Filtre agile passe-bande hyperfréquences à cavités bi-modes

Abstract

 Filtre agile hyperfréquences à au moins deux cavités bi-modes (1, 2) d'axes parallèles et couplées par un iris (19).
Les accès d'entrée et de sortie s'effectuent par des iris (12, 13) qui sont percés dans la plaque de fond (14) du filtre. La réponse en fréquences du filtre devient alors symétrique. Cette plaque, et donc ces iris, est interchangeable pour accroître l'agilité du filtre.

Description

[0001] La présente invention se rapporte à un filtre passe-bande hyperfréquences, ce filtre étant un filtre agile et comportant des cavités bi-modes à couplage parallèle, c'est-à-dire par iris etvis, par opposition aux filtres à structures en ligne.

[0002] On connaît actuellement deux types de filtres agiles hyperfréquences utilisant des cavités cylindriques à couplage parallèle, c'est-à-dire des cavités cylindriques dont les axes sont parallèles et qui sont couplées entre elles par des iris :

- les filtres agiles à cavités mono-mode ont pour inconvénients de nécessiter un encombrement important, d'être d'un coût de réalisation élevé, et de posséder un temps de réglage assez long, en rapport avec le nombre de cavités;

- les filtres agiles à cavités bi-modes, pour lesquels sont générés, dans chaque cavité, deux modes orthogonaux couplés, et qui sont une amélioration, du point de vue coût et temps de réglage, des précédents.

[0003] Les figures 1 et 2 jointes sont respectivement une vue en perspective et une coupe transversale schématique d'un filtre agile 4 pôles à deux cavités bi-modes, de l'art connu, du type TE11 n.

[0004] Ce filtre comporte donc deux cavités résonantes cylindriques 1, 2 qui sont identiques et d'axes parallèles.

[0005] Le volume interne de ces cavités est ajustable grâce à des pistons mobiles 3, 4 qui permettent d'ajuster la fréquence de résonance de chaque cavité, et donc de déplacer la fréquence d'accord du filtre, c'est-à-dire de permettre l'agilité en fréquence souhaitée pour ce dernier.

[0006] Comme on le voit mieux sur la figure 2, la cavité d'entrée du filtre est alimentée par un guide d'ondes rectangulaire 5 qui est couplé à la cavité 1 par un iris de couplage 6.

[0007] La cavité 1 résonne alors sur le mode TE11 par exemple, et fournit l'orientation du vecteur champ électrique E1.

[0008] Une vis de couplage 7 à 45 degrés permet de générer, par perturbation de cette cavité 1, un autre mode de même fréquence mais de vecteur champ électrique E2 orthogonal au premier. Une vis d'accord 8 permet de régler avec précision le volume de la cavité 1, de façon à compenser en particulier la petite perturbation due à la vis de couplage 7 et à l'iris d'entrée 6.

[0009] Finalement, la cavité 1 résonne bien sur les deux modes TE11n d'où son appellation de "cavité bi-modes".

[0010] La cavité 1 est couplée à l'autre cavité 2 par un iris de couplage 19. Ce dernier permet, par couplage du champ magnétique, de faire résonner cette cavité 2 sur la même fréquence que celle de la cavité 1, et selon un mode Tlln de champ électrique E3.

[0011] Comme précédemment, une vis de couplage à 45 degrés 9 permet de générer, dans cette cavité 2, un second mode de champ électrique E4 orthogonal au champ électrique E3, ce dernier mode E4 étant, par couplage magnétique, couplé au guide d'ondes de sortie 10 par un iris de couplage 11. Une vis d'accord 18 est prévue comme précédemment.

[0012] On obtient donc finalement un filtre passe-bande agile à quatre pôles, en utilisant uniquement deux cavités 1, 2 à couplage dit "parallèle", c'est-à-dire parallèle à l'axe des cavités 1 et 2.

[0013] Bien entendu, on peut aussi bien réaliser de même façon un filtre agile passe-bande à six pôles utilisant trois cavités cylindriques bi-modes à couplage parallèle et, plus généralement un filtre agile passe-bande à 2n pôles (n entier) en utilisant n cavités cylindriques bi-modes parallèles et couplées successivement l'une à la suivante par un iris, de même façon que le sont les cavités 1 et 2 représentées au dessin.

[0014] Ces filtres agiles à cavités bi-modes sont appréciés pour les raisons essentielles suivantes :

- leur commande simplifiée, du fait de l'obtention de la double résonance par cavité, entraîne une grande simplification mécanique;

- la course mécanique totale des pistons de réglage 3,4 est relativement élevée (de l'ordre de 10 mm environ), et permet une bonne précision de calage lors de l'agilité en fréquence.

[0015] Ils présentent en revanche le gros inconvénient, que ne présentent pas les filtres à cavités mono- modes, de posséder une réponse en fréquence dissymétrique liée aux perturbations apportées par les iris d'entrée et de sortie.

[0016] L'invention vise à remédier à cet inconvénient. Elle se rapporte à cet effet à un filtre passe-bande agile hyperfréquences à plusieurs cavités bi-modes cylindriques à couplage parallèle, ces cavités étant donc des cavités cylindriques bi-modes de volume réglable, dont les axes sont parallèles et dont l'une est couplée à la suivante par un iris, ce filtre étant caractérisé en ce que ses accès d'entrée et de sortie sont prévus respectivement sur le fond de la cavité cylindrique d'entrée et sur le fond de la cavité cylindrique de sortie au lieu d'être classiquement prévus sur le côté de chacune de ces cavités.

[0017] Avantageusement, ces accès sont réalisés respectivement par des iris d'entrée et de sortie, prévus sur une plaque interchangeable, ce qui permet, à l'aide d'un jeu de plaques et donc un jeu d'iris d'entrée/sortie, de déplacer encore plus largement la fréquence centrale de ce filtre.

[0018] L'invention sera bien comprise, et ses avantages et autres caractéristiques ressortiront de la description suivante d'un exemple non limitatif de réalisation, en référence aux dessins schématiques annexés dans lesquels :

- les figures 1 et 2 sont respectivement une vue en perspective et une vue en coupe transversale d'un filtre agile à cavités bi-modes de l'art connu ;

- la figure 3 est une vue en perspective semblable à la figure 1 et montrant une cavité bi-modes conforme à l'invention ;

- la figure 4 montre en vue perspective agrandie, une transition coaxial/guide et guide/coaxial qui peut être adaptée sur le fond entrée/sortie du filtre selon la figure 3 ;

- la figure 5 est une vue de dessus et en coupe transversale, semblable à la vue selon la figure 2, mais relative au filtre selon la figure 3.

[0019] En se référant aux figures 3 et 5, ce filtre passe-bande agile hyperfréquence diffère de celui selon les figures 1 et 2 par le fait que ses accès d'entrée et de sortie ne sont plus prévus respectivement sur le côté de la cavité d'entrée 1 et de la cavité de sortie 2, mais sont réalisés grâce à des iris de couplage respectifs 12 et 13 qui sont percés en conséquence dans la plaque de fond 14 du filtre, cette plaque étant commune aux cavités 1 et 2. En d'autres termes, les accès d'entrée et de sortie s'effectuent respectivement par le fond de la cavité d'entrée 1 et par le fond de la cavité de sortie 2.

[0020] La plaque de fond 14, étant vissée, est aisément interchangeable, et il est prévu un jeu de plaques 14 comportant des iris 12, 13 de tailles différentes d'une plaque à l'autre, ce qui permet de déplacer la fréquence centrale de ce filtre agile bien plus largement que ne le permet le simple déplacement des pistons de réglage 3 et 4.

[0021] A titre d'exemple, la Demanderesse a réalisé un filtre agile passe-bande selon la figure 3 présentant, avec des iris 12, 13 de taille déterminée, une agilité en fréquence de 150 MHz et une réponse en fréquences symétrique. En changement la taille de ces iris 12, 13, ce même filtre a pu montrer une agilité couvrant une bande totale de 650 MHz.

[0022] La figure 4 montre une transition 15 coaxial/guide et guide/coaxial, ne présentant en soi rien de bien particulier, et qui peut être avantageusement vissée sur la plaque 14 afin d'entrer et de sortir sur câbles coaxiaux. L'entrée du filtre s'effectue sur une fiche coaxiale d'entrée 16, tandis que la sortie s'effectue sur une fiche coaxiale de sortie 17.

[0023] Comme il va de soi, l'invention n'est pas limitée à l'exemple de réalisation qui vient d'être décrit. Elle s'applique en particulier à un filtre passe-bande à plus de deux cavités et donc plus de quatre pôles.

Revendications

1) Filtre passe-bande agile hyperfréquences à plusieurs cavités bi-modes cylindriques à couplage parallèle, ces cavités étant donc des cavités cylindriques bi-modes (1, 2) de volume réglable, dont les axes sont parallèles et dont l'une (1) est couplée à la suivante (2) par un iris (19),
caractérisé en ce que, afin de conférer à ce filtre une réponse en fréquences symétrique, ses accès d'entrée (12) et de sortie (13) sont prévus respectivement sur le fond de la cavité cylindrique d'entrée (1) et sur le fond de la cavité cylindrique de sortie (2) au lieu d'être classiquement prévus sur le côté de chacune de ces cavités.

2) Filtre agile selon la revendication 1, caractérisé en ce que ces accès sont réalisés respectivement par des iris, d'entrée (12) et de sortie (13), qui sont prévus sur une plaque de fond (14) interchangeable, ce qui permet, à l'aide d'un jeu de plaques (14) et donc un jeu d'iris d'entrée/sortie (12, 13), de déplacer encore plus largement la fréquence centrale de ce filtre.

Dessins