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PROPAGATION A VOIES MULTIPLES.
La présente invention est relative aux systèmes pour la transmis- sion des ondes ultra-courtes et plus particulièrement à un système pour la transmission des ondes ultra-courtes à voies multiples.
En plus de la transmission de l'énergie d'ondes ultra-courtes au moyen de liaisons radio, de câbles coaxiaux., et de guides d'ondes diélec- triques, on a découvert récemment qu'une telle énergie haute fréquence cou- vrant une très large bande peut être transmise au moyen d'un fil simple,con- venablement isolé, la transmission de l'énergie étant confinée tout près du fil dans les champs électrique et magnétique formés autour de celui--ci. Il a été reconnu que lorsque un fil est parcouru par un courant électrique il se forme autour de celui-ci des champs électrique et magnétique, mais on croyait que ces champs s'étendaient extérieurement sans aucune limite définie.
On a découvert récemment que si le conducteur est recouvert d9une épaisseur don- née d'isolant, les champs électromagnétiques sont concentrés et substantiel- lement confinés à l'intérieur d'un volume cylindrique de rayon donné autour du conducteur, ce rayon donné étant déterminé par la dimension du conducteur et la nature et l'épaisseur de la couche isolante,. A titre d'exemple, on s'est aperçu que pour un fil de cuivre émaillé de 26/10 de millimètre de dia- mètre, le champ électromagnétique est concentré dans un rayon de 7 à 10 centimètres autour de ce fil et que l'énergie haute fréquence circule dans ce champ.
Ce mode de propagation désigné ma.intenant sous le nom de "transmission d'ondes de surface" présente très peu de perte et est pratiquement exempt de troubles électrique ou autres lorsque ce champ cylindrique confiné est pra- tiquement sans obstacle.
Un but de cette invention est de fournir un système pour la trans= mission des ondes ultra-courtes utilisant plusieurs méthodes indépendantes de propagation des ondes.
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Un autre but de cette invention est de fournir une ligne de trans- mission unique du type "voies multiples" pour la transmission simultanée de plusieurs voies d'ondes ultra-courtes indépendantes.
L'une des caractéristiques de cette invention réside-dans un ty- pe de conducteur par lequel une pluralité de voies d'ondes ultra-courtes sont transmises. Le conducteur est disposé de façon à fournir une pluralité de voies individuelles pour l'énergie d'ondes ultra-courtes pouvant utiliser deux ou plusieurs types différents de propagation des ondes. Dans une de ses formes, par exemple, la ligne peut être conçue de manière à fournir un conduc- teur creux intérieur qui servira de guide diélectrique en même temps que d'élec- trode pour une ligne coaxiale.
Un second conducteur extérieur disposé concen- triquement autour du conducteur central, sans toucher celui-ci, fournit une ligne coaxiale pour la transmission des ondes ultra-courtes et permet .égale- ment,au moyen d'un isolant approprié, la transmission des ondes ultra-cour- tes selon le mode de propagation dit "ondes de surface Il Outre cette forme de ligne, de nombreuses autres variantes sont décrites en détail ci-après.
En plus des différentes formes de structures de lignes à voies multiples il est prévu des dispositifs terminaux pour coupler la ligne à des lignes coaxia- les individuelles et/ou à des guides d'ondes selon le cas. Les dispositifs terminaux aux deux extrémités de la ligne, peuvent être identiques ou peuvent varier selon le type de ligne auquel ils sont couplés.
Les caractéristiques sus-mentionnées ou autres et les buts de la présente invention ainsi que les moyens de les atteindre deviendront plus apparents et l'invention elle-même sera mieux comprise si l'on se réfère à la description suivante d'une de ses applications ainsi qu'aux dessins ci-annexés dans lesquels
La figure 1 illustre schématiquement un système de transmission d'ondes ultra-courtes à voies multiples selon les principes de la présente invention, certaines parties étant représentées en coupe;
La figure 2 représente une vue de coupe longitudinale d'une forme modifiée de dispositif terminal pour le système;
La figure 3 représente une vue de coupe longitudinale d'une autre variante du dispositif terminal ;
La figure 4 est une coupe transversale prise sur la ligne 4-4 de la figure 3;
La figure 5 représente une vue de coupe longitudinale d'une autre modification du dispositif terminal pour le système de transmission d'ondes ultra-courtes; et
La figure 6 est une vue de coupe transversale prise sur la ligne 6-6 de la figure 5.
La figure 1 représente une ligne de transmission à voies multiples 1 pour la transmission de plusieurs voies d'ondes ultra-courtes. Des dispo- sitifs terminaux 2 et 3 capables de fonctionner comme dispositifs émetteurs et/ou récepteurs d'énergie d'ondes ultra-courtes sont associés avec la ligne Chacun des dispositifs 2 et 3 comprend une portion cylindrique 4 disposée con- centriquement autour de la ligne 1 dont une extrémité fermée 5 est scellée au conducteur 6 de la ligne 1, et dont l'autre extrémité est évasée extérieure- ment sous forme d'un cornet 7. Le conducteur creux 6 de la ligne 1 est recoi- vert d'un isolant 8 permettant la transmission selon le mode de propagation "ondes de surface".
L'intérieur 9 du conducteur creux 6 est utilisé comme guide d'ondes et est alimenté par une ligne coaxiale 10 dont le conducteur intérieur 11 est connecté par son extrémité à la surface intérieure du conduc- teur 6. Pour la propagation d'ondes de surface, une seconde voie est fournie au dispositif 2 par une ligne coaxiale 12 qui communique avec l'intérieur du cylindre 4 tandis que le conducteur intérieur 13 de celle-ci est connecté au
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conducteur 6.
Pour que le transfert de l'énergie d'ondes seffectue correctement de la ligne coaxiale 12 depuis la. ligne de transmission 1, ou dans 1?autre sens selon le cas, le cornet concentrique est conçu de manière à pouvoir opérer comme un dispositif' d'émission ou de réception dénergie d'ondes ultra-courtes.
La structure en cornet 7 permet le transfert de l'énergie depuis la ligne coaxiale jusqu'à la ligne 1 pour la propagation d'ondes de surface s'effectuant le long de celle-ci, ce cornet servant à diriger la propagation des ondes.
La fonction réceptrice du cornet 7 a pour objet de concentrer le champ autour de la ligne 6 et d'effectuer le transfert de l'énergie de signal depuis le champ formé autour de la ligne 1 jusqu'à la ligne coaxiale 12.
De ce qui précède, il apparaître, clairement que deux voies de transmission séparées sont .fournies, l'une au moyen du conducteur creux 6, en- tre les lignes de transmission 10 et 14, dans ne importe quelle direction dési- rée, et 1-'autre au moyen de la ligne de transmission 1, selon le mode de pro- pagation du type "ondes de surface ", entre les lignes de transmission 12 et 15, également dans n'importe quelle direction désirée, Lorsque des bandes de fréquences séparées sont transmises simultanément dans la même direction ou dans des directions opposées, des connexions de couplage additionnelles se- ront bien entendu prévues aux extrémités,
Dans la figure 2 est montré un dispositifd'émission et de récep- tion 16 similaire au dispositif 2 de la figure 1. Dans le dispositif 16, la seconde voie se compose d'une ligne coaxiale qui comprend un conducteur ex- térieur 17 et un conducteur intérieur 18, le conducteur extérieur formant le corps cylindrique du dispositif 16 qui se termine en un cornet 19. La ligne de transmission 1 est couplée directement au conducteur intérieur 18 tandis que l'isolant 6 de la ligne 1 est accru graduellement en épaisseur à.mesure que la ligne se rapproche de l'entrée du cornet 19 présentant ainsi une masse diélectrique 20 effilée., dont la porti on périphérique entre en contact avec la surface intérieure'de la portion évasée du cornet 19.
La portion termina- le intérieure 21 de la masse 20 est effilée à l'intérieur du dispositif 16 jusqu'à ce que l'isolant atteigne la surface du conducteur 6. L'intérieur du conducteur creux 6 est connecté à une ligne coaxiale 22 comme dans la figure 1.
La partie accrue de la masse de substance diélectrique 20, à l'en trée du cornet 19, a pour but de maintenir à une petite dimension le diamètre du cornet. Par exemple, 12'épaisseur accrue de 1?isolant à proximité de l'en- trée du cornet réduit le diamètre du champ électromagnétique autour du conduc- teur 6 de sorte qu'à l'entrée du cornet ce champ soit concentré autour du con- ducteur, à l'intérieur d'un volume cylindrique 26 qui pénètre en s'amincis- sant à l'entrée du cornet avec un minimum de perturbation des ondes.
Dans ce but, lorsque l'isolant n'est pas accru comme montré à la figure 1, le cornet 7 doit être d'un diamètre pratiquement identique à celui du champ électromag- nétique existant autour de la ligne de transmission 1. On comprendra, natu- rellement, que la masse 20 qui peut être constituée par du verre., du polysty- rène, du polyéthylène, de la céramique ou toute autre substance de qualité isolante appropriée, peut être plus petite que le diamètre intérieur du cornet comme indiqué dans la variante montrée à la figure 5.
Les figures 3 et 4 représentent une ligne de transmission 27 qui comprend un--conducteur central 28 et deux conducteurs concentriques espacés 29 et 30. Une couche isolante 31 recouvre le conducteur extérieur 30 afin de permettre la propagation du type t'ondes de surface". Le conducteur intérieur 28 et le conducteur concentrique 29 constituent une ligne coaxiale tandis que les conducteurs concentriques 29 et 30 constituent la seconde ligne coaxiale.
La ligne de transmission 27 procure par conséquent trois voies de transmission séparées. La voie intérieure qui se compose des conducteurs 28, 29 est ali- mentée par une ligne coaxiale 32 tandis que la voie de transmission fournie par les conducteurs 29-30 est alimentée par une ligne coaxiale 33 et la voie "ondes de surface" du conducteur 30 est alimentée par un guide d'ondes 34.
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Le guide 34 est connecté à la portion cylindrique 35 du cornet 36 qui est disposé concentriquement autour du conducteur 30, sans être en contact avec lui.
Les figures 5 et 6 montrent une ligne de transmission 37 qui se compose d'un conducteur à voies multiples 38 de section rectangulaire et divisé'par une séparation conductrice 39 de façon à fournir deux voies gui- de d'ondes 40 et 41. La surface extérieure du conducteur 38 est recouverte d'une couche d'isolant 42 qui permet la propagation du type t'ondes de surfa- ce" le long dudit conducteur. Ainsi qu'il est montré à la figure 5 les deux guides d'ondes 40 et 41 sont couplés à des guides d'ondes 43 et 44, respec- tivement. Le couplage pour la propagation du type "ondes de surface" est opéré au moyen d'un cornet 45 auquel est couplée une ligne coaxiale 46. Dans cette variante la couche isolante 42 est montrée comme étant accrue en épais- seur en 47, dans l'entrée du cornet 45.
Cette masse accrue d'isolant peut cependant ne pas sétendre avec une épaisseur suffisante pour entrer en contact avec la surface intérieure du cornet 45 comme il est montré à la fi- gure 2. La masse 47 peut au contraire être d'épaisseur moindre mais suffi- sante cependant pour concentrer le champ électromagnétique dans des limites contenues dans les dimensions intérieures du cornet.
Alors que sont décrits ci-dessus les principes de la présente invention en relation avec un appareillage défini, on comprendra clairement que de nombreuses variations,à la fois dans la construction du conducteur à voies multiples et dans les dispositifs terminaux peuvent être envisagées.
Dans les dispositifs terminaux par exemple, diverses formes de couplage et d'adaptation peuvent être employées, selon les types de lignes avec les- quelles les couplages sont effectués. Par conséquent cette description doit être considérée comme étant faite seulement à titre d'exemple et ne limite pas la portée de la présente invention.