteur présentant une élasticité suffisante pour permettre le déplace- ment du conducteur 1 par rapport au conducteur 2, déplacement dont l'am- plitude est de l'ordre du décimètre. Dans la réalisation décrite, le
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conducteur inférieur 2 est connecté électriquement, par l'intermédiaire de la connexion 13, au châssis 4 réalisé en un matériau conducteur.
Elle se trouve donc portée au potentiel de la masse. Le conducteur 1 est connecté à l'extrémité haute d'un circuit à haute fréquence non représenté sur la figure par l'intermédiaire de la connexion flexible 14. Des essais dont les résultats sont décrits à titre d'illustration et sans aucun caractère limitatif, ont été réalisés en utilisant une réactance conforme à l'invention sur un oscillateur fonctionnant aux environs de 13,5 MHz. L'écartement, entre les conducteurs, varie de 1 cm à 25 cm environ. Les conducteurs 1 et 2 avaient été choisis de même dimension, mais il est bien évident que cette caractéristique n'est pas limitative. La surface des conducteurs 1 et 2 en regard était de 12,5 cm sur 112 cm.
Les conducteurs 1 et 2 présentent des rebords verticaux qui ne sont pas disposés dans les mêmes plans ver- ticaux de façon à augmenter la résistance et la rigidité de la struc- ture.
Si l'on considère la réactance qui vient d'être décrite comme une ligne de transmission dont une extrémité est court-circuitée et dont la longueur est inférieure au quart de la longueur d'onde, la réactance d'entrée de la ligne est représentée par :
X = Zotg 2Ò @ dans laquelle @= longueur de la ligne en mètres.
@= longueur d'onde en mètres.
Zo = impédance caractéristique = @L
L = inductance linéique de la ligne.
C = capacité linéique de la ligne.
Lorsque l'écartement entre les deux conducteurs 1 et 2 aug- mente, L augmente. De même C diminue car l'amplitude du champ élec- trique entre les deux conducteurs diminue. Il en résulte une varia- tion de Zp qui entraine une variation de X. La réalisation de la structure, selon l'invention, à l'aide de conducteurs plats dont la largeur est grande devant l'écartement entre les deux conducteurs, conduit à des impédances caractéristiques de ligne qui restent faibles L'impédance d'entrée du système est donc faible. Cela est nécessaire lorsque l'on veut accorder un oscillateur ayant un circuit de charge
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constitué par une très faible réactance comme c'est le cas notamment dans certains appareils de chauffage par perte diélectrique.
Les impé- dances de charge sont en effet constituées par une réactance présentant une forte capacité.
Sur la figure 4, on a représenté les courbes d'impédance ca- ractéristique de tronçons de lignes constitués respectivement à l'aide de deux conducteurs à section circulaire ainsi qu'il est connu. La courbe A représente les variations de l'impédance caractéristique d'un tronçon de ligne constitué conformément à l'invention c'est-à-dire dans laquelle la dimension transversale des conducteurs est grande devant leur écartement. Les variations de Zo sont fonction de W = largeur des condu teurs 1 et 2, et s = distance entre les conducteurs 1 et 2.
La courbe A reproduit les variations de Zo en fonction du lo- garithme du rapport W. La courbe B de la figure 4 représente de même
S les variations de l'impédance caractéristique d'une ligne constituée à l'aide de deux conducteurs à section circulaire. Ces variations soit rapportées en fonction du logarithme du rapport W/s, dans lequel W est alors le diamètre des conducteurs circulaires. L'écartement s considéré a été choisi égal à la distance minimum entre les extrémités des rayons en regrad des deux conducteurs circulaires. Il est à noter que, d' ha- bitude, on utilise comme écartement s, la distance entre les centres des deux conducteurs. Cette modification a été faite en vue de rendre les résultats représentés par la courbe B comparables à ceux de la bourbe A.
L'examen de la figure montre que l'utilisation de conducteurs plats four nit des impédances caractéristiques beaucoup plus faibles que celles que l'on peut normalement obtenir à l'aide de conducteurs à section circu- laire. Il est bon de noter également que l'utilisation de conducteurs plats diminue les pertes par effet Joule dans les conducteurs, la sur- face de passage du courant étant supérieure à celle que l'oh obtiendrait à l'aide d'un conducteur circulaire. D'autre part, la surface impor- tante des conducteurs assure un meilleur refroidissement de ceux-ci et supprime la nécessité d'utiliser des dispositifs auxiliaires pour en assurer le refroidissement.