FR2568414A1 - Resonateurs electromagnetiques et filtres realises a partir de ces resonateurs. - Google Patents

Abstract

L'INVENTION CONCERNE DES RESONATEURS ELECTROMAGNETIQUES QUART D'ONDE QUI PEUVENT ETRE APPELES BIRUBANS, BIFILAIRES, QUADRIRUBANS OU QUADRIFILAIRES, AINSI QUE LES FILTRES REALISES A PARTIR DE CES RESONATEURS. L'INVENTION A POUR OBJET DE REDUIRE L'ENCOMBREMENT PRESENTE PAR LES RESONATEURS EN MODIFIANT LA GEOMETRIE DES DIELECTRIQUES AFIN D'ABAISSER LA FREQUENCE DE RESONANCE OU EN REALISANT DES ELECTRODES D'UNE GEOMETRIE PARTICULIERE COMME UNE ARMATURE51 ENCASTREE DANS UN BARREAU DIELECTRIQUE50. L'INVENTION S'APPLIQUE A LA REALISATION DE RESONATEURS ELECTROMAGNETIQUES QUART D'ONDE ET DES FILTRES FORMES A PARTIR DE CES RESONATEURS.

Description

RESONATEURS ELECTROMAGNETIQUES ET FILTRES

REALISES A PARTIR DE CES RESONATEURS.

La présente invention concerne les résonateurs électro-

magnétiques ainsi que les filtres hautes fréquences réalisés à partir de ces résonateurs. Selon les cas, ces résonateurs peuvent être

appelés résonateurs birubans, bifilaires, quadrirubans ou quadri-

filaires.

Dans la gamme des fréquences élevées appelées UHF (prati-

quement de 300 MHz à 3 Ghz), les résonateurs et les filtres réalisés à partir de ces éléments sont souvent constitués de tronçons de lignes. Il peut s'agir de lignes coaxiales à air ou de lignes coaxiales chargées de diélectriques telles que mentionnées dans l'article: "Bandpass filter with dielectric materials used for broadcasting channel filter" de K. WAKINO et Y.KONISHI paru dans la revue

L;E.E.E. Transactions on Broadcasting, vol. BC-26, No. 1, mars 1980.

Il est connu aussi de fabriquer des résonateurs et des filtres à partir de lignes microrubans comme l'indique l'article: "750 MHz microstrip bandpass filter on barium tetratitanate substrate "de G. OHM et G. SCHMOLLER paru dans la revue Electronics Letters,

vol. 18, No. 15 du 22 juillet 1982.

La technique des lignes coaxiales autorise la fabrication de résonateurs indépendants dont les fréquences propres peuvent être

ajustées avant leur assemblage pour former des filtres. Cet assem-

blage peut être réalisé dans le cas d'un filtre passe-bande en plaçant les différents résonateurs bout à bout, les couplages entre deux tronçons de lignes consécutifs étant déterminés par les distances qui séparent leurs faces placées en vis-à-vis. Cependant, pour obtenir des coefficients de surtension intéressants (supérieurs à 500) il faut

disposer de tronçons ayant une section assez importante. Typique-

ment un résonateur d'un diamètre de 20 mm métallisé à l'argent peut avoir un coefficient de surtension Q supérieur à 1000 pour une fréquence de 1 GHz. En outre, le couplage des résonateurs quart d'onde demeure délicat et la réalisation même de la structure coaxiale est assez complexe à cause des différentes opérations d'usinage et de métallisation d'éléments à section circulaire. Des résonateurs peuvent être conçus selon la technique des lignes microrubans. Ils sont généralement réalisés à partir d'un

substrat diélectrique relativement large dont une face est entiè-

rement métallisée et dont l'autre reçoit un conducteur métallique sous la forme d'un mince ruban. Cette technique présente deux inconvénients. D'une part, les coefficients de surtension propres Q des résonateurs sont toujours faibles (inférieur à 500) et par conséquent les performances de filtres formés à partir de ces résonateurs sont toujours modestes (pertes d'insertion élevées, supérieures à 3 dB vers 1 GHz). D'autre part, une fois le filtre

réalisé, par dépôt de rubans sur un même substrat, il est prati-

quement impossible d'ajuster les fréquences propres des résonateurs ainsi que leurs couplages mutuels. Ceci interdit la réalisation industrielle de filtres comportant un nombre de pôles élevé en raison des inévitables dispersions des caractéristiques: en particulier, de la

constante diélectrique du substrat.

Ces inconvénients ont été en partie palliés grâce à des résonateurs réalisés à partir de parallélépipèdes constitués de matériau diélectrique, métallisés sur deux faces opposées. On obtient un résonateur quart d'onde ou demi-onde suivant la longueur et la terminaison de la ligne. Ces résonateurs ont fait l'objet d'une demande de brevet de la Demanderesse déposée le 29 octobre 1982 et publiée sous le numéro FR-A-2 535 547. Cette demande de brevet décrit notamment l'utilisation de résonateurs quart d'onde pour la fabrication de filtres passe-bande. Le parallélépipède possède des métallisations sur deux de ses grandes faces, ces faces étant opposées l'une à l'autre et court-circuitées par une métallisation située à l'extrémité du parallélépipède. La conception même de ces résonateurs conduit à disposer de filtres présentant un certain encombrement dû à la présence d'un support isolant et d'une distance minimale à respecter entre la masse métallique du boîtier

et les métallisations des résonateurs.

Afin de pallier ces inconvénients, l'invention propose des résonateurs pouvant se présenter sous différentes formes ou confi-

gurations afin d'offrir un encombrement minimal qu'ils soient uti-

lisés isolément ou en association pour former des filtres. L'une des solutions consiste à modifier la géométrie des diélectriques afin d'abaisser la fréquence de résonance sans augmenter le volume du résonateur. Une autre solution consiste à réduire de façon judicieuse

la largeur des métallisations.

L'invention a donc pour objet un résonateur électromagnétique quart d'onde du type comportant un barreau diélectrique de section polygonale délimitant au moins six faces, le barreau étant disposé entre au moins deux électrodes réunies par un court-circuit à l'une de leurs extrémités, caractérisé en ce que les électrodes et leur

court-circuit font partie d'une armature en forme de U, les élec-

trodes ne recouvrant que partiellement les faces du barreau qui leur

sont adjacentes.

L'invention a encore pour objet un résonateur électro-

magnétique quart d'onde du type comportant un barreau diélectrique de section polygonale délimitant au moins six faces, le barreau étant recouvert sur deux de ses faces opposées d'une métallisation jouant le rôl61e d'électrodes, caractérisé en ce que le barreau diélectrique présente, côté circuit ouvert, une section réduite par rapport au reste du barreau de façon à réduire la distance séparant les électrodes. L'invention a aussi pour objet un résonateur électromagnétique quart d'onde du type comportant un barreau diélectrique de section polygonale délimitant au moins six faces, le barreau étant recouvert sur deux de ses faces opposées d'une métallisation jouant le rôle d'électrodes, caractérisé en ce que le barreau diélectrique présente, côté courtcircuit, une section réduite par rapport au reste du

barreau de façon à réduire la largeur de la métallisation.

L'invention a également pour objet un filtre passe-bande haute fréquence, caractérisé en ce qu'il comprend au moins un résonateur

tel que défini ci-dessus.

L'invention sera mieux comprise et d'autres avantages appa-

raîtront au moyen de la description qui va suivre et des figures

annexées parmi lesquelles: - la figure I représente un résonateur quart d'onde selon l'art connu, - la figure 2 est une vue en coupe d'un filtre passe-bande selon l'art connu, - la figure 3 est ure vue isométrique d'un résonateur selon l'invention,

- les figures 4 et 5 représentent des résonateurs selon l'inven-

tion placés entre des plans métalliques, - les figures 6 et 7 représentent des résonateurs à angles métallisés arrondis, - la figure 8 est une vue isométrique d'un résonateur bifilaire selon l'invention, - les figures 9 et 10 sont illustratives d'une méthode de

fixation d'une armature métallique sur un résonateur selon l'inven-

tion, - les figures Il et 12 représentent schématiquement des résonateurs quadrifilaires ou quadrirubans selon l'invention,

- la figure 13 représente schématiquement un filtre passe-

bande, - la figure 14 représente un résonateur quadrifilaire à section octogonale, - les figures 15 à 18 représentent des résonateurs à géométrie particulière.

L'objet de l'invention étant de réduire au maximum l'encom-

brement des résonateurs, ceux-ci seront choisis du type quart d'onde. La figure I représente un résonateur quart d'onde selon l'art connu et appelé résonateur biruban. Il est constitué d'un solide diélectrique 1 de forme parallélépipédique et ayant une section rectangulaire de c8tés a et b. Des métallisations 2 et 3 recouvrent les deux faces opposées du parallélépipède qui sont séparées par la distance a. La métallisation 4 située à il'une des extrémités du barreau diélectrique I constitue un court-circuit pour les électrodes 2 et 3. Une telle ligne propage des ondes électromagnétiques avec un indice efficace n = -g.X o représente la longueur d'onde dans e Xg le vide et X g la longueur d'onde dans le guide biruban. Cet indice dépend de la constante diélectrique du matériau et de la géométrie de la ligne. Ainsi, en utilisant un barreau de diélectrique en tétratitanate de baryum Ba Ti4 09 de constante diélectrique 37, et de dimensions a et b comprises entre 5 et 10 mm, on obtient, pour I GHz, ne = 4,7. La longueur L du barreau I étant égale à X, on dispose bien un résonateur quart d'onde. Un tel résonateur permet d'obtenir de bons résultats. Par exemple, un barreau de dimensions a = b = 15 mm et L = 15 mm présente une fréquence de résonance de

1060 MHz pour un facteur de surtension Q = 1000.

Il est connu d'utiliser de tels résonateurs pour élaborer des filtres passe-bande. La figure 2 est une vue en coupe d'un tel filtre à quatre résonateurs 10, 11, 12 et 13 disposés sur un substrat isolant

14 qui possède une très faible constante diélectrique. Les résona-

teurs sont fixés sur le substrat par collage. Les métallisations des faces principales (électrodes) des résonateurs sont parallèles entre elles et perpendiculaires au substrat. Le couplage entre résonateurs se fait par inductance mutuelle. Les fréquences propres de chaque résonateur ont été au préalable ajustées soit par fabrication, soit par rodage. L'ensemble formé par le support 14 et les quatre résonateurs est placé dans un boîtier 15 relié à la masse et fermé par un couvercle métallique 22. La coupe de la figure 2 a été

réalisée au niveau des trous 16 et 17 d'entrée et de sortie du signal.

Le trou 16 permet le passage d'un conducteur 18 qui forme une boucle 20 de couplage, servant de moyen excitateur, avec le résonateur 10. L'extrémité du conducteur 18 est ensuite reliée au boîtier. Le signal de sortie est prélevé de façon similaire par le conducteur 19 qui forme une boucle 21 qui sert de moyen collecteur au niveau du résonateur 13. Afin de procéder à des ajustements fins des couplages entre résonateurs, il est possible de placer des vis de réglage selon les axes 23, 24 et 25. Ces vis situées entre les résonateurs modifient, suivant leur enfoncement plus ou moins

grand, le champ électromagnétique qui règne entre les résonateurs.

Le filtre représenté à la figure 2, qui donne de bons résultats par ailleurs, présente l'inconvénient d'occuper un grand volume par rapport à la taille des résonateurs. En effet, il est nécessaire de

prévoir un substrat isolant 14 au fond du boîtier, lequel est métal-

lique à des fins de blindage, afin d'éviter de court-circuiter les métallisations des résonateurs. De plus, ce substrat doit avoir une épaisseur suffisante pour éviter que la masse métallique du boîtier

n'influence le réglage et le coefficient de surtension des résona-

teurs. De même, le couvercle métallique 22 doit être situé à une

distance suffisante. On voit qu'avec ces caractéristiques dimen-

sionnelles, le volume occupé par un filtre peut être important

relativement au volume des résonateurs.

Les résonateurs décrits ci-dessus comportent trois faces entièrement métallisées ce qui nécessite la présence d'un support isolant pour assurer leur montage dans un boîtier. L'invention propose d'utiliser des résonateurs métallisés sur une bande plus étroite que leur largeur propre. La figure 3 représente un tel résonateur. Le résonateur proprement dit, qui porte la référence 30, est constitué d'un barreau diélectrique 31, préférentiellement ayant une forme de parallélépipède rectangle, partiellement recouvert d'une métallisation 32 qui assure la continuité électrique sur deux

faces principales et opposées du barreau et l'une des extrémités.

Dans le cas représenté à la figure 3, la bande conductrice 32 a une largeur constante h2. Elle est située à une distance hi de l'une des arêtes du barreau et à une distance h3 de l'autre arête de la face considérée. Comme dans le cas de la figure 1, la section du barreau est a x b, a étant la distance séparant les électrodes et b = hi + h2 + h3-

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Un résonateur tel que celui représenté à la figure 3 peut être fixé sans risque de court-circuit directement sur un plan métallique et même être inséré entre deux plans métalliques comme le représente la figure 4. Les plans métalliques 33 et 34 peuvent faire partie respectivement d'un boîtier et de son couvercle. Il convient que les distances hi et h3 soient suffisantes pour que les masses métalliques 33 et 34 ne perturbent pas l'accord que l'on désire obtenir. La disposition de la figure 4 favorise l'évacuation de la chaleur dissipée et assure une meilleure stabilité en fréquence du

résonateur par rapport aux variations de température et aux vibra-

tions. Le résonateur 30 peut donc être avantageusement utilisé pour réaliser des filtres passe-bande. Pour obtenir de faibles pertes d'insertion il est avantageux que les conditions suivantes soient remplies: hi = h2 = h3. La surtension du résonateur dans son boîtier reste alors très proche de la surtension propre du résonateur. La dégradation du coefficient de surtension est inférieure à 2096 vers

900 MHz pour un boîtier cuivré ou doré.

Une autre disposition de la métallisation est avantageuse.

C'est celle qui est représentée à la figure 5 o un résonateur selon l'invention est disposé entre deux plans métalliques qui peuvent faire partie du boîtier et du couvercle d'un filtre. Le résonateur 35 formé du barreau 36 et de la métallisation 37 est disposé sur le plan métallique 38. Le plan métallique 39 est situé à une distance hl3 du résonateur. Cette disposition a l'avantage de rejeter vers les fréquences supérieures les réponses parasites dues à des modes

présentant un champ électrique parallèle au côté de dimension b.

Comme précédemment, il est préférable de choisir h'1 = h'2 = h'3.

La valeur du coefficient de surtension Q dépend de la qualité

de la métallisation supportée par le barreau diélectrique. La for-

mation d'électrodes par métallisation présente un point délicat qui est la nécessité de disposer d'une couche métallique régulière en particulier au niveau des angles vifs formés par la jonction des électrodes et du court-circuit d'extremité. En effet, l'épaisseur de la métallisation étant relativement fine, la transition brutale d'un plan de métallisation à un autre qui lui est perpendiculaire peut entraîner des défauts dans l'épaisseur du dépôt ce qui a pour conséquence de faire varier le coefficient de surtension d'un résonateur à un autre qui théoriquement lui est identique. Il est possible de pallier cet inconvénient en arrondissant les angles qui doivent être métallisés. La figure 6 est une vue de côté d'un tel résonateur. Le résonateur 40 est formé du barreau diélectrique 41 recouvert d'une métallisation

42 jouant comme précédemment le r8le d'électrodes et de court-

circuit. On remarque sur cette figure que les angles 43 et 44 ont été arrondis ce qui contribue à rendre la couche déposée uniforme. A titre d'exemple, le rayon de courbure de ces arrondis peut être de

l'ordre du dixième de la distance a.

Il est également possible d'arrondir totalement l'extrémité du résonateur. C'est ce que représente la figure 7 o le résonateur 45 est formé par le barreau diélectrique 46 recouvert partiellement

d'une métallisation 47.

Il est ainsi possible d'obtenir de manière reproductible des surtensions de 900 sur des résonateurs de dimensions: a = b = 8 mm, L = 18 mm, résonnant à 900 MHz (avec t= 37). La métallisation peut être constituée d'argent ou de cuivre déposé par une technique classique: laque frittée, évaporation, électrolyse... L'épaisseur recommandée est d'au moins 30 lim pour une fréquence de résonance

de 1 GHz.

Tout ce qui vient d'être dit démontre les avantages apportés aux résonateurs birubans par la réduction de la métallisation à une simple bande de largeur réduite par rapport à la largeur des faces qui les supportent. Il convient de considérer le cas limite o la

largeur des électrodes du résonateur est la plus petite possible.

Pratiquement, la solution consiste à utiliser un résonateur bifilaire au lieu d'un résonateur biruban. On constate alors, dans le cas du

résonateur isolé, que les performances sont sensiblement équiva-

lentes pour un même volume qu'il s'agisse du résonateur biruban ou du résonateur bifilaire. Par contre, lorsqu'ils sont montés dans un boîtier, la dégradation de la surtension est moindre dans la solution

bifilaire que dans la solution biruban.

Les électrodes bifilaires peuvent être réalisées au moyens d'une armature métallique qui peut être déposée en couche comme précédemment mais qui sera de préférence rapportée. L'armature se présentera alors sous la forme d'un cavalier typiquement en cuivre ou en métal argenté ou doré. Le tronçon de matériau diélectrique peut alors être raccourci. Typiquement, la longueur I du tronçon sera environ la moitié de la longueur des électrodes. La figure 8 est une vue isométrique d'un résonateur bifilaire selon l'invention. Le résonateur comprend un barreau de diélectrique 50 ayant une forme de parallèlepipède rectangle de longueur l et de section a x b comme indiqué sur la figure. Le résonateur comprend également le cavalier ou armature 51 de longueur L qui enserre par encastrement le barreau 50 et qui constitue à la fois les deux électrodes du

résonateur et leur court-circuit. Le cavalier 51 peut avoir diffé-

rentes formes, par exemple en forme d'U comme représenté à la figure 8. La fréquence de résonance et le coefficient de surtension Q sont principalepent déterminés par la longueur L des électrodes, la distance qui sépare ces électrodes et la nature du diélectrique. La longueur I du barreau 50 peut être réduite jusqu'à environ L sans

altération sensible des principales caractéristiques du résonateur.

Pour rendre l'armature 51 solidaire du matériau diélectrique , différentes méthodes peuvent être employées. On peut utiliser I - une colle à froid, 2 - un film thermofusible thermocompressé, 3 - une colle conductrice frittée, 4 - une technique d'encastrement, - une technique de moulage in situ. La première méthode conduit à des coefficients de surtension médiocres et à des fréquences de résonance peu stables en raison de l'épaisseur du joint de colle et des pertes diélectriques de la colle isolante.

La seconde méthode permet d'obtenir de meilleures perfor-

mances car le joint est plus fin et les pertes diélectriques de ce

genre de colle sont plus faibles.

La colle conductrice frittée de la troisième méthode assure un excellent contact donc une bonne stabilité en fréquence. Mais, du fait de sa médiocre conductibilité, il est difficile d'obtenir une résistance de surface très faible et la surtension est dégradée. La surface encollée influe sur la valeur de la fréquence de résonance. Si

la surface encollée augmente, la fréquence de résonance diminue.

On peut mettre à profit cette propriété et augmenter la surface encollée conductrice en tenant compte des influences des pièces

métalliques extérieures (boîtier, couvercle) pour abaisser la fré-

quence de résonance d'un facteur 2 ou 3 sans augmenter l'encom-

brement. La technique d'encastrement -de la quatrième méthode permet d'obtenir les surtensions les plus élevées. Toutefois, la stabilité en fréquence dépend beaucoup de la qualité de l'encastrement. Les meilleurs résultats sont obtenus par poinçonnage à chaud sous

atmosphère neutre, par exemple à 500 C sous azote, suivi éven-

tuellement d'un palier de vieillissement réalisé dans les mêmes conditions. La durée du palier peut être de l'ordre d'une heure. La figure 9 représente le même résonateur que celui représenté à la figure 8 mais vu selon l'une de ses extrémités. Le cavalier 51 est placé dans un logement 52 destiné à le recevoir et pratiqué dans le barreau 50. Les poinçons 53 agissent sur le cavalier 51 dans le sens

indiqué par les flèches afin de réaliser l'encastrement du cavalier.

La figure 10 montre le résultat obtenu après poinçonnage.

La cinquième méthode, le moulage in situ, nécessite l'utili-

sation de pièces diélectriques formant l'empreinte négative de la pièce métallique. Cette denière peut être préformée et placée dans le diélectrique. L'ensemble est porté à une température légèrement supérieure à la température de fusion du métal puis refroidi

lentement. L'argent donne des résultats particulièrement bons.

Un exemple de réalisation est le suivant. Un résonateur du type représenté à la figure 8 a pour caractéristiques: a = 8 mm, b = 10 mm, constante diélectrique ú = 37, d = 6 mm, I = 10 mm, diamètre

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du cavalier 2 mm, longueur du cavalier L = 18 mm. Le cavalier est en cuivre et est encastré par poinçonnage. Dans ces conditions, le coefficient de surtension Q vaut 1000 à la fréquence de 950 MHz. Ceci est un très bon résultat compte tenu de l'encombrement du résonateur. Il est possible d'obtenir un gain significatif en volume par l'utilisation de lignes quadrifilaires ou quadrirubans qui propagent trois modes: deux modes dipolaires orthogonaux et un mode quadripolaire. Un résonateur réalisé à partir d'un tronçon d'une telle ligne peut alors être le siège de trois résonances dégénérées si les conditions aux limites sont compatibles ou de deux résonances si les conditions aux limites sont antagonistes. Les figures 11 et 12 représentent schématiquement de tels résonateurs. Sur ces figures on n'a représenté, par souci de simplification, que les armatures métalliques, le barreau diélectrique étant supposé être insére entre ces armatures. La figure 11 est un résonateur quart d'onde à 3

résonances. Ses armatures 60 et 61, situées dans des plans perpen-

diculaires, ont leurs éléments court-circuits situés à une même extrémité du barreau. La figure 12 est un résonateur quart d'onde à deux résonances. Ses armatures 62 et 63, situées dans des plans perpendiculaires, ont leurs éléments courts-circuits opposés. Avec ce type de résonateurs, il est donc possible d'obtenir deux ou trois p8les par résonateur au lieu d'un seul comme précédemment ce qui conduit à la diminution de l'encombrement du filtre pour un nombre

de p8les donné.

A titre d'exemple non limitatif, on va décrire la réalisation d'un filtre passe-bande utilisant des résonateurs tels que celui illustré par la figure 12. La figure 13 représente schématiquement la

disposition envisagé pour un filtre à trois résonateurs 70, 73 et 76.

Ce sont des résonateurs quart d'onde à deux résonances. Ils sont formés comme pour la figure 12 d'armatures métalliques enserrant un barreau diélectrique non représenté et situées dans des plans perpendiculaires l'une par rapport à l'autre. Le résonateur 70 comprend les couples d'armatures 71 et 72, le résonateur 73 comprend les couples 74 et 75 et le résonateur 76 comprend les couples 77 et 78. Les résonateurs sont placés dans le prolongement les uns des autres comme le montre la figure I3. Les armatures 71 et 74 situées dans un même plan ou dans des plans parallèles assurent un couplage magnétique prépondérant entre les résonateurs et 73. Il en est de même des armatures 75 et 78 pour les résonateurs 73 et 76. La valeur de ces couplages est réglée par les distances entre résonateurs. Le signal d'entrée est injecté par l'intermédiaire d'une boucle de couplage au niveau du pôle P1. Le signal de sortie est extrait de la même manière au niveau du pôle P6' Les couplages de type intra-résonateur sont plutôt assurés par les champs électriques dans le diélectrique et sont réglés par les défauts de symétrie du résonateur (défaut d'orthogonalité de deux

armatures, influence du boîtier, etc.). Cette disposition rend négli-

geable les couplages entre les pôles P1 et P3, les pôles P2 et P4, les pôles P3 et P5, les pôles P4 et P6, les pôles PI et P4, etc. Elle permet donc de réaliser des filtres classique: Legendre,

Tchebychev, Butterworth, Bessel.

Les résonateurs utilisables dans ce type de filtres peuvent être réalisés à partir de techniques décrites pour la fabrication des résonateurs birubans ou bifilaires. La section même du diélectrique

est déterminée par des considérations annexes (dissipation thermi-

que, commodité de fixation) et peut être carrée, ronde, octogonale.

La figure 14 représente la section octogonale d'un barreau diélec-

trique 80 équipé de deux armatures 83 et 84 placées dans des plans

perpendiculaires. Le résonateur ainsi formé peut être sans incon-

vénient placé entre deux surfaces métalliques 81 et 82.

Pour limiter l'encombrement des résonateurs, il est également possible de modifier leur géométrie pour les faire travailler à plus

basse fréquence sans augmenter leur volume. Plusieurs configu-

rations sont possibles. On peut par exemple aplatir l'extrémité circuit ouvert du résonateur quart d'onde comme représenté aux

figures 15 et 16 qui sont respectivement des vues de face et de côté.

Ce résonateur, formé d'un barreau diélectrique 90 recouvert d'une métallisation 91 sur deux faces opposées et une extrémité,

comprend des sections de superficies différentes. La largeur inter-

électrodes qui vaut a dans la partie proche du court-circuit vaut a'< a près de l'extrémité en circuit-ouvert ce qui a pour conséquence d'augmenter la capacité et de diminuer la fréquence de résonance. Une autre solution est illustrée par les figures 17 et 18 qui représentent des vues de face et de côté d'un résonateur quart

d'onde formé d'un barreau diélectrique 95 recouvert d'une métalli-

sation 96 sur deux faces opposées et une extrémité. Là encore le résonateur comprend des sections de superficies différentes. La largeur inter-électrodes reste constante mais c'est la dimension transversale du barreau qui change. Cette dimension qui vaut b près du circuit ouvert, vaut b'<b près du court-circuit. Ceci a pour conséquence d'augmenter l'inductance et donc de diminuer la

fréquence de résonance.

Ces résonateurs peuvent bénéficier des perfectionnements annoncés plus haut, à savoir l'arrondissement des angles métallisés

et la métallisation sous forme de bandes de largeur réduite.

Des essais ont donnés les résultats suivants. Pour un résona-

teur tel qu'illustré par les figures 15 et 16 avec a = 8 mm, a' = 4 mm, b = 8 mm, L = 18 mm et E = 37, la fréquence de résonance est

d'environ 700 MHz pour un coefficient de surtension supérieur à 700.

On obtient les mêmes résultats pour un résonateur tel qu'illustré par les figures 17 et 18 et pour lequel: a = 8 mm, b = 8 mm, b' = 4 mm,

L=18mmet ú=37.

Dans toutes les configurations envisagées, il est capital de choisir le matériau diélectrique de manière à compenser les dérives

thermiques. Lorsque l'armature métallique est parfaitement soli- daire du diélectrique (cas du dépôt en couche), il est préférable de

choisir le coefficient exprimant la dérive du premier ordre en

température égal à 0 ppm/ c. Lorsque l'armature n'est que par-

tiellement solidaire du diélectrique, il faut compenser la dilatation du métal en choisissant des coefficients compris typiquement entre

+ 10 et + 20 ppm/ C. Des diélectriques présentant ces caracté-

ristiques ont été décrits dans le brevet français publié sous le

numéro FR-A- 2 477 823.

Claims (15)

REVENDICATIONS

1. Résonateur électromagnétique quart d'onde du type comportant un barreau diélectrique de section polygonale délimitant au moins six faces, le barreau étant disposé entre au moins deux électrodes réunies par un court-circuit à l'une de leurs extrémités, caractérisé en ce que les électrodes et leur court-circuit font partie d'une armature en forme de U, les électrodes ne recouvrant que

partiellement les faces du barreau qui leur sont adjacentes.

2. Résonateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que

le barreau diélectrique a une section rectangulaire.

3. Résonateur selon l'une des revendications I ou 2, caracté-

risé en ce que les électrodes et le court-circuit sont formés par une métallisation (32) déposée sur le barreau diélectrique (31), cette métallisation de largeur dêterminée laissant subsister des marges

longitudinales en bordure des faces qui la supportent.

lt. Résonateur selon la revendication 3, caractérisé en ce que

les largeurs hl, h2 et hI sont égales.

5. Résonateur selon l'une des revendications 1 ou 29 caracté-

risé en ce que les electrcd"es et le courtscircuit sont formés par une métallisation (37) déposée sur le barreau diélectrique (36), cette métallisation étant déposée en bordure des faces qui la supportent

de façon à ne laisser qu'une marge longitudinale.

S. Résonateur selon l'une quelconque des revendications I à 5,

caractérisé en ce que les angles (43, t44) du barreau diélectrique (41)

devant être recouverts par la métallisation (42) sont arrondis.

7. Résonateur Aelon l'une quelconque des revendications 1 à 5,

caractérisé en ce que lextrémité du barreau diélectrique (46) devant

supporter le court-circuit est arrondie.

8. Résonateur selon l'une des revendication 1 ou 2, caractérisé

en ce que ladite armature est une pièce rapportée.

9. Résonateur selon la revendication 8, caractérisé en ce que

l'armature (51) a une section ronde.

10. Résonateur selon l'une des revendications 8 ou 9, caracté-

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risé en ce que le barreau diélectrique (50) est équipé de logements

(52) destinés à recevoir ladite armature (51).

11. Résonateur selon l'une quelconque des revendications 8 à

, caractérisé en ce que ladite armature est collée sur le barreau diélectrique.

12. Résonateur selon l'une quelconque des revendications 8 à

, caractérisé en ce que ladite armature est encastrée par poin-

çonnage à chaud dans le barreau diélectrique.

13. Résonateur selon l'une quelconque des revendications 1 à

12, caractérisé en ce qu'il comprend deux armatures (60, 61) placées

perpendiculairement l'une par rapport à l'autre et dont les court-

circuits sont situés du même côté du barreau diélectrique.

14. Résonateur selon l'une quelconque des revendications 1 à

12, caractérisé en ce qu'il comprend deux armatures (62, 63) placées

perpendiculairement l'une par rapport à l'autre et dont les court-

circuits sont situés sur deux extrémités opposées du barreau diélec-

trique. 15. Résonateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que la section du barreau diélectrique (80) est octogonale et qu'il comprend deux armatures (83, 84) placées perpendiculairement l'une

par rapport à l'autre.

16. Résonateur électromagnétique quart d'onde du type comportant un barreau diélectrique (90) de section polygonale délimitant au moins six faces, le barreau étant recouvert sur deux

de ses faces opposées d'une métallisation (91) jouant le rôle d'élec-

trodes, caractérisé en ce que le barreau diélectrique présente, côté circuit ouvert, une section réduite par rapport au reste du barreau

de façon à réduire la distance séparant les électrodes.

17. Résonateur électromagnétique quart d'onde du type comportant un barreau diélectrique (95) de section polygonale délimitant au moins six faces, le barreau étant recouvert sur deux

de ses faces opposées d'une métallisation (96) jouant le rôle d'élec-

trodes, caractérisé en ce que le barreau diélectrique présente, côté court-circuit, une section réduite par rapport au reste du barreau de

façon à réduire la largeur de la métallisation.

18. Filtre passe-bande haute-fréquence, caractérisé en ce qu'il

comprend au moins un résonateur selon l'une quelconque des reven-

dications I à 17.