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PERFECTIONNEMENTS AUX TUBES COMMUTATEURS EMISSION - RECEPTION,
Il est connu de réaliser, dans le domaine des hyperfréquences, des atténuateurs comportant essentiellement une masse gazeuse dans laquelle sont disposées des électrodqs; celle-ci se trouve plus ou moins ionisée par une onde électromagnétique incidente et une décharge apparalt entre les électrodes. Ce phénomène est notamment appliqué dans les tubes à gaz dit "cellules TR ou ATR" dans la littérature anglo-saxonne et appelés ici "com- mutateur émission-réception".
La présente invention est relative à ces dispositifs à déchar- ge, fonctionnant en hyperfréquence, comprenant des "intervalles" incorporés dans des circuits résonnants (par exemple, fentes,iris ou cavités résonnan- tes traversée par un faisceau électronique) dont ils modifient les caracté- ristiques électriques lorsqu'une décharge se produit entre leurs bords ou extrémités? L'intervalle de décharge agit comme un atténuateur variable dont le degré d'atténuation varie suivant la conductibilité de la décharge.
Dans un système de radioguidage , utilisant un commutateur émis- sion-réception pour protéger le détecteur à cristal du récepteur, la frac- tion de puissance qui franchit ledit commutateur et atteint le détecteur à cristal, peut être sensiblement réduite par l'entretien d'un faible degré d'ionisation dans la région où se produit la décharge à très haute fréquence.
Cette ionisation est habituellement obtenue à l'aide d'une faible décharge en courant continu, provoquée entre l'un des bords ou extrémités, qui consti- tuent les électrodes principales, entre lesquels se produit la décharge hau- te fréquence, et une électrode d'entretien dite "keep-alive" placée au voi- sinage de la dite extrémitéo Pour réduire encore la puissance transmise par le commutateur émission-réception, on peut appliquer une impulsion de cou-
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rant continu légèrement avant l9émission de 19impulsion de très haute fré- quence ; on peut obtenir ainsi une atténuation de la puissance de fuite dé- passant 20 db.
Suivant un dispositif bien connu, l'électrode d'entretien est disposée concentriquement à l'une des électrodes creuses entre lesquelles se produit la décharge haute fréquence, une tension de l'ordre de 1.000 V. étant appliquée à travers une résistance de plusieurs mégohms à l'électrode d'en- tretien.
Un des objets de la présente invention est de présenter une construction perfectionnée qui permette la détermination exacte de la sépa- ration intérieure entre les électrodes concentriques principale et auxi-
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liaire qui facilite la fabrication et accroît ]a vie effective de l'appa- reil.
Dans les appareils à décharge du type envisagé, dans lesquels un intervalle est présent entre les extrémités des électrodes coaxiales, dont 1-'une au moins est creuse et contient 19 électrode auxiliaire, un in- tervalle auxiliaire étant prévu entre l'électrode auxiliaire et l'électrode
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principale qui 19entoure, 1-lextrémitë de lpêlectrode principale creuse (ou de chaque électrode principale creuse), est telle, suivant la présente inven- tion9 que l9extrémité opérante de 1-'électrode auxiliaire interne est rendue visible et sa séparation de l'électrode principale associée facilement déter- minable, par exemple par des moyens introduits dans 1?intervalle auxiliaire
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Suivant un autre dispositif connu,
1?électrode d-entretien est placée à 1-'extérieur des électrodes principales entre lesquelles se produit la décharge,et dans leur plan de symétriefacilitant ainsi la formation de la décharge. L'électrode auxiliaire d'entretien provoque une faible décharge dans le voisinage du ou des intervalles de décharge haute fréquence et, suivant Part antérieur, la pointe de cette électrode d'entre- tien était constitué de tungstène,de molybdène de cuivre ou d'un alliage fernico qui comprend 29% de nickel, 17% de cobalt et 54% de fer. Les parois latérales de cette électrode sont isolées par un enrobage de verre.
On peut remplir le commutateur émission-réception par de l'ar- gon,sous une pression de 18 millimètres, et de la vapeur d'eau sous une pression de 4 millimètres et demi. Dans une telle atmosphère, la pointe de 1?électrode est oxydée au cours de la décharge et des particules d'oxyde se fixent à la surface du verre qui est dans son voisinage. Cet oxyde est un conducteur relativement mauvais de 1?électricité, de sorte que la chute de tension, entre 19'électrode auxiliaire et 1-'une des électrodes principales,
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peut augmenter considérablement, en particulier dans le cas d9êlectrodes en fernico mais 1-'oxyde déposé sur le verre isolateur ne modifie pas les carac- téristiques haute fréquence de la décharge, même pendant plusieurs centaines d'heures de fonctionnement.
On peut utiliser un métal noble tel que le palladium, le plati- ne, ou un métal analogue à la place des métaux indiqués ci-dessus.
Dans ces conditions, la tension de décharge reste sensiblement constante (par exemple, elle varie de 320 à 330 V. au cours d9une durée de fonctionnement de plusieurs centaines d'heuresà mais, dans ce cas, des par- ticules de haute conductibilité, constituées par le métal de la pointe de
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l'électrode daentretien9 se fixent sur la gaine isolante de verre par pro- jection cathodique.
Un inconvénient important des tubes équipés suivant le dispositif précédemment décrit, est le risque dgagrandîssement du dépôt mé- tallique autour de la pointe de 1?électrode doentretîen, sur le verre, qui peut entraîner une modification de la nature ou de la position de la dé- charge ces perturbations du fonctionnement du commutateur émission-réception peuvent le rendre impropre à tout fonctionnement correct après une durée re-
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lativement faible, de 200 heures dans le cas du palladium.
Lorsque l'on ménage un espace isolant entre la pointe de l'élec-
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trode d'entretien et le tube isolant qui 1?entoure, on obtient un fonctionne- ment satisfaisant des commutateurs émission-réception lorsque le verre est à
1?extérieur du champ de très haute fréquence mais, dans les autres cas, comme par exemple dans le cas des tubes TR à électrode dentretien protégée, tels que décrits dans la suite, le dépôt de métal sur le verre isolant modifie la capacité de l'intervalle où se produit la décharge radiofréquence et désaccor- de suffisamment le commutateur pour'le mettre hors fonctionnement.
Selon la présente invention, une électrode dentretien est équi- pée avec une gaine isolante, espacée de la dite électrode, et dont la partie de la dite gaine, qui pénètre dans le champ créé par la décharge hyperfré- quence, est dpnductrice cette partie conductrice étant incorporée dans le circuit hyperfréquence.
Dans ces conditions, les particules métalliques de l'électrode projetées sur la gaine isolante ne modifieront plus sensiblement les caracté- ristiques électriques du commutateur, et sa durée de vie est augmentée de fa- õn importante. Suivant 1?invention, également, les dimensions de cette gai- ne isolante, dont l'extrémité est métallique, peuvent être augmentées de sorte quelle constitue une partie essentielle du circuit hyperfréquence.
Linvention et ses avantages seront mieux compris en se repor- tant à la description suivante et aux figures qui l'accompagnent, données à titre d'exemple non limitatif des moyens de réalisation de l'invention et dans lesquelles - les figures 1 & 2 montrent des coupes partielles d'un commutateur émis- sion-réception équipé d'une électrode d9entretien de type conventionnel ; - la'figure 3 est une coupe d'une électrode dentretien selon l'art anté- rieur; - les figures 4 à 8 sont des coupes délectrodes dentretien réalisées selon des variantes de l'invention.
En se référant aux figures 1 & 2, on voit que le commutateur émission-réception consiste en un guide d'onde métallique de courte longueur 21 de section rectangulaire possédant les brides dextrémité 22 & 23 pour lui permettre dêtre fixé aux brides similaires des guides dondes partant dans plusieurs directions à partir du commutateur.
Ce dernier est fourni avec des fenêtres 24 à chaque extrémité, qui sont construites de fagon simi- laire et qui servent à sceller hermétiquement le commutateur de manière à ce qu'il puisse être vidé dair ou rempli d'un gaz convenable- Chaque fe- nêtre comprend une plaque métallique rectangulaire possédant une fente ré- sonnante 25, dans laquelle du verre est scellé par fusion, la fente étant de dimensions telles quelle est accordée, de préférence, sur la fréquence moyenne de la bande de fréquences de fonctionnement du commutateur. Entre les fenêtres 24 est une fente rectangulaire ou iris 8.
Montées sur les parois inférieure et supérieure de guide sont les électrodes principales 1 & 2 qui constituent avec 1?iris 8 un circuit ré- sonnant accordé sur une fréquence sensiblement égale à la fréquence d'accord des fentes 6. Lélectrode inférieure 1 est solide, est montée sur un diaphrag- me flexible 29 et sétend dans un tube 30 ;elle peut être réglée à une distan- ce convenable de l'électrode 2 par une vis réglable (non représentée) filetée dans le tube 10.
Lautre électrode principale 2 est montée fixement dans la pa- roi supérieure du guide 21 et est creuse pour recevoir une électrode auxi- liaire 4. Cette dernière est scellée dans le tube 40 au moyen d'une perle de verre 41. On peut faire le vide dans le commutateur par 1?intermédiaire du tube de vidange 42 qui est scellé par une perle de verre 43.
Lintervalle principal entre les extrémités des électrodes prin- cipales 1 & 2, doit devenir ionisé dans des conditions prédéterminées, par exemple quand un niveau prédéterminé d'énergie U H F est présente dans le
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commutateur, de telle manière que l'intervalle puisse jouer le rôle d'atté- nuateur de cette énergie;
cet intervalle ne doit cependant pas être ionise par une énergie inférieure à cette valeur prédéterminée. 'A cette fin, une ionisation continue, convenablement contrôlée, est appliquée entre l'électro- de principale creuse 2 et l'électrode auxiliaire 4. Pour pouvoir contrôler le degré de l'ionisation continue, il est essentiel que l'intervalle entre les extrémités opérantes de l'électrode auxiliaire et de l'électrode princi- pale qui l'entraîne, soit réglé dans des limites étroites.
A cette fin, l'électrode creuse 2 est munie d'une extrémité telle que représentée en 22. Cette extrémité est séparée de l'électrode 2 et est constituée d'une boucle de fil soudée à l'électrode. L'extrémité opé- rante de l'électrode d'entretien s'étend vers l'intérieur de la boucle de fil, de telle sorte qu'elle est visible à l'extérieur de l'extrémité ouverte 36 de l'électrode 2.
Les parois latérales de l'électrode d'entretien (représentées à grande échelle sur la figure 3) sont isolées par une gaine de verre 9 dont l'extrémité est située dans le champ de la décharge hyperfréquence. Quand la pointe 5 de l'électrode d'entretien est faite d'un métal tel que le palla- dium, choisi pour de nombreuses raisons, après un fonctionnement du tube de 100 à 200 h., les projections du métal de la pointe 5 de l'électrode d'entre- tien, sur les parties adjacentes de verre de la gaine isolante,, sont suffi- santes pour mettre hors d'usage le tube par modification de la décharge et/ou par modification de la capacité de l'intervalle de décharge hyperfréquence qui désaccorde le commutateur émission-réception.
L'utilisation de l'électro- de d'entretien représentée à la figure 4, qui comprend une gaine isolante distante de la pointe de l'électrode d'entretien, pallie le premier inconvé- nient mais non le second.
- Les figures 5, 6 et 7 & 8 représentent des électrodes, réali- sées selon l'invention et qui permettent de construire des tubes à décharge dont la durée de vie est augmentée.
- Sur la figure 5, la tige 4 de l'électrode d'entretien est en fernico, elle est isolée par un tube de verre 9, et un tube de céramique 10 entoure, sans la toucher, la pointe de palladium 5. L'extrémité et une par- tie de la surface extérieure du tube de céramique sont recouvertes d'une couche de métal 11. Ce métal est, de préférence, un métal noble tel que le palladium. La boucle 2, fixée à la colonne 3, est séparée de la pointe 5 par l'intervalle 7 qui est critique pour le fonctionnement de l'appareil et dort la valeur correcte dépend de plusieurs facteurs comprenant les nature et densité des gaz et/ou vapeur qui remplissent le tube.
- La figure 6 montre un dispositif analogue dans lequel la gaine de verre 9 se prolonge pour former le tube isolant. Ici, la tige de l'élec- trode d'entretien 4 se prolonge par une tige de diamètre plus petit et est oxydée. Un tube de palladium est soudé, en son extrémité, pour former la pointe 5.
- La figure 7 représente une électrode d'entretien analogue à la précédente, disposée dans le plan de symétrie de l'intervalle de décharge 8. La gaine de métal 11 se prolonge le long du tube 9 en dehors de la ré- gion du champ hyperfréquence.
- La figure 8 montre une variante de l'invention selon laquelle le tube de verre est remplacé par un tube métallique 11 qui pénètre dans le tube 3 d'une électrode principale de l'intervalle de décharge sur une longueur égale au quart de la longueur d'onde de fonctionnement, de sorte que le tube 11 est véritablement incorporé dans le circuit hyperfréquence. L'autre élec- trode principale de décharge fonctionne alors comme une anode, par rapport à la pointe 5, de sorte qu'un degré d'ionisation plus élevé est obtenu dans l'intervalle de décharge.-