EP0966057A1 - Atténuateur variable pour guide d'ondes rectangulaire - Google Patents

Atténuateur variable pour guide d'ondes rectangulaire Download PDF

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EP0966057A1
EP0966057A1 EP98460022A EP98460022A EP0966057A1 EP 0966057 A1 EP0966057 A1 EP 0966057A1 EP 98460022 A EP98460022 A EP 98460022A EP 98460022 A EP98460022 A EP 98460022A EP 0966057 A1 EP0966057 A1 EP 0966057A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
plunger element
waveguide
plunger
attenuation device
variable attenuation
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP98460022A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Bernard Eveillard
Fabrizio Zovi
Alain Le Neve
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
TRT Lucent Technologies SA
Original Assignee
TRT Lucent Technologies SA
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Filing date
Publication date
Application filed by TRT Lucent Technologies SA filed Critical TRT Lucent Technologies SA
Priority to EP98460022A priority Critical patent/EP0966057A1/fr
Priority to EP99303453A priority patent/EP0966058A1/fr
Priority to JP11167885A priority patent/JP2000040902A/ja
Publication of EP0966057A1 publication Critical patent/EP0966057A1/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
    • H01P1/00—Auxiliary devices
    • H01P1/22—Attenuating devices
    • H01P1/222—Waveguide attenuators

Definitions

  • the present invention relates to a device attenuation for rectangular waveguide. he finds its application particularly in the microwave equipment sector.
  • Attenuation devices it is relatively common to use attenuation devices to attenuate on a portion waveguide the electrical energy transmitted in order to regulate the level of power received by a circuit positioned downstream of the waveguide in the direction of wave propagation.
  • attenuators including attenuators based on PIN diodes and blade attenuators.
  • the current invention relates in particular to blade attenuators.
  • the principle of this type of attenuator consists in insert a blade into the waveguide through a slot longitudinal parallel to the axis of propagation of microwave waves.
  • the blade is made in a resistive material absorbing electrical energy propagated in the waveguide.
  • the incident wave propagating in the guide is attenuated during its passage in the guide portion crossed by the blade.
  • the magnitude of the attenuation is a function of the portion of blade introduced into the waveguide, which is responsible for obstructing the spread of the wave in the guide.
  • the magnitude of the attenuation is also a function of the position of the blade by relation to the plane of symmetry of the guide parallel to the field electric (plane where the amplitude of the electric field is maximum). Attenuation is maximum when the blade is introduced at the level of this plan, that is to say at the center of the waveguide.
  • a device of this type is described in the patent American No. 2,619,538. It includes a plunger disc of substantially planar shape intended to be introduced in a waveguide through a longitudinal slot along the wave propagation axis. This slot is made in the upper face of the guide, preferably in the middle.
  • the plunger disc is mounted on a drive shaft whose axis is orthogonal to the wave propagation axis. It is thus found in a plane parallel to the electric field of the waves electromagnetic.
  • the tree on which the disc is connected to an adjustable dial.
  • the outline of disc is not circular with respect to the center of the rotation shaft so that the rotation of the disc varies the disk area introduced into the waveguide.
  • a rotation of the dial causes a disc rotation which can be set to different angular positions corresponding to various amplitudes of attenuation.
  • the object of the invention is to solve the miniaturization problems encountered with existing devices. Indeed, to obtain attenuation values of several tens of decibels, it is necessary that the portion of disc introduced in the waveguide is relatively large. AT For this purpose, the existing devices are provided with a high radius plunger to increase the portion of disc immersed in the guide.
  • the present invention aims to overcome this major disadvantage of the prior art by proposing a relatively attenuating device compact and simple in design.
  • the subject of the invention is a variable attenuation device for a rectangular waveguide, of the type comprising a substantially flat plunger element and of rounded shape intended to be introduced perpendicularly into said waveguide through a longitudinal slot practiced along the axis of propagation of the waves in a first face of said guide, the plunger element being movable in rotation about an eccentric axis so that the portion of the plunger element introduced into the waveguide is a function of the angular position of said plunger element, characterized in that said plunger element and said longitudinal slot are arranged at an elbow formed by said waveguide.
  • the shape of the contour of the plunger element and the position of its axis are planned so that mitigation is linearly dependent on the angular position of the plunger element.
  • the contour of the plunger element and the position of its axis of rotation are then defined so that, in a first extreme angular position, the contour of the plunger element is tangent to the first face of the bend so that the portion of the element plunger introduced into the waveguide is zero, and in a second extreme angular position, the plunger element passes completely through the guide waves at the elbow so that the portion of the plunger element introduced into the guide of waves is maximum.
  • a cut is performed, at the elbow, in the face opposite the first side of the waveguide so that the element diver can completely cross the guide waves.
  • variable attenuation device has a body formed of two symmetrical parts each comprising a groove and a blind recess opening at the interior of said groove so that a once the two parts are assembled, the grooves form said waveguide and the blind recesses a cavity intended to receive the plunger element, which plunger element is introduced into said waveguide at the intersection between said grooves and said blind recesses corresponding to said slot longitudinal.
  • the axis of rotation of the element diver can be positioned so that the distance from the first straight part of the plunger element is greater than that which separates from the second straight part.
  • variable attenuator according to the invention is also remarkable for its training system of the plunger element.
  • the plunger element is mounted on a shaft rotary drive, which shaft has a end pinion to be coupled externally to a motor carried on an L-shaped support fixed by its base on the body.
  • This plunger shaft is engaged in a swivel ring passing through the body and the base of said engine support by passage bores adjusted to its outside diameter, the ring comprising an internal end shoulder intended to come bear on the edge of said bore, and being on the other hand interposed on the shaft between a shoulder internal thereof and said drive pinion, this last being engaged on the outer end of the shaft, and adjusted and held axially thereon by means of a screw returning to the end of the shaft.
  • Figure 1 shows an exploded view of a attenuation device according to the invention.
  • This device consists of a body formed of two symmetrical parts 1 and 2. These parts 1 and 2 each have a groove 3 (not visible on the part 2) of depth equal to a and of width equal to b and a blind recess 4 (not visible on the part 2) of depth equal to c opening inside the groove.
  • the two opposite grooves form a waveguide of width 2 * a and height b and the two recesses blinds form a cavity containing an element plunger 5 mobile in rotation about an axis eccentric 6 orthogonal to said parts 1 and 2.
  • These parts 1 and 2 are produced by machining a block of a conductive material such as aluminum.
  • the intersection between the grooves 3 and the recesses blind 4 constitute a longitudinal slot 7 by which the plunger element 5 is introduced into the waveguide.
  • the cavity is circular in shape and its center coincides with the axis of rotation 6 of the plunger element 5.
  • Holes 8 and 9 are dug in parts 1 and 2 respectively to receive a rotation shaft 10 of the plunger element 5.
  • the radius of the cavity is taken greater than the greatest distance between the axis of rotation 6 and the contour of the element plunger 5, and the thickness of the plunger element is less than 2 * c.
  • said grooves 3 comprise at least one curved section so that the waveguide formed by the two grooves form an elbow and that the plunger element 5 is introduced into the guide waves at this elbow.
  • the longitudinal slot 7 is at this elbow.
  • the introduction of the plunger element at this curved section of the guide increases the portion of the plunger element immersed in the guide without having to increase the size of this element. For same attenuation value, we can reduce by very sensitive the size of the plunger element relative to a straight waveguide.
  • the elbow shown in Figures 1 to 9 of the present application is a 90 ° elbow. We could consider using shift elbows different direction; the gain in size of the attenuator would then be more or less interesting according to the angle value of this elbow.
  • FIGS. 2 and 3 The pivoting of the plunger element 5 around its axis of rotation 6 is illustrated in FIGS. 2 and 3.
  • the outline of the plunger element 5 is tangent to the inner face of the guide at the curved section 11 and straight sections 12 and 13, and the portion of the plunger element in the waveguide is zero.
  • the guide wave formed by the grooves 3 approximates a perfect waveguide (the plunger element blocking the slit without overflowing in the guide), the attenuation generated by the attenuator in this position is then zero.
  • the attenuation is chosen from so as to be linearly dependent on the position angle of the plunger element.
  • This dependence is linked to the shape of the contour of the plunger element 5 and the position of its axis of rotation 6 with respect to the groove 3.
  • D1 the distance separating the axis of rotation 6 of the inner face of the section straight line 12 of the guide and D2 the distance between the axis of rotation 6 of the inner face of the section straight 13 of the guide
  • D1> D2 to obtain a linear dependence knowing that the plunger element 5 rotates counterclockwise.
  • This eccentric position of axis 6 relative to the straight sections 12 and 13 of the guide will allow to introduce the plunger element more strongly into the waveguide for low angular values of the plunger element.
  • a cutout 14 is formed in the outer face of the guide waves, at the curved section 11 and the section straight 13, so that the plunger element can completely cross the waveguide and rotate without cluttered around its axis of rotation.
  • Cutout 14a the shape of a circular arc of the same radius and the same center that the cavity formed by the two recesses blind 4. Cutout 14 is made at the same time as the blind recess 4 during the same operation machining.
  • Linearization of the attenuation curve can be refined by acting on the shape of the outline of the plunger element.
  • a preferred embodiment of the plunger element is shown in Figure 4. This contour shape has been determined so empirical.
  • the contour of the plunger element 5 has two portions orthogonal rectilinear 15 and 16 whose ends neighbors meet at a bend 17 conforming to waveguide bend. The remaining part of the outline between the distal ends of portions 15 and 16 is a curved segment 18, essentially convex.
  • the center of rotation of the plunger element 5 is no equidistant from the two rectilinear portions 15 and 16, either in the embodiment shown, plus close to portion 16.
  • a prototype was produced with the following dimensions which are particularly useful for defining the shape of the curved segment 18.
  • R1 the distance between the straight portion 15 and the center of rotation 6 and R2 the distance between the straight portion 16 and the center of rotation.
  • R1 13.2 mm
  • R2 16.7 mm
  • the curved segment 18 is defined by a series of values R ( ⁇ ) each representing the distance between a point of the curved segment 18 and the center of rotation, where ⁇ denotes the angle between the distal end of the restilinear portion 15 and the point of the curved segment considered and varies between 0 ° and 180 °.
  • R (0 °) and R (180 °) correspond respectively to the distance separating the distal ends of the rectilinear portions 15 and 16 from the center of rotation of the plunger element. All the R ( ⁇ ) values relating to the prototype are contained in the table appended. These values are indicated every 9 °.
  • variable attenuator according to the invention is also remarkable for the drive system in rotation of its designed plunger element especially for reliability of optimal operation, taking into account all conditions of use which are often severe, especially with regard to temperature variations which can reach more than 100 ° C by giving birth to a significant risk of mechanical seizure.
  • the plunger element 5 is integral with a shaft 21 passing through the body part 2 by a bore of passage 24, to be driven externally by a motor 19.
  • the plunger shaft 21 is provided at the end with a pinion 20 driven by the shaft motor output 19.
  • the pinion 20 has a profile periphery concave intended to partially wrap the motor shaft 19, on a portion of it forming worm, meshed with teeth complementary to said concave periphery.
  • the motor 19 is mounted on the wing of an L 22 support whose base is applied and fixed on the outer wall of the part body 2, the output shaft of the motor 19 passing through said wing; and on the other hand, the plunger shaft 21 is mounted without play in a swivel ring 23, which is supported to support at the level of its inner end on the edge of the bore of passage 24, passes through said body part 2 by this, then the base of the L-shaped support by a bore 25, the two bores 24 and 25 being adjusted to its outside diameter. Bores 24 and 25 are indicated in Figure 9.
  • the ring journal 23 is interposed between a internal shoulder of the latter 26 and the pinion 20 which is engaged on the outer end of the shaft, and adjusted and held in position with a screw end 27.
  • the ring 23 also determines the positioning of the plunger 5 in the direction of its axis of rotation. Indeed, as clearly shown in FIG. 8, the plunger element 5, engaged on its shaft 21, is retained between a shoulder 28 of this and the inner end of the ring 23, so at a distance from the bottom of the blind recess 4 in the body part 2 which corresponds to the axial distance between the inner end of the ring 23 and its shoulder 28.
  • FIG. 10 there are shown some values of the attenuation generated by an attenuation device corresponding to the preferred embodiment of the invention as a function of the angular position of its plunger element.
  • the plunger element used is that shown in FIG. 4 with a thickness of 2 mm.
  • the attenuation values are given for an incident signal with a frequency of 13 GHz.
  • the attenuation is shown for the angular position values between 0 ° corresponding to the case where the contour of the plunger element is tangent to the inside face of the waveguide and 235 ° corresponding to a pivoting of the plunger element 235 ° anti-clockwise (position for which the attenuation is maximum).
  • This attenuation curve shows that the attenuation of the incident wave does not only result from the absorption of its energy by the plunger element 5, otherwise the maximum value of the attenuation would be around the 180 ° position. (it would not be exactly 180 ° due to the non-uniformity of the curved portion 18 of the plunger element 5). It seems that phenomena of reflection of the incident wave explains this shift in the angular position of the maximum.

Landscapes

  • Non-Reversible Transmitting Devices (AREA)

Abstract

La présente invention concerne un dispositif d'atténuation pour guide d'ondes rectangulaire. Il comprend un élément plongeur (5) sensiblement plan et de forme arrondie destiné à être introduit perpendiculairement dans ledit guide d'ondes (3) à travers une fente longitudinale (7) pratiquée suivant l'axe de propagation des ondes dans une première face dudit guide, l'élément plongeur (5) étant mobile en rotation autour d'un axe excentrique (6) de sorte que la portion de l'élément plongeur introduite dans le guide d'ondes est fonction de la position angulaire dudit élément plongeur. Pour augmenter la portion d'élément plongeur introduite dans le guide d'ondes, l'élément plongeur (5) et la fente longitudinale (7) sont disposés au niveau d'un coude (11) formé par ledit guide d'ondes.

Description

La présente invention concerne un dispositif d'atténuation pour guide d'ondes rectangulaire. Il trouve tout particulièrement son application dans le domaine des équipements hyperfréquence.
Il est relativement fréquent d'utiliser des dispositifs d'atténuation pour atténuer sur une portion de guide d'ondes l'énergie électrique transmise afin de réguler le niveau de puissance reçue par un circuit positionné en aval du guide d'ondes dans le sens de propagation des ondes. Il existe différents types de d'atténuateurs, notamment des atténuateurs à base de diodes PIN et des atténuateurs à lame. La présente invention concerne tout particulièrement les atténuateurs à lame.
Le principe de ce type d'atténuateur consiste à introduire une lame dans le guide d'ondes par une fente longitudinale parallèle à l'axe de propagation des ondes hyperfréquences. La lame est réalisée dans un matériau résistif absorbant l'énergie électrique propagée dans le guide d'ondes. L'onde incidente se propageant dans le guide est atténuée pendant son passage dans la portion de guide traversée par la lame.
L'amplitude de l'atténuation est fonction de la portion de lame introduite dans le guide d'ondes, laquelle est chargée de faire obstacle à la propagation de l'onde dans le guide. L'amplitude de l'atténuation est également fonction de la position de la lame par rapport au plan de symétrie du guide parallèle au champ électrique (plan où l'amplitude du champ électrique est maximale). L'atténuation est maximale lorsque la lame est introduite au niveau de ce plan, c'est-à-dire au centre du guide d'ondes.
Un dispositif de ce type est décrit dans le brevet américain n° 2 619 538. Il comprend un disque plongeur de forme sensiblement plane destiné à être introduit dans un guide d'ondes à travers une fente longitudinale suivant l'axe de propagation des ondes. Cette fente est pratiquée dans la face supérieure du guide, de préférence en son milieu. Le disque plongeur est monté sur un arbre d'entrainement dont l'axe est orthogonal à l'axe de propagation des ondes. Il se trouve ainsi dans un plan parallèle au champ électrique des ondes électromagnétiques. L'arbre sur lequel est monté le disque est connecté à un cadran réglable. Le contour du disque n'est pas circulaire par rapport au centre de l'arbre de rotation de sorte que la rotation du disque fait varier la surface de disque introduite dans le guide d'ondes. Une rotation du cadran entraine une rotation du disque qui peut être ainsi réglé sur différentes positions angulaires correspondant à diverses amplitudes d'atténuation.
Le but de l'invention est de résoudre les problèmes de miniaturisation rencontrés avec les dispositifs existants. En effet, pour obtenir des valeurs d'atténuation de plusieurs dizaines de décibels, il faut que la portion de disque introduite dans le guide d'ondes soit relativement importante. A cet effet, les dispositifs existants sont munis d'un disque plongeur de rayon élevé pour accroítre la portion de disque immergée dans le guide.
La présente invention vise à pallier cet inconvénient majeur de l'état antérieur de la technique en proposant un dispositif d'atténuation relativement compact et simple de conception.
Aussi, l'invention a pour objet un dispositif d'atténuation variable pour un guide d'ondes rectangulaire, du type comprenant un élément plongeur sensiblement plan et de forme arrondie destiné à être introduit perpendiculairement dans ledit guide d'ondes à travers une fente longitudinale pratiquée suivant l'axe de propagation des ondes dans une première face dudit guide, l'élément plongeur étant mobile en rotation autour d'un axe excentrique de sorte que la portion de l'élément plongeur introduite dans le guide d'ondes est fonction de la position angulaire dudit élément plongeur,
   caractérisé en ce que ledit élément plongeur et ladite fente longitudinale sont disposés au niveau d'un coude formé par ledit guide d'ondes.
Il en résulte une augmentation de la proportion d'élément plongeur introduite dans le guide par rapport à un guide d'ondes rectiligne. L'atténuation recherchée peut alors être obtenue avec un dispositif de taille réduite.
De manière avantageuse, la forme du contour de l'élément plongeur et la position de son axe sont prévues de manière à ce que l'atténuation soit linéairement dépendante de la position angulaire de l'élément plongeur.
Le contour de l'élément plongeur et la position de son axe de rotation sont alors définis pour que, dans une première position angulaire extrême, le contour de l'élément plongeur soit tangent à la première face du coude de manière à ce que la portion de l'élément plongeur introduite dans le guide d'ondes soit nulle, et dans une seconde position angulaire extrême, l'élément plongeur traverse complètement le guide d'ondes au niveau du coude de manière à ce que la portion de l'élément plongeur introduite dans le guide d'ondes soit maximale. Avantageusement, une découpe est réalisée, au niveau du coude, dans la face opposée à la première face du guide d'ondes de sorte que l'élément plongeur puisse complètement traverser le guide d'ondes.
Dans une forme de réalisation préférée, le dispositif d'atténuation variable comporte un corps formé de deux parties symétriques comportant chacune une rainure et un évidement borgne débouchant à l'intérieur de ladite rainure de façon à ce que, une fois les deux parties assemblées, les rainures forment ledit guide d'ondes et les évidements borgnes une cavité destinée à recevoir l'élément plongeur, lequel élément plongeur est introduit dans ledit guide d'ondes au niveau de l'intersection entre lesdites rainures et lesdits évidements borgnes correspondant à ladite fente longitudinale.
Dans une version préférée, le contour de l'élément plongeur comporte:
  • des première et seconde parties rectilignes destinées à être tangentes, dans ladite première position angulaire extrême, à ladite première face de guide d'ondes de chaque coté dudit coude, et
  • une première partie courbe entre lesdites première et seconde parties rectilignes destinée à être tangente, dans ladite première position angulaire extrême, à ladite première face de guide d'ondes au niveau dudit coude.
Par ailleurs, l'axe de rotation de l'élément plongeur peut être positionné de manière à ce que la distance qui le sépare de la première partie rectiligne de l'élément plongeur soit supérieure à celle qui le sépare de la seconde partie rectiligne.
L'atténuateur variable selon l'invention est également remarquable de par son système d'entrainement de l'élément plongeur. Aussi, selon l'invention, l'élément plongeur est monté sur un arbre d'entraínement en rotation, lequel arbre comporte un pignon d'extrémité pour être accouplé extérieurement à un moteur porté sur un support en L fixé par sa base sur le corps. Cet arbre de plongeur est engagé dans une bague de tourillonnement traversant le corps et la base dudit support de moteur par des alésages de passage ajustés à son diamètre extérieur, la bague comportant un épaulement d'extrémité interne destiné à venir prendre appui sur le bord dudit alésage, et étant d'autre part interposée sur l'arbre entre un épaulement interne de celui-ci et ledit pignon d'entraínement, ce dernier étant engagé sur l'extrémité externe de l'arbre, et réglé et maintenu axialement sur celui-ci au moyen d'une vis rentrant en bout de l'arbre.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaítront à la lecture de la description détaillée qui suit et qui est faite en référence aux dessins annexés dans lesquels :
  • la figure 1 représente une vue éclatée du dispositif selon l'invention;
  • les figures 2 et 3 représentent des vues partielles, en coupe, du dispositif selon l'invention;
  • la figure 4 représente une forme de réalisation préférée d'un élément plongeur;
  • la figure 5 représente une vue de face d'un mode de réalisation préféré du dispositif d'atténuation selon l'invention;
  • la figure 6 représente une vue de dessus du dispositif d'atténuation de la figure 5;
  • la figure 7 représente une vue partielle du dispositif d'atténuation de la figure 5;
  • la figure 8 représente une vue en coupe selon l'axe A-A du dispositif d'atténuation de la figure 5;
  • la figure 9 représente une vue en coupe selon l'axe A-A du corps du dispositif de la figure 5 muni du moteur et de son support en L; et
  • la figure 10 représente une courbe de l'atténuation générée par un dispositif d'atténuation correspondant au mode de réalisation préféré de l'invention en fonction de la position angulaire de son élément plongeur.
La figure 1 représente une vue éclatée d'un dispositif d'atténuation selon l'invention. Ce dispositif est constitué d'un corps formé de deux parties symétriques 1 et 2. Ces parties 1 et 2 comportent chacune une rainure 3 (non visible sur la partie 2) de profondeur égale à a et de largeur égale à b et un évidement borgne 4 (non visible sur la partie 2) de profondeur égale à c débouchant à l'intérieur de la rainure. Une fois les parties 1 et 2 assemblées, les deux rainures en vis-à-vis forment un guide d'ondes de largeur 2*a et de hauteur b et les deux évidements borgnes forment une cavité renfermant un élément plongeur 5 mobile en rotation autour d'un axe excentrique 6 orthogonal auxdites parties 1 et 2. Ces parties 1 et 2 sont réalisées par usinage d'un bloc d'un matériau conducteur tel que de l'aluminium. L'intersection entre les rainures 3 et les évidements borgnes 4 constituent une fente longitudinale 7 par laquelle l'élément plongeur 5 est introduit dans le guide d'ondes. Dans l'exemple de la figure 1, la cavité est de forme circulaire et son centre coïncide avec l'axe de rotation 6 de l'élément plongeur 5. Des trous 8 et 9 sont creusés dans les parties 1 et 2 respectivement pour recevoir un arbre de rotation 10 de l'élément plongeur 5. Bien entendu, le rayon de la cavité est pris supérieur à la plus grande distance entre l'axe de rotation 6 et le contour de l'élément plongeur 5, et l'épaisseur de l'élément plongeur est inférieur à 2*c.
Selon une caractéristique importante de l'invention, lesdites rainures 3 comportent au moins un tronçon courbe de manière à ce que le guide d'ondes constitué par les deux rainures forment un coude et que l'élément plongeur 5 soit introduit dans le guide d'ondes au niveau de ce coude. La fente longitudinale 7 se trouve au niveau de ce coude.
L'introduction de l'élément plongeur au niveau de ce tronçon courbe du guide permet d'augmenter la portion de l'élément plongeur immergée dans le guide sans avoir à augmenter la taille de cet élément. Pour une même valeur d'atténuation, on peut ainsi réduire de manière très sensible la taille de l'élément plongeur par rapport à un guide d'onde rectiligne.
Le coude représenté sur les figures 1 à 9 de la présente demande est un coude à 90°. On pourrait envisager d'utiliser des coudes opérant un changement de direction différent; le gain en taille de l'atténuateur serait alors plus ou moins intéressant suivant la valeur d'angle de ce coude.
Le pivotement de l'élément plongeur 5 autour de son axe de rotation 6 est illustré aux figures 2 et 3. En vue de simplifier l'exposé, on désigne par 11 le tronçon courbe de la rainure 3 et par 12 et 13 les tronçons rectilignes de la rainure 3 de part et d'autre du tronçon courbe 11.
Dans une première position angulaire extrême illustrée figure 2, le contour de l'élément plongeur 5 est tangent à la face intérieure du guide au niveau du tronçon courbe 11 et des tronçons rectilignes 12 et 13, et la portion d'élément plongeur dans le guide d'ondes est nulle. Dans cette position angulaire, le guide d'ondes formé par les rainures 3 se rapproche d'un guide d'ondes parfait (l'élément plongeur bouchant la fente sans déborder dans le guide), l'atténuation engendrée par l'atténuateur dans cette position est alors nulle.
Si on fait pivoter l'élément plongeur 5 autour de son axe, l'élément plongeur est alors introduit progressivement dans le guide d'ondes et la valeur de l'atténuation augmente progressivement jusqu'à une autre position angulaire extrême, dans laquelle l'élément plongeur 5 traverse complètement le guide d'ondes 3 au niveau du coude et pour laquelle la portion d'élément plongeur introduite dans le guide d'ondes est maximale. Cette nouvelle position angulaire de l'élément plongeur est illustrée à la figure 3 et correspond à un pivotement de l'élément plongeur de 180° par rapport à la position angulaire de la figure 2. Cette position angulaire, bien que la portion d'élément plongeur 5 immergée dans le guide y soit maximale, ne correspond pas exactement à la valeur d'atténuation maximale. En effet, d'autres phénomènes autres que l'absorption du signal par l'élément plongeur sont à prendre en compte pour expliquer l'atténuation effective. Des explications plus détaillées seront dans la partie descriptive se rapportant à la figure 10.
De préférence, l'atténuation est choisie de manière à être linéairement dépendante de la position angulaire de l'élément plongeur. Cette dépendance est liée à la forme du contour de l'élément plongeur 5 et la position de son axe de rotation 6 par rapport à la rainure 3. Ainsi, si on note D1 la distance séparant l'axe de rotation 6 de la face intérieure du tronçon rectiligne 12 du guide et D2 la distance séparant l'axe de rotation 6 de la face intérieure du tronçon rectiligne 13 du guide, on choisira de préférence D1 > D2 pour obtenir une dépendance linéaire sachant que l'élément plongeur 5 tourne dans le sens anti-horaire. Cette position excentrée de l'axe 6 par rapport aux tronçons rectilignes 12 et 13 du guide va permettre d'introduire plus fortement l'élément plongeur dans le guide d'ondes pour les faibles valeurs angulaires de l'élément plongeur.
Conséquence de ce déport de l'axe de rotation, une découpe 14 est ménagée dans la face extérieure du guide d'ondes, au niveau du tronçon courbe 11 et du tronçon rectiligne 13, pour que l'élément plongeur puisse traverser complètement le guide d'ondes et pivoter sans encombre autour de son axe de rotation. La découpe 14 a la forme d'un arc de cercle de même rayon et de même centre que la cavité formée par les deux évidements borgnes 4. La découpe 14 est realisée en même temps que l'évidement borgne 4 lors d'une même opération d'usinage.
La linéarisation de la courbe d'atténuation peut être affinée en agissant sur la forme du contour de l'élément plongeur. Une forme de réalisation préférée de l'élément plongeur est représentée à la figure 4. Cette forme de contour a été déterminée de manière empirique. Dans cette forme de réalisation préférée, le contour de l'élément plongeur 5 présente deux portions rectilignes orthogonales 15 et 16 dont les extrémités voisines se rejoignent par un coude 17 conforme au coude du guide d'ondes. La partie restante du contour entre les extrémités distales des portions 15 et 16 est un segment courbe 18, essentiellement convexe. Le centre de rotation de l'élément plongeur 5 est non équidistant des deux portions rectilignes 15 et 16, soit dans la forme de réalisation représentée, plus proche de la portion 16.
A titre indicatif, un prototype a été réalisé avec les dimensions suivantes particulièrement utiles pour définir la forme du segment courbe 18. On note R1 la distance entre la portion rectiligne 15 et le centre de rotation 6 et R2 la distance entre la portion rectiligne 16 et le centre de rotation. R1 = 13,2 mm R2 = 16.7 mm Le segment courbe 18 est défini par une suite de valeurs R(α) représentant chacune la distance entre un point du segment courbe 18 et le centre de rotation, où α désigne l'angle entre l'extrémité distale de la portion restiligne 15 et le point du segment courbe considéré et varie entre 0° et 180°. Les valeurs R(0°) et R(180°) correspondent respectivement à la distance séparant les extrémités distales des portions rectilignes 15 et 16 du centre de rotation de l'élément plongeur. L'ensemble des valeurs R(α) se rapportant au prototype sont contenues dans le tableau joint en annexe. Ces valeurs sont indiquées tous les 9°.
L'atténuateur variable selon l'invention est également remarquable de par le système d'entraínement en rotation de son élément plongeur qui a été conçu tout spécialement en vue d'une fiabilité de fonctionnement optimale, compte-tenu de toutes les conditions d'utilisation qui sont souvent sévères, s'agissant notamment des variations de température qui peuvent atteindre plus de 100° C en faisant naítre un risque important de grippage mécanique.
Considérant les Figs. 5 à 9, il apparaít que l'élément plongeur 5 est solidaire d'un arbre 21 traversant la partie de corps 2 par un alésage de passage 24, pour être entraíné extérieurement par un moteur 19. A cet effet, l'arbre de plongeur 21 est pourvu en extrémité d'un pignon 20 entraíné par l'arbre de sortie du moteur 19. A noter que de préférence, comme représenté, le pignon 20 a un pourtour à profil concave destiné à venir envelopper partiellement l'arbre du moteur 19, sur une portion de celui-ci formant vis sans fin, engrénée avec une denture complémentaire dudit pourtour concave.
Conformément à l'invention, le moteur 19 est monté sur l'aile d'un support en L 22 dont la base est appliquée et fixée sur la paroi extérieure de la partie de corps 2, l'arbre de sortie du moteur 19 traversant ladite aile ; et d'autre part, l'arbre de plongeur 21 est monté sans jeu dans une bague de tourillonnement 23, laquelle est épaulée pour s'appuyer au niveau de son extrémité interne sur le bord de l'alésage de passage 24, traverse ladite partie de corps 2 par celui-ci, puis la base du support en L par un alésage 25, les deux alésages 24 et 25 étant ajustés à son diamètre extérieur. Les alésages 24 et 25 sont indiqués à la figure 9.
Sur l'arbre de plongeur 21, la bague de tourillonnement 23 se trouve interposée entre un épaulement interne de celui-ci 26 et le pignon 20 qui est engagé sur l'extrémité extérieure de l'arbre, et réglé et maintenu en position au moyen d'une vis d'extrémité 27.
La bague 23 détermine également le positionnement du plongeur 5 dans la direction de son axe de rotation. En effet, comme le montre clairement la Fig. 8, l'élément plongeur 5, engagé sur son arbre d'entraínement 21, est retenu entre un épaulement 28 de celui-ci et l'extrémité interne de la bague 23, donc à une distance par rapport au fond de l'évidement borgne 4 dans la partie de corps 2 qui correspond à la distance axiale entre l'extrémité interne de la bague 23 et son épaulement 28.
On voit par conséquent que tous les jeux mécaniques du système sont rapportés au niveau du diamètre et de la longueur de la bague, dont il résulte une quasi-impossibilité de grippage dû à des effets de dilatation thermique. A noter de plus l'extrême simplicité de montage et de démontage de cet agencement.
A la figure 10, on a représenté quelques valeurs de l'atténuation générée par un dispositif d'atténuation correspondant au mode de réalisation préféré de l'invention en fonction de la position angulaire de son élément plongeur. L'élément plongeur utilisé est celui représenté à la figure 4 avec une épaisseur de 2 mm. Les valeurs d'atténuation sont données pour un signal incident de fréquence 13 Ghz. L'atténuation est représentée pour les valeurs de position angulaire comprises entre 0° correspondant au cas où le contour de l'élément plongeur est tangent à la face intérieure du guide d'ondes et 235° correspondant à un pivotement de l'élément plongeur de 235° dans le sens anti-horaire (position pour laquelle l'atténuation est maximale). Cette courbe d'atténuation montre que l'atténuation de l'onde incidente ne résulte pas uniquement de l'absorption de son énergie par l'élément plongeur 5, sinon la valeur maximale de l'atténuation se situerait aux alentours de la position 180° (elle ne serait pas exactement à 180° en raison de la non-uniformité de la portion courbe 18 de l'élément plongeur 5). Il semble que des phénomènes de réflexion de l'onde incidente explique ce décalage de la position angulaire du maximum.
ANNEXE
α en ° R(α)en mm
0 21,1
9 21,2
18 21,2
27 21,2
36 21,2
45 21,25
54 21,3
63 21,45
72 21,6
81 21,85
90 22,05
99 22,2
108 22,25
117 22,18
126 22,15
135 22,2
144 22,4
153 22,7
162 23
171 23,2
180 23,2

Claims (13)

  1. Dispositif d'atténuation variable pour un guide d'ondes rectangulaire, du type comprenant un élément plongeur (5) sensiblement plan et de forme arrondie destiné à être introduit perpendiculairement dans ledit guide d'ondes (3) à travers une fente longitudinale (7) pratiquée suivant l'axe de propagation des ondes dans une première face dudit guide, l'élément plongeur (5) étant mobile en rotation autour d'un axe excentrique (6) de sorte que la portion de l'élément plongeur introduite dans le guide d'ondes est fonction de la position angulaire dudit élément plongeur,
    caractérisé en ce que ledit élément plongeur (5) et ladite fente longitudinale (7) sont disposés au niveau d'un coude (11) formé par ledit guide d'ondes.
  2. Dispositif d'atténuation variable selon la revendication 1, caractérisé en ce que la forme du contour de l'élément plongeur (5) et la position de son axe (6) sont prévues de manière à ce que l'atténuation soit linéairement dépendante de la position angulaire de l'élément plongeur.
  3. Dispositif d'atténuation variable selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que, dans une première position angulaire extrême, le contour de l'élément plongeur est tangent à la première face dudit coude de manière à ce que la portion de l'élément plongeur introduite dans le guide d'ondes soit nulle.
  4. Dispositif d'atténuation variable selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que, dans une seconde position angulaire extrême, l'élément plongeur traverse complètement ledit guide d'ondes au niveau du coude de manière à ce que la portion de l'élément plongeur introduite dans le guide d'ondes soit maximale.
  5. Dispositif d'atténuation variable selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'une découpe (14) est réalisée, au niveau du coude (11), dans la face opposée à ladite première face du guide d'ondes de sorte que l'élément plongeur puisse complètement traversée le guide d'ondes.
  6. Dispositif d'atténuation variable selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit coude (11) est un coude à 90°.
  7. Dispositif d'atténuation variable selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte un corps formé de deux parties symétriques (1,2) comportant chacune une rainure (3) et un évidement borgne (4) débouchant à l'intérieur de ladite rainure de façon à ce que, une fois les deux parties assemblées, les rainures forment ledit guide d'ondes et les évidements borgnes une cavité destinée à recevoir l'élément plongeur (5), lequel élément plongeur (5) est introduit dans ledit guide d'ondes au niveau de l'intersection entre lesdites rainures (3) et lesdits évidements borgnes (4) correspondant à ladite fente longitudinale (7).
  8. Dispositif d'atténuation variable selon la revendication 7, caractérisé en ce que le contour de l'élément plongeur comporte:
    des première et seconde parties rectilignes (15,16) destinées à être tangentes, dans ladite première position angulaire extrême, à ladite première face de guide d'ondes de chaque coté dudit coude (11), et
    une première partie courbe (17) entre lesdites première et seconde parties rectilignes (15,16) destinée à être tangente, dans ladite première position angulaire extrême, à ladite première face de guide d'ondes au niveau dudit coude (11).
  9. Dispositif d'atténuation variable selon la revendication 8, caractérisé en ce que la distance (R2) entre ladite première partie rectiligne (15) et l'axe de rotation de l'élément plongeur (6) est supérieure à celle (R1) séparant ladite seconde partie rectiligne (16) de l'élément plongeur et son axe de rotation (6).
  10. Dispositif d'atténuation variable selon la revendication 8 ou 9, caractérisé en ce que la partie (18) du contour de l'élément plongeur située à l'opposé de ladite première partie courbe entre lesdites première et seconde parties rectilignes, est déterminée par le tableau joint en annexe se rapportant à la figure 4.
  11. Dispositif d'atténuation variable selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le plongeur (5) est monté sur un arbre d'entraínement en rotation (21), lequel arbre comporte un pignon d'extrémité (20) pour être accouplé extérieurement à un moteur (19) porté sur un support en L (22) fixé par sa base sur le corps (2), et en ce que cet arbre de plongeur (21) est engagé dans une bague de tourillonnement (23) traversant le corps (2) et la base dudit support (22) de moteur par des alésages de passage (24,25) ajustés à son diamètre extérieur, la bague (23) comportant un épaulement d'extrémité interne destiné à venir prendre appui sur le bord dudit alésage (24), et étant d'autre part interposée sur l'arbre (21) entre un épaulement interne (26) de celui-ci et ledit pignon d'entraínement (20), ce dernier étant engagé sur l'extrémité externe de l'arbre (21), et réglé et maintenu axialement sur celui-ci au moyen d'une vis (27) rentrant en bout de l'arbre (21).
  12. Dispositif selon la revendication 11, caractérisé en ce que le plongeur est engagé sur l'arbre (21), maintenu entre un épaulement (28) de celui-ci et l'extrémité interne de la bague (23).
  13. Dispositif selon l'une des deux revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit pignon (20) a un pourtour concave enveloppant partiellement une portion de l'arbre de sortie du moteur (19), laquelle portion forme une vis sans fin et est engrénée avec une denture complémentaire dudit pourtour concave.
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