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SYSTEMES ELECTRIQUES DE SIGNALISATION PAR ONDES A FREQUENCES ULTRA HAUTES ET APPAREILS UTILISES
DANS CES SYSTEMES
L'invention concerne la transmission d'ondes électromagné- tiques à des fréquences ultra élevées, et plus particulièrement, mais non exclusivement, à des méthodes et appareils pour mesurer
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et utiliser des ondes de ce genre dans des guides diélectriques.
Dans la description suivante l'expression "guide diélectrique" se rapporte à un corps de matériel diélectrique limité par un milieu de discontinuité.
Un des buts principaux de l'invention est de prévoir des appareils nouveaux et perfectionnés, ainsi- que des méthodes cor- respondantes pour améliorer l'efficacité et les impédanoe égalisa- trices dans le fonctionnement des guides diélectriques.
Un autre but de l'invention est de prévoir la formation d'en -des électromagnétiques courtes dans un but de radio transmission ou pour la transmission à travers des guides diélectriques.
Dans les arrangements décrits on a aussi cherché à recevoir et à utiliser de l'énergie à ondes courtes soit par des procédés radiophoniques, ou soit au moyen d'un guide diélectrique.
Encore un autre but de l'invention est de prévoir des appa- reils et des méthodes convenables pour améliorer l'amplification et la translation des ondes à fréquences ultra élevées.
Ces divers buts, ainsi que d'autres non spéoialement désigné ici, seront mieux oompris d'après la description suivante de quelque modes de réalisation pratique, mais il doit être compris que la di- te invention n'est pas limitée à ces types particuliers de réalisa- tion, qui ne sont donnés qu' titre d'exemples.
Référant aux dessins ci-joints :
La fi ure 1 donne une vue d'un arrangement électrique réson- -nant présentant des propriétés fondamentales pour l'égalisation des impédances;
La figure 2 est uniforme de l'arrangement utilisé pour équi- librer une source d'ondes par rapport à un guide diélectrique;
Les figures 3 et 3A montrent en détail un génértuer ou une source convenable d'ondes guidables diélectriquement;
La figure 4 eet une autre modification apportée à la récep- tion d'ondes électromagnétiques;
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Les figures 5 et 6 se rapportent encore à d'autres modifi- cations applicables à l'amplification ou à la translation d'ondes électromagnétiques courtes;
La figure 7 montre un ondemètre adapté pour être utilisé avec un système à guides diélectriques;
Les figures 8,9, 10 et 11 se rapportent à des détails de l'ondemètre montré figure 7.
La figure 12 est un diagramme donnant une courbe typique de la précision de l'appareil.
Dans un guide diélectrique tel que désigné ci-dessus, la matière diéleotrique peut être un bon isolateur quelconque, de pré -férence à faible perte. Si cette matière a une constante diéleo- trique relativement haute, le milieu de discontinuité peut être constitué par la limite commune existant entre la matière et l'air environnant. Le milieu de discontinuité peut aussi être sitmé à la limite de la matière et d'une enveloppe métallique enveloppante.
Ainsi que la description suivante le fait mieux ressortir, des dié- leotriques fluides sont particulièrement bien adaptables pour les buts envisagés. Quand l'air est utilisé comme fluide diélectrique, la construction devient extrêmement simple. Le guide peut avoir la forme cylindrique, mais d'autres formes peuvent être de préfé- rence choisies dans certains cas particuliers.
Sous certaines conditions déterminées, les ondes peuvent être propagées le long d'un guide diélectrique et peuvent être ré- fléchies en des points de discontinuité prévus sur le chemin suivi par ces ondes. Des points de discontinuité typiques peuvent être constitués par des diaphragmes en forme de piston et d'iris placés perpendiculairement à l'axe du guide. L'action même de réflexion d'une onde donne lieu à des composantes réactives non semblables à celles introduites par les inductances ou les capacités dans la transmission ordinaire des courants alternatifs.
Une courte pièce de guide peut être terminée à ses deux
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extrémités respectivement par un diaphragme en forme d'iris et par un diaphragme en forme de piston. Cet arrangement prévoit une chambre fortement résonnante, analogue à une colonne d'air ou à un tuyau d'orgue résonnant bien connu en acoustique. La figure 1 don- ne une forme d'une telle chambre électriquement résonnante, et ainsj qu'il est montré, elle comprend un cylindre creux 1 en laiton pou- vant avoir, par exemple, un diamètre de cent vingt-septmillimètre! et une longueur de six cent dix millimètres. Près d'une extrémité de ce cylindre est un piston 2 ajusté avec précision et qui peut être réglé dans la position voulue au moyen d'un volant, d'un pi- gnon ou d'une crémaillère.
Un bon contact électrique peut être assuré entre le piston 2 et la paroi du cylindre 1 au moyen de pi- èces en bronze phosphoreux 3 disposées à la périphérie du piston, ou bien encore au moyen de billes logées dans une rainure en forme de V. A l'autre extrémité du cylindre est montée une plaque 4 dans laquelle est découpée une ouverture circulaire 5 dont le dia- mètre peut être, par exemple, égal à la moitié du diamètre du cylindre lui-même.
On a trouvé par expérience, et au moyen d'analyses mathéma- tiques, que quand une telle chambre est excitée par une intensité électromotrice alternée ayant, par exemple, une fréquence de deux mille mo., et que la longueur de cette chambre varie par suite du déplacement du piston 2, des conditions de résonance peuvent être créées à l'intérieur de la chambre. La résonance a lieu à des in- tervalles réguliers d'une demi-onde en concordance avec le phéno- mène des ondes stationnaires bien connu . Même dans cette forme simple, le dispositif fonctionne comme un ondemètre et la tige at- tachée au piston 2 peut être approximativement graduée dans ce but Cette condition de résonance est indiquée par la lecture maximum d'un compteur 6 quand il est actionné par un détecteur à cristal 7 faiblement couplé à la chambre de résonance.
Les principes généraux d'égalisation d'impédance,tels qu'ici.
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décrits,sont les mêmes pour toutes les formesd'ondes électroma- gnétiques qui peuvent être propagées dans des guides d'ondes.
Cependant, à titre d'exemple, on suppose par la suite que le type d'onde magnétique asymétrique, ou type Hl, est envisagé. La réso- nance dépend d'une condition d'ondes stationnaires. Cette dernière a lieu quand aeux trains directement opposés d'ondes semblabes de même longueur et rigoureusement de même amplitude, se rencontrent.
Dans le cas envisagé, les deux trains correspondent respectivement à un train propagé vers la droite de la figure 1, et à un autre train résultant du premier et réfléchi par le piston 2. Quand la ohambre est convenablement accordée, de sorte que l'amplitude soit maximum, la réflexion a lieu à la fois au piston 2 et à la/paroi d'extrémité 4 entourant l'ouverture 5. Quand des conditions sta- bles ont été atteintes, seulement assez d'énergie passera dans la chambre à travers l'iris 5 pour compenser la dissipation relative- ment faible produite en raison de la résistivité des parois de la chambre et peut être d'autres pertes provenant du fonctionnement des appareils placés dans la dite chambre.
Celle-ci,comme un tout, présente aux ondes s'approchant de gauche de l'iris 5, une impédan- ce qui peut varier à travers une large rangée suivant la proximité de résonance à laquelle la chambre est accordée et aussi des di- mensions de l'ouverture 5.
Des points nodaux et des boucles de force électrique se pro -duisent dans la chambre. Ceux-ci correspondent respectivement à des régions situées le long de l'axe de la chambre ou la force élec -triche est un minimum et un maximum. L'espace voisin d'une boucle de force électrique apparaît comme d'une amplitude extrêmement hau -te pour une petite source ou récepteur placé dans cet espace. Sem- blablement, un point nodal de force électrique apparait comme une impédance extérieure faible.Des points intermédiaires prévoient des impédances intermédiaires.6'est un principe général bien connu en électricité qu'un dispositif fonctionne plus efficacement quand il
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agit dans sa propre impédance caractéristique.
Une chambre de réso -nance, telle que celle montrée figure 1, peut donc être utilisée comme une impédance extérieure convenable dans laquelle une source ou un récepteur d'ondes peut efficacement fonctionner. pour les buts poursuivis présentement, on peut considérer comme source ty- pique des générateurs d'ondes électriques, des circuits de sortie d'amplificateurs, ou les extrémités de guides d'ondes fournissant l'énergie au système. Semblablement, un récepteur typique peut con- sister en un-détecteur ou toute autre forme de récepteur d'ondes électriques, ou bien encore le circuit d'entrée d'un amplificateur ou l'extrémité d'un guide d'onde dans lequel les dites ondes doivent être fournies.
Dans ces conditions, la chambre peut être considérée comme un dispositif égalisateur d'impédance ou transformateur quelque peu analogue au simple circuit accordé utilisé communément en radiopho -nie. Comme on le sait, ce dernier est fréquemment utilisé pour pro -duire approximativement un équilibre entre une antenne radiophoni- que et le circuit d'entrée de grille du premier étage d'un amplifi -cateur à fréquence radiophonique. Cela est effectué en réglant les unités respectives à travers le nombre voulu de tours de l'induc- tance.
La figâre 2 montre un générateur d'ondes électriques qui uti- lise ces principes fondamentaux. Il consiste en une unité oscilla- trice 21 pourvue d'un piston 22 et d'un iris ajustable 23 disposés ainsi qu'il est montré. Ces différents éléments peuvent être conve- nablement rixés entre eux au moyen d'anneaux de fixation 24. Pour des fréquences de deux mille me. il convient de choisir un diamè- tre extérieur de ces unités de cent vingt-sept millimètres et d'utiliser de l'air comme diélectrique interne.
L'iris ajustable 23, qui peut être du type employé dans les caméras, est pourvu d'un manchon 25 qui règle le diamètre de l'ou- verture, ainsi qu'un index portant une échelle graduée 26. Alterna- -tivement, des plaques interchangeables dans lesquelles des trous
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de dimensions appropriées ont été prévus, peuvent être employées.
L'ensemble oscillateur 21, montré en détail figures 3 et 3A, comprend un tube Barkhausen 31 à grille en spirale. Les deux extré -mités 32 et 33 de cette grille, chargée positivement, sont connec- tées à des points diamétralement opposés sur le guide 34, à travers un condensateur dérivé ayant la forme d'un anneau intérieur légère- ment plus petit 35 isolé de la paroi principale du guide 34 au moy- -en d'une mince couche de mica. Des connexions extérieures avec cet anneau, peuvent avoir lieu à travers l'une ou l'autre des bor- nes 37 et 38. Ces bornes sont isolées du guide principal au moyen de rondelles en bakelite. Le but du condensateur dérivé est d'em- pêcher qu'une partie appréciable quelconque des ondes résidant à l'intérieur de la chambre ne puisse communiquer avec l'extérieur.
Les conducteurs d'amenée 39 et 40 du filament du tube Barkhausen conduisent respectivement à des bandes de feuilles d'étain isolées 41 et 42, comprenant chacune un autre condensateur dérivé et relié à l'extérieur à travers deux bornes 44 et 45. Le conducteur d'ame- née 46 pour l'anode se connecte à une plaque diamétrale rigide 57 qui, à son tour, est reliée électriquement aux parois du guide principal. Les deux bandes de feuilles d'étain 41 et 42 sont iso -lées du'conducteur diamétral plus rigide 57 au moyen de feuilles de mica 55. Ces bandes continuent autour de la paroi intérieure des deux moitiés respectives du guide vers leurs bornes 44 et 45.
Ces trois plaques ensemble, constituent un condensateur dérivé rela- tivement mince qui s'étend le long d'un chemin équipotentiel pour les ondes du type H1 fournies. Donc oe condensateur ne peut pas influencer fortement la propagation des ondes dû type H1 La sé- paration entre les trois ensembles dérivés et la paroi du guide a été représentée à une échelle exagérée au dessin. Une cinquième borne 48 mise à la terre est prévue sur le guide et assure une con -nexion vers l'anode. Il est possible, et en réalité souvent dési- rable, d'interchanger la connexion 57 avec l'une ou l'autre des con -nexions 41 ou 42. Cela évite de placer le tube à un potentiel
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oonstant relativement élevé par rapport à l'anode du tube Barkhau -sen.
Des fils séparés conduisent des bornes à travers le côté ex -trieur du guide vers un connecteur 59 et delà à une source d'éner -gie à courant continu non montrée. Le tube Barkhausen utilisé dans le générateur particulier décrit a été exposé en détail par MM KELLY et SAMUEL dans le journal "Electrical Engineering" du mois de Novembre 1934, Volume 53, page 1504.
L'emploi d'un oscillateur Barkhausen dans cet arrangement est simplement donné à titre d'exemple. Des oscillateurs du type magnétron, des oscillateurs à étinoelles, ou d'autres sources d' ondes, peuvent être aussi utilisés à condition d'apporter quelques légères modifications. La meilleure position de l'oscillateur re- lativement aux deux extrémités de la chambre, ainsi que l'emplace- ment du piston et de l'iris de la figure 2, sont fonction des im- pédances respectives de l'oscillateur et de la charge extérieure, et elles peuvent être le mieux déterminées par expérience. En gé- néral, elles ne doivent pas être les mêmes que celles déterminées pour le cas plus idéal montré figure 1. Si une seule fréquence est désirée, il est naturellement possible de construire un générateur extrêmement simple avec toutes les dimensions déterminées.
L'énergie fournie par le générateur sort de l'ouverture de l'iris soit dans l'espace environnant, ou soit dans un guide d'on -des connecté aux autres appareils couplés à l'arrangement. Si 1' énergie fournie doit être radiée, ces caractéristiques doivent être déterminées par des moyens convenables. On peut facilement vérifier que le champ est polarisé dans le plan des connecteurs 32 et 33 ( figure 3) et qu'il possède une directivité considérable comme il est lancé dans l'espace.
La figure 4 montre une modification apportée à la chambre de résonance, cette modification convenant particulièrement pour une réception efficace des ondes électriques. La construction est dans sa généralité semblable à celle décrite précédemment. Un dé-
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-tecteur 20 en forme de cartouche remplace le tube Barkhausen 31 de la figure 3. Des cristaux de galène au silicon ou carborundum, montés d'une manière convenable, peuvent être utilisés dans-ce but.
Pour les ondes du type Hl ce détecteur est monté d'une manière capa -oitive en des points diamétralement opposés des parois du guide à travers des condensateurs dérivés 52 et 53. Des connexions vers l'extérieur du guide sont faites à travers des bornes isolées 54 et 55, et delà au connecteur à fiohe 58 qui peut être relié à un dispositif indicateur de signaux. Un piston 2 et un diaphragme à iris 4 sont placés exactement comme dans le cas de la figure 1.
Dans certains cas il est désirable de monter le détecteur comme une unité séparée dans une courte section du tuyau, et alors il est nécessaire de lui connecter l'ensemble des pistons et le di- aphragme à iris par des moyens de fixation exieurs, ainsi qu'il est décrit dans la figure 2. Il est possible d'utiliser à la pla- ce du détecteur à cristal un tube thermoionique diode ou triode.
Dans ce cas on doit prévoir de l'énergie courant continu vers les différentes électrodes. Naturellement cela peut être fait au moyen de condensateurs dérivés du type décrit précédemment.
La fonction de la chambre accordée dans ce cas est d'appli- quer un maximum d'énergie d'onde reçue à travers l'iris 5 dans le détecteur à cristal 20. Dans cette connexion il convient de consi- dérer la chambre comme un transformateur qui équilibre le milieu extérieur à iris par rapport au détecteur à cristal. Si des.ondes transmises à travers des guides doivent être reçues, la chambre est simplement fixée directement au guide et des ajustement appropriés sont faits pour un signal maximum. Si des ondes radiophoniques sont reçues, il est désirable de placer un dispositif tel qu'un cornet, extérieurement à l'iris afin d'accroître la réception et d'augmenter l'intensité des signaux reçus.
La figure 5 se rapporte à une application de la chambre de résonance à l'amplification ou à la translation d'ondes à fréquence
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très élevée ou hyper-fréquence. Pour obtenir les meilleursrésul- tats, un tube à vide de forme spéciale doit être utilisé, dont une structure convenable est montrée sur la figure 6. Le tube peut être une triode ainsi. qu'il est montré, et dans ce cas la grille est formée d'une membrane métallique perforée qui divise le tube en deux chambres séparées.
La membrane métallique comprend la grille, qui s'étend à travers les parois en verre de l'enveloppe, et est suffisamment large pour qu'elle puisse être soudée ou autre -ment connectée à une feuille métallique de dimension considérable Par cet arrangement les deux moitiés du tube à vide peuvent être placées dans des compartiments séparés ou chambres sans aucun ac- couplement, excepté le passage des électrons à travers la grille et la très petite valeur d'induction électrique (effet de capaci- té) à travers les mailles de la grille ou de l'écran.
Une des raisons de limitation de l'emploi des tubes à vide ordinaires comme amplificateurs pour des fréquences extrêmement élevées est un accouplement incontrôlable entre les circuits de grille et de plaque qui résulte de la proximité des conducteurs de grille et de plaque dans le scellement en verre ou autre par- tie du tube. Le type de tube décrit ici permet des arrangements possibles par lesquels les circuits de grille et de plaque ou les compartiments sont toujours complètement protégés l'un de l'autre.
Considérant de nouveau la figure 6, une enveloppe en verre, qui peut être rigoureusement de forme sppérique est divisée en deux moitiés 71 et 72. Ces deux moitiés sont séparées par une mem -brane métallique 73 s'étendant à travers les parois de l'envelop -pe en verre, d'une manière suffisante pour pouvoir être reliées électriquement à une feuille métallique plus large quand cela est nécessaire. Ainsi que cela a été mentionné, cette membrane est perforée de manière qu'elle puisse fonctionner comme une grille à travers laquelle les électrons peuvent facilement passer. Des li- gnes de force électrique d'autre part ne peuvent pas facilement
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traverser les mailles, excepté peut être celles associées ou atta- chas aux électrons.
Une source d'électrons 76, qui dans le cas envisagé est un filament chauffé, et une plaque 77 sont placées de part et d'autre de la grille 73. Les dimensions et les espacements relatifs du filament, de la grille et de la plaque, aussi bien que la dimension des perforations elles-mêmes, sont conformes en géné- ral à la pratique ordinaire observée dahs la construction des tu- bes à vide. Les conducteurs 74 et 75 d'amenée du courant au filament et à la plaque doivent être de préférence en direction diamétrale. ment opposée et peuvent être perpendiculaires au plan de la grille 73
Cette grille 73 peut être perforée d'une série de trous cir- -oulaires, ou elle peut consister en ouvertures oarrées ou d'autre foras, suivant le cas.
Sur la figure 5 les conducteurs d'amenée à la plaque et au filament passent à travers des douilles isolantes prévues dans les parois du guide. Cela empêche un court-circuit du courant continu ou des composantes à basses fréquences s'écoulant à travers ces conducteurs. Les oondensateurs dérivés 84 et 88 qui pen -vent être du type montré figure 4, sont, prévus pour empêcher les ondes à hautes fréquences résidant dans le guide de passer à tra- vers les douilles vers l'extérieur. La force électrique des ondes peut être supposée dans le plan du dessin et perpendiculaire au plan de la grille.
Sur cette figure 5, les ondes se déplacent de gauche à droite dans le guide diélectrique 80 à travers le diaphragme à iris 82,et dans la chambre métallique cylindrique 81 qui est limitée à son au- tre extrémité par le piston mobile 83. La chambre peut être remplie d'un diélectrique à faible perte, tel que l'air atmosphérique. Les ondes qui représentent une différence de voltage entre la partie su- périeure et la partie inférieure de la chambre, influencent les con- -duoteurs d'amenée au filament 78. Par cet arrangement la différence totale de voltage est communiquée au petit espace compris entre le filament 76 et la grille 73. Cette dernière est maintenue au poten-
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-tiel du guide c.à.d. au potentiel de la terre.
Cela tend à ac- croftre ou à réduire le flux électronique entre le filament et la plaque suivant la polaritéde ce voltage instantané. Ce changement de flux électronique passe non seulement à travers l'espace com- pris entre le filament et la grille, mais aussi à travers l'espace compris entre la grille 73 et la plaque 77. Cette dernière est si- tuée aans une autre chambre 84 qui est semblable en tous points à la chambre 81. Cela induit aans cette chambre une nouvelle force électromotrice et par suite un nouvel ensemble d'ondes, en général d'amplitude plus baule que celle s'exerçant dans la chambre 81 pour une transmission à travers le guide diélectrique 90..
En considéra -tion du temps de transfert des électrons aans le dispositif à dé- charge, il peut être désirable dans certaines formes de réalisatior que les fréquences employées soient relativement basses, telles que par exemple celles situées vers la fréquence de rupture d'un tube tubulaire métallique de six cent-dix millimètres de diamètre.
Afin d'accroître pratiquement le voltage appliqué entre le filament et la grille, la ohambre entre le piston 83 et le diaphrag -me 82 est acoordée suivant les principes décrits précédemment.
D'une manière semblable la chambre supérieure peut être accordée en changeant la distance existant entre le piston 86 et le dia- phragme 85. Ni l'une ni l'autre de ces dimensions ne peut être spé- oifiée d'une manière préoise. Dono, en pratique il est nécessaire de les régler aux conditions qui existent en ce qui concerne la fréquence et la charge.
La construction détaillée de l'ondemètre conforme à l'inven -tion est maintenant décrite. Dans la transmission d'ondes élec- tromagnétiques à travers un conducteur métallique creux contenant un diélectrique, il est nécessaire d'utiliser des fréquences exces- sivement hautes, par exemple des fréquences de l'ordre de mille cinq cents mc par seconde, et même plus. Pour mesurer ces fréquen -oes, ou les longueurs d'ondes correspondantes, la technique utili-
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-sée dans la rangée des fréquences radiophoniques ordinaires et comprenant des circuits accordes composés de bobines et de conden- sateurs, n'est pas applicable.
De même, la méthode fréquemment utilisée dans les rangées de fréquences ultra élevées, reposant sur les effets de résonance produits sur une paire de fils ou sur un dispositif Lécher, tel qu'un pont oourt-oirouiteur déplacé le long des fils, devient rapidement inexact à mesure que la fréquence s' approche de la rangée utilisée dans le guide diélectrique. De plus, l'arrangement Lécher a double fil n'est pas bien adapté pour répon -dre à une faible quantité d'énergie d'une onde électromagnétique passant dans un guide diélectrique.
D'autre c6té, les propriétés d'une paire de conducteurs coaxiaux dans lesquels le conducteur cy -lindrique central forme un des cotés du circuit tandis que la pa- roi intérieure du conducteur extérieur forme l'autre côté, sont bien adaptées pour mesurer les longueurs d'ondes aux fréquences en -visagées.
On a démontré précédemment que dans une paire de conducteurs coaxiaux faits d'une bonne matière conductrice et ne contenant pra- tiquement aucune matière diélectrique, la longueur d'onde d'une per -turbation électromagnétique est égale à la longueur d'onde d'une, perturbation dans l'air et est d'une différence négligeable avec la longueur d'onde dans le vide. Puisque la vitesse de propagation d'une onde électromagnétique dans le vide est de 3 X 1010 cm. par seconde, dès lors si la longueur d'onde est mesurée, la fréquence peut être immédiatement trouvée,de la relation
EMI13.1
f 3 l1 10':1: y où ! désigne la fréquence en mégacycles par seconde et X la lon- gueur d'onde en centimètres.
Dès lors, si la longueur d'onde dans la paire de conducteurs coaxiaux est mesurée, la fréquence peut être obtenue de la formule préoédente.
La figure 7 montre un ondemètre oonforme à la présente in- vention, et est particulièrement adaptable pour être utilisé avec
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un système à guides diélectriques. Le guide est représenté par une courte section d'un tube métallique 101, etdans le cas envisa- gé le diélectrique est de l'air. L'ondemètre lui-même comprend un conducteur intérieur 102 et un conducteur extérieur 103 d'une paire coaxiale. Ces conducteurs sont en laiton, ou en cuivre, ou en une bonne matière conductrice quelconque. Le conducteur cen- tral 102 est de forme. tubulaire, et le long de son axe se trouve placé un troisième conducteur cylindrique ou tige 104 qui,à son extrémité inférieure, passe à travers un petit trou 105 prévu dans la paroi du tube 101.
La tige 104 se termine à sa partie supérieu -re par un petit bouton 106 au moyen duquel cette tige peut être déplacée axialement à travers le conducteur 102 de manière que cet -te tige 104 puisse s'étendre sur une distance plus grande ou plus petite dans le tube 101.
Ainsi qu'il est montré plus en détail sur la figure 8, le conducteur 102 est fixé à sa partie inférieure à un mince disque circulaire 107 fait d'une matière isolante offrant une faible per- te, ce disque étant fixé à son tour à un autre disque circulaire 108 de laiton ou de cuivre. Ce dernier est connecté à l'extrémité inférieure du conducteur extérieur 103.
Suivant la figure 7, un cylindre fileté 109 entoure le con- ducteur intérieur 102, ce cylindre 109 glissant sur le conducteur 102, et portant à son extrémité inférieure un piston court-circui- teur 110 à travers lequel des connexions sont établies entre les conducteurs intérieur et extérieur 101 et 102 de la paire ooaxiale.
Le piston 110 porte une petite saillie 111 qui glisse dans une rai -nure 112 du conducteur extérieur 103. Cette saillie 111 est pour -vued'un' index qui, en combinaison avec une échelle graduée en cen -timètres 113, laquelle est attachée au conducteur 103, sert à in- diqûer la position du piston 110. Dans le cas particulier envisa- gé, l'échelle a une longueur approximative de trente-cinq centimè- tres. La pièce rotative 114, montrée en détail figure 9, est pour- vue d'un écrou fendu 115 qui engage la section filetée 109.
Le
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filetage de cette section est tel qu'une révolution complète de la pièce 114 fait avancer le piston 110 d'une distance égale à un milli -mètre. pour un mouvement rapide du piston à travers des distances considérables, l'écrou 114 est dégagé de la partie filetée au moyen du levier 116, de manière que le piston peut être mû au moyen du oylindre fileté 109 s'étendant au-dessus de la pièce 114.
Les détails du piston 110 sont indiqués sur la figure 10. Un disque en laiton ou en cuivre 126, de diamètre légèrement inférieur à celui du conducteur 103 et présentant un trou central légèrement plus grand que le conducteur 102, est biseauté sur son bord extéri- eur et sur le bord du trou. Un disque annulaire en bronze phospho- reux, ou en laiton 127, renforcé par un disque ou anneau annulaire 128 en laiton, est fixé au disque 126.
Dans une rainure en forne de "V",prévue entre le disque 127 et le bord biseauté du disque 126, se trouve un certain nombre de billes en bronze ou en aoier 129.La force exercée sur ces billes est suffisante pour forcer celles-ci à venir en contact intime avec les conducteurs 102 et 103, et pour les amener à suivre les irrégularités qui pourraient se produire dans le diamètre de ces conducteurs. Une bonne connexion électri- que est ainsi assurée entre les deux conducteurs 102 et 103.
Un rectificateur à cristal 130 est aussi montré sur la figu- re 7, ce rectificateur étant enfermé dans une enveloppe en laiton ou en cuivre 131 et est adapté pour un mouvement vertical le long du conducteur 103, car il est maintenu contre ce dernier par des glissières ou autre dispositif analogue 132. Ce déteoteur et son mode de montage sont montrés en détail sur la figure 11. Une des extrémités d'un cylindre 133, fait en bakelite ou autre matière iso -lante convenable, est taraudée axialement de manière qu'une courte longueur d'une tige en laiton 134 peut être vissée dans cette ex- trémité. Cette tige porte à son extrémité une petite cuvette dans laquelle est montée fermement une petite pièce cylindrique du cris -tal rectificateur 135, par exemple en silicium, avec la face expo-.
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-sée fortement polie. A l'autre extrémité est vissée une autre pièce semblable 136 portant à son bout une Petite longueur d'un fil fin 137 de Tungstène ou de bronze phosphoreux. Ce fil fin est en léger contact avec la face du cristal, la pression de contact pouvant être réglée au moyen de la tige filmée 136. L'antenne 120 est connectée à une des extrémités du cristal tandis que l'autre extrémité aboutit à un jack 138 à travers lequel une connexion peut être réalisée avec un galvanomètre ou un microampèremètre 140.
Un conducteur en spirale 141 ou une bobine de réactance pour hau- tes fréquences, s'étend de l'antenne à un seoond jack 139, un pe- tit condensateur dérivé 141 étant connecté à travers les bornes des jacks pour empêcher le passage de l'énergie à hautes fréquences vers le compteur. L'assemblage décrit est enfermé dans une envelop -pe cylindrique en laiton 142 d'environ vingt-cinq millimètres de diamètre et est pourvu d'oeillères 143 qui peuvent glisser dans les rainures 132. Des rectificateurs à cristaux, construits de la ma- nière décrite, ont été trouvés d'un fonctionnement électrique suf- fisant et absolument insensibles aux perturbations mécaniques.
Le mode de fonctionnement de l'ondemètre est le suivant : piston 110 est amené à une position qui est rigoureusement à une demi-longueur d'onde du disque 108, et dans cette position la pe- tite quantité d'énergie à hautes fréquences obtenue de l'onde dans le guide 101 par la pointe 104 crée un champ de haute amplitude dans le système coaxial. Le détecteur est alors glissé le long du conducteur 103 jusqu'à ce qu'une indication maximum soit obtenue sur le compteur 140, ce qui a lieu quand l'antenne détectrice 120 est rigoureusement à un quart de longueur d'onde du disque 108.
La tige ou sonde 104 est alors avancée et retirée du guide 101 jus- qu'à ce qu'une déflection convenable, par exemple la moitié de 1. échelle totale, se produise dans le galvanomètre. uand ces ajus -tements initiaux ont été réalisés, l'ondemètre saisira une quan- tité négligeable d'énergie de l'onde passant à travers le guide
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101, de sorte que la longueur d'onde peut être mesurée ou indiquée sans interférence avec un message quelconque qui peut être appliqué sur l'onde dans le guide. On doit alors finalement trouver une sé- rie de positions du piston 110 qui donnent l'énergie maximum dans le galvanomètre.
On a trouvé que comme le piston 110 est déplacé à travers sa rangée,le courant du galvanomètre est négligeablement petit, excepté quand la distance du piston 110 au disque 108 est très proohe d'un nombre entier d'une demi-longueur d'onde. Alors le courant du galvanomètre s'élève rapidement vers une pointe, puis s'a -baisse rapidement de nouveau vers le zéro. Une courbe montrant le courant du galvanomètre en fonction des positions du piston, tel que cela est lu sur l'échelle 113, est indiquée sur la figure 12.
La distance entre les pointes représente une demi-longueur d'onde.
D'uné manière générale, plus grande est la rangée de mouvement du piston, plus grande sera la précision dans la mesure de la longueur d'onde,de sorte qu'il convient de déplacer le piston à travers un aussi grand nombre de demi-longueurs d'ondes que l'appareil le per- met. Ainsi, par exemple, si la longueur d'onde qui doit être mesu- rée est d'environ quinze centimètres, les pointes dans le oourant du galvanomètre auront lieu pour des positions du piston d'environ 7,5 , 15, 22,5 , et 30 centimètres, et la longueur d'onde sera de 2/3 (30 - 7.5)=15 com puisque le piston s'est déplacé à travers trois demi-longueurs d'ondes.