FR2498818A1 - Variable microwave inductor with fixed hollow conductor rod - contains mercury and telescoped with an axially adjustable rod, with whole enclosed in cylindrical cavity - Google Patents

Abstract

The microwave inductive component has a cylindrical conductive cavity containing two hollow fixed conductor tubes filled with mercury and closed at one end, the two tubes extending parallel with the cavity axis. A respective conductor tube is telescoped into each fixed tube, the conductor tubes being rigidly connected at their outer ends by a cross link. Adjustment of the penetration of the conductor tubes into the fixed tubes, and thus of the component inductance, is effected by a threaded rod coaxial with the cavity and screwed through the link. Rotation of the rod from outside the component moves the two conductor tubes. The component may be used for impedance matching between a microwave generator and load.

Description

La présente invention concerne un composant électronique pour hautes fréquences. The present invention relates to an electronic component for high frequencies.

L'adaptation ou transformation d'impédance entre un applicateur micro-ondes et le générateur qui l'alimente requiert des inductances et capacités opérant en hautes fréquences, avec une possibilité d'ajustement. The adaptation or transformation of impedance between a microwave applicator and the generator which supplies it requires inductors and capacitors operating at high frequencies, with the possibility of adjustment.

I1 serait donc souhaitable de disposer d'éléments inductifs variables qui soient fiables, stars, étalonnables et relativement simples, problème imparfaitement résolu Jusqu'à présent. It would therefore be desirable to have variable inductive elements which are reliable, star, calibratable and relatively simple, a problem which has been imperfectly solved up to now.

La présente invention vient améliorer la situation. The present invention improves the situation.

Le composant électronique haute fréquence, proposé à cet effet, est du type comprenant un équipage mobile dans une cavité conductrice, pourvu d'au moins un connecteur dont le blindage est relié à la cavité. The high frequency electronic component, proposed for this purpose, is of the type comprising a moving element in a conductive cavity, provided with at least one connector whose shielding is connected to the cavity.

Selon l'invention, il est prévu
- au moins un tube fixe conducteur, creux et borgne, logé dans la cavité, ce tube étant relié à l'åme du connecteur et fermé à une extrémité par un corps alésé en matière isolante aux hautes fréquences,
- un conducteur fluide à l'intérieur du tube fixe et,
- au moins un tube conducteur mobile traversant le corps alésé isolant pour pénétrer dans le conducteur fluide, et offrir ainsi une longueur variable en influence électromagnétique avec la cavité.According to the invention, it is provided
- at least one fixed conductive tube, hollow and blind, housed in the cavity, this tube being connected to the core of the connector and closed at one end by a reamed body of insulating material at high frequencies,
- a fluid conductor inside the fixed tube and,
- At least one movable conductive tube passing through the insulating bored body to penetrate the fluid conductor, and thus offer a variable length in electromagnetic influence with the cavity.

Selon une autre caractéristique avantageuse de la présente invention, un dispositif fileté solidaire de l'extrémité libre du tube conducteur mobile, coopère avec un dispositif fileté complémentaire, formant commande de l'équipage mobile, accessible à l'extérieur de la cavité, commande qui, par rotation, entraîne un déplacement relatif en translation entre le tube fixe et le tube mobile. According to another advantageous characteristic of the present invention, a threaded device secured to the free end of the movable conductive tube, cooperates with a complementary threaded device, forming a command for the movable assembly, accessible outside the cavity, a command which , by rotation, causes a relative displacement in translation between the fixed tube and the movable tube.

Selon un mode de réalisation préféré de la présente invention, la cavité contient deux tubes conducteurs, mobiles, réunis en U, plongeant respectivement selon une longueur variable dans un tube fixe rempli de conducteur fluide, chacun de ces tubes étant relié à l' me d'un connecteur. According to a preferred embodiment of the present invention, the cavity contains two conductive tubes, movable, joined in a U, plunging respectively according to a variable length into a fixed tube filled with fluid conductor, each of these tubes being connected to the me d 'a connector.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaitront à la lecture de la description détaillée qui va suivre et en regard du dessin annexé donné à titre d'exemple non limitatif et sur lequel la figure unique représente une vue en coupe longitudinale du composant. Other characteristics and advantages of the invention will appear on reading the detailed description which follows and with reference to the appended drawing given by way of nonlimiting example and in which the single figure represents a view in longitudinal section of the component.

Le composant électronique inductif de la présente invention, représenté sur la figure unique annexée, se compose d'une cavité conductrice 1 de forme générale cylindrique de révolution autour d'un axe 5 ou parallépipédique. Le composant est pourvu de deux connecteurs schématiquement représentés, réalisées par des brides coaxiales standards, dont le blindage 2, 2' est relié à ladite cavité. Les connecteurs sont disposés approximativement à mi-longueur de la cavité 1. The inductive electronic component of the present invention, shown in the single appended figure, consists of a conductive cavity 1 of generally cylindrical shape of revolution around an axis 5 or parallelepiped. The component is provided with two connectors diagrammatically shown, produced by standard coaxial flanges, the shielding 2, 2 'of which is connected to said cavity. The connectors are arranged approximately halfway down the cavity 1.

Cette cavité 1 comprend deux tubes fixes conducteurs, creux et borgnes 3, 3', dont l'une des extrémités est reliée à l'âme centrale 4, 4' des connecteurs précédemment cités. La cavité 1 comprend également un équipage mobile formé de deux tubes conducteurs mobiles 6, 6', reliés rigidement l'un à l'autre par l'une de leurs extrémités à l'aide d'un élément conducteur de liaison 7. Les deux tubes conducteurs mobiles 6 et 6' forment une structure en U dont chacune des branches pénètre dans l'un des tubes fixes conducteurs 3, 3', selon une longueur variable, comme il sera décrit plus en détail dans la suite de la description.Chacun des tubes 3, 3' et 6, 6' a une hauteur sensiblement égale à la moitié de la longueur de la cavité 1, afin d'autoriser un déplacement relatif optimum entre ces différents tubes. This cavity 1 comprises two fixed conductive tubes, hollow and blind 3, 3 ', one of the ends of which is connected to the central core 4, 4' of the aforementioned connectors. The cavity 1 also comprises a movable assembly formed by two movable conductive tubes 6, 6 ′, rigidly connected to one another by one of their ends using a conductive connecting element 7. The two movable conductive tubes 6 and 6 'form a U-shaped structure, each of the branches of which enters one of the fixed conductive tubes 3, 3', according to a variable length, as will be described in more detail in the following description. tubes 3, 3 'and 6, 6' has a height substantially equal to half the length of the cavity 1, in order to allow optimum relative movement between these different tubes.

Les tubes conducteurs fixes 3, 3' sont partiellement remplis d'un conducteur fluide 8, 8', tel que du mercure, afin d'assurer un contact électrique entre chacun des tubes conducteurs fixes 3, 3' et le tube conduc teur mobile correspondant 6, 6'. The fixed conductive tubes 3, 3 'are partially filled with a fluid conductor 8, 8', such as mercury, in order to ensure electrical contact between each of the fixed conductive tubes 3, 3 'and the corresponding movable conductive tube 6, 6 '.

Le niveau de mercure dans les tubes fixes 3, 3' est tel que l'enfoncement maximum des tubes 6 et 6' dans les tubes 3 et 3' ne provoque pas de débordement de celui-ci. Le niveau du mercure dans les tubes fixes 3 et 3' est aussi tel que le contact est toujours réalisé entre les tubes 6, 6', et les tubes 3, 3', pour un retrait maximum des tubes 6 et 6' hors des tubes 3 et 3'. The level of mercury in the fixed tubes 3, 3 'is such that the maximum insertion of the tubes 6 and 6' in the tubes 3 and 3 'does not cause it to overflow. The level of mercury in the fixed tubes 3 and 3 'is also such that contact is always made between the tubes 6, 6', and the tubes 3, 3 ', for maximum withdrawal of the tubes 6 and 6' from the tubes 3 and 3 '.

Chacun des tubes fixes 3, 3' est assemblé par son extrémité opposée à celle qui est reliée à l'me centrale 4, 4' des connecteurs, et qui se trouve donc au voisinage de l'une des extrémités de la cavité, sur un support 9 formé en matière isolante aux hautes fréquences. Ce support 9 est, lui-même, solidarisé à l'une des extrémités de la cavité 1 afin d'assurer un assemblage rigide des tubes fixes 3 et 3', à l'intérieur de ladite cavité, tout en assurant une isolation électrique entre ces différents éléments, reliés, d'une part, à l'åme et d'autre part, au blindage des connecteurs. Each of the fixed tubes 3, 3 'is assembled by its end opposite to that which is connected to the central core 4, 4' of the connectors, and which is therefore located in the vicinity of one of the ends of the cavity, on a support 9 formed from high frequency insulating material. This support 9 is itself secured to one end of the cavity 1 in order to ensure a rigid assembly of the fixed tubes 3 and 3 ′, inside said cavity, while ensuring electrical insulation between these various elements, connected, on the one hand, to the core and on the other hand, to the shielding of the connectors.

L'extrémité des tubes fixes 3, 3', reliée à l' - me centrale 4, 4' des connecteurs, et par laquelle son engagés les tubes mobiles 6 et 6', est avantageusement munie d'un corps alésé 10, 10', formé en une matière isolante aux hautes fréquences. Le diamètre interne des alésages ménagés axialement dans chacun des corps alésés 10, 10', correspond au diamètre extérieur des tubes mobiles 6 et 6', afin d'assurer une étanchéité vis à vis du mercure dans le cas où l'appareil serait renversé. The end of the fixed tubes 3, 3 ', connected to the central me 4, 4' of the connectors, and by which its moving tubes 6 and 6 'are engaged, is advantageously provided with a bored body 10, 10' , formed of an insulating material at high frequencies. The internal diameter of the bores provided axially in each of the bored bodies 10, 10 ′ corresponds to the external diameter of the mobile tubes 6 and 6 ′, in order to ensure a seal with respect to mercury in the event that the device is overturned.

L'alésage pourra, en outre, comporter des rainures internes périphériques destinées éventuellement à recevoir des Joints toriques, afin de parfaire l'étanchéité dudit dispositif.The bore may, in addition, comprise peripheral internal grooves intended optionally for receiving O-rings, in order to perfect the tightness of said device.

L'élément de liaison 7 reliant entre elles une des extrémités de chacun des tubes mobiles conducteurs 6, 6', est muni, en son centre, d'un dispositif fileté tel qu'un écrou 11, disposé ainsi axialement par rapport à la cavité 1. Cet écrou Il coopère avec une tige filetée 12, dont l'une des extrémités traverse la base de la cavité cylindrique 1 opposée à celle au niveau de laquelle est immobilisé le support isolant 9. L'extrémité de cette tige filetée 12 reçoit un bouton 13 formant commande de l'équipage mobile. Le bouton 13 est, avantageusement, formé en une matière isolante aux hautes fréquences, et se prolonge à l'intérieur de la cavité par un développement 14, lui-même muni d'un alésage axial destiné à recevoir en immobilisation, l'extrémité de la tige filetée 12. Le bouton 13 muni de son développement 14, assure donc ainsi une isolation électrique entre la tige 12 solidarisée à l'équipage mobile, et la cavité éxtérieure 1.  The connecting element 7 connecting together one of the ends of each of the movable conductive tubes 6, 6 ', is provided, in its center, with a threaded device such as a nut 11, thus disposed axially with respect to the cavity 1. This nut It cooperates with a threaded rod 12, one of the ends of which crosses the base of the cylindrical cavity 1 opposite to that at which the insulating support 9 is immobilized. The end of this threaded rod 12 receives a button 13 forming control of the moving assembly. The button 13 is advantageously formed from an insulating material at high frequencies, and is extended inside the cavity by a development 14, itself provided with an axial bore intended to receive in immobilization, the end of the threaded rod 12. The button 13 provided with its development 14, thus thus provides electrical insulation between the rod 12 secured to the movable assembly, and the outer cavity 1.

On comprend que par rotation du bouton 13 accessible à l'extérieur de la cavité 7, on entraine par l'intermédiaire de la tige 12 en prise dans l'écrou Il, un déplacement en translation de la structure en U, et, par conséquent, des tubes mobiles 6, 6', vis à vis des tubes fixes 3, 3'. La longueur libre de la structure en U, au dessus du niveau du mercure, est représentée par la longueur référencée "L" sur le dessin, la variation de cette longueur caractérise la variation de la valeur de l'inductance à une fréquence donnée. It is understood that by rotation of the button 13 accessible outside the cavity 7, it is caused by means of the rod 12 engaged in the nut II, a displacement in translation of the U-shaped structure, and, consequently , mobile tubes 6, 6 ', opposite fixed tubes 3, 3'. The free length of the U-shaped structure, above the mercury level, is represented by the length referenced "L" in the drawing, the variation of this length characterizes the variation of the value of the inductance at a given frequency.

L'inductance est proportionnelle à la longueur des éléments conducteurs reliant les ames 4, 4' des deux connecteurs coaxiaux soit la longueur ABCD.  The inductance is proportional to the length of the conductive elements connecting the cores 4, 4 'of the two coaxial connectors, ie the length ABCD.

La rotation du bouton externe 13 étant proportionnelle au déplacement en translation des tubes mobiles 6, 6', par rapport aux tubes fixes 3, 3', un indice ou repère disposé sur le bouton 13, permet aisément de règler la variation de cette longueur "L", caractérisant la variation de valeur de l'inductance. The rotation of the external button 13 being proportional to the translational movement of the movable tubes 6, 6 ', relative to the fixed tubes 3, 3', an index or mark placed on the button 13, allows easy adjustment of the variation of this length " L ", characterizing the variation in value of the inductance.

L'élément de liaison 7 est, en outre, muni dans le prolongement de chacun des tubes mobiles 6, 6', d'un évent 15, 15', afin d'éviter les surpressions ou dépressions qui pourraient nattre à l'intérieur des tubes mobiles 6, 6', lors de leur déplacement relatif. The connecting element 7 is, moreover, provided in the extension of each of the mobile tubes 6, 6 ', with a vent 15, 15', in order to avoid overpressures or depressions which could occur inside the mobile tubes 6, 6 ', during their relative displacement.

D'autre part, un échauffement peut être provoqué dans le dispositif par deux phénomènes, d'une part, par la circulation du courant allant du générateur vers la charge, au travers de l'élément inductif, d'autre part, par la circulation d'un courant réfléchi de la charge vers le générateur, due à la désadaptation d'impédance qui peut être provoquée, par exemple, à la mise en service ou, éventuellement, avoir lieu à la suite d'une variation de la charge de l'applicateur.Pour prévenir un tel échauffement, il est prévu une circulation de fluide réfrigérant 17, 17', schématiquement représentée sur la figure annexée, à la périphérie des tubes fixes 3 et 3' ; ces tubes 3 et 3' étant, à cette fin, avantageusement formés d'une double paroi périphérique, Une circulation de fluide réfrigérant est, de plus, assurée à l'aide d'éléments tubulaires 16, 16', disposés sur l'élé- ment de liaison 7 en extrémité des tubes mobiles 6, 6'. On the other hand, a heating can be caused in the device by two phenomena, on the one hand, by the circulation of the current going from the generator towards the load, through the inductive element, on the other hand, by the circulation of a reflected current from the load to the generator, due to the impedance mismatch which can be caused, for example, during commissioning or, possibly, taking place following a variation in the load of the 'applicator.To prevent such overheating, a coolant circulation 17, 17' is provided, schematically shown in the appended figure, at the periphery of the fixed tubes 3 and 3 '; these tubes 3 and 3 'being, for this purpose, advantageously formed of a double peripheral wall, A circulation of coolant is moreover ensured by means of tubular elements 16, 16', arranged on the element - connecting element 7 at the end of the movable tubes 6, 6 '.

Bien entendu, les matériaux utilisés dans la réalisation de l'ensemble devront être inertes, vis à vis du mercure. Of course, the materials used in the production of the assembly must be inert, with respect to mercury.

On comprend, d'autre part, aisément que le règlage de la valeur de l'inductance est assuré par rotation du bouton 13, avantageusement munie d'un indice de repérage. On the other hand, it is easily understood that the adjustment of the value of the inductance is ensured by rotation of the button 13, advantageously provided with a tracking index.

Bien entendu, la présente invention n'est pas limitée au mode de réalisation qui vient d'être décrit, à partir duquel on pourra prévoir d'autres formes et d'autres modes de réalisation, sans pour cela sortir du cadre de l'invention. On pourra, par exemple, aisément, transformer le mode de réalisation qui vient d'être décrit représentant une inductance série en un mode de réalisation d'une inductance parallèle selon le même principe.  Of course, the present invention is not limited to the embodiment which has just been described, from which other forms and other embodiments may be provided, without thereby departing from the scope of the invention . We can, for example, easily transform the embodiment which has just been described representing a series inductor into an embodiment of a parallel inductor according to the same principle.

Claims (9)

REVENDICATIONS 1. Composant électronique haute fréquence, du type comprenant un équipage mobile dans une cavité conductrice (1) pourvu d'au moins un connecteur dont le blindage est relié à la cavité, caractérisé par le fait qu'il est prévu 1. High frequency electronic component, of the type comprising a moving element in a conductive cavity (1) provided with at least one connector, the shielding of which is connected to the cavity, characterized in that it is provided - au moins un tube fixe conducteur (3), creux et borgne, logé dans la cavité (1), ce tube étant relié à l' me du connecteur et fermé à une extrémité par un corps alésé (10) en matière isolante aux hautes fréquences, - at least one fixed conductive tube (3), hollow and blind, housed in the cavity (1), this tube being connected to the core of the connector and closed at one end by a bored body (10) made of insulating material at high frequencies, - un conducteur fluide (8) à l'intérieur du tube fixe, et - a fluid conductor (8) inside the fixed tube, and - au moins un tube conducteur mobile (6) traversant le corps alésé isolant (10) pour pénétrer dans le conducteur fluide, et offrir ainsi une longueur variable en influence électromagnétique ce qui définit une inductance haute fréquence variable. - At least one movable conductive tube (6) passing through the insulating bored body (10) to penetrate the fluid conductor, and thus offer a variable length in electromagnetic influence which defines a variable high frequency inductance. 2. Composant électronique selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'un dispositif fileté (iî) solidaire de l'extrémité libre du tube conducteur mobile (6), coopère avec un dispositif fileté complémentaire (12), formant commande de l'équipage mobile, accessible à l'extérieur de la cavité, et qui, par rotation, entraîne un déplacement relatif en translation entre le tube fixe (3) et le tube mobile (6). 2. Electronic component according to claim 1, characterized in that a threaded device (iî) integral with the free end of the movable conductive tube (6), cooperates with a complementary threaded device (12), forming control of the movable assembly, accessible outside the cavity, and which, by rotation, causes relative displacement in translation between the fixed tube (3) and the movable tube (6). 3. Composant électronique selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé par le fait que la cavité (1) contient deux tubes conducteurs (6, 6') mobiles réunis en U, plongeant respectivement selon une longueur variable dans un tube fixe (3, 3') rempli de conducteur fluide (8, 8'), et par le fait que chacun de ces tubes est relié à l'amie d'un connecteur.  3. Electronic component according to one of claims 1 or 2, characterized in that the cavity (1) contains two conductive tubes (6, 6 ') movable joined in a U, dipping respectively according to a variable length in a fixed tube ( 3, 3 ') filled with fluid conductor (8, 8'), and by the fact that each of these tubes is connected to the friend of a connector. 4. Composant électronique selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que les tubes fixes (3, 3') sont solidarisés à la cavité (1) à l'aide d'un support (9) en matière isolante aux hautes fréquences, et par le fait que la commande de l'équipage mobile accessible à l'extérieur de la cavité (1) est immobilisée en translation par rapport à celle-ci à l'aide d'une structure support (13) également formée en matière isolante aux hautes fréquences. 4. Electronic component according to one of claims 1 to 3, characterized in that the fixed tubes (3, 3 ') are secured to the cavity (1) using a support (9) made of insulating material at high frequencies, and by the fact that the control of the mobile assembly accessible outside the cavity (1) is immobilized in translation relative to the latter by means of a support structure (13) also formed of high frequency insulating material. 5. Composant électronique selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que le conducteur fluide (8, 8') contenu à l'intérieur du tube fixe est constitué de mercure. 5. Electronic component according to one of claims 1 to 4, characterized in that the fluid conductor (8, 8 ') contained inside the fixed tube consists of mercury. 6. Composant électronique selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé par le fait que la cavité (1) a une forme générale cylindrique de révolution ou parallélépipédique et que à l'intérieur de celle-ci sont immobilisés les tubes fixes (3, 3') recevant, selon une longueur variable, les tubes mobiles (6, 6'), ces tubes s'étendant sensiblement sur la moitié de la longueur de la cavité (1) de façon à ce que les connecteurs, dont l' me est reliée à une des extrémités de ces tubes, soient disposés approximativement au milieu de la longueur de la cavité, et par le fait que la commande de l'équipage mobile traverse la base de la cavité (1) opposée à celle au niveau de laquelle sont assemblés les tubes fixes. 6. Electronic component according to one of claims 1 to 5, characterized in that the cavity (1) has a generally cylindrical shape of revolution or parallelepiped and that inside thereof are fixed tubes (3 , 3 ') receiving, according to a variable length, the mobile tubes (6, 6'), these tubes extending substantially over half the length of the cavity (1) so that the connectors, including the is connected to me at one of the ends of these tubes, are arranged approximately in the middle of the length of the cavity, and by the fact that the control of the moving assembly crosses the base of the cavity (1) opposite to that at which are assembled the fixed tubes. 7. Composant électronique selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé par le fait qu'il est prévu une circulation (17, 17') de fluide réfrigérant à la périphérie des tubes fixes et au niveau de l'extrémité libre des tubes mobiles (6, 6'). 7. Electronic component according to one of claims 1 to 6, characterized in that there is provided a circulation (17, 17 ') of coolant at the periphery of the fixed tubes and at the free end of the tubes mobile (6, 6 '). 8. Composant électronique selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé par le fait que la com mande d'équipage mobile est formée d'un bouton (13) muni d'un indice dont la rotation est proportionnelle au déplacement en translation des tubes mobiles (6, 6') par rapport aux tubes fixes (3, 3'). 8. Electronic component according to one of claims 1 to 7, characterized in that the movable control command is formed by a button (13) provided with an index whose rotation is proportional to the translational movement of the movable tubes (6, 6 ') relative to fixed tubes (3, 3'). 9. Composant électronique selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé par le fait que les tubes mobiles (6, 6') sont creux et munis, à leur extrémité libre, d'un évent (15, 15').  9. Electronic component according to one of claims 1 to 8, characterized in that the movable tubes (6, 6 ') are hollow and provided, at their free end, with a vent (15, 15').