Note: Descriptions are shown in the official language in which they were submitted.
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L ' invention conoerne le~ Joint~ de dilatation pour gui-
des d'ondes et notamment le~ guldes d'ondes pour les station3
émettrioes de télévi~ion.
Lorsque les guide~ d'ondes ont une grande longueur et
sont dispos~3 dans une ambiance où le~ difPérences de températures
~ont importantes, co~e les variatlon~ naturelles de la tempé-
rature, des oontraintes de dilatation se produisent sur ce~ guide~
d'ondes. C'est le ca~q notamment des station~ émettrices de télévi-
sion, où l~s guidas d'ondes sont en aluminium et ~ont placés le
long d'une ~tructure en acier, un pylône par exemple, et où il s~t
courant de rencontrer des écarts de température de 50C. Pour une
longueur de cent mètres, la dilatation dif~érentielle entre le~
guides d'onde~ et la structure en acier est alor~ de soixante
millimètres.
15Une solution connue oonsiste à donner, au pied du
pylône, un rayon de courbure trè grand au guide d'ondes pour le
raccorder à la ~tation émettrice ; les dilatation~ affectent alors
~l le rayor de courbure sans entra;ner de dé~ormations trop importan~
tes du guide d'ondes ; dans une telle solution le guide d'ondes,
depuis le pied du pylône ~usqu'à ~on sommet, doit être fixé da
manière non rigide à la structure en acier du pylône de façon à ce
que la dilatation puisse jouer librement.
On conna~t également de guides d'ondeq qui permettent
d'accepter des différences de dilatation, 3urtout dans le cas où la
qection des guide~ d'ondes est réduite : ce ~ont des guide~ d'onde
souple~ ont une atténuation relativement élevée et il~ sont
d'une réali3ation diffioile lorsque les guides d'ondes po~3èdent
une grande seotion, comme o'est notamment le ca3 de.~ guides d'onde~
pour les station~ émettrices de télévision.
L'in~ention a pour but de procurer un joint de dila~
tation permettant d'absorb@r les variation~ de longueur d'un guide
d'ondes dues par exemple à das variation3 de température impor-
j tantes.
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Llinvention a également pour but de procurer un joint
de dilatation dont le rapport d'ondes stationnaires reste faible
dans toutes la plage de dilata-tion.
Un joint de dilatation selon l'invention re~endiquée
ici comporte essentiellement, en alignement, un premier et un
second élement de mêmes dimensions internes que le guide d'ondes
et libres de se deplacer longitudinalement l'un par rapport a ~ ~
l'autre. Le joint selon l'invention est caracterise en ce que . ~ :
le premier élement comporte un tube; le second.élément comporte ~ :
un piège établi au moins en partie entre lesdits.éléments et
radialement a l'exterieur du premier.element, la longueur
electrique dudit piège etant egale à la moitie de la longueur
d'onde de la frequence centrale transmise par le guide d'ondes;
en ce que des moyens separent lesdits elements longitudinalement
au niveau du piège par une distance qui varie lorsque la lon- ~
gueur du guide d'ondes varie; en ce que le piège est replie de ~.
manière à obtenir deux lignes de transmi~sion ayant même lon-
gueur electrique, une première ligne ~tant constituée par un
. .
; espace compris entre le premier element et une première branche .
. ~0 longitudinale du second élement, une seconde ligne etant cons-
tituee par un espace compris entre ladite premi~re branche et
une seconde branche longitudinale dont une extremité est repliée .:
et vient en regard de ladite face extérieure du premier element ~ -
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et recouvre une extrémité de ladite première branche, la
deuxieme ligne ayant une largeur plus grande que celle de la
première ligne, donc une impedance plus grande. .~ :
L'invention sera mieux comprise par la description qui
va suivre d'un exemple de realisation illustré par la figure ~.
- annexée qui représente en coupe longitudinale un joint de dila~
tation pour un guide d'ondes rectangulaire.
Le joint de dilatation comporte un premier élement 1 et
un deuxième élément 2 de guide d'ondes rectangulaire, chaque
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élement comportant a une extremite une bxide, 3 et 4 respecti-
vement, pour la fixatlon de ces;élements au guide d'ondes re~-
tangulaire. Les elements 1 et 2 ne sont pas solidaires l'un
de l'autre, et peuvent se deplacer longitudinalemen~ l'un par
rapport a l'autre suivant leur axe~ Le premier élément 1 est un
tube de section droite rectangulaire; le second élément 2 porte
un piege replié sur chacun de.ses grands c8tés; chaque piège est
constitué de deux branches, une premiere branche.S venant en
regard de la face extérieure.du premier.element 1, et une
deuxième branche-6, au dessus de la premi~re branche, qui com-
porte une extremite repllée 7 qui vient en regard de la face
extérieure du premier.élément, et recouvre l'extrémité de la
premi~re branche.
On!obtient ainsi une premiere ligne 8 entre le
premier élément 1 et la premi?re branche 5, et une deuxieme
ligne 9 entre les branches.5 et 6. La premiere ligne a une
longueur électrique moyenne CD et la deuxieme ligne a une lon-
gueur électrique moyenne AB.
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Le plège e~t replié pour diminuer son encombrement, qa
longueur électrique moyenne corre~pond au trajet A B C D E. Le~
longueur~ électriques AB et CD sont voiaines du quart de longueur
dlonde, le3 longueurs électriqueA~ BC et DE étant petite~ par
rapport à la demi-longueur d'onde, de telle ~orte que le court-
circuit qui est matériallsé en A 3e trouve reporté en E. Par
exemple, pour une Préquence de 600 MHz la demi-longu0ur d'onde eA~t
égale à 25 centimètres, et la somme de~ longueurs électrique~ ~C
et DE e~t de 1'ordre de 2,5 à 3 centimètre~. En fonction de la
dilatation de la ligne des guides d'ondes, les éléments 1 et 2 se
déplacent l'un par rapport à l'autre ; la longueur électrique de la
ligne CD se trouve alors seule modifée, entra~nant une variation
de l'impédance ramenée au point E. En adoptant un rapport élevé
entre les impédances des lignes 8 et 9 9 cette variation d'impé-
darce est négligeable dans une a~sez large bande de fréquence, del'ordre de 10% de la fréquence centrale, ~oit 1 5% autour de la
fréquence centrale transml~e par le guide d'ondes. Le~ ligne~ 8 et
9 ont de~ largeur~ difPérentes et par con~équent de~ impédances
dif~érentes La deuxième ligne 9 e~t plu3 large que la première
ligne 8 ; le rapport entre leur~ largeurs e~t de l'ordre de 3 ou
~, 4 ; l'impédance de la deuxième ligne 9 e~t donc 3 ou 4 fois plu~
grande que celle de la première ligne 8.
Pour diminuer encore l'encombrement du piège, donc le3
lon ~ur~ de3 ligne~ 8 et 9, celles-ci peuvent être remplies d'un
matériau diélectrique tel que par exemple la polyéthylène.
A~in de ne pas introduire de rapport d'ondes ~tation~
naires, avec le piège, il faut que le trajet CD~ soit équivalent au
traJet ABC et égal à un quart de longueur d'onde ; bien entendu si
certaines partie~ de ces trajet3 ~e trouvent dans le polyéthylène
ou dans l'air, il con~ient d'en tenir compte.
A titre d'exemple, ~ur de~ guides d'onde~ rectangulaires
de dimension~ 43 x 21,5 centimètre~, à une fréquence ~entrale
de 500 MHz on peut obtenir une ~ariation de 50 millimètres entre
les premier et ~econd élément~ 1 et 2 du joint de dilatatior. sans
que le rapport d'ondes stationnaire~ soit afPecté. En barde IV de
12 télévision le rapport d'ondes ~tationnaires d'un joint de
dilatation e3t inférieur à 1,02 dan~ une bande de 60 MHz.
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Il a été dit que le plège n'était néce~saire que sur les
grands côt~ du joint de dilatation dont bien évidemment le~
dimensions interieures sont les mêmeq que celles das guides
d'ondes auxquels il e~t fixé ; cependant les petits côtes des
éléments du joint de dilatatlon ~qe déplacent les uns par rapport
aux autres ; au~si pour éviter le frottement entre les pièces
métalliques on peut interposer entre oes pièces ure plaque en
matière plastique.
Le joint de dilatation est rendu etanche au moyen d'une
pièce en caoutchouc souple 10 flxée d'une part sur la bride 3 du
~ premier élément et d'autre part sur l'extrémité repliée 7 du
- second élément, tout autour du ~oint de dilatation ; un capot
métallique 11 9 entourant le premier élément, et constitué de deux
parties 12 et 13 pouvant se déplacer l'une par rapport à l'autre
lorsque les éléments du joint de dilatation se déplacent, assure à
la foiQ une protection mécanique de la pièce en caoutchouc et 30n
maintien en place. En e~Pet le3 guides d'ondes tels que ceux
utilise~ dans une station d'émi~qion de télévision sont remplis
d'air sec sou~ pression, la pres~ion normale étant de l'ordre de
30 g/cm~ ; sou~ l'effet de cette pression la pièce en caoutchouc
~ q'écarte du joint de dilatationS et en l'absence du capot métal-
; lique elle devrait supporter cette pres~ion.
; Sur la figure on a représenté deux vérins à Vi9 14 et 15
qui ~ont chacun Pixés aux éléments 1 et 2 du joint de dilatation.
Ces vérins servent à ~ixer la position relative des éléments 1 et 2
du ~oint de dilatation à la température ambiante, et en particulier
à la température à laquelle le montage est e~fectué ; après monta~e
` ces vérin~ devlennent inutiles et ~ont éliminés.
;~ A titre d'exemple, dans l'application à une qtation
d'emlssion de télévision, une colonne de 200 mètre~ de guide~
d'ondes comporte succe~sivement, à partir du sommet : au
niveau 200 mètres un Joint de dilatation, au niveau 130 mètres un
support poids et au-dessous un ~oint de dilatation, au
niveau 60 mètres un nouveau support poids et ur. troisième joint de
dilatation, au bas du pylône un troisième support poids. Bien
entendu les e~fort3 vsrticaux introduits par les supports poids
~ont pris sur des noeuds de triangulation du pylône prévus à cette
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ePfet. La colonne de guide d'ondeq est divisée en trois sections,
chaque support poidq ay~nt à supporter le poid3 d'un tiers de la
colonne, qoit environ 2,5 tonnes pour un guide rectangulaire de
dimensions 43 x 21,5 centimètres en aluminium. L'emploi des ~oint3
: 5 de dllatation supprime la nécessité d'avoir un grand rayon de
courbure du guide d'onde~ au pied du pylône, pour raccorder le
pylône à la tation d'émission proprement dite. Bien entendu cette
station étant distante de plu~ieurs dizaine~ de mètres du pylone,
le guide d'ondes qui la relie au pylône peut également comporter un
ou plusieur~ joints de dilatation.
Bien entendu l'invention n'est pa~ limitée aux joint~ de ~ -
dilatation pour guides d'ondes rectangulaires, quelles que soient
leurs dimen~ions, et s'applique de manière générale à tout type de -~
guides d'ondes et notamment aux guide~ d'ondes circulaires, et ~;
dans ce dernier cas le piège est bien évidemment oirculaire.
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