[0001] La présente invention concerne un dispositif de génération d'ondes hyperfréquence
comprenant une pluralité de magnétrons, chaque magnétron comprenant :
- une cathode, s'étendant selon un axe longitudinal, et
- une anode, entourant la cathode et comprenant une surface intérieure délimitant une
pluralité de cavités résonnantes réparties suivant sa périphérie, l'anode comprenant
en outre une surface extérieure, opposée à la surface intérieure,
le dispositif de génération comprenant en outre au moins un guide d'onde, le ou chaque
guide d'onde s'étendant depuis la surface extérieure de l'anode d'un magnétron vers
l'extérieur dudit magnétron, la pluralité de cavités résonnantes comprenant au moins
une cavité résonnante de raccordement et au moins une cavité résonnante de sortie,
telles que :
- la ou chaque cavité résonnante de raccordement comprend une portion de raccordement
à une cavité résonnante de raccordement d'un autre magnétron, ladite portion de raccordement
débouchant dans la surface extérieure de l'anode,
- la ou chaque cavité résonnante de sortie comprend une portion de sortie débouchant
dans la surface extérieure de l'anode, en regard d'un guide d'onde.
[0002] De tels dispositifs de génération d'ondes hyperfréquence sont connus (
GB 2052143) et sont notamment utilisés dans des systèmes de radar. Le magnétron est un dispositif
particulier de génération d'ondes hyperfréquence pour lequel la cathode est portée
à un potentiel inférieur à celui de l'anode, et se comporte comme une source d'électrons
émettant radialement des électrons en direction de l'anode, dans un espace central
entre la cathode et l'anode. Sous l'effet d'un champ magnétique longitudinal, les
électrons émis se mettent à tourner transversalement entre la cathode et l'anode,
ce qui permet de générer l'onde hyperfréquence par interaction avec les cavités du
magnétron.
[0003] Il est également connu de coupler différents magnétrons entre eux au sein d'un même
dispositif de génération d'ondes hyperfréquence, de façon à augmenter la puissance
extraite du dispositif.
FR 2 462 777 (
GB 2052143) décrit ainsi un tel dispositif de génération d'ondes hyperfréquence.
[0004] Cependant, les dispositifs connus n'offrent pas entière satisfaction.
[0005] En effet, les dispositifs connus sont conçus pour générer des ondes hyperfréquence
à une fréquence prédéterminée, et il est impossible de changer la fréquence des ondes
générées par un dispositif sans occasionner un déphasage des magnétrons dudit dispositif
entre eux, ce qui provoque un fonctionnement chaotique du dispositif de génération.
[0006] Un objectif de l'invention est donc de proposer un dispositif de génération d'ondes
hyperfréquence de très forte puissance à rendement optimisé, adapté pour permettre
une extraction en phase sur un grand nombre de voies. Un autre objectif préféré de
l'invention est de pouvoir, avec un même dispositif de génération, générer des ondes
sur un large spectre de fréquence.
[0007] A cet effet, l'invention a pour objet un dispositif de génération d'ondes hyperfréquence
selon la revendication 1, caractérisé en ce que la pluralité de cavités résonnantes
de chaque magnétron comprenant une pluralité de cavités résonnantes de raccordement,
ou au moins une cavité résonnante de raccordement et au moins une cavité résonnante
de sortie, telles que:
- chaque cavité résonnante de raccordement comprend une portion de raccordement à une
cavité résonnante de raccordement d'un autre magnétron, ladite portion de raccordement
débouchant dans la surface extérieure de l'anode,
- chaque cavité résonnante de sortie comprend une portion de sortie débouchant dans
la surface extérieure de l'anode, en regard d'un guide d'onde,
- chaque cavité résonnante de raccordement de chaque magnétron est identique à chaque
autre cavité résonnante de raccordement et, si ledit magnétron comprend au moins une
cavité de sortie, à chaque cavité résonnante de sortie dudit magnétron.
[0008] Suivant des modes particuliers de réalisation, le dispositif de génération selon
l'invention comprend également l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes,
prises isolément ou suivant toute(s) combinaison(s) techniquement possible(s) :
- chaque magnétron comprend un dispositif de réglage de la longueur longitudinale de
chaque cavité résonnante, la longueur longitudinale étant définie entre des extrémités
longitudinales de la cavité résonnante, le dispositif de réglage comprenant au moins
un élément mobile définissant une extrémité longitudinale d'au moins une cavité résonnante,
- la pluralité de cavités résonnantes de chaque magnétron comprend une pluralité de
cavités résonnantes intermédiaires interposées entre les cavités résonnantes de raccordement
ou de sortie, le nombre de cavités résonnantes intermédiaires interposées entre deux
cavités résonnantes de raccordement ou de sortie consécutives étant égal pour chaque
paire de cavités résonnantes de raccordement ou de sortie consécutives,
- la pluralité de cavités résonnantes de chaque magnétron comprend une pluralité de
petites cavités résonnantes et une pluralité de grandes cavités résonnantes, la section
radiale de chaque petite cavité résonnante étant inférieure à la section radiale de
chaque grande cavité résonnante, les grandes cavités résonnantes constituant les cavités
résonnantes de raccordement et/ou de sortie, les petites cavités résonnantes constituant
les cavités résonnantes intermédiaires,
- il comprend un unique focalisateur pour générer un champ magnétique longitudinal dans
chacun des magnétrons, le focalisateur s'étendant autour de l'ensemble des magnétrons,
- la surface intérieure de l'anode de chaque magnétron définit une pluralité de surfaces
annulaires de liaison entre la portion principale et la portion de raccordement ou
de sortie de chaque cavité de raccordement ou de sortie, chaque surface annulaire
de liaison étant courbe en tout point,
- la portion de raccordement de chaque cavité résonnante de raccordement est directement
en contact avec la portion de raccordement d'une autre cavité résonnante de raccordement,
- l'anode de chaque magnétron est invariante par rotation d'un angle 2π/n autour de
l'axe longitudinal de la cathode du magnétron, n étant un entier,
- l'anode de chaque magnétron comprend au moins une première partie comprise entre la
ou chaque cavité de raccordement et la surface extérieure, et, le cas échéant, au
moins une deuxième partie comprise entre la ou chaque cavité résonnante de sortie
et la surface extérieure, la ou chaque première partie étant identique à la ou chaque
autre première partie et/ou à la ou chaque deuxième partie,
- l'anode de chaque magnétron comprend au moins un premier orifice de fixation du magnétron
à un autre magnétron, et, le cas échéant, au moins deuxième orifice de fixation d'une
bride de liaison d'un guide d'onde à l'anode, le ou chaque premier orifice de fixation
étant identique au ou à chaque autre premier orifice de fixation et/ou au ou à chaque
deuxième orifice de fixation.
[0009] D'autres caractéristiques et avantages apparaîtront à la lecture de la description
qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins
annexés, sur lesquels :
- la Figure 1 est une vue en coupe partielle selon un plan longitudinal du dispositif
de génération selon l'invention,
- la Figure 2 est une vue en coupe du dispositif, selon un plan radial marqué II-II
sur la Figure 1,
- la Figure 3 est une vue en perspective d'un élément d'un dispositif de réglage de
la longueur des cavités résonnantes du dispositif de la Figure 1,
- la Figure 4 est une vue schématique en élévation d'une cathode d'un dispositif de
génération, selon une variante de l'invention, et
- la Figure 5 est une vue en perspective d'une portion de la cathode de la Figure 4.
[0010] Comme visible sur la Figure 1, le dispositif 10 selon l'invention comprend deux magnétrons
12, 14, disposés sensiblement parallèlement l'un à l'autre et accolés l'un contre
l'autre, et une pluralité de guides d'onde 24.
[0011] Chaque magnétron 12, 14 comprend une cathode 20 et une anode 22 entourant la cathode
20.
[0012] Dans la suite, on utilisera les termes d'orientation « longitudinal », « radial »
et « transversal », qui s'entendent de la façon suivante :
- la cathode 20 de chaque magnétron 12, 14 est allongée suivant la direction longitudinale,
- la direction radiale est orientée de la cathode 20 de chaque magnétron 12, 14 vers
l'anode 22 du magnétron 12, 14, perpendiculairement à la direction longitudinale,
et
- la direction transversale est orthogonale aux directions longitudinale et radiale
et définit avec la direction radiale un plan radial perpendiculaire à la direction
longitudinale.
[0013] La cathode 20 du magnétron 12, respectivement du magnétron 14, s'étend selon un axe
longitudinal Z, respectivement selon un axe longitudinal Z', d'une première extrémité
longitudinale 30 jusqu'à une deuxième extrémité longitudinale 32. Elle est de préférence
de révolution autour de l'axe longitudinal Z, Z'.
[0014] Chaque cathode 20 comprend une source d'électrons 34 enserrée entre deux doigts tronconiques
35A, 35B. La source d'électrons 34 est typiquement à équidistance des extrémités longitudinales
30, 32 de la cathode 20, formées aux extrémités opposées des doigts 35A, 35B.
[0015] La source d'électrons 34 est adaptée pour émettre des électrons. Typiquement, la
source d'électrons 34 est adaptée pour émettre des électrons sous l'effet d'un fort
champ électrique. La source d'électrons 34 est par exemple un cylindre en tungstène
ou, comme représenté en carbone pyrolytique.
[0016] La cathode 20 est à un potentiel électrique inférieur au potentiel électrique de
l'anode 22, de sorte qu'il existe un champ électrique entre la cathode 20 et l'anode
22, orienté de la cathode 20 vers l'anode 22.
[0017] L'anode 22 de chaque magnétron 12, 14 entoure la cathode 20 du magnétron 12, 14.
L'anode 22 s'étend sensiblement longitudinalement, co-axialement avec la cathode 20.
Elle présente une surface intérieure 40, orientée vers la cathode 20, délimitant une
pluralité de cavités résonnantes 42 réparties sur la périphérie de l'anode 22, et
une surface extérieure 44, opposée à la surface intérieure 40. L'anode 22 est formée
dans un matériau conducteur, typiquement en acier, en graphite ou en cuivre.
[0018] Dans l'exemple représenté, l'anode 22 est symétrique par rapport à un plan radial
médian, perpendiculaire à l'axe longitudinal Z. Dans une variante préférée de l'invention,
la source d'électrons 34 est, comme représenté, située dans le plan radial médian
de l'anode 22.
[0019] Comme visible sur la Figure 2, l'anode 22 comprend un corps cylindrique 46 et une
pluralité d'ailettes 48 s'étendant radialement vers la cathode 20. Le corps cylindrique
46 délimite la surface extérieure 44 et une partie de la surface intérieure 40. Les
ailettes 48 font saillie depuis le corps cylindrique 46 vers l'intérieur de l'anode
22 et délimitent une partie de la surface intérieure 40. Les ailettes 48 sont identiques
les unes aux autres.
[0020] On notera que le terme « cylindrique » est ici à entendre au sens large et couvre
aussi bien des cylindres de révolution que des cylindres à section carrée, hexagonale,
ou autre.
[0021] Chaque cavité 42 débouche dans un espace central 49 sensiblement cylindrique s'étendant
au centre de l'anode 22. L'espace central 49 s'étend sensiblement longitudinalement.
La cathode 20 est disposée sensiblement au centre de l'espace central 49.
[0022] Dans l'exemple représenté, la pluralité de cavités résonnantes 42 de chaque magnétron
12, 14 comprend une pluralité de grandes cavités résonnantes 56 et de petites cavités
résonnantes 54, disposées en alternance les unes des autres autour de la cathode 20.
La section radiale de chaque petite cavité résonnante 54 est inférieure à la section
radiale de chaque grande cavité résonnante 56. De préférence, les petites 54 et les
grandes 56 cavités résonnantes ont toutes la même longueur longitudinale I.
[0023] Chaque grande cavité 56 est délimitée par deux ailettes 48 et par le corps cylindrique
46. Chaque petite cavité 54 est délimitée à l'intérieur d'une ailette 48 par un orifice
radial s'ouvrant en regard de la cathode 20. L'anode 22 présente ainsi une configuration
du type « soleil levant » (en anglais « rising sun »). Cette configuration permet
de limiter le risque d'oscillations sur des fréquences parasites, et ainsi d'augmenter
le rendement du dispositif 10.
[0024] Selon une variante, chaque grande cavité 56 constitue une cavité résonnante de raccordement
50 ou de sortie 52, et chaque petite cavité 54 constitue une cavité résonnante intermédiaire.
Dans l'exemple représenté, chaque magnétron 12, 14 comprend une unique cavité de raccordement
50 et une pluralité de cavités de sortie 52.
[0025] Les cavités 42 sont disposées de sorte que le nombre de cavités intermédiaires 54
disposées entre deux cavités de raccordement 50 ou de sortie 52 consécutives soit
égal pour chaque paire de cavités de raccordement 50 ou de sortie 52 consécutives.
[0026] Par « paire de cavités de raccordement ou de sortie », on comprend aussi bien une
paire constituée d'une cavité de raccordement 50 et d'une cavité de sortie 52, ou
de deux cavités de raccordement 50, ou de deux cavités de sortie 52.
[0027] La cavité de raccordement 50 comprend une portion principale 50A, délimitée par le
corps cylindrique 46 et par deux ailettes 48, et une portion 50B de raccordement à
la cavité de raccordement 50 de l'autre magnétron 12, 14. La portion de raccordement
50B s'étend depuis la portion principale 50A vers l'extérieur de l'anode 22, à travers
le corps cylindrique 46, et débouche dans la surface extérieure 44. La portion de
sortie 50B est constituée d'un orifice radial ménagé dans le corps cylindrique 46
suivant un axe de symétrie radial de la cavité 50.
[0028] La surface intérieure 40 de l'anode 22 définit une surface annulaire 51 de liaison
entre la portion principale 50A et la portion de raccordement 50B. De préférence,
cette surface annulaire 51 est courbe en tout point, c'est-à-dire qu'elle ne présente
pas d'arête ou de point saillant, de façon à éviter les risques de claquage.
[0029] Dans l'exemple représenté sur les Figures 1 et 2, la portion de raccordement 50B
a une section transversale constante. En variante, la portion de raccordement 50B
présente une section transversale croissante depuis la face intérieure 40 vers la
face extérieure 44.
[0030] Chaque portion de raccordement 50B est symétrique par rapport à un plan radial médian
de la portion 50B. Dans une variante préférée de l'invention, le plan radial médian
de la portion 50B est confondu avec le plan radial médian de l'anode 22.
[0031] La portion de raccordement 50B de la cavité de raccordement 50 de chaque magnétron
12, 14 est directement en contact avec la portion de raccordement 50B de la cavité
de raccordement 50 de l'autre magnétron 12, 14. En d'autres termes, les magnétrons
12, 14 sont accolés l'un contre l'autre de sorte que la surface extérieure 44 de chaque
anode 22 est directement en contact avec la surface extérieure 44 de l'autre anode
22, sans qu'un élément ne soit intercalé entre les deux surfaces extérieures 44. La
surface de liaison entre les magnétrons 12, 14 est donc constituée par la surface
extérieure 44 de l'anode 22 chaque magnétron 12, 14.
[0032] Chaque cavité de sortie 52 comprend une portion principale 52A, délimitée par le
corps cylindrique 46 et par deux ailettes 48, et une portion 52B de sortie. La portion
de sortie 52B s'étend depuis la portion principale 52A vers l'extérieur de l'anode
22, à travers le corps cylindrique 46, et débouche dans la surface extérieure 44,
en regard d'un guide d'onde 24. La portion de sortie 52B est constituée d'un orifice
radial ménagé dans le corps cylindrique 46 suivant un axe de symétrie radial de la
cavité 52.
[0033] La surface intérieure 40 de l'anode 22 définit une surface annulaire 53 de liaison
entre la portion principale 52A et la portion de sortie 52B. De préférence, cette
surface annulaire 53 est courbe en tout point, c'est-à-dire qu'elle ne présente pas
d'arête ou de point saillant, de façon à éviter l'amplification de fréquences d'oscillation
parasites.
[0034] Dans l'exemple représenté sur les Figures 1 et 2, la portion de sortie 52B a une
section transversale constante. En variante, la portion de sortie 52B présente une
section transversale croissante depuis la face intérieure 40 vers la face extérieure
44.
[0035] Chaque portion de sortie 52B est symétrique par rapport à un plan radial médian de
la portion 52B. Dans une variante préférée de l'invention, le plan radial médian de
la portion de sortie 52B de chaque cavité de sortie 52 est confondu avec le plan radial
médian de la portion de sortie 52B de chaque autre cavité de sortie 52, et avec le
plan radial médian de la portion de raccordement 50B de la cavité de raccordement
50.
[0036] Aucune cavité intermédiaire 54 ne débouche dans la face extérieure 44.
[0037] La cavité de raccordement 50 est identique à chaque cavité de sortie 52 et, de préférence,
chaque cavité intermédiaire 54 est identique à chaque autre cavité intermédiaire 54.
[0038] L'anode 22 comprend un première partie 58 comprise entre la cavité de raccordement
50 et la surface extérieure 44, et une pluralité de deuxièmes parties 59, chacune
étant comprise entre une cavité de sortie 52 et la surface extérieure 44. Chacune
desdites première 58 et deuxième 59 parties est constitué par une partie du corps
cylindrique 46 s'étendant entre deux ailettes 48 consécutives.
[0039] La première partie 58 est identique à chaque deuxième partie 59. Ainsi, le comportement
de l'anode 22 vis-à-vis des électrons émis par la source d'électrons 34 est semblable
au niveau de la cavité de raccordement 50 comme au niveau de chaque cavité de sortie
52.
[0040] En variante, chaque magnétron 12, 14 ne comprend aucune cavité intermédiaire 54,
toutes les cavités 42 du magnétron 12, 14 étant alors des cavités de raccordement
50 ou de sortie 52.
[0041] De retour à la Figure 1, l'anode 22 comprend également deux anneaux 60 de fermeture
longitudinale des cavités 42. Chaque anneau 60 délimite ainsi une extrémité longitudinale
de l'anode 22.
[0042] De préférence, l'anode 22 de chaque magnétron, respectivement 12, 14, est invariante
par rotation d'un angle 2π/n autour de l'axe longitudinal, respectivement Z, Z', où
n est le nombre de cavités de raccordement ou de sortie 50, 52.
[0043] Chaque guide d'onde 24 s'étend depuis la surface extérieure 44 de l'anode 22 d'un
magnétron 12, 14 vers l'extérieur dudit magnétron 12, 14.
[0044] Comme visible sur les Figures 1 et 2, l'anode 22 de chaque magnétron 12, 14 comprend
des premiers orifices 66 de fixation du magnétron 12, 14 à l'autre magnétron 12, 14.
Chaque premier orifice 66 s'étend sensiblement radialement depuis la surface extérieure
44, sans déboucher dans la surface intérieure 40. Chaque premier orifice 66 est adapté
pour recevoir une vis ou une goupille de fixation des magnétrons 12, 14 l'un à l'autre.
[0045] Le dispositif de génération 10 comprend également des brides 62 de liaison de chaque
guide d'onde 24 à l'anode 22 de chaque magnétron 12, 14. Chaque bride 62 est adaptée
pour maintenir une extrémité d'un guide d'onde 24 en contact contre la face extérieure
44 d'une anode 22.
[0046] A cet effet, chaque anode 22 comprend des deuxièmes orifices 64 de fixation des brides
62. Chaque deuxième orifice 64 s'étend sensiblement radialement depuis la surface
extérieure 44, sans déboucher dans la surface intérieure 40. Chaque deuxième orifice
64 est adapté pour recevoir une vis ou une goupille de fixation de la bride 62 à l'anode
22.
[0047] Chaque premier orifice 66 est identique à chaque deuxième orifice 64.
[0048] Comme visible sur la Figure 1, le dispositif de génération 10 comprend également
des dispositifs 70 de réglage de la longueur longitudinale I de chaque cavité résonnante
42 de chaque magnétron 12, 14. La longueur longitudinale I de chaque cavité résonnante
42 est définie entre deux extrémités longitudinales 74, 78 de la cavité 42.
[0049] Chaque dispositif de réglage 70 comprend un premier élément mobile 72 délimitant
une première extrémité longitudinale 74 de chaque cavité résonnante 42 d'un magnétron
12, 14, un deuxième élément mobile 76 délimitant une deuxième extrémité longitudinale
78 de chaque cavité 42 dudit magnétron 12, 14, et des moyens 80, 82 de déplacement
longitudinal de chaque élément mobile 72, 76.
[0050] En variante, chaque dispositif de réglage 70 comprend un unique élément mobile 72,
76, une extrémité longitudinale 74, 78 de chaque cavité 42 étant alors définie par
un anneau 60.
[0051] Les moyens de déplacement 80, 82 sont adaptés pour déplacer chaque élément mobile
72, 76 de sorte que chaque cavité résonnante de sortie 52 reste symétrique par rapport
au plan radial médian de sa portion de sortie 52B, et que la cavité de raccordement
50 reste symétrique par rapport au plan radial médian de sa portion de raccordement
50B. De préférence, les moyens de déplacement 80, 82 sont adaptés pour déplacer chaque
élément mobile 72, 76 de sorte que chaque cavité résonnante 42 reste symétrique par
rapport au plan radial médian des portions de sortie 52B.
[0052] En variante, les moyens de déplacement 80, 82 sont manoeuvrables indépendamment l'un
de l'autre, pour un déplacement indépendant des éléments mobiles 72,76.
[0053] Les moyens de déplacement longitudinal 80, 82 de chaque élément mobile 72, 76 sont
typiquement formés par une pluralité de systèmes vis-écrou 84, chaque système vis-écrou
84 comprenant une vis 86 entraînée en rotation et collaborant avec un taraudage de
l'un des anneaux 60 pour transformer le mouvement de rotation de la vis 86 en un mouvement
de translation de celle-ci le long de l'axe Z, Z'. A une extrémité, la vis 86 est
solidaire en translation de l'élément mobile 72, 76, de sorte que la translation longitudinale
de la vis 86 entraîne la translation de l'élément mobile 72, 76.
[0054] De préférence, les moyens de déplacement longitudinal 80, 82 comprennent chacun trois
systèmes vis-écrou 84 répartis sur la périphérie de l'anode 22 de chaque magnétron
12, 14, autour de l'axe longitudinal Z, Z', de façon à ce que l'effort soit réparti
de façon homogène sur chaque élément mobile 72, 76.
[0055] Dans une variante préférée de l'invention, les moyens de déplacement longitudinal
80, 82 comprennent également un système (non représenté) d'entraînement conjoint des
trois vis 86 en rotation, par une courroie. Ainsi, les systèmes vis-écrou 84 sont
tous entraînés simultanément, ce qui permet de faire varier simultanément la longueur
longitudinale de chaque cavité 42.
[0056] La Figure 3 présente l'élément mobile 72. On notera que l'élément mobile 76 est identique
à l'élément mobile 72 et que la description donnée ci-dessous est également valable
pour l'élément mobile 76.
[0057] L'élément mobile 72 comprend une base cylindrique 90, s'étendant longitudinalement,
et un collet d'extrémité 92, s'étendant radialement vers l'extérieur depuis la base
90. La base 90 et le collet 92 sont solidaires l'un de l'autre et sont de préférence
venus de matière.
[0058] La base 90 comprend une pluralité de bras longitudinaux 94 séparés par des fentes
longitudinales 96. Les bras 94 sont adaptés pour s'engager dans les cavités 42. Les
fentes 96 sont adaptées pour accueillir les ailettes 48.
[0059] Le collet 92 est constitué d'une pluralité de panneaux 98. Chaque panneau 98 est
lié à un bras 94. Chaque panneau 98 a une forme complémentaire de la section radiale
d'une cavité 42. Pour chaque cavité de sortie 52, le panneau 98 associé a une forme
complémentaire de la seule partie principale 52A, de la cavité 52.
[0060] Comme visible sur les Figures 1 et 2, le dispositif de génération 10 comprend également
un unique focalisateur 100, commun aux deux magnétrons 12, 14.
[0061] Le focalisateur 100 est adapté pour générer un champ magnétique longitudinal dans
chaque magnétron 12, 14, pour provoquer la rotation des électrons émis par la source
d'électrons 34. De manière connue, le focalisateur 100 comprend, comme représenté,
deux bobines de Helmholtz 102 disposées parallèlement l'une à l'autre, chaque bobine
102 s'étendant dans un plan radial. De façon spécifique, le focalisateur 100 s'étend
autour de l'ensemble constitué des deux magnétrons 12, 14, sans qu'une portion du
focalisateur 100 ne s'étende entre les magnétrons 12, 14.
[0062] Ainsi, le dispositif de génération 10 est allégé, et l'encombrement du dispositif
10 est réduit.
[0063] Comme visible sur la Figure 1, le dispositif de génération comprend en outre une
source 110 de tension entre la cathode 20 et l'anode 22 de chaque magnétron 12, 14.
La source de tension 110 est adaptée pour établir une différence de potentiel négative
entre la cathode 20 et l'anode 22 de chaque magnétron 12, 14.
[0064] Dans l'exemple représenté, chaque cathode 20 est raccordée électriquement à la source
de tension 110 par chacune de ses extrémités longitudinales 30, 32 de sorte que le
potentiel électrique de chaque extrémité 30, 32 est égal au potentiel électrique de
l'autre extrémité 30, 32. La source de tension 110 est ainsi adaptée pour alimenter
la cathode 20 en courant par chacune de ces extrémités longitudinales 30, 32. Ainsi,
lors du fonctionnement du dispositif de génération 10, le courant circulant entre
la première extrémité 30 et la source d'électrons 34 génère un premier champ magnétique
transversal dans l'espace central 39, entre la première extrémité 30 et la source
d'électrons 34, alors que le courant circulant entre la deuxième extrémité 32 et la
source d'électrons 34 génère dans l'espace central 39, entre la deuxième extrémité
32 et la source d'électrons 34, un deuxième champ magnétique transversal, de sens
opposé au premier champ magnétique transversal.
[0065] La source de tension 110 est de préférence une source de tension continue, de sorte
que, en fonctionnement, le potentiel électrique de chaque extrémité 30, 32 de la cathode
20 reste sensiblement constant. La source de tension 110 est adaptée pour établir
une différence de potentiel V entre la cathode 20 et l'anode 22 telle que :
où P est la puissance de l'onde hyperfréquence générée par le dispositif 10, R est
l'impédance électrique du magnétron 12, et n est le rendement du magnétron 12. Typiquement,
l'impédance électrique du magnétron est comprise entre 45 et 55 ohms, et le rendement
est compris entre 35% et 45%.
[0066] La source de tension comprend deux branches (non représentées) d'alimentation d'une
extrémité de la cathode 20. Chaque branche s'étend de l'anode 22 jusqu'à une extrémité
30, 32 de la cathode 20. De préférence, chaque branche est électriquement identique
à l'autre branche c'est-à-dire que les caractéristiques électriques (impédance, inductance)
de chaque branche sont similaires aux caractéristiques électriques de l'autre branche.
Ainsi, en fonctionnement, le courant circulant dans chaque branche est sensiblement
égal au courant circulant dans l'autre branche, ce qui permet que les champs magnétiques
transversaux aient des valeurs sensiblement égales l'une à l'autre.
[0067] Dans une variante préférée de l'invention, représenté sur la Figure 1, la source
de tension 110 comprend deux générateurs de tension 111, 112.
[0068] Chaque générateur de tension 111, 112 comprend une première borne 114 de branchement
électrique d'une extrémité longitudinale 30, 32 de la cathode 20 d'un premier magnétron
12, et une deuxième borne 116 de branchement électrique d'une extrémité longitudinale
30, 32 de la cathode 20 du deuxième magnétron 14. Ces deux bornes 114, 116 sont au
même potentiel électrique l'une que l'autre.
[0069] Chaque extrémité longitudinale 30, 32 de la cathode 20 est raccordée électriquement
à la borne 114 d'un générateur de tension 111, 112 via une broche de conduction allongée
(non représentée) sensiblement longitudinalement, co-axialement avec la cathode 20.
Chaque broche de conduction est isolée de l'anode 22 par une couche isolante 118 la
broche de conduction. Chaque couche isolante 118 est typiquement formée par du polyéthylène
haute densité, ou par une céramique.
[0070] Chaque générateur de tension 111,112 est adapté pour établir une différence de potentiel
négative entre le potentiel des anodes 22 et le potentiel de chaque borne 114, 116.
[0071] Chaque générateur de tension 111, 112 est adapté pour que sa borne 114, respectivement
sa borne 116, soit au même potentiel électrique que la borne 114, respectivement la
borne 116, de l'autre générateur de tension 111, 112.
[0072] Dans une autre variante, la source de tension 110 est constituée par un unique générateur
de tension établissant un différentiel de tension entre deux bornes, les deux extrémités
longitudinales 30, 32 de chaque cathode 20 étant raccordées électriquement à une même
première borne desdites deux bornes, l'anode 22 de chaque magnétron 12, 14 étant raccordée
électriquement à l'autre borne desdites deux bornes.
[0073] Dans une troisième variante, une seule extrémité longitudinale 30, 32 de chaque cathode
20 est raccordée à la source de tension 110, l'autre extrémité longitudinale 30, 32
étant typiquement définie par la source d'électrons 34.
[0074] Dans une quatrième variante, le dispositif 10 comprend une source de tension spécifique
à chaque magnétron 12, 14. Ainsi, il est possible de piloter le potentiel de la cathode
20 d'un magnétron 12, 14 indépendamment de la cathode 20 de l'autre magnétron 12,
14. Cela permet notamment de générer des impulsions d'onde plus longues, en démarrant
un magnétron 12, 14 lors de la phase d'arrêt de l'autre magnétron 12, 14. Cela permet
également d'accélérer le démarrage de l'un des deux magnétrons 12, 14 en le démarrant
peu après l'autre magnétron.
[0075] Un exemple de fonctionnement du dispositif 10 va maintenant être décrit, en regard
des Figures 1 et 2.
[0076] La source de tension 110 établit une différence de potentiel négative entre l'anode
22 et la cathode 20. Cette différence de potentiel génère un champ électrique radial
orienté de la cathode 20 vers l'anode 22 et sous l'effet duquel la source d'électrons
34 émet des électrons.
[0077] Ces électrons, libérés dans l'espace central 49, sont alors soumis au champ électrique
radial et au champ magnétique longitudinal. Sous l'effet de la combinaison de ces
deux champs, les électrons tournent sur eux-mêmes et se déplacent transversalement
dans l'espace central 49, entre la cathode 20 et l'anode 22. Ce déplacement des électrons
génère une onde électromagnétique radiofréquence dans chaque magnétron 12, 14. Cette
onde est amplifiée grâce aux cavités résonnantes 42 et est captée pour être utilisée,
par exemple pour alimenter une antenne d'arme hyperfréquence, grâce aux guides d'onde
24.
[0078] De préférence, chaque magnétron 12, 14 est adapté pour amplifier un mode π de l'onde
radiofréquence, c'est-à-dire un mode de l'onde tel que deux cavités résonnante 42
consécutives oscillent en opposition de phase. Du fait de la configuration « rising
sun » de chaque magnétron 12, 14, les grandes cavités 56 oscillent ainsi toutes en
phase les unes avec les autres et les petites cavités 54 oscillent également toutes
en phase les unes avec les autres, chaque grande cavité 56 oscillant en opposition
de phase avec chaque petite cavité 54.
[0079] En prélevant l'onde radiofréquence au niveau de plusieurs cavités de sortie 52, il
est possible d'extraire une plus grande puissance du dispositif 10, tout en gardant
une puissance extraite par cavité de sortie 52 relativement faible, ce qui permet
de limiter les risques de claquage au niveau de chaque cavité de sortie 52.
[0080] Les grandes cavités 56 constituant les cavités de sortie 52 de chaque magnétron 12,
14, la portion de l'onde radiofréquence captée au niveau de chaque guide d'onde 24
de chaque magnétron 12, 14 est ainsi en phase avec la portion de l'onde captée au
niveau de chaque autre guide d'onde 24 du magnétron 12, 14. Il est ainsi particulièrement
aisé de sommer lesdites portions d'onde de façon à reconstituer l'onde radiofréquence
sans interférence entre les différentes portions d'onde et donc sans perte de signal.
[0081] Cela permet d'augmenter le rendement de chaque magnétron 12, 14.
[0082] Le fait que les cavités de raccordement 50 et de sortie 52 de chaque magnétron 12,
14 soient identiques les unes aux autres contribue également à l'augmentation du rendement
de chaque magnétron 12, 14.
[0083] En outre, la cavité de raccordement 50 de chaque magnétron 12, 14 étant constituée
par une grande cavité 56, elle oscille en phase avec chaque cavité de sortie 52 du
magnétron 12, 14. Or, les cavités de raccordement 50 des deux magnétrons 12, 14 étant
directement en contact l'une avec l'autre à travers leurs portions de raccordement
50B, sans cavité de liaison interposée entre les cavités de raccordement, les deux
cavités de raccordement 50 oscillent en phase l'une avec l'autre, quelle que soit
la longueur d'onde de l'onde radiofréquence. Ainsi, quelle que soit la longueur d'onde
de l'onde radiofréquence, chaque cavité de sortie 52 de chaque magnétron 12, 14 oscille
également en phase avec chaque cavité de sortie 52 de l'autre magnétron 12, 14.
[0084] Cela permet de réduire les interférences entre les portions d'onde captées au niveau
des cavités de sortie 52 des différents magnétrons 12, 14, et ainsi d'augmenter le
rendement du dispositif 10.
[0085] Cela permet également de faire varier la longueur d'onde de l'onde radiofréquence
générée sur une grande plage de longueurs d'onde, sans diminuer le rendement du dispositif
10.
[0086] De plus, les dispositifs de réglage 70 permettent de faire varier la longueur d'onde
de l'onde radiofréquence, en changeant la longueur longitudinale I des cavités 42.
[0087] Comme le dispositif de réglage 70 de chaque magnétron 12, 14 comprend un unique premier
élément 72 pour déplacer simultanément la première extrémité longitudinale 74 de chaque
cavité résonnante 42, et un unique deuxième élément 76 pour déplacer simultanément
la deuxième extrémité 78 de chaque cavité 42, chaque cavité 42 du magnétron 12, 14
présente toujours la même longueur longitudinale que chaque autre cavité 42 du magnétron
12, 14, ce qui évite l'amplification de longueurs d'onde parasites qui réduiraient
le rendement du magnétron 12, 14.
[0088] En outre, les moyens de déplacement 80, 82 étant adaptés pour que chaque cavité résonnante
42 reste symétrique par rapport au plan radial médian de l'anode 22, l'amplitude de
la portion de l'onde radiofréquence captée au niveau de chaque guide d'onde 24 est
maximale. Le rendement du dispositif 10 est ainsi amélioré.
[0089] Enfin, les premier et deuxième champs magnétiques transversaux, de sens opposés,
générés par les courants circulants dans la cathode 20, permettent de confiner les
électrons circulant dans l'espace central 39 à proximité du plan radial médian de
l'anode 22.
[0090] Il est ainsi possible de réduire la longueur longitudinale de l'anode 22 et de réduire
l'intensité du champ magnétique longitudinal. Cela a pour conséquence de réduire le
poids et l'encombrement de chaque magnétron 12, 14.
[0091] Pour finir, grâce à la combinaison de l'alimentation électrique symétrique des cathodes
20 avec les dispositifs de réglage 70, il est possible de faire varier la longueur
d'onde de l'onde générée d'une grande valeur avec de relativement petits déplacements
des éléments mobiles 72, 76, et donc de faire varier la longueur d'onde de l'onde
générée sur une grande plage de longueur d'onde, en conservant un dispositif 10 à
l'encombrement réduit.
[0092] Dans la variante représentée sur les Figures 4 et 5, la cathode 20 comprend deux
portions 120, 121 indépendantes et isolées électriquement l'une de l'autre. Une première
portion 120 définit la première extrémité 30 de la cathode 20, et une deuxième portion
121 définit la deuxième extrémité 32 de la cathode 20.
[0093] Chaque portion 120, 121, comprend un tronçon d'extrémité cylindrique 122 plein, et
un tronçon ajouré 124. Les portions 120, 121 sont disposées tête-bêche, et les tronçons
ajourés 124 sont engagés l'un dans l'autre, de sorte qu'ils forment ensemble un tronçon
central ajouré 125 de la cathode 20, et que chaque tronçon d'extrémité 122 définit
une extrémité longitudinale 30, 32, de la cathode 20.
[0094] Le tronçon ajouré 124 de chaque portion 120, 121 comprend une pluralité de barreaux
126 s'étendant longitudinalement depuis une extrémité longitudinale du tronçon d'extrémité
122 vers le tronçon d'extrémité 122 de l'autre portion 120, 121. Chaque barreau 126
est lié par une première extrémité 126a avec le tronçon d'extrémité 122 de la portion
120, 121, la deuxième extrémité 126b de chaque barreau 126 étant libre. Un espace
127 vide est ménagé entre l'extrémité libre 126b de chaque barreau 126 et le tronçon
d'extrémité 122 de l'autre portion 120, 121 de la cathode 20.
[0095] Chaque barreau 126 s'étend le long de la périphérie de l'anode 20, de sorte que les
barreaux 126 définissent ensemble et avec les tronçons d'extrémité 122 une chambre
intérieure 128 vide. Chaque barreau 126 définit une portion de la surface extérieure
130 de la cathode 20.
[0096] Une fenêtre 132 s'étend entre chaque paire de barreaux 126 consécutifs. Chaque fenêtre
132 débouche dans la surface extérieure 130 et dans la chambre intérieure 128.
[0097] Les portions 120, 121 sont disposées de sorte que leurs tronçons ajourés 124 sont
entrelacés, c'est-à-dire que chaque barreau 126 de chaque paire de barreaux consécutifs
fait partie d'une portion 120, 121 différente de la portion 120, 121 dont fait partie
l'autre barreau 126 de ladite paire de barreaux consécutifs.
[0098] Comme visible sur la Figure 5, chaque barreau 126 a une section radiale sensiblement
trapézoïdale, le petit côté 134 du trapèze étant orienté vers la chambre 128 et le
grand côté 136 étant orienté vers l'extérieur.
[0099] Ainsi, les deux extrémités 30, 32 de la cathode 20 sont isolées électriquement l'une
de l'autre, ce qui permet d'éviter la circulation d'un courant électrique d'une extrémité
30, 32 à l'autre.
[0100] En outre, la disposition entrelacée des barreaux 126 de chaque portion 120, 121 permet,
à intensité de champ magnétique longitudinal constante, d'augmenter la différence
de potentiel entre la cathode 20 et l'anode 22, ce qui permet d'augmenter la puissance
de l'onde générée par le dispositif 10 en conservant un dispositif de génération 10
à poids et encombrement réduits.
[0101] Enfin, les deux portions 120, 121 constituent ensemble une cathode dite transparente
(en anglais « transparent cathode ») qui permet d'accélérer le démarrage du dispositif
de génération 10, en accédant notamment plus rapidement à un régime stable de génération
d'onde radiofréquence que les cathodes classiques.
[0102] Dans l'exemple décrit ci-dessus, le nombre de magnétrons est de deux. Cependant,
ce nombre n'est pas limitatif, et l'invention vise également les dispositifs de génération
d'ondes hyperfréquence comprenant un nombre quelconque, supérieur ou égal à trois,
de magnétrons. Dans ce cas, certains magnétrons ont un nombre de cavités résonnantes
de raccordement supérieur ou égal à deux, et ces cavités résonnantes de raccordement
sont alors identiques les unes aux autres.
1. Dispositif (10) de génération d'ondes hyperfréquence comprenant une pluralité de magnétrons
(12,14), chaque magnétron (12,14) comprenant :
- une cathode (20), s'étendant selon un axe longitudinal (Z, Z'), et
- une anode (22), entourant la cathode (20) et comprenant une surface intérieure (40)
délimitant une pluralité de cavités résonnantes (42) réparties suivant sa périphérie,
l'anode (22) comprenant en outre une surface extérieure (44), opposée à la surface
intérieure (42),
le dispositif de génération (10) comprenant en outre au moins un guide d'onde (24),
le ou chaque guide d'onde (24) s'étendant depuis la surface extérieure (44) de l'anode
(22) d'un magnétron (12, 14) vers l'extérieur dudit magnétron (12, 14),
caractérisé en ce que la pluralité
de cavités résonnantes (42) de chaque magnétron (12, 14) comprenant une pluralité
de cavités résonnantes de raccordement (50), ou au moins une cavité résonnante de
raccordement (50) et au moins une cavité résonnante de sortie (52), telles que :
- chaque cavité résonnante de raccordement (50) comprend une portion (50B) de raccordement
à une cavité résonnante de raccordement (50) d'un autre magnétron (12, 14), ladite
portion de raccordement (50B) débouchant dans la surface extérieure (44) de l'anode
(22),
- chaque cavité résonnante de sortie (52) comprend une portion de sortie (52B) débouchant
dans la surface extérieure (44) de l'anode (22), en regard d'un guide d'onde (24),
- chaque cavité résonnante de raccordement (50) de chaque magnétron (12, 14) est identique
à chaque autre cavité résonnante de raccordement (50) et, si ledit magnétron (12,
14) comprend au moins une cavité de sortie (52), à chaque cavité résonnante de sortie
(52) dudit magnétron (12, 14).
2. Dispositif (10) de génération d'ondes hyperfréquence selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque magnétron (12, 14) comprend un dispositif (70) de réglage de la longueur longitudinale
(I) de chaque cavité résonnante (42), la longueur longitudinale (I) étant définie
entre des extrémités longitudinales (74, 78) de la cavité résonnante (42), le dispositif
de réglage (70) comprenant au moins un élément mobile (72, 76) définissant une extrémité
longitudinale (74, 78) d'au moins une cavité résonnante (42).
3. Dispositif (10) de génération d'ondes hyperfréquence selon la revendication 1 ou 2,
caractérisé en ce que la pluralité de cavités résonnantes (42) de chaque magnétron (12, 14) comprend une
pluralité de cavités résonnantes intermédiaires (54) interposées entre les cavités
résonnantes de raccordement (50) ou de sortie (52), aucune cavité résonnante intermédiaire
(54) ne débouchant dans la face extérieure (44) de l'anode (22), le nombre de cavités
résonnantes intermédiaires (54) interposées entre deux cavités résonnantes de raccordement
(50) ou de sortie (52) consécutives étant égal pour chaque paire de cavités résonnantes
de raccordement (50) ou de sortie (52) consécutives.
4. Dispositif (10) de génération d'ondes hyperfréquence selon la revendication 3, caractérisé en ce que la pluralité de cavités résonnantes (42) de chaque magnétron (12, 14) comprend une
pluralité de petites cavités résonnantes (54) et une pluralité de grandes cavités
résonnantes (56), la section radiale de chaque petite cavité résonnante (54) étant
inférieure à la section radiale de chaque grande cavité résonnante (56), les grandes
cavités résonnantes (56) constituant les cavités résonnantes de raccordement (50)
et, si ledit magnétron (12, 14) comprend au moins une cavité de sortie (52), la ou
chaque cavité de sortie (52), les petites cavités résonnantes (54) constituant les
cavités résonnantes intermédiaires.
5. Dispositif (10) de génération d'ondes hyperfréquence selon l'une quelconque des revendications
précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend un unique focalisateur (100) pour générer un champ magnétique longitudinal
dans chacun des magnétrons (12, 14), le focalisateur (100) s'étendant autour de l'ensemble
des magnétrons (12, 14).
6. Dispositif (10) de génération d'ondes hyperfréquence selon l'une quelconque des revendications
précédentes, caractérisé en ce que la surface intérieure (40) de l'anode (22) de chaque magnétron (12, 14) définit une
pluralité de surfaces annulaires de liaison (51, 53) entre la portion principale (50A,
52A) et la portion de raccordement (50B) ou de sortie (52B) de chaque cavité de raccordement
(50) ou de sortie (52), chaque surface annulaire de liaison (51, 53) étant courbe
en tout point.
7. Dispositif (10) de génération d'ondes hyperfréquence selon l'une quelconque des revendications
précédentes, caractérisé en ce que la portion de raccordement (50B) de chaque cavité résonnante de raccordement (50)
est directement en contact avec la portion de raccordement (50B) d'une autre cavité
résonnante de raccordement (50).
8. Dispositif (10) de génération d'ondes hyperfréquence selon l'une quelconque des revendications
précédentes, caractérisé en ce que l'anode (22) de chaque magnétron (12, 14) est invariante par rotation d'un angle
2π/n autour de l'axe longitudinal (Z, Z') de la cathode (20) du magnétron (12, 14),
n étant un entier.
9. Dispositif (10) de génération d'ondes hyperfréquence selon l'une quelconque des revendications
précédentes, caractérisé en ce que l'anode (22) de chaque magnétron (12, 14) comprend au moins une première partie (58)
comprise entre la ou chaque cavité de raccordement (50) et la surface extérieure (44),
et, si ledit magnétron (12, 14) comprend au moins une cavité de sortie (52), au moins
une deuxième partie (59) comprise entre la ou chaque cavité résonnante de sortie (52)
et la surface extérieure (44), la ou chaque première partie (58) étant identique à
la ou chaque autre première partie (58) et, si ledit magnétron (12, 14) comprend au
moins une cavité de sortie (52), à la ou chaque deuxième partie (59).
10. Dispositif (10) de génération d'ondes hyperfréquence selon l'une quelconque des revendications
précédentes, caractérisé en ce que l'anode (22) de chaque magnétron (12, 14) comprend au moins un premier orifice (66)
de fixation du magnétron (12, 14) à un autre magnétron (12, 14), et, si ledit magnétron
(12, 14) comprend au moins une cavité de sortie (52), au moins un deuxième orifice
(64) de fixation d'une bride de liaison (62) d'un guide d'onde (24) à l'anode (22),
le ou chaque premier orifice de fixation (66) étant identique au ou à chaque autre
premier orifice de fixation (66) et, si ledit magnétron (12, 14) comprend au moins
une cavité de sortie (52), au ou à chaque deuxième orifice de fixation (64).
1. Vorrichtung (10) zum Erzeugen von Mikrowellen, umfassend eine Vielzahl von Magnetronen
(12, 14), wobei jedes Magnetron (12, 14) umfasst:
- eine Kathode (20), die sich gemäß einer Längsachse (Z, Z') erstreckt, und
- eine Anode (22), welche die Kathode (20) umgibt und eine Innenfläche (40) umfasst,
die eine Vielzahl von Resonanzkavitäten (42) begrenzt, die gemäß ihrer Peripherie
verteilt sind, wobei die Anode (22) ferner eine Außenfläche (44) gegenüber der Innenfläche
(42) umfasst,
wobei die Erzeugungsvorrichtung (10) ferner mindestens einen Wellenleiter (24) umfasst,
wobei sich der oder jeder Wellenleiter (24) ab der Außenfläche (44) der Anode (22)
eines Magnetrons (12, 14) nach außerhalb des Magnetrons (12, 14) erstreckt,
dadurch gekennzeichnet, dass die Vielzahl von Resonanzkavitäten (42) jedes Magnetrons (12, 14) eine Vielzahl von
Verbindungs-Resonanzkavitäten (50) oder mindestens eine Verbindungs-Resonanzkavität
(50) und mindestens eine Ausgangs-Resonanzkavität (52) umfasst, so dass:
- jede Verbindungs-Resonanzkavität (50) einen Verbindungsabschnitt (50B) mit einer
Verbindungs-Resonanzkavität (50) eines anderen Magnetrons (12, 14) umfasst, wobei
der Verbindungsabschnitt (50B) in die Außenfläche (44) der Anode (22) ausmündet,
- jede Ausgangs-Resonanzkavität (52) einen Ausgangsabschnitt (52B) umfasst, der in
die Außenfläche (44) der Anode (22) gegenüber einem Wellenleiter (24) ausmündet,
- jede Verbindungs-Resonanzkavität (50) jedes Magnetrons (12, 14) mit jeder anderen
Verbindungs-Resonanzkavität (50) und, wenn das Magnetron (12, 14) mindestens eine
Ausgangskavität (52) umfasst, mit jeder Ausgangs-Resonanzkavität (52) des Magnetrons
(12, 14) identisch ist.
2. Vorrichtung (10) zum Erzeugen von Mikrowellen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Magnetron (12, 14) eine Einstellvorrichtung (70) der Längslänge (I) jeder Resonanzkavität
(42) umfasst, wobei die Längslänge (I) zwischen den Längsenden (74, 78) der Resonanzkavität
(42) definiert ist, wobei die Einstellvorrichtung (70) mindestens ein bewegliches
Element (72, 76) umfasst, das ein Längsende (74, 78) mindestens einer Resonanzkavität
(42) definiert.
3. Vorrichtung (10) zum Erzeugen von Mikrowellen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Vielzahl von Resonanzkavitäten (42) jedes Magnetrons (12, 14) eine Vielzahl von
Übergangs-Resonanzkavitäten (54) umfasst, die zwischen den Verbindungs- (50) oder
Ausgangs-Resonanzkavitäten (52) zwischengestellt sind, wobei keine Übergangs-Resonanzkavität
(54) in die Außenfläche (44) der Anode (22) ausmündet, wobei die Anzahl der zwischen
zwei aufeinanderfolgenden Verbindungs- (50) oder Ausgangs-Resonanzkavitäten (52) zwischengestellten
Übergangs-Resonanzkavitäten (54) für jedes Paar aufeinanderfolgender Verbindungs-
(50) oder Ausgangs-Resonanzkavitäten (52) gleich ist.
4. Vorrichtung (10) zum Erzeugen von Mikrowellen nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Vielzahl von Resonanzkavitäten (42) jedes Magnetrons (12, 14) comprend eine Vielzahl
von kleinen Resonanzkavitäten (54) und eine Vielzahl von großen Resonanzkavitäten
(56) umfasst, wobei der radiale Querschnitt jeder kleinen Resonanzkavität (54) kleiner
als der radiale Querschnitt jeder großem Resonanzkavität (56) ist, wobei die großen
Resonanzkavitäten (56) die Verbindungs-Resonanzkavitäten (50) und, wenn das Magnetron
(12, 14) mindestens eine Ausgangskavität (52) umfasst, die oder jede Ausgangskavität
(52) darstellen, wobei die kleinen Resonanzkavitäten (54) die Übergangs-Resonanzkavitäten
darstellen.
5. Vorrichtung (10) zum Erzeugen von Mikrowellen nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass sie einen einzigen Fokussierer (100) umfasst, um ein Längsmagnetfeld in jedem der
Magnetrone (12, 14) zu erzeugen, wobei sich der Fokussierer (100) um die Gruppe der
Magnetrone (12, 14) erstreckt.
6. Vorrichtung (10) zum Erzeugen von Mikrowellen nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die Innenfläche (40) der Anode (22) jedes Magnetrons (12, 14) eine Vielzahl von ringförmigen
Verbindungsflächen (51, 53) zwischen dem Hauptabschnitt (50A, 52A) und dem Verbindungs-
(50B) oder Ausgangsabschnitt (52B) jeder Verbindungs- (50) oder Ausgangskavität (52)
definiert, wobei jede ringförmige Verbindungsfläche (51, 53) an jedem Punkt gekrümmt
ist.
7. Vorrichtung (10) zum Erzeugen von Mikrowellen nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass der Verbindungsabschnitt (50B) jeder Verbindungs-Resonanzkavität (50) in direktem
Kontakt mit dem Verbindungsabschnitt (50B) einer anderen Verbindungs-Resonanzkavität
(50) ist.
8. Vorrichtung (10) zum Erzeugen von Mikrowellen nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die Anode (22) jedes Magnetrons (12, 14) durch Rotation in einem Winkel 2π/n um die
Längsachse (Z, Z') der Kathode (20) des Magnetrons (12, 14) unveränderlich ist, wobei
n eine Ganzzahl ist.
9. Vorrichtung (10) zum Erzeugen von Mikrowellen nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die Anode (22) jedes Magnetrons (12, 14) mindestens einen ersten Teil (58) zwischen
der oder jeder Verbindungskavität (50) und der Außenfläche (44) und, wenn das Magnetron
(12, 14) mindestens eine Ausgangskavität (52) umfasst, mindestens einen zweiten Teil
(59) zwischen der oder jeder Ausgangs-Resonanzkavität (52) und der Außenfläche (44)
umfasst, wobei der oder jeder erste Teil (58) mit dem oder jedem anderen ersten Teil
(58) und, wenn das Magnetron (12, 14) mindestens eine Ausgangskavität (52), mit dem
oder jedem zweiten Teil (59) identisch ist.
10. Vorrichtung (10) zum Erzeugen von Mikrowellen nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die Anode (22) jedes Magnetrons (12, 14) mindestens eine erste Befestigungsöffnung
(66) des Magnetrons (12, 14) an einem anderen Magnetron (12, 14) und, wenn das Magnetron
(12, 14) mindestens eine Ausgangskavität (52) umfasst, mindestens eine zweite Befestigungsöffnung
(64) eines Verbindungsflanschs (62) eines Wellenleiters (24) an der Anode (22) umfasst,
wobei die oder jede erste Befestigungsöffnung (66) mit der oder jeder anderen ersten
Befestigungsöffnung (66) und, wenn das Magnetron (12, 14) mindestens eine Ausgangskavität
(52) umfasst, mit der oder jeder zweiten Befestigungsöffnung (64) identisch ist.
1. A hyperfrequency wave generator device (10), comprising a plurality of magnetrons
(12, 14), each magnetron (12, 14) comprising:
- a cathode (20), extending along a longitudinal axis (Z, Z'), and
- an anode (22), surrounding the cathode (20) and comprising an inner surface (40)
defining a plurality of resonant cavities (42) distributed along its periphery, the
anode (22) also comprising an outer surface (44), opposite the inner surface (42),
the generator device (10) also comprising at least one waveguide (24), the or each
waveguide (24) extending from the outer surface (44) of the anode (22) of a magnetron
(12, 14) toward the outside of said magnetron (12, 14),
characterized in that the plurality of resonant cavities (42) of each magnetron (12, 14) comprises a plurality
of resonant connecting cavities (50), or at least one resonant connecting cavity (50)
and at least one resonant output cavity (52), such that:
- each resonant connecting cavity (50) comprises a connecting portion (50B) to a resonant
connecting cavity (50) of another magnetron (12, 14), said connecting portion (50B)
emerging in the outer surface (44) of the anode (22),
- each resonant output cavity (52) comprises an output portion (52B) emerging on the
outer surface (44) of the anode (22), opposite a waveguide (24),
- each resonant connecting cavity (50) of each magnetron (12, 14) is identical to
each other resonant connecting cavity (50) and, if said magnetron (12, 14) comprises
at least one output cavity (52), to each resonant output cavity (52) of said magnetron
(12, 14).
2. The hyperfrequency wave generator device (10) according to claim 1, characterized in that each magnetron (12, 14) comprises a device (70) for adjusting the longitudinal length
(I) of each resonant cavity (42), the longitudinal length (I) being defined between
the longitudinal ends (74, 78) of the resonant cavity (42), the adjustment device
(70) comprising at least one mobile element (72, 76) defining a longitudinal end (74,
78) of at least one resonant cavity (42).
3. The hyperfrequency wave generator device (10) according to claim 1, characterized in that the plurality of resonant cavities (42) of each magnetron (12, 14) comprises a plurality
of intermediate resonant cavities (54) inserted between the resonant connecting (50)
or output (52) cavities, no intermediate resonant cavity (54) emerging in the outer
surface (44) of the anode (22), the number of intermediate resonant cavities (54)
inserted between two consecutive resonant connecting (50) or output (52) cavities
being equal for each pair of consecutive resonant connecting (50) or output (52) cavities.
4. The hyperfrequency wave generator device (10) according to claim 3, characterized in that the plurality of resonant cavities (42) of each magnetron (12, 14) comprises a plurality
of small resonant cavities (54) and a plurality of large resonant cavities (56), the
radial section of each small resonant cavity (54) being smaller than the radial section
of each large resonant cavity (56), the large resonant cavities (56) constituting
the resonant connecting cavities (50) and, if said magnetron (12, 14) comprises at
least one output cavity (52), the or each output cavity (52), the small resonant cavities
(54) constituting the intermediate resonant cavities.
5. The hyperfrequency wave generator device (10) according to any one of the preceding
claims, characterized in that it comprises a single concentrator (100) to generate a longitudinal magnetic field
in each of the magnetrons (12, 14), the concentrator (100) extending around the set
of magnetrons (12, 14).
6. The hyperfrequency wave generator device (10) according to any one of the preceding
claims, characterized in that the inner surface (40) of the anode (22) of each magnetron (12, 14) defines a plurality
of annular connecting surfaces (51, 53) between the primary portion (50A, 52A) and
the connecting (50B) or output (52B) portion of each connecting (50) or output (52)
cavity, each annular connecting surface (51, 53) being curved at all points.
7. The hyperfrequency wave generator device (10) according to any one of the preceding
claims, characterized in that the connecting portion (50B) of each resonant connecting cavity (50) is in direct
contact with the connecting portion (50B) of another resonant connecting cavity (50).
8. The hyperfrequency wave generator device (10) according to any one of the preceding
claims, characterized in that the anode (22) of each magnetron (12, 14) is invariable per rotation by an angle
2π/n around the longitudinal axis (Z, Z') of the cathode (20) of the magnetron (12,
14), n being an integer.
9. The hyperfrequency wave generator device (10) according to any one of the preceding
claims, characterized in that the anode (22) of each magnetron (12, 14) comprises at least one first portion (58)
comprised between the or each connecting cavity (50) and the outer surface (44), and,
if said magnetron (12, 14) comprises at least one output cavity (52), at least one
second portion (59) comprised between the or each resonant output cavity (52) and
the outer surface (44), the or each first portion (58) being identical to the or each
other first portion (58) and, if said magnetron (12, 14) comprises at least one output
cavity (52), to the or each second portion (59).
10. The hyperfrequency wave generator device (10) according to any one of the preceding
claims, characterized in that the anode (22) of each magnetron (12, 14) comprises at least one first fastening
orifice (66) for fastening the magnetron (12, 14) to another magnetron (12, 14), and,
if said magnetron (12, 14) comprises at least one output cavity (52), at least one
second fastening orifice (64) for fastening a connecting flange (62) of a waveguide
(24) to the anode (22), the or each first fastening orifice (66) being identical to
the or each other first fastening orifice (66) and, if said magnetron (12, 14) comprises
at least one output cavity (52), to the or each second fastening orifice (64).