EP0369845A1 - Dispositif de couplage de deux sources de signaux hyperfréquence avec réduction de la perte en cas de panne d'une source - Google Patents

Dispositif de couplage de deux sources de signaux hyperfréquence avec réduction de la perte en cas de panne d'une source Download PDF

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EP0369845A1
EP0369845A1 EP89402921A EP89402921A EP0369845A1 EP 0369845 A1 EP0369845 A1 EP 0369845A1 EP 89402921 A EP89402921 A EP 89402921A EP 89402921 A EP89402921 A EP 89402921A EP 0369845 A1 EP0369845 A1 EP 0369845A1
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plug
conduit
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coupling
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EP89402921A
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Pierre Blanchard
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
    • H01P1/00—Auxiliary devices
    • H01P1/10—Auxiliary devices for switching or interrupting
    • H01P1/12—Auxiliary devices for switching or interrupting by mechanical chopper
    • H01P1/122—Waveguide switches

Definitions

  • the invention relates to devices which make it possible to couple two sources of microwave signals, in particular two transmitters so as to add their respective power.
  • the transmitter In current radars, the transmitter often consists of elementary transmitters which are grouped by two or more in order to obtain the required power. The grouping of two transmitters is carried out using an appropriate coupler, such as a magic tee, which makes it possible to add the energies of the signals applied to these inputs.
  • an appropriate coupler such as a magic tee
  • the object of the present invention is therefore to provide a device for coupling two transmitters which makes it possible to lose only the power of the faulty transmitter.
  • the invention relates to a device for coupling two sources of microwave signals, characterized in that it comprises a fixed external part comprising two input conduits each connected to a source and two output conduits connected to one load and the other to a device for using microwave signals, and a cylindrical plug rotating inside the outer part in close contact with the latter, said plug comprising inner conduits which are separated from each other and have a shape such that they allow connection, depending on the angular position of the plug relative to the external part, either the two input conduits to the output conduit, so as to add the powers of the microwave signal sources, or one of the input conduits connected to the energy source which operates at the output conduit d 'use in order to disconnect the input conduit connected to the faulty energy source as well as the output conduit connected to the load.
  • a coupling device 1 between two microwave energy sources not shown, for example two transmitters essentially comprises a box 2 which has a fixed outer part 3 and an inner cavity in which can turn a plug 4.
  • the external part 3 and the plug 4 have different conduits which can communicate with each other selectively according to the angular position of the plug 4 with respect to the external part 3.
  • This external part 3 comprises four conduits, 5, 6, 7 and 8; a first conduit 5 is provided to be connected to a first transmitter and a second conduit 6 is provided to be connected to a second transmitter, these two conduits constituting the inputs of the coupling device.
  • the two outputs consist of a third conduit 7 (FIG. 6) which performs the sum of the signals applied to the inputs and a fourth conduit 8 which is connected to a load 9.
  • the outlet orifices of these conduits 5, 6, 7 and 8 are respectively provided with connection waveguides 10, 11, 12 and 13, the guide 13 receiving the load 9.
  • the bushel 4 is a cylinder of revolution with circular section which rotates around its axis of symmetry 14.
  • the cylinder is full and has three interior conduits 15, 16 and 17 separated from each other.
  • Each conduit 16 or 17 has two ends which open to the outside of the plug via orifices situated in different planes.
  • One of the holes 18 or 19 is located on the cylindrical surface while the other 20 or 21 is situated in a plane perpendicular 26 to the axis 14.
  • the conduit 15 has three orifices 22, 23 and 24 which open onto the cylindrical surface and a fourth orifice 25 which opens into the perpendicular plane 26.
  • the conduits 16 and 17 have a general shape approaching the uppercase letter L whose vertical bar, parallel to the axis 14, corresponds to the orifice 20 or 21 and whose horizontal base corresponds to the orifice 18 or 19.
  • the horizontal base is slightly curved so that the orifice 18 or 19 is substantially located in a plane perpendicular to an axial plane passing through the middle of the orifice.
  • the conduit 15 has the general shape of a magic tee and its direction is such at the level of the orifices 22, 23 and 24 that the latter are each located in a plane perpendicular to an axial plane passing through the middle of the orifice.
  • the rotation of the plug 4 around the axis 14 is obtained by a lever 27 or an electromechanical control which is integral with the plug. This rotation makes it possible to put the external conduits 5, 6, 7 and 8 in communication with one another or only part of them depending on the position of the lever 27, that is to say of the plug 4.
  • the material used to make the coupling device according to the invention can be of all types used in the waveguides.
  • the coupling device which has been described in relation to FIGS. 1 to 6 makes it possible to couple two transmitters of the same power.
  • the transmitters deliver a very different power from each other, for example in the 1/2 ratio, the signals of the transmitters must be combined in a certain way in a modified magic tee.
  • FIGs 7 and 8 are views of a particular embodiment of a plug which allows to couple two transmitters, one of which has double power the other.
  • the inner conduit 15 is modified to obtain an efficient coupling inside the magic tee. This coupling is obtained by a guide and triplate device 31 disposed between the two arrival conduits of the microwave signals.
  • These inlet conduits bear the references 33 and 34 and are respectively the extension of the conduits 5 and 6 of the external part 3 (FIG. 2), the conduit 6 being connected to a transmitter whose power is twice that of the connected to the conduit 5.
  • the conduits 33 and 34 terminate, at the level of the central part of the conduit 15, by two chambers 35 and 36 which have a common partition 30 supporting the three-plate device 31 mentioned above. These two chambers are only open towards the inlet conduits 33 and 34 and towards a common outlet conduit 32 which corresponds to the outlet of the magic tee.
  • the radial dimensions of the chambers 28 and 29 are substantially in the ratio 1/2 to take account of the ratio of the powers which are applied to them.
  • the upper end of the triplate is connected to a load, not shown in Figures 7 and 8, via a coaxial line for example.
  • a load not shown in Figures 7 and 8
  • the fixed part 3 must have a groove, not shown, for the housing of this load during the rotation of the bushel.
  • the lower end of the triplate is terminated by an adapter 33 disposed in the outlet duct 32.
  • This adapter is for example of the type known by the English term "door-knob".

Landscapes

  • Waveguide Connection Structure (AREA)
  • Transmitters (AREA)
  • Radar Systems Or Details Thereof (AREA)

Abstract

Le dispositif de couplage est du type commutateur à boisseau dans lequel le boisseau 4 comporte trois conduits intérieurs 15, 16 et 17, séparés les uns des autres, qui permettent de faire communiquer entre eux au moins deux des autres conduits d'entrée 5, 6, 7 et 8 selon la position angulaire de boisseau. Un tel dispositif permet de déconnector un émetteur défaillant et ainsi éviter toute perte de puissance.

Description

  • L'invention concerne les dispositifs qui permettent de coupler deux sources de signaux hyperfréquence, notamment, deux émetteurs de manière à additionner leur puissance respective.
  • Dans les radars actuels, l'émetteur est souvent constitué d'émetteurs élémentaires qui sont groupés par deux ou plus afin d'obtenir la puissance requise. Le groupement de deux émetteurs s'effectue à l'aide d'un coupleur approprié, tel qu'un Té magique, qui permet d'additionner les énergies des signaux appliqués à ces entrées.
  • Ces coupleurs présentent l'inconvénient que, lorsqu'un émetteur est en panne, la perte d'énergie en sortie est supérieure à la diminution de puissance due à l'émetteur défaillant.
  • Le but de la présente invention est donc de réaliser un dispositif de couplage de deux émetteurs qui permet de ne perdre que la puissance de l'émetteur défaillant.
  • L'invention se rapporte à un dispositif de couplage de deux sources de signaux hyperfréquence, caractérisé en ce qu'il comprend une partie extérieure fixe comportant deux conduits d'entrée connectés chacun à une source et deux conduits de sortie connectés l'un à une charge et l'autre à un dispositif d'utilisation des signaux hyperfréquence, et un boisseau cylindrique tournant à l'intérieur de la partie extérieure en contact étroit avec cette dernière, ledit boisseau comportant des conduits intérieurs qui sont séparés les uns des autres et ont une forme telle qu'ils permettent de connecter, selon la position angulaire du boisseau par rapport à la partie extérieure, soit les deux conduits d'entrée au conduit de sortie, de manière à additionner les puissances des sources de signaux hyperfréquence, soit l'un des conduits d'entrée connecté à la source d'énergie qui fonctionne au conduit de sortie d'utilisation de manière à déconnecter le conduit d'entrée relié à la source d'énergie défaillante ainsi que le conduit de sortie relié à la charge.
  • D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description suivante d'un exemple particulier de réalisation, ladite description étant faite en relation avec les dessins joints dans lesquels :
    • - la figure 1 est une vue extérieure en perspective d'un dispositif de couplage entre deux sources d'énergie hyperfréquence selon l'invention,
    • - la figure 2 est une vue en coupe du dispositif de couplage selon un plan perpendiculaire à l'axe de rotation 14 du boisseau,
    • - la figure 3 est une vue en perspective du boisseau dans laquelle on a représenté les conduits intérieurs en tirets,
    • - la figure 4 est une vue en perspective des différentes positions relatives des conduits du boisseau pour obtenir le couplage des sources d'énergie,
    • - la figure 5 est une vue en coupe du boisseau par un plan perpendiculaire à son axe de rotation 14 dans le cas du couplage de deux sources d'énergie,
    • - la figure 6 est une vue en perspective des différentes positions relatives des conduits du boisseau lorsque l'une des sources d'énergie est défaillante,
    • - la figure 7 est une vue en perspective d'un exemple de réalisation d'un boisseau selon l'invention lorsque les puissances des sources d'énergie hyperfréquence ne sont pas égales, et
    • - la figure 8 est une vue en coupe de l'exemple de réalisation de la figure 7 selon un plan perpendiculaire à l'axe de rotation du boisseau.
  • Comme le montre les figures 1, 2 et 3, un dispositif de couplage 1 entre deux sources d'énergie hyperfréquence non représentées, par exemple deux émetteurs, comprend essentiellement une boîte 2 qui présente une partie extérieure fixe 3 et une cavité intérieure dans laquelle peut tourner un boisseau 4. La partie extérieure 3 et le boisseau 4 comportent différents conduits qui peuvent communiquer entre eux de manière sélective selon la position angulaire du boisseau 4 par rapport à la partie extérieure 3.
  • Cette partie extérieure 3 comporte quatre conduits, 5, 6, 7 et 8; un premier conduit 5 est prévu pour être connecté à un premier émetteur et un second conduit 6 est prévu pour être connecté à un deuxième émetteur, ces deux conduits constituant les entrées du dispositif de couplage. Les deux sorties sont constituées par un troisième conduit 7 (figure 6) qui réalise la somme des signaux appliqués aux entrées et un quatrième conduit 8 qui est connecté à une charge 9. Les orifices de sortie de ces conduits 5, 6, 7 et 8 sont munis respectivement de guides d'onde de raccordement 10, 11, 12 et 13, le guide 13 recevant la charge 9.
  • Le boisseau 4 est un cylindre de révolution à section circulaire qui tourne autour de son axe de symétrie 14. Le cylindre est plein et comporte trois conduits intérieurs 15, 16 et 17 séparés les uns des autres. Chaque conduit 16 ou 17 a deux extrémités qui débouchent à l'extérieur du boisseau par des orifices situés dans des plans différents. L'un des orifices 18 ou 19 est situé sur la surface cylindrique tandis que l'autre 20 ou 21 est situé dans un plan perpendiculaire 26 à l'axe 14. Le conduit 15 comporte trois orifices 22, 23 et 24 qui débouchent sur la surface cylindrique et un quatrième orifice 25 qui débouche dans le plan perpendiculaire 26.
  • Les conduits 16 et 17 ont une forme générale s'approchant de la lettre majuscule L retournée dont la barre verticale, parallèle à l'axe 14, correspond à l'orifice 20 ou 21 et dont la base horizontale correspond à l'orifice 18 ou 19. En outre, la base horizontale est légèrement incurvée pour que l'orifice 18 ou 19 soit sensiblement situé dans un plan perpendiculaire à un plan axial passant au milieu de l'orifice.
  • Le conduit 15 a la forme générale d'un Té magique et sa direction est telle au niveau des orifices 22, 23 et 24 que ces derniers sont situés chacun dans un plan perpendiculaire à un plan axial passant au milieu de l'orifice.
  • La rotation du boisseau 4 autour de l'axe 14 est obtenue par une manette 27 ou une commande électromécanique qui est solidaire du boisseau. Cette rotation permet de mettre en communication les conduits extérieurs 5, 6, 7 et 8 entre eux ou seulement une partie d'entre eux selon la position de la manette 27, c'est-à-dire du boisseau 4.
  • Dans la position du boisseau 4 telle qu'elle apparaît sur les figures 1, 2, 3, 4 et 5, les conduits d'entrée 5 et 6 communiquent avec les conduits de sortie 7 et 8 de manière à réaliser un Té magique.
  • Dans la position du boisseau 4 telle qu'elle apparaît sur la figure 6, le conduit d'entrée 6 ne communique qu'avec le conduit 7 de sorte que toute la puissance du signal appliqué à l'entrée 6 se retrouve en sortie dans le conduit 7. On utilise cette position, manette en position 28 (figure 1), lorsque l'émetteur connecté au conduit 5 est défaillant.
  • On comprend que si la manette est dans la position 29 (figure 1), seul le conduit 5 est connecté au conduit 7 de sorte que toute la puissance du signal appliqué à l'entrée 5 se retrouve en sortie dans le conduit 7. On utilise cette position lorsque l'émetteur connecté au conduit 6 est défaillant.
  • Le matériau utilisé pour réaliser le dispositif de couplage selon l'invention peut être de tous types mis en oeuvre dans les guides d'ondes.
  • La description qui vient d'être faite a été limitée à ce qui était nécessaire pour comprendre l'invention et permettre ainsi à tout homme de métier de le réaliser. C'est ainsi qu'il n'a pas été fait mention des détails mécaniques de réalisation et d'assemblage des différents éléments qui constituent le dispositif de couplage car ces aspects sont du domaine de l'homme de métier, ceci d'autant plus que les commutateurs hyperfréquence à boisseau sont connus.
  • Le dispositif de couplage qui a été décrit en relation avec les figures 1 à 6 permet de coupler deux émetteurs de même puissance. Lorsque les émetteurs délivrent une puissance très différente l'une de l'autre, par exemple dans le rapport 1/2, les signaux des émetteurs doivent être combinés d'une certaine manière dans un Té magique modifié. Dans le dispositif de couplage selon l'invention, cela revient à modifier la structure du conduit 15 du boisseau 4, les autres conduits 16 et 17 restant sans changement.
  • Les figures 7 et 8 sont des vues d'un exemple particulier de réalisation d'un boisseau qui permet de coupler deux émetteurs dont l'un a une puissance double de l'autre. A cet effet, le conduit intérieur 15 est modifié pour obtenir un couplage efficace à l'intérieur du Té magique. Ce couplage est obtenu par un dispositif guide et triplaque 31 disposé entre les deux conduits d'arrivée des signaux hyperfréquence. Ces conduits d'arrivée portent les références 33 et 34 et sont respectivement le prolongement des conduits 5 et 6 de la partie extérieure 3 (figure 2), le conduit 6 étant connecté à un émetteur dont la puissance est le double de celui connecté au conduit 5.
  • Les conduits 33 et 34 se terminent, au niveau de la partie centrale du conduit 15, par deux chambres 35 et 36 qui ont une cloison commune 30 supportant le dispositif triplaque 31 mentionné ci-dessus. Ces deux chambres ne sont ouvertes que vers les conduits d'entrée 33 et 34 et vers un conduit de sortie 32 commun qui correspond à la sortie du Té magique. Les dimensions radiales des chambres 28 et 29 sont sensiblement dans le rapport 1/2 pour tenir compte du rapport des puissances qui leur sont appliquées.
  • L'extrémité supérieure du triplaque est connectée à une charge, non représentée sur les figures 7 et 8, par l'intermédiaire d'une ligne coaxiale par exemple. Comme cette charge est solidaire du boisseau 4 par l'intermédiaire de la ligne coaxiale et qu'elle peut dépasser la périphérie du boisseau, la partie fixe 3 doit comporter une rainure, non représentée, pour le logement de cette charge lors de la rotation du boisseau.
  • L'extrémité inférieure du triplaque est terminée par un adaptateur 33 disposé dans le conduit de sortie 32. Cet adaptateur est par exemple du type connu sous le terme anglo-saxon de "door-knob".
  • Le fonctionnement du dispositif de couplage selon l'invention dans le cas du boisseau des figures 7 et 8 est identique à celui décrit précédemment. Ainsi, dans la position montrée sur les figures 7 et 8, les puissances des émetteurs s'additionnent sur la sortie 32. En cas de défaillance, on tourne le boisseau pour coupler directement l'entrée connectée à l'émetteur en fonctionnant à la sortie et déconnecter l'entrée reliée à l'émetteur défaillant.
  • Bien entendu, des dispositifs de couplage autres que celui qui vient d'être décrit peuvent être envisagés sans sortir du cadre de la présente invention.

Claims (3)

1. Dispositif de couplage de deux sources de signaux hyperfréquence, caractérisé en ce qu'il comprend une partie extérieure fixe (3) comportant deux conduits d'entrée (5 et 6) connectés chacun à une source et deux conduits de sortie (7 et 8) connectés l'un à une charge et l'autre à un dispositif d'utilisation des signaux hyperfréquence, et un boisseau cylindrique (4) tournant à l'intérieur de la partie extérieure (3) en contact étroit avec cette dernière, ledit boisseau (4) comportant des conduits intérieurs (15, 16, 17) qui sont séparés les uns des autres et ont une forme telle qu'ils permettent de connecter, selon la position angulaire du boisseau par rapport à la partie extérieure (3), soit les deux conduits d'entrée (5 et 6) au conduit de sortie (7) de manière à additionner les signaux desdites sources, soit l'un des conduits d'entrée (5 ou 6) connecté à la source qui fonctionne au conduit de sortie d'utilisation (7) de manière à déconnecter le conduit d'entrée relié à la source défaillante ainsi que le conduit de sortie (8) relié à la charge.
2. Dispositif de couplage selon la revendication 1, caractérisé en ce que le conduit intérieur 15 comprend des moyens de couplage des signaux appliqués sur les conduits d'entrée (5 et 6).
3. Dispositif de couplage selon la revendication 2, caractérisé en ce que les moyens de couplage comprennent un dispositif guide et triplaque (31) qui est supporté par une cloison commune (30) séparant les prolongements dans le boisseau (3) des conduits d'entrée (5 et 6).
EP89402921A 1988-10-28 1989-10-24 Dispositif de couplage de deux sources de signaux hyperfréquence avec réduction de la perte en cas de panne d'une source Withdrawn EP0369845A1 (fr)

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