FR2531575A1 - Waveguide transition device with dual step end coaxial line and microwave circuit comprising such a device. - Google Patents
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Abstract
Description
DISPOSITIF DE TRANSITION GUIDE D'ONDES A DOUBLEDOUBLE WAVEGUIDE TRANSITION DEVICE
REDAN-LIGNE COAXIALE EN BOUT ET CIRCUIT REDAN-COAXIAL LINE AT THE END AND CIRCUIT
HYPERFREQUENCE COMPORTANT UN TEL DISPOSITIF MICROWAVE COMPRISING SUCH A DEVICE
La présente invention concerne un dispositif de transition d'un guide d'ondes à double redan à une ligne coaxiale en bout, assurant une adaptation d'impédance satisfaisante entre les deux lignes de transmission sur une large bande de fréquences Elle concerne également tout Circuit hyperfréquence comportant un tel dispositif. Dans les systèmes de transmission hyperfréquence, -on utilise des dispositifs de transmission de types différents connus tels que lignes coaxiales ou guides d'ondes Ces guides d'ondes peuvent être de forme simple, rectangulaire ou circulaire, ou plus compliquée, s'ils comprennent des redans qui augmentent de façon très sensible leur bande passante et diminuent leur impédance pour le mode dominant TE 10 Une ligne coaxiale et un guide d'ondes présentent The present invention relates to a device for transitioning from a double step waveguide to a coaxial line at the end, ensuring satisfactory impedance matching between the two transmission lines over a wide frequency band. It also relates to any microwave circuit. comprising such a device. In microwave transmission systems, use is made of transmission devices of different known types such as coaxial lines or waveguides These waveguides can be of simple, rectangular or circular shape, or more complicated, if they comprise steps which very significantly increase their bandwidth and reduce their impedance for the dominant mode TE 10 A coaxial line and a waveguide have
bien entendu des répartitions différentes du champ électroma- of course different distributions of the electroma-
gnétique Pour coupler ces deux dispositifs, il est donc nécessaire d'utiliser un dispositif de transition qui modifie progressivement les lignes de champ tout en adaptant au mieux les impédances Il existe différents dispositifs de transition, selon la forme du guide d'ondes à raccorder ou selon la largeur de la bande passante du guide, On peut par exemple citer le dispositif de transition décrit dans un article de Genetics To couple these two devices, it is therefore necessary to use a transition device which gradually modifies the field lines while adapting the impedances as well as possible. There are different transition devices, depending on the shape of the waveguide to be connected or depending on the width of the guide bandwidth, we can for example cite the transition device described in an article by
M M TAKAKIYO NAKAGAMI, HIROYUKI YATSUKA, MASAYUKI M M TAKAKIYO NAKAGAMI, HIROYUKI YATSUKA, MASAYUKI
ISHIZATKI paru dans FUJITSU SCIENTIFIC AND TECHNICAL ISHIZATKI published in FUJITSU SCIENTIFIC AND TECHNICAL
JOURNAL de décembre 1978 et intitulé: "Millimeter wave inte- JOURNAL of December 1978 and entitled: "Millimeter wave inte-
grated circuits using alumina substrates" Dans ce dispositif de transition entre un guide d'ondes à simple redan progressif et une ligne coaxiale, un substrat, sur lequel est gravée une ligne à rubans dissymétriques, dite "ligne microstrip", est pincé entre le redan progressif et le grand côté opposé du guide d'ondes Ce dispositif est grated circuits using alumina substrates "In this transition device between a waveguide with a single progressive step and a coaxial line, a substrate, on which is engraved a line with asymmetrical ribbons, called" microstrip line ", is pinched between the step progressive and the large opposite side of the waveguide This device is
uniquement applicable aux guides d'ondes à simple redan. only applicable to single step waveguides.
Si la ligne coaxiale à raccorder est placée dans un plan perpendiculaire à l'axe du guide d'ondes, on peut utiliser un dispositif de transition dit "perpendiculaire" à plongeur, même dans le cas d'un guide d'ondes à double redan Mais un tel dispositif ne peut pas être utilisé dans le cas o la ligne coaxiale se présente en bout par If the coaxial line to be connected is placed in a plane perpendicular to the axis of the waveguide, a so-called "perpendicular" transition device can be used, even in the case of a waveguide with double step However, such a device cannot be used in the case where the coaxial line is presented at the end by
rapport à l'axe du guide d'ondes.relative to the axis of the waveguide.
L'objet de la présente invention est un dispositif de transition The object of the present invention is a transition device
entre un guide d'ondes à double redan et une ligne coaxiale en bout. between a double step waveguide and a coaxial line at the end.
Le dispositif de transition entre un guide d'ondes à double redan et une ligne coaxiale en bout, objet de la présente invention, dans lequel un substrat, sur chaque face duquel un ruban conducteur est gravé, est pincé entre de'ux coquilles formant un guide d'ondes dont la forme est analogue à celle du guide à raccorder et qui sont symétriques par rapport au plan de symétrie passant entre les redans de celui-ci, est caractérisé en ce que les deux rubans conducteurs, longitudinaux par rapport au guide d'ondes, constituent, du côté de la ligne coaxiale, une ligne "microstrip" dans laquelle le ruban de plus faible largeur est raccordé au conducteurd central de la ligne coaxiale et l'autre ruban constitue le plan de masse et dont l'impédance caractéristique est égale à celle de la ligne coaxiale, et du côté du guide -d'ondes à redans à raccorder, une ligne bifilaire dont la largeur est égale à celle des redans du guide, des moyens adaptant Pimpédance de la ligne "microstrip" à celle de la ligne bifilaire. La présente invention sera mieux comprise à la lecture de la The transition device between a double step waveguide and an end coaxial line, object of the present invention, in which a substrate, on each side of which a conductive tape is etched, is clamped between two shells forming a waveguide whose shape is similar to that of the guide to be connected and which are symmetrical with respect to the plane of symmetry passing between the steps of the latter, is characterized in that the two conductive strips, longitudinal with respect to the guide d waves, constitute, on the side of the coaxial line, a "microstrip" line in which the narrower strip is connected to the central conductor of the coaxial line and the other strip constitutes the ground plane and whose characteristic impedance is equal to that of the coaxial line, and on the side of the wave guide to be stepped to be connected, a two-wire line whose width is equal to that of the steps of the guide, means adapting the impedance of the "microstrip" line to that from there two-wire line. The present invention will be better understood on reading the
description détaillée faite ci-après avec référence aux figures ci- detailed description given below with reference to the figures below
annexées qui représentent: la figure 1, une vue latérale en coupe d'un dispositif de transition de l'art antérieur; la figure 2, un mode de réalisation du dispositif de transition suivant l'invention; la figure 3, une vue de dessus, en coupe, du dispositif de la figure 2; la figure 4, une vue latérale, en coupe, du dispositif de la attached which represent: Figure 1, a side sectional view of a transition device of the prior art; Figure 2, an embodiment of the transition device according to the invention; Figure 3, a top view, in section, of the device of Figure 2; Figure 4, a side view, in section, of the device of the
figure 2.figure 2.
La figure 1 représente un exemple de dispositif de transition de l'art antérieur, entre un guide d'onde à simple redan progressif et une ligne coaxiale en bout Ce dispositif comporté un substrat 1 sur lequel est gravée une ligne "microstripl 2 raccordée à une de ses extrémités à la ligne coaxiale 3 La ligne 2 est pincée, en son autre extrémité, par une patte 4 disposée entre le redan progressifs et le guide 6 La patte 4 exerce une certaine pression sur la ligne FIG. 1 represents an example of a transition device of the prior art, between a waveguide with a single progressive step and a coaxial line at the end. This device comprises a substrate 1 on which is engraved a line "microstripl 2 connected to a from its ends to the coaxial line 3 The line 2 is pinched, at its other end, by a lug 4 disposed between the progressive step and the guide 6 The lug 4 exerts a certain pressure on the line
microstrip 2 Ses dimensions ont été déterminées expérimenta- microstrip 2 Its dimensions have been determined experimentally
lement afin de minimiser le taux d'ondes stationnaires à l'entrée du guide Ce dispositif de transition est utilisé dans le cas des guides in order to minimize the standing wave rate at the entrance of the guide This transition device is used in the case of guides
d'ondes à simple redan.of single step waves.
La figure 2 représente une vue en perspective d'un dispositif de transition conforme à l'invention entre une ligne coaxiale 19 et FIG. 2 represents a perspective view of a transition device according to the invention between a coaxial line 19 and
un guide d'ondes à redans 20.a stepped waveguide 20.
Il comporte un guide d'ondes de forme et de dimensions analogues-à celles du guide à raccorder Il-est constitué de deux coquilles identiques supérieure 15 a (non représentée) et inférieure 16 a, serrées face à face à l'aide des vis ll Entre ces coquilles est pincé un substrat 12 -Il comprend ensuite un tronçon d'adaptation: formé par un guide d'ondes, également constitué de deux coquilles identiques supérieure 15 b et inférieure 16 b, chacune étant munie d'un redan, respectivement 17 et 18 Les coquilles 15 b et 16 b sont serrées face à face par des vis 11 et forment, à leur extrémité qui n'est pas en contact avec les coquilles 15 a/l Ga, un élément de It comprises a waveguide of shape and dimensions analogous to those of the guide to be connected. It consists of two identical shells, upper 15 a (not shown) and lower 16 a, tightened face to face using the screws. ll Between these shells is pinched a substrate 12 -It then includes an adaptation section: formed by a waveguide, also consisting of two identical shells upper 15 b and lower 16 b, each being provided with a step, respectively 17 and 18 The shells 15 b and 16 b are tightened face to face by screws 11 and form, at their end which is not in contact with the shells 15 a / l Ga, an element of
jonction 21 permettant de raccorder le guide 20. junction 21 for connecting the guide 20.
Chaque face du substrat 12 présente un ruban conducteur, Each face of the substrate 12 has a conductive tape,
longitudinal par rapport aux guides d'ondes Ces deux rubans for- longitudinal with respect to the waveguides These two ribbons form
ment, du côté de la ligne coaxiale 19 % une ligne "microstrip P' dans laquelle le ruban de plus faible largeur 13 a est connecté au conducteur central de la ligne 19, l'autre ruban 14 a constituant le plan de masse et étant de largeur au moins égale au triple de celle du ruban 13 a L'impédance caractéristique de la ligne 13 a/14 a est égale à celle de la ligne coaxiale 19, soit 50 x pour une ligne ment, on the side of the 19% coaxial line, a "microstrip P 'line in which the narrower strip 13a is connected to the central conductor of line 19, the other strip 14a constituting the ground plane and being of width at least equal to three times that of the ribbon 13 a The characteristic impedance of the line 13 a / 14 a is equal to that of the coaxial line 19, i.e. 50 x for a line
coaxiale classique.classic coaxial.
Du côté du guide d'ondes 20 à raccorder, les deux rubans conducteurs portés par le substrat 12 formnent une ligne bifilaire 13 b/14 b dont la largeur est égale à celle des redans 17 et 18 du On the side of the waveguide 20 to be connected, the two conductive tapes carried by the substrate 12 form a two-wire line 13 b / 14 b whose width is equal to that of the steps 17 and 18 of the
tronçon d'adaptation 15 b/16 b et à celle des redans du guide 20. adaptation section 15 b / 16 b and that of the steps of the guide 20.
Le substrat 12 et la ligne bifilaire 13 b/14 b sont pincés entre les redans 17 et 18 sur une longueur égale à la moitié de la longueur d'onde 'mrn correspondant à la fréquence centrale de la gamme de The substrate 12 and the two-wire line 13 b / 14 b are pinched between the steps 17 and 18 over a length equal to half the wavelength 'mrn corresponding to the central frequency of the range of
fréquences du guide 20 Des moyens 23 permettent d'adapter l'impé- frequencies of the guide 20 Means 23 make it possible to adapt the impe
dance de la ligne "microstrip" 13 a/14 a à l'impédance de la ligne bifilaire 13 b/14 b Ces moyens 23 peuvent être un transformateur d'impédance, progressif suivant une certaine loi, formé en faisant évoluer la largeur des deux rubans conducteurs de 13 a à 13 b et de dance of the "microstrip" line 13 a / 14 a to the impedance of the two-wire line 13 b / 14 b These means 23 can be an impedance transformer, progressive according to a certain law, formed by changing the width of the two conductive tapes from 13 a to 13 b and
14 a à 14 b respectivement La loi utilisée pour l'adaptation progres- 14 a to 14 b respectively The law used for adaptation progresses-
sive de l'impédance peut être en Dolph-Tchebycheff par exèmple, ce qui présente l'avantage de maintenir le taux d'ondes stationnaires sive impedance can be in Dolph-Tchebycheff for example, which has the advantage of maintaining the standing wave rate
constant sur la bande de fréquences du guide. constant over the guide frequency band.
La figure 3 est une vue du dessus du dispositif représenté en Figure 3 is a top view of the device shown in
figure 2, les coquilles supérieures 15 a et 15 b ayant été enlevées. Figure 2, the upper shells 15 a and 15 b having been removed.
Le substrat 12 est pincé entre les coquilles 15 b (non repré- The substrate 12 is pinched between the shells 15 b (not shown
sentée) et 16 b et la ligne bifilaire entre les redans 17 (non felt) and 16 b and the two-wire line between the steps 17 (not
représenté) et 18 La largeur du substrat 12 diminue progressi- shown) and 18 The width of the substrate 12 progressively decreases
vernent sur une longueur égale au quart de la longueur d'onde moyenne ?m de la bande de fréquences considérée jusqu'à être égale à la largeur du redan 18 et de la ligne bifilaire 13 b/14 b et, à nouveau sur une longueur de m/4 continue de diminuer, ensemble avec la largeur de la ligne bifilaire 13 b/14 b, jusqu'à être égale à lmm environ, ceci afin de passer progressivement d'un intervalle varnish over a length equal to a quarter of the average wavelength? m of the frequency band considered until it is equal to the width of the step 18 and the two-wire line 13 b / 14 b and, again over a length of m / 4 continues to decrease, together with the width of the two-wire line 13 b / 14 b, until it is equal to approximately lmm, this in order to progressively pass from one interval
entre redans rempli de diélectrique à un intervalle sans diélectrique. between steps filled with dielectric at an interval without dielectric.
La figure 4 représente une vue latérale en coupe du dispositif selon l'invention représenté en figure 2 Le ruban conducteur Figure 4 shows a side sectional view of the device according to the invention shown in Figure 2 The conductive tape
13 a/13 b est connecté au conducteur central de la ligne coaxiale 19. 13 a / 13 b is connected to the central conductor of the coaxial line 19.
Avec la plaque conductrice 14 a/14 b il forme du côté de la ligne coaxiale 19 une ligne "microstrip" dont le plan de masse est 14 a et du côté du guide d'ondes 20, une ligne bifilaire qui est pincée entre les deux redans 17 et 18 des coquilles 15 b/16 b sur une longueur de t m/2 Les deux coquilles 15 b/16 b forment un tronçon d'adaptation dans lequel la hauteur 24 entre lés redans 17 et 18 est égale a l'épaisseur du substrat 12 avec ligne bifilaire 13 b/14 b, sur une longueur de ?àm/2 puis varie progressivement de façon à adapter l'impédance du tronçon d'adaptation, au niveau de l'extrémité de la ligne bifilaire 13 b/ 14 b, à l'impédance du guide d'ondes 20 afin de With the conductive plate 14 a / 14 b it forms on the side of the coaxial line 19 a "microstrip" line whose ground plane is 14 a and on the side of the waveguide 20, a two-wire line which is pinched between the two steps 17 and 18 of the shells 15 b / 16 b over a length of tm / 2 The two shells 15 b / 16 b form an adaptation section in which the height 24 between the steps 17 and 18 is equal to the thickness of the substrate 12 with two-wire line 13 b / 14 b, over a length of? to m / 2 then varies gradually so as to adapt the impedance of the adaptation section, at the end of the two-wire line 13 b / 14 b , to the impedance of the waveguide 20 in order to
minimiser le taux d'ondes stationnaires à l'entrée de celui-ci. minimize the standing wave rate at the entrance thereof.
L'adaptation d'impédance dans le tronçon 15 b/16 b peut être par The impedance adaptation in the 15 b / 16 b section can be by
exemple en Dolph-Tchebycheff.example in Dolph-Tchebycheff.
A titre d'exemple pour raccorder une ligne coaxiale 50 N à un guide d'ondes travaillant dans la bande de fréquences X-Ku de 6,8 à As an example to connect a 50 N coaxial line to a waveguide working in the X-Ku frequency band from 6.8 to
18 G Hz, un substrat de constante diélectrique ER = 2,2 et d'épais- 18 G Hz, a substrate of dielectric constant ER = 2.2 and thick-
seur 0,8 mm assure un bon fonctionnement à 18 G Hz Dans ce cas, le ruban 13 a a une largeur de 2 e 3 mm à son extrémité connectée à la ligne coaxiale 19 Ceci donne à la ligne "microstrip"I 13 a/14 a une impédance caractéristique de 50 X Le dispositif de transition conforme à l'invention présente entre autres avantages une très grande facilité de montage et de 0.8 mm seur ensures proper operation at 18 G Hz In this case, the tape 13 has a width of 2 e 3 mm at its end connected to the coaxial line 19 This gives the line "microstrip" I 13 a / 14 has a characteristic impedance of 50 X The transition device according to the invention has, among other advantages, a very easy assembly and
démontage.disassembly.
Il a été représenté à titre d'exemple un dispositif de transition entre une ligne coaxiale et un guide d'ondes rectangulaire à double redan Mais la présente invention est également applicable aux There has been shown by way of example a transition device between a coaxial line and a rectangular waveguide with double step. However, the present invention is also applicable to
guides d'ondes circulaires à double redan. circular waveguides with double step.
Le dispositif de transition, objet de la présente invention The transition device, object of the present invention
trouve sa principale utilisation dans tout circuit hyperfréquence. finds its main use in any microwave circuit.
Claims (7)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR8100311A FR2531575B1 (en) | 1981-01-09 | 1981-01-09 | WAVEGUIDE TRANSITION DEVICE WITH A DOUBLE REDAN-LINE COAXIAL END-TO-END AND MICROWAVE CIRCUIT COMPRISING SUCH A DEVICE |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| FR8100311A FR2531575B1 (en) | 1981-01-09 | 1981-01-09 | WAVEGUIDE TRANSITION DEVICE WITH A DOUBLE REDAN-LINE COAXIAL END-TO-END AND MICROWAVE CIRCUIT COMPRISING SUCH A DEVICE |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FR2531575A1 true FR2531575A1 (en) | 1984-02-10 |
| FR2531575B1 FR2531575B1 (en) | 1987-09-04 |
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ID=9253998
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FR8100311A Expired FR2531575B1 (en) | 1981-01-09 | 1981-01-09 | WAVEGUIDE TRANSITION DEVICE WITH A DOUBLE REDAN-LINE COAXIAL END-TO-END AND MICROWAVE CIRCUIT COMPRISING SUCH A DEVICE |
Country Status (1)
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| FR (1) | FR2531575B1 (en) |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| CL | Concession to grant licences | ||
| ST | Notification of lapse |