* La modulation de vitesse Les Klyslrr

L A T E C H N I Q U E N O U V E L L E D E S O N D E S U L T R A ^- C O U R T E S

1

^ef

Rhumbafrons

introduction

^r_lampeéduire les dimension_pox

*

dotransit mal

*

dération»d'ordre puissanceutilisable

. Oscillateur

Barkhausen

- Kurz

gé

om

étrique diminuer à la fols le otla capacité lnter

-

électrodcs, est encorelimitépar

mécanique

es

de la

Jtemps térlstlque d^diquéepar^'unlafigure 4magnétron

.

a la forme In

-Le champ et les tensions étantfixés, lesélectronsquin^'atteignentpas l'anode et se déplacentclrculalrement, retombent lacathodeaprès avoirparcouru trajectoire déterminée dans untemps dé

-finialre

.

^c'està l(JWIIIatlon

-

^à'effet Barkhausen, a

-

^direavec une

.

Ceteffet,certaineété utiliséassezfrslé

-

-pourla productiondelongueurs d'onde descendant_ndementJusqu'à fl centim_estmédiocreètres_et

.

Toute

-la puis

-utilisable faible

.

»perfectionnementconsisteàutlll

-deuxanodes deml

-

cyllndrlques( fi

-gure 5)A

,

etAi

.

Onconstate avec cet arrangementquela plaque la plusposi

-tiveprendle moins de oourant

. c

'est

-

^à

circuit accordé, lequel peut

»eligneaccordée(fils fréquences élevées(flg

.

fl)

.

Enraison des faibles ponlble

* .

le Usé Jusqi combiner des cavitésrésonnantes, gnétron àcavités dont loin

.

Lorsque l^'onchercheà produire des fré

-quences de plusenplusélevées,on s'a

-perçoit que la triode ordinaire attelée à

un

circuitclassiqueatteintviteseslimi

-tes

.

Avant la guerre,lesrecherche»avalent permis de d égager quelques principesnou

-veaux

.

mais11fallutla catastrophemon

-dialepourdonner l'Impulsionnécessaire àleur plein développement

.

Onsait que l

*

^{majeurepartie des}

1ère»expériencesàgrandeéchelle, ondes oentimétrlques,futfaite en An

-gleterre

.

où le radar,enparticulier,né

-cessitait la production dolongueursd'on

-detrès courte

*

^,permettant l'utilisation de faisceauxdirigés

des systèsionsmes antennesréduites(1)

. -

^réflecteurs de di

-L'auteur,quiafaitlaguerre dans la R

.

A

.

F

.

et apuyacquériruneoertalno connaissance pratique des équipements U

.

H

.

F

.

divers,se trouvait récemment Angleterre,cequi lui a permis d'assister

confé

rences

faites_laà lradlolocatton'Institut

*

^of

.

des consi

-et parla

qiir Oetoscillateur utilise unprincipe mlli f érent

.

^{La grille}estportéeàunpoten

-tiel positifsupérieurà celui delaplaque (flg

.

2)

:

les électronsémis par laca

-thodesontviolemmentattirés par la grillequ'ils traversentetdépassent; d l'espacegrille

-

^anodeII

*

sont sollicités par l'électrode la plus positive,c'est

-

^à

-

^{dire la}

grille

.

Ilssont donc frein és,puis attirés contraire, projotésàtraversla de suite

.

Il s'agit d'

une

tloné lectroniqueautour dlf

-pre

-fol*

noe

^le Un très concentrés

grille,et ainsi véritableoscilla

do la grille, dont la fréquenœ nedépend quedestensionsetdes dimensions de la1

égatlve quipeut être utilisépour ilr lesoscillationsd'un circuit ex

-ampe

.

Les tensionshautefréq dans la grille, peuvent être utiliséespour entretenir lesoscillationsd'un circuit

ex

-térieur convenablemen pieLt

-

^L»do lafigure cessa IressontIntroduitesà des nœuds do tensionpar

Lesmeilleursspécialistes anglais portèrent

cequivasuivre,tenu secret u'à maintenant,n'estqu'unetraduc

-tion quelque peu simplifié

e

denotespri

-sespendant lesséances

.

Cet exposéseradiviséentrois parties: la premièretraitera des oscillateursre

-lativementc anciens

•

^:Barkhausen

-Kurz

.

Olll

-

^Morrell

.

etmagné tron

.

La pro

-ie

*

^tubes

-

^{guides, d'où l'on}

lté

*

^résonnantes et au ma

.

gn étronà cavités; la troisiè

me

compren

-draenfin,un exposésuccinctdes oscil

-lateursàmodulationde vitesse,suivide l'étude des oscillateurs à champ retar

-dateur

.

à déflexion , à distance critique, rhumbatron,klyatron

.

klystronréflex,et tubesàrésonateur extérieur

.

11seraparlé plus Oscillateur_{Olllet Morrell}

Gill _.

poursuivant des expé

-

^Morrell

-riences

sur

l'oscillateur Barkhausen

-

^Kurz,

découvrirent unenouvelleforme d'oscil

-lation

.

danslaquelle la fréquenœn'étalt pas Ind épendante ducircuitextérieur

.

rcult utilisé étaitsemblable, mais la distance grille anode bien supérieureà cellede la lampe utiliséedans l'oscilla

-teur_AndersonBarkhausen_montra

-

^K_{plus tardque cesdeux}

modes d'oscillation étalentsemblables, l'oscillationOlll

-

^{Morrelln'étantqu'un}

casparticulier

.

Lapuissanceutilisable la gammecouverte s'étend 30 à

khaueen

.

<

lateurOIU

Propagation dans les tubes deuxièmeétudiera sommairement la

pagatlon dans passera

Lapossibilité de électriques à l^'intér

-ticulier_Lesexp

.

ériences dansce sens

ne

furent tentéesqu'à

une

daterelativement_llesdesuccr_èsécen,

que se referme dans le à l'extérieur

.

C'est le dublindage

.

Onvoltégalementsurla fi

-gure

.

^quela propagation, quement dans lesensde l'

axe

du tube

-guide

.

donneHeu à

une

configurationré

-guir Défautsdes

circuits

classiques

La longueur d'ondeminimumde1' cillatlon produiteparuncircuit classique estteursde lentrent^'ordre de 1 mè treen Jeu^qui

.

Plusieursempêchent lafac

-productiond^'ondes pluscourtes; le*^deux principaux sont la capacité Inter

-

^électro

-des

.

quiesteffectivementenparallèle lecircuitoscillant(flg

.

l)

.

etle temps detransitdesélectrons,c'est

-

^à

-

^direle

ipsnécessaireauxélectronspour par

-rlr la distance grille

-

^anode

.

Aux très fréquence»,©c temps de transit comparableà la période des

lesrelationsde phase néces

-malntlen des oscillations plusrespectées

.

Unremède évident est de

iiq

Le magnétronest composchamp magnétiqueéd'une_cyllndrlca

-

-dans l'espace anode

-

^ca

-thode par

un

aimantextérieuroutout autre

-nodeet retombentsurla cathode après avoir décrituneouplusieurs boucles tellesqueb figure3

.

Il existe ainsiunevaleur critique très marqu ée du champ magn étique qui prime le oourant anodlque et lai

possible unl

exactementsemblableà col détermine la propagation des ondes dans l’espace

.

Lafigure7 autorise dans les deuxsens,à du doublet, mais mineun côté de ondesréfléchies viennent s^'ajouter tantde l’autre côté

.

Le diamètredutube doitêtre grand,comparé blet , aussiconçolt

-

^on

selimiteauxondes • A( iiga);

rons_1gerémis par la cathode

_vers

_l'anode posl ten

-mais la présencedu permanentIncurve leurs

UN droite

.

étlq

-

^champtra

- .

^pagatlongauche

une

proj

-portdes savants frsnçal*quiapermisde poser lesbasesde latechniquedeshyperfré

-quence*

.

Le*travaux de Beauvais.Perret

.

^Ponte

.

Warneckeont

.

en effet, rudement facilité la tâche de leurs

pointle

aux_{a que}dimensions du douleur utilisation

-centimétriques

.

llègu

jar

. —

^{Note de laanglo}

^-

^{saxonRé'daction}

^.

^icaracsup

^-

-mls

153

à étrique pourpouserla configuration du champ él^'onde considéréeet lec

-mê

me

introduire directement des teursdans la grille ( flg

.

10 )

.

11 est possibledeproduire dans le guide

ce

_péque l'on appelledes ondesd'ordresu

-rieur

.

par exempleenutilisantdeux dlpôlesalimentésenoppositiondephase

.

Bien d^'autrescombinaisons sont possibles

.

l’on aétabli

une

classification basée sur .

*

_a) Il existe deux catégories d^{principessuivants: '}ondes: celle danslaquellele champ possèdeune composanteaxiale rectiondepropaga!

figure7) c^'est le champmagnétiquequi

inteaxiale(ondes^H)pr tessimplementpar unodisposition férentc de l'antenne(flg

.

8)

.

Dons chaque catégorie,onajouteà ttre correspondante deux Indices

.

Le premierIndiquele nombre de^configura

-tionsdifférentes dans le_{de n}guide_œuds; leee

-ipeut détec

-Cavit

é

*

^résonnante

*

£

_{Noua avonspréc}édemment taitallusion

A la possibilité de supprimer le»radia

-tionsdans

uno

direction du tube nt le tubo

.

Pratiquementlac mobllo, Ala manièred'unpiston, et position estajustée pourdonnerAl'onde rétléchlola phase convenableet produire renforcement d^'intensitédansladirec

-tiondepropagation

.

Le

m

^ême procédéest utiliséA la récep

-tion

.

Il^yaplusieurs manières d'opé

rer

pourquela phase soitcorrectedans portion déterminéedu tube, parexemple enfermant les deuxextrémités( flg

.

11)

.

Onformeainsiunovérltablocavitédans ucllc^l'onde peutrésonneret^produire ondesstationnaires

.

Uno grillepeut ôtrointroduite en

un

pointd'intensité maximum du champ électriqueet,g A larésonance,les tensions rccuollllesⁱ beaucoupplus grandesquedansle oùla grilleestplacéedansle tubo

-

^guldo

^.

L'effetestsimilaireAceluido l'action d'un circuit résonnant dotrès hautequa

-électriquo dansla dl

-tion( ondes E

: c

’estle etcolledans laquelle possède rodul

-for

-lolsonest de la

composa

dlf

-b) la

coud Indiquelenombre lechamp, damental figure 7nous quo la figure Bnous montre Hi

,

^{, trè}sslmploet très utilis^ée

.

L'atténuationde l'or

.

augmentantavec l'ordredol'onde, IntérêtA employer les ordres Inf é

que l’on fait pratique

.

»guide

fait lestubesrectangulaires dans rentrefon

-oeclpourdlstln et harmoniques, tre

guci Par

.

pieal

.

'

la laq des exem ondeEoi.

uneonde

;rAce guide sont

ona rieurs, d'ailleurs,presquetou

-ndc dans

Jours

en

Lo tubo rond

.

aluminium,cuivre,cuivreargenté,sont principalementutilisés

.

Ils Introduisent plus grandedlstrlbutlon du champ pouvantcomplexitéde propaga

-n

'

est pasnécessairement llté

.

Lorsque l^'on veutémettrel'ondo

con

-Idc

.

11suffit simplement

1tube destrous ou des n^'é

-tenue dans logul<

de prévoirdonsle fentes,de tellemanière quolo champ tant plus fermé dans lemétal du guide, produitunoradiationdans l'espace

ex

-térieur

.

^81nouslaissons deuxouplusieurs ouverturesconvenablementespacées,les radiations s'ajoutentetl^'amplltudodu champextérieurest tlon,la

fortbienêtre diff érentedonsles deux sonsune,lorgournomenclature dethnuteur aussi utlllso'ondesdifférente

-

^t

-do celle utiliséepourles tubes ronds, mais toutaussi logique

.

Introduction

et

ré

ception

del

’

^onde

augmentée

.

LA

en

-tormlnantobtlentlo tubepar unoacorolssc

ca -

-vltérésonnante,

ment tr^èsmarqué

.

81 la fontedans le guideestétroite, falsconu conoontré;onpeutacoontucrcet effot utilisant doscônesmétalliques ( flg

.

12)

.

Toutefois,on utilisegénéralementdes guidesrectangulaireslorsquel'onveut émettre

.

^Acausede la facilitéaveo la

-quelle

on

peut les coupler A despavil

-lons

.

obtlont Les ondes sont «lancé

es

»dansleti

..

.

par lomoyend’antennes^parallèlesA la composanteéleotrlque deJ'ondedésirée; la disposition utilisée varie avecl’ordre de l'onde

.

Engénéral, pourplus decommo

-dités pratiquesqul peut,ê

on

treutilise undumême diamcAbloètreco

-que le guideet onlaissedépasser le

con

-ducteurcentral Al^'Intérieur dutube

.

S’ilest n écessaired'avoirundlpôlc, utilisedouxantennesallmontéospar le mêmefeedoretl'

on

s'arrangepourIntro

-duire

ube

Vf

Emploi

de*

^pavillon

*

Pour des lougueurs d'ondeau

-

^dessous

de60cm

.

lopavillon est supérieur^A toutautre moyendo radiation

.

Aveodes tubes rectangulaires, 11 suffit d'élargirla bouoho dutubodansunedimension

ou

danslesdoux,relonlocas; Il existe

un

anglooptimumpourle pavillon ,engé

-néralentre30et60"

.

Lo pavillonse

con

-duit oommo une^{cavité ré}sonnanteet

.

^par

longuour d'ondedans lies,domani^èreA obtenir lo dé

-do 180«nécessaire ( flg

.

0 b)

.

La mé

mo

dispositionpeut êtreutilisée Ala réceptionpour extrairel'ondo dutubo

-guldc;onpoutégalement employer des systèmesdo grilles, disposées de manière

demi_domanl

-

^!

0

^{phasagolm'uneé}

^mo

^ddisposition^'el

ï HT i

¹

Fig s

® _I

^ ^{Iïï 0 B I rzi ra Ü J IHJ}

^Fig

^{m .}

⁷

^;

^si

^J + ^{fl ' I r L Fig S}

1S4

s ^{? £}

htoguid^OndPM1I*

n _{s ! s}

3 a

₅

<

3

n r

Fig11

conséquent , augmente le rayonnement

:

pour quel^'énergiep faut que le pavillon critique

.

de_{ment par}

*

nombreux électron

*

dan*^de

*

^{conditionsdetempsetd'espace}

tellesqu'lia sontrepoussés parle^champ électrique oscillantetretournentàla ca

-thodeavec unevitesseaccrue

.

Leur im

-pactsurla surface émlsslvc arrache sieursélectrons secondaires selon le conlsmeclassique,etocteffetfournitl’é

-missionélectronlquo n écessaireaufonc

-tionnement du magnétron, detellesorte que le chauffage delacathodepur sourceextérieuren’es

»

^plusnéeewuli peut êtrecoupé

.

De nombreux magnétronsà cavitésont été construits tanten^Angleterrequ’aux U

.

S

.

A

.

etl’onpourrait citercommeexem

-ple leB.M

.

735

.

construiten1945par Thomson

-

Houston , qui délivre2500kW de pointe,en régime d’impulsionssur10 cm

.

les dimensions approximativesdu^tu

-be étant :longueurtotale30cm

.

diamè

ulascsolt plus longêtre éml

-inoté:

augmenteaveclediamètre point devuernyonn»m<nt

.

onduitcomme untube

-extrémité faisceau éml^» du guide

.

Au unpavillon ae conduit guidede diamètre égalà la bouchedu pavillon ,c^'est

-

^à

-

^{dire que}la concentration estégalement augmentée

. Le

Magnétron à

cavit

és u

Les cavités résonnantesont trouvé

une

applicationadmirabledesimplicitéet d'efficacitédanslemagnétronà cavités^, très utilisé

estconstruit à la manièred’unmagnblocé

-et ondescentimétriques

.

Il

tron ordinaire,maisl’anode do cuivredans

-rieurdel'anodepar desfentesétroites

‘ ^{" un}

tel système peut osciller deplu

-m

an

léres

.

^{laplusutiliséeétant}

la figure

.

^{On volt}que d'anodesontalternatlvo

-posltlfs etnégatifs, c^'est

-

^à

-

^dlrcdé

-osésder.D'où len àce genred^'oscillation

.

LecourantdansdeuxJnverso,cavitécommes consécuIn

-

-fréquenoo dé

-unètre des_réca

_u -

-d^'anode Identique,cequi augmentele

- H

^é

^.

'

«plageou pnr l’Intermédl cle placé

e

dons

tllié

.

figure 13)

.

Lefilde sortieest ame

-né_minau

_.

tube

-

^guidepar le pluscourtche

-circuit de sortieest aire d’unepei dlquépar les flèches;la pondprincipalement dudlo vltés

.

Pour augmenterlastabilité,

trlquement les segments

lté Modulation de

viteese O

Unomodulation correspondàunevaria dansconstante

.

Cetteréduction d'intensité ne peutêtreobtenueque par l’arrêt do tainsélectrons; cet arrêt , quoiquen^'étant pas Instantané, se produitenuntemps négligeable, aux fréquencesordinaires

.

Lorsqu’onatteintles ondescentimétri

-ques

.

^{le temps}

pour modifier parableàla l'on nepeut

électronique comme étant devltcssocons

-tante

.

Il estfacile d’obtenirunemodulation devitesse^,par exemple à l'aidedutube dela figure 14LapremièregrilleOi est fortementpositiveetattirele flot élec

-tronique; ladeuxièmegrille O;* varieau

-tour dupotentieldoOi^d’unequantité déterminée pnr lamodulation , ot lo fais

-ceauélectronlquoentro0«et l’anode A estmodul éenvitesse.Nouspouvons uti

-lisercefaisceaudetrois manières

.

a)Kniplol d’un champretardateur

udenormale d'intensité faisceau d’électronsÀvitesse

ipllt U"¹¹ nlt élec¹ am

de polar

rendementde 30 0/0en moyenne

.

D’autres facteurs, susceptibles d'influen

.

lafréquence, sont la haute tension , qu’on maintient aussiconntnnte que pos

-sibleet la charge

.

Onad’ailleursutilisé lavariation de couplngc pour contrôler la fréquencedansune li

-mitede

-

^±0.60/0

^.

Toutefois les magné

-tronsutiliséspendantla guerre étalent engénéral construitpourtravailler des fréquencesdéterminéeset variationdolongueurd’onde nécessaire

.

Lepremier construitaui

tube-guldo

nécessaireauxélectrons leurvitesse devient période dos oscillationset plusconsidérerle faisceau unegrandc

9.8 cmde longueur

cuivre alliéà1 0/0dotellu

. 4 E

nodeétait

rlum

.

lediamètredescavitésétait12 lalargeurdesfentes1 cesd’usinage

.

^oene^quidépassent

^«

^{x “} vre

-

^{tellurlum,le cuivreseul}

tant pas

>talt Les toléran

-ssent_pllqu#pas le milité

-l'alliage_permetcul

-

-assezgrandeprécision )

.

^La

. <

^tntré*

Vf de

Silatension anodlqueest réduite, les

155

électrons lentssontrappelésparG

,

plus positiveetseuls lesélectrons rapidesat

-teignent l’anode

.

Le nombre rapides dépend de la modulation, donc la variation decourantanodiqueestpropor

-tionnelleàla

ID É ES

duself

-

^oscillantenrenvoyan premierrhumbatronunepetit*

l’énergie disponible dans le second,par l’intermédiaired’un c&blecoaxialC

.

Le klystronpeut servircommeampli

-ficateurou commeoscillateurAvolonté

.

La puissance de sortie, prise condrhumbatronparle syst tueiS

.

atteint facilement300

inconvénient sérieux du dansl’Impossibilitéde tdansle tepartie de rap

d’électrons

PRATIQUES

tensiondemodulation

.

Nousavonschangéune modulationde vi

-tesse en modulation d’amplitude

.

^{dans le}téme_wattshabl

se -

-POUR PERCER PLUSIEURS TROUS

b ) Réflexion 10 Leoseul

réside PE MEME PROFONDEUR

klyatron changer la fréquence

.

Les tensionssont vées

.

etle potentiel de ratrloe, quicontrôle trôna,est variable à vitesse des électronsdoit être telleque les relations de

tlonnement sol

produitrespondantque& despour certaines vitessestensions biendéfiniescor

-• la grille

.

Letubeutiliséesttrèssemblable

au

tubecathodique dontLesélectrons rapides11utilisele prlnsont

-que les électronsnormaux, plus

.

La sépa

-ntpar l’emploi d^*une bleet la transforma

-4e tube dans isdifficile de ipantle tube longueur

.

Le diamètre Inté

-rieurdu tubene doitpa»dépasserdebeaucoup d'épalaarurdu foret eton *e servira avanta

-geusement d ’untubeen laiton

.

Onae sert lesélectronslents lesont ration

se

fait alséme anodecollectivedou tton est

enoore

réalisée enmodulationen

tude

.

système,comme leprécédent, né

-jun circuitrésonnant extérl

cl pc _profondeurdutrou

certaine moins

ph;

entaserempllesnécessaires;celaaufonc

ne

se

-ampli Ce

ceselto ....

d’impédanceélevé

e

,oequin’est pas clsément facileàréaliserauxfréquences considérées

.

Onpeututiliser descavités résonnantes,maisnouaallons voir que l’utilisationdireote deceprincipecon

-duità demeilleuressolutions

.

SE

Le klyttron réflex Ce syetimen'utlUee qu'un «oui rhum

-batron;la distance rhumbatron

-

^anodoet

latensionanode lesélectrons

son

entrent dans lerhumbatronpar l'autre côtéavecla

nlr lesose! sansressemblance

(négative)sont tellesque t repoussés parl’anodeet c)Distancecritique.

iphasecorrectepour malnte

-llatlons

.

Ce ph énomènen’est avecl’effet Ber

-employons leterme« distance

>drlft^{faute d’}tube »un

.

plusIlaexact pourl’avantage detra

-correspondreàl’aspectduphénomène étudié

.

)

81_continuer

nous

laissons le_{son chemin}faisceauélectronl

-,lesélectrons

La figure8montre unklystronréflex

.

Le tube à ré

sonateur extérieur

que

lents péspar les plus rapl

-vltesseaété modulée auraaccumulation longdu trajet

.

Icilecircuit résonnant est extérieur grande autu

faclll Le tube lui

-

^même

unecathodeK

.

deux grillesaccélér uneanodeA

.

A l’extérieur, enfilés

sur

le tube,se

sur

la ube

.

^oequipermet

^une

^pl

téd’utilisation qu’avecles rendklystrons

.

quo, sipetit®quo O

,

«tO

.

^dola figure14

.

lesé lectronsmettent unoortalntemps pourla parcourir

.

Cetemps

no

doit pas dépasserunedeml

-

^{perlodo de}

cede modulation ,sans accéléréJusteaprèsa\ raltfreinéau sortirC

soit

trouvent un résonateurcylindriques îaeoIntérieureduquelaôtépré

vue

fenteet unebobine qui produit

u

magnétiqueaxial destiné falsocauélectronique

.

Un champ électri

-queIntense apparaî t dans la fente duré

-queIntense apparaî t dans la fente duré

Dans le document MARINE RADAR (Page 31-34)