FR2718889A1 - Variable load support e.g. for microwave waveguide - Google Patents
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Abstract
Description
Support de maintien et de guidage d'une charae adaptée dans un guide d'ondes
La présente invention porte sur un support de maintien et de guidage d'une charge adaptée dans un guide d'ondes, assurant le positionnement coaxial de la charge le long du guide d'ondes.Support for maintaining and guiding a suitable charae in a waveguide
The present invention relates to a support for holding and guiding a suitable load in a waveguide, ensuring the coaxial positioning of the load along the waveguide.
Ces charges adaptées sont des charges dites absorbantes, destinées à absorber la totalité de l'énergie des ondes électromagnétiques transmises dans les guides d'ondes. Ce sont en général des corps à géométrie progressive, en particulier des corps coniques, ayant une longueur multiple de la longueur d'onde guidée. Elles sont souvent réalisées par moulage en une matière plastique, par exemple en résine époxy, chargée de graphite ou de poudre de fer. These adapted charges are so-called absorbent charges, intended to absorb all of the energy of the electromagnetic waves transmitted in the waveguides. They are in general bodies with progressive geometry, in particular conical bodies, having a length multiple of the guided wavelength. They are often made by molding in a plastic material, for example in epoxy resin, loaded with graphite or iron powder.
De telles charges absorbantes ne sont pas en pratique totalement absorbantes, mais possèdent une certaine réflectivité. Such absorbent fillers are not in practice completely absorbent, but have a certain reflectivity.
Ces charges absorbantes sont en particulier utilisées dans les guides d'ondes, pour des mesures de précision en hyperfréquence, telles que notamment la mesure de réflectivité de tronçons de guides d'ondes de transition ou la mesure de directivité de coupleurs directionnels réalisés en guides d'ondes. Pour ces mesures de précision, il est alors nécessaire de déterminer la réflectivité des charges absorbantes et de s'en affranchir. A cet effet ces charges absorbantes sont montées coulissantes dans les guides d'ondes. These absorbent charges are used in particular in waveguides, for precision measurements at microwave frequencies, such as in particular the measurement of the reflectivity of sections of transition waveguides or the measurement of the directivity of directional couplers produced as waveguides. 'waves. For these precision measurements, it is then necessary to determine the reflectivity of the absorbent charges and to get rid of them. To this end, these absorbent loads are slidably mounted in the waveguides.
Le déplacement de la charge absorbante dans le guide d'ondes permet de mettre en évidence le caractère vectoriel de sa réflexion et de quantifier alors son coefficient de réflexion. Des techniques de calibrage connues sont utilisées dans des appareils de mesure en hyperfréquence, comme par exemple les analyseurs vectoriels de réseaux, pour isoler ce coefficient de réflexion et s'affranchir de son influence. The displacement of the absorbent charge in the waveguide makes it possible to highlight the vectorial nature of its reflection and then to quantify its reflection coefficient. Known calibration techniques are used in microwave measurement devices, such as for example vector network analyzers, to isolate this reflection coefficient and overcome its influence.
Ce déplacement de la charge absorbante est généralement assuré par un support coulissant dans le guide d'ondes, sur lequel la charge absorbante est alignée axialement et fixée à l'une de ses extrémités. Un tel support est constitué par un corps allongé en matière plastique flexible, par exemple en polytétrafluoréthylène, ayant en section droite des dimensions légèrement inférieures à celles internes du guide d'onde et ayant une longueur multiple de la longueur d'onde guidée. This displacement of the absorbent load is generally ensured by a support sliding in the waveguide, on which the absorbent load is axially aligned and fixed at one of its ends. Such a support is constituted by an elongated body of flexible plastic material, for example polytetrafluoroethylene, having in cross section dimensions slightly smaller than those internal to the waveguide and having a length multiple of the guided wavelength.
Ce support ne permet pas toujours un maintien coaxial de la charge absorbante tout au long de sa course dans le guide d'ondes. Des variations dimensionnelles du guide d'ondes et du support avec des variations de température peuvent conduire à un léger décalage axial de la charge absorbante par rapport au guide d'ondes, compte tenu des coefficients de dilatation différents des matériaux en jeu, à savoir du métal du guide d'ondes et de la matière plastique du support. Ceci peut également être le cas lors de simples défauts internes de fabrication du guide d'ondes. This support does not always allow coaxial maintenance of the absorbent load throughout its travel in the waveguide. Dimensional variations of the waveguide and the support with temperature variations can lead to a slight axial offset of the absorbent load relative to the waveguide, taking into account the different expansion coefficients of the materials involved, namely the metal of the waveguide and the plastic of the support. This can also be the case during simple internal manufacturing faults of the waveguide.
Or l'une des exigences, pour éviter toute erreur sur le coefficient de réflexion de la charge absorbante et celle résultante sur la mesure de précision effectuée, est le maintien rigoureux en position coaxiale de la charge absorbante tout au long de sa course dans le guide d'ondes. One of the requirements, to avoid any error on the reflection coefficient of the absorbent load and that resulting on the precision measurement carried out, is the rigorous maintenance in coaxial position of the absorbent load throughout its travel in the guide. waves.
La présente invention a pour but de satisfaire à cette exigence, en évitant tout décalage de l'axe de la charge adaptée par rapport à l'axe du guide d'ondes. The present invention aims to meet this requirement, by avoiding any offset of the axis of the adapted load relative to the axis of the waveguide.
Elle a pour objet un support de maintien et de guidage d'une charge adaptée, montée coulissante dans un guide d'ondes, ledit support étant constitué par un corps allongé en matière plastique flexible, présentant en section droite sensiblement les mêmes dimensions que celles internes de section dudit guide d'ondes et ayant un axe longitudinal aligné avec celui de ladite charge adaptée fixée à l'une de ses extrémités, caractérisé en ce qu'il présente sur sa longueur des premières et des deuxièmes portions périphériques, alternées les unes avec les autres et ayant des cotes externes supérieures pour les premières et inférieures pour les deuxièmes aux cotes internes de parties correspondantes dudit guide d'ondes, et en ce qu'il comporte des moyens internes de déformation élastique desdites premières portions, en assurant le positionnement coaxial dudit support et donc de la charge adaptée dans ledit guide d'ondes. It relates to a support for holding and guiding a suitable load, slidably mounted in a waveguide, said support being constituted by an elongated body of flexible plastic material, having in cross section substantially the same dimensions as those internal of section of said waveguide and having a longitudinal axis aligned with that of said adapted load fixed to one of its ends, characterized in that it has along its length first and second peripheral portions, alternating with the others and having upper external dimensions for the first and lower for the second to the internal dimensions of corresponding parts of said waveguide, and in that it comprises internal means for elastic deformation of said first portions, ensuring coaxial positioning of said support and therefore of the load adapted in said waveguide.
Ce support peut présenter avantageusement en outre au moins l'une des caractéristiques additionnelles suivantes:
- lesdits moyens internes sont des rainures longitudinales, chacune sous-jacente à l'une desdites premières portions périphériques, s'étendant sous cette première portion périphérique et une partie de l'une des deux deuxièmes portions périphériques attenantes à celle-ci et ouverte sensiblement sur un bord de jonction entre cette première portion périphérique et l'autre deuxième portion périphérique attenante.This support can advantageously also have at least one of the following additional characteristics:
- Said internal means are longitudinal grooves, each underlying one of said first peripheral portions, extending under this first peripheral portion and part of one of the two second peripheral portions adjoining it and open substantially on a joining edge between this first peripheral portion and the other second adjacent peripheral portion.
- il comporte en outre une série de gorges, transversales à l'axe dudit support, coupant lesdites rainures longitudinales et divisant chaque première portion périphérique en une suite de segments déformables indépendamment les uns des autres. - It further comprises a series of grooves, transverse to the axis of said support, cutting said longitudinal grooves and dividing each first peripheral portion into a series of deformable segments independently of each other.
- lesdites gorges sont de largeur réduite et sont équidistantes les unes des autres, en présentant entre elles un pas sensiblement égal au quart de la longueur d'onde guidée dans ledit guide d'ondes. - Said grooves are of reduced width and are equidistant from each other, having between them a pitch substantially equal to a quarter of the wavelength guided in said waveguide.
Les caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description de modes de réalisation illustrés à titre d'exemples dans les dessins ci-annexés. Dans ces dessins:
- la figure 1 est une vue partielle en perspective, montrant un support de maintien et de guidage selon l'invention d'une charge adaptée coulissante dans un guide d'ondes circulaire,
- les figures 2 et 3 sont deux vues, l'une frontale et l'autre latérale, du support de la figure 1,
- la figure 4 est une vue frontale d'une variante de réalisation du support, pour un guide d'ondes rectangulaire.The characteristics and advantages of the present invention will emerge from the description of embodiments illustrated by way of examples in the attached drawings. In these drawings:
FIG. 1 is a partial perspective view, showing a support and guide support according to the invention for a suitable load sliding in a circular waveguide,
FIGS. 2 and 3 are two views, one front and the other side, of the support of FIG. 1,
- Figure 4 is a front view of an alternative embodiment of the support, for a rectangular waveguide.
Dans la figure 1, on a représenté un guide d'ondes 1, de section circulaire, dans lequel est montée une charge adaptée 2 fixée sur un support 3. Ce support assure le maintien et le guidage de la charge adaptée, pour son coulissement axial dans le guide d'ondes. La charge adaptée est alignée et fixée axialement, sur l'une des extrémités du support. In Figure 1, there is shown a waveguide 1, of circular section, in which is mounted a suitable load 2 fixed on a support 3. This support ensures the maintenance and guidance of the adapted load, for its axial sliding in the waveguide. The appropriate load is aligned and fixed axially on one end of the support.
Cette charge adaptée 2 est dite également charge absorbante. Elle est constituée par un corps conique, par exemple en résine époxy chargée de poudre de fer. Pour sa fixation au support 3, elle est alésée axialement sur sa seule portion terminale de plus grande section et le support sur toute sa longueur. Cette fixation est assurée par une tige filetée 4, qui est vissée dans l'alésage de la charge adaptée et traverse le support. Un écrou 5 monté sur la tige est bloqué contre le support à l'opposé de la charge adaptée ainsi elle-même bloquée. La partie terminale de la tige, qui est saillante sur le support et le guide d'ondes, permet l'actionnement du support pour le coulissement de la charge adaptée avec le support dans le guide d'ondes. This adapted load 2 is also called absorbent load. It consists of a conical body, for example made of epoxy resin loaded with iron powder. For its attachment to the support 3, it is axially bored on its only end portion of larger section and the support over its entire length. This fixing is provided by a threaded rod 4, which is screwed into the bore of the suitable load and passes through the support. A nut 5 mounted on the rod is blocked against the support opposite the adapted load thus itself blocked. The end part of the rod, which projects from the support and the waveguide, allows the actuation of the support for the sliding of the load adapted with the support in the waveguide.
Le support 3 est constitué par un corps allongé réalisé d'un seul tenant, en matière plastique, par exemple en PTFE. Sa section droite correspond sensiblement à celle interne du guide d'ondes. Elle est cependant prévue ainsi que précisé ci-après, pour assurer un maintien rigoureux de l'axe de la charge adaptée sur l'axe du guide d'ondes, au cours du coulissement de la charge adaptée, ceci indépendamment des conditions environnantes, notamment de température, donnant lieu à des variations dimensionnelles différentes du guide d'ondes et du support, ou de la présence possible de défauts internes de construction sur l'intérieur du guide d'ondes. The support 3 consists of an elongated body made in one piece, of plastic, for example PTFE. Its cross section corresponds substantially to that of the internal waveguide. It is however provided as specified below, to ensure rigorous maintenance of the axis of the adapted load on the axis of the waveguide, during the sliding of the adapted load, this independently of the surrounding conditions, in particular temperature, giving rise to different dimensional variations of the waveguide and the support, or the possible presence of internal construction faults on the inside of the waveguide.
Le support 3 est tout d'abord précisé en se référant à la figure 1 et plus particulièrement à la figure 2, dans laquelle on a illustré comparativement en pointillés le contour interne du guide d'ondes circulaire, désigné sous la référence 1 de ce guide d'onde. Ce support 3 est de forme initiale cylindrique, dont le rayon externe A est légèrement supérieur à celui interne B du guide d'ondes. Il est rectifié pour définir des méplats longitudinaux 10, qui sont alternés avec des portions semi-cylindriques 11 de sa forme initiale. Ces méplats sont chacun & une distance D de l'axe du support, cette distance D définissant la cote externe des méplats et étant inférieure au rayon de la section interne du guide. The support 3 is firstly specified with reference to FIG. 1 and more particularly to FIG. 2, in which the internal contour of the circular waveguide, designated under the reference 1 of this guide, has been illustrated comparatively in dotted lines. wave. This support 3 has an initial cylindrical shape, the external radius A of which is slightly greater than that of the internal B of the waveguide. It is rectified to define longitudinal flats 10, which are alternated with semi-cylindrical portions 11 of its initial shape. These flats are each at a distance D from the axis of the support, this distance D defining the external dimension of the flats and being less than the radius of the internal section of the guide.
Ces méplats sont identiques entre eux et séparés les uns des autres par des portions semi-cylindriques également identiques entre elles. Ils sont dans cette réalisation au nombre de quatre, en étant deux à deux symétriques et avec entre eux des portions semi-cylindriques également deux à deux symétriques. Bien entendu ce nombre peut être différent, en particulier de trois, cinq ou six, les méplats étant régulièrement répartis et séparés par des portions semi-cylindriques affectées au maintien coaxial du support dans le guide d'ondes circulaire. These flats are identical to each other and separated from each other by semi-cylindrical portions also identical to each other. There are four of them in this embodiment, being two to two symmetrical and with them semi-cylindrical portions also two to two symmetrical. Of course this number can be different, in particular three, five or six, the flats being regularly distributed and separated by semi-cylindrical portions assigned to the coaxial maintenance of the support in the circular waveguide.
Pour ce maintien coaxial du support, les portions semi-cylindriques 11 sont rendues élastiquement déformables. For this coaxial holding of the support, the semi-cylindrical portions 11 are made elastically deformable.
A cet effet, le support 3 comporte des rainures droites 12, qui sont profondes et usinées sur la longueur du support.For this purpose, the support 3 has straight grooves 12, which are deep and machined over the length of the support.
Ces rainures 12 sont ici au nombre de quatre. Chacune d'elles s'étend sous la portion semi-cylindrique concernée et la majeure partie de la largeur de l'un des deux méplats attenants. Elle est ouverte sur le bord de jonction entre cette portion semi-cylindrique et l'autre méplat attenant, ou en variante à proximité de ce bord de jonction mais sur cet autre méplat attenant. Ces rainures définissent des bras longitudinaux 13, indépendants et déformables, à chacun desquels appartient l'une des différentes portions semicylindriques 11.These grooves 12 are here four in number. Each of them extends under the semi-cylindrical portion concerned and most of the width of one of the two adjoining flats. It is open on the junction edge between this semi-cylindrical portion and the other adjoining flat, or alternatively near this junction edge but on this other adjoining flat. These grooves define longitudinal arms 13, independent and deformable, to each of which belongs one of the different semi-cylindrical portions 11.
Les quatre rainures sont identiques et orthogonales l'une à la suivante. Leur profondeur est approximativement égale au rayon A du cyclindre initial formant le support. The four grooves are identical and orthogonal to each other. Their depth is approximately equal to the radius A of the initial cylinder forming the support.
Ainsi qu'illustré, elles forment un angle légèrement supérieur à 90- avec le méplat sur lequel chacune d'elles est ouverte, cet angle étant de 110- environ. Elles ont une largeur suffisante pour permettre l'insertion et le coulissement à frottement du support 3 dans le guide d'ondes par écrasement des rainures. Elles permettent le serrage élastique des portions semi-cylindriques 11 contre les parois internes du guide d'ondes et le maintien coaxial du support dans le guide, du fait de la tendance des rainures à retrouver leur largeur initiale. Cette largeur est prévue de l'ordre de 2 à 4 fois la différence entre les rayons A et B.As illustrated, they form an angle slightly greater than 90- with the flat on which each of them is open, this angle being approximately 110-. They have a sufficient width to allow insertion and sliding friction of the support 3 in the waveguide by crushing the grooves. They allow the elastic clamping of the semi-cylindrical portions 11 against the internal walls of the waveguide and the coaxial maintenance of the support in the guide, due to the tendency of the grooves to regain their initial width. This width is expected to be of the order of 2 to 4 times the difference between the radii A and B.
La description de ce support 3 est complétée en se référant aux figures 1 et 2 et plus particulièrement à la figure 3. The description of this support 3 is completed with reference to FIGS. 1 and 2 and more particularly to FIG. 3.
Le support 3 est prévu de longueur multiple de la longueur d'onde dans le guide d'ondes. Il présente en outre une série de gorges périphériques 15, qui sont réalisées de manière continue sur les portions semi-cylindriques 11 et les méplats, transversalement à l'axe du support, et qui coupent les rainures longitudinales 12. The support 3 is provided with a length multiple of the wavelength in the waveguide. It also has a series of peripheral grooves 15 which are produced continuously on the semi-cylindrical portions 11 and the flats, transverse to the axis of the support, and which cut the longitudinal grooves 12.
Ces gorges ont une très faible largeur et sont équidistantes les unes des autres, en présentant un pas P égal au quart de la longueur d'onde dans le guide d'ondes. These grooves have a very small width and are equidistant from each other, having a pitch P equal to a quarter of the wavelength in the waveguide.
Elles ont une profondeur relativement importante, cette profondeur étant approximativement égale à la moitié du rayon A du cylindre initiale formant le support, ainsi qu'il apparat clairement dans la figure 2 dans laquelle le fond des gorges a été illustré en pointillés et désigné par la référence 15 des gorges.They have a relatively large depth, this depth being approximately equal to half of the radius A of the initial cylinder forming the support, as it appears clearly in FIG. 2 in which the bottom of the grooves has been illustrated in dotted lines and designated by the reference 15 of the gorges.
Ces gorges 15 divisent chacun des bras longitudinaux 13 du support 3 en une suite de segments identiques 16, cette suite comprenant n+1 segments pour n gorges. Ces segments se rétractent et se rel chent individuellement, chacun dans la limite de la déformation rendue possible par la rainure sous-jacente. Ils contribuent ainsi individuellement au serrage du support contre les parois internes du guide d'ondes pour assurer le maintien coaxial précis du support dans ce guide d'ondes. Leur action individuelle permet de compenser les possibles variations de diamètre du guide d'ondes le long de la course du support ou les possibles défauts sporadiques de construction sur les parois internes du guide d'ondes le long de cette course du support. These grooves 15 divide each of the longitudinal arms 13 of the support 3 into a series of identical segments 16, this series comprising n + 1 segments for n grooves. These segments retract and relax individually, each within the limit of the deformation made possible by the underlying groove. They thus contribute individually to the clamping of the support against the internal walls of the waveguide to ensure precise coaxial support of the support in this waveguide. Their individual action makes it possible to compensate for the possible variations in diameter of the waveguide along the stroke of the support or the possible sporadic construction defects on the internal walls of the waveguide along this stroke of the support.
Dans la figure 4, on a montré un guide d'ondes rectangulaire 20 illustré par le seul contour interne de sa section, et un support 21 de section sensiblement correspondante, initialement rectangulaire et légèrement supérieure à celle interne du guide d'ondes. In Figure 4, there is shown a rectangular waveguide 20 illustrated by the only internal contour of its section, and a support 21 of substantially corresponding section, initially rectangular and slightly greater than that internal to the waveguide.
Ce support 21 est rectifié pour présenter des particularités analogues à celles du support 3 précité, dont les différences sont essentiellement précisées ci-après et résultent de la section rectangulaire du guide d'ondes 20. This support 21 is rectified to present features similar to those of the aforementioned support 3, the differences of which are essentially specified below and result from the rectangular section of the waveguide 20.
Il présente en effet sur sa longueur des méplats 22 et 23, dont les côtes notés L et 1 sont légèrement inférieures à celles correspondantes de la section interne du guide d'ondes 20, et des portions saillantes 24 et 25, qui sont dans ce cas droites et résultent de la forme initiale du support et qui présentent donc des côtes L' et 1' légèrement supérieures à celles internes correspondantes du guide d'ondes.It has in fact over its length flats 22 and 23, whose ribs denoted L and 1 are slightly less than those corresponding to the internal section of the waveguide 20, and projecting portions 24 and 25, which are in this case straight and result from the initial shape of the support and which therefore have ribs L 'and 1' slightly greater than the corresponding internal ones of the waveguide.
Les méplats sont usinés sur la majeure partie de la largeur des côtés de la forme initiale du support, en étant identiques sur deux les côtés opposés et en étant alternés avec les portions saillantes sur la périphérie du support. The flats are machined over most of the width of the sides of the initial shape of the support, being identical on two opposite sides and being alternated with the projecting portions on the periphery of the support.
Dans cette réalisation, chaque côté présente un seul méplat et une seule portion saillante. Sur deux côtés consécutifs ou deux côtés opposés du support, les deux méplats sont usinés depuis les bords diagonalement opposés de ces deux côtés, chacun ayant une largeur proportionnelle à celle du côté où il est formé. Bien entendu en variante, chaque côté du support peut présenter deux méplats de même largeur ou non, qui sont séparés par une partie saillante intermédiaire, les côtés opposés du support étant rectifiés en présentant une symétrie par rapport à l'axe du support. In this embodiment, each side has a single flat and a single projecting portion. On two consecutive sides or two opposite sides of the support, the two flats are machined from the diagonally opposite edges of these two sides, each having a width proportional to that of the side where it is formed. Of course as a variant, each side of the support may have two flats of the same width or not, which are separated by an intermediate projecting part, the opposite sides of the support being rectified by having a symmetry with respect to the axis of the support.
Ce support 21 présente aussi des rainures droites 26 et 27 qui sont affectées à la déformation élastique des parties saillantes 24 et 25, indépendamment les unes des autres, et définissent à cet effet des bras longitudinaux incluant chacun l'une des parties saillantes. Chacune de ces rainures est sous jacente et parallèle à la partie saillante à laquelle elle est affectée et s'étend sous une partie importante de la largeur du méplat attenant à cette partie saillante et situé sur le même côté du support. Elle est perpendiculaire à l'autre méplat attenant situé sur le côté consécutif du support, en étant ouverte sur ce dernier méplat à proximité du bord longitudinal de jonction de cet autre méplat et de la partie saillante considérée, ce bord de jonction étant l'arête définie par les deux côtés concernés du support. This support 21 also has straight grooves 26 and 27 which are assigned to the elastic deformation of the projecting parts 24 and 25, independently of each other, and for this purpose define longitudinal arms each including one of the projecting parts. Each of these grooves is underlying and parallel to the projecting part to which it is assigned and extends under a significant part of the width of the flat adjoining this projecting part and located on the same side of the support. It is perpendicular to the other adjoining flat located on the consecutive side of the support, being open on this latter flat near the longitudinal junction edge of this other flat and the projecting part considered, this junction edge being the edge defined by the two affected sides of the support.
Ce support présente également en outre des gorges périphériques, étroites et profondes, non représentées, qui coupent les rainures et divisent chacune des parties saillantes notamment en une suite de segments indépendants. This support also also has peripheral grooves, narrow and deep, not shown, which cut the grooves and divide each of the projecting parts in particular into a series of independent segments.
Ce support 21 dans le guide d'ondes rectangulaire a la même fonction que le support 3 précité dans le guide d'ondes circulaire. Il est également d'une seule pièce et aisé à réaliser et à monter ou démonter dans le guide d'ondes rectangulaire. This support 21 in the rectangular waveguide has the same function as the support 3 above in the circular waveguide. It is also in one piece and easy to make and to assemble or disassemble in the rectangular waveguide.
Le support pour un guide d'ondes de section carrée résulte directement de la transposition du support précité, destiné au guide d'ondes rectangulaire. The support for a square section waveguide results directly from the transposition of the aforementioned support, intended for the rectangular waveguide.
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| ITTO950309A1 (en) | 1996-10-18 |
| FR2718889B1 (en) | 1996-05-31 |
| IT1279127B1 (en) | 1997-12-04 |
| ITTO950309A0 (en) | 1995-04-18 |
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