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Réalisation d'une cavité pour hyperfréquences

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HAL Id: jpa-00212937

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Submitted on 1 Jan 1963

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Réalisation d’une cavité pour hyperfréquences

M. Dorland

To cite this version:

(2)

191 A

du transformateur est

enregistrée

en

b;

sa

largeur

est de 2 X 10-8 et son

amplitude 0,5

volts

(1),

III. Le

signal

résultant de l’addition de courant

dans la résistance de base de T3 se voit en c. La

figure

3 donne un

exemple

de combinaison des unités de coïncidences pour un

type

de

montage

expérimental,

où on

exigeait,

d’après

le

schéma,

les

combinaisons de coïncidences suivantes : 1-2 ; 1-4 ; 1-2-3 ; 1-4-5.

1, 2, 3, 4, 5, représentant

les

impulsions

prove-nant de chacun

des

cinq

détecteurs utilisés.

La

figure

4

donne

une courbe de

coïncidences

obtenue

en cours

d’expérience,

les

impulsions

d’entrée

provenant

de

photomultiplicateurs

56 AVP et de scintillateurs

plastiques

traversés par des

protons

d’environ 150

MeV

du

synchrocyclotro-des

protons

d’environ 150

11eV

du

synchro-cyclotron d’Orsay,

protons

perdant

dans

chaque

scintillateur environ 1

MeV.

Le

temps

de

réso-lution de 3 X

10-9

s, avec un rendement de 100

%

a été obtenu sans

qu’il

soit

pris

aucune

précaution

spéciale

quant

au

montage

des

photomultipli-cateurs et scintillateurs.

Ce circuit

pratique

et à

grande souplesse présente

des

performances largement

suffisantes pour l’utili-sation courante.

Manuscrit reçu le 29 Mars 1963.

LETTRE A LA

RÉDACTION

RÉALISATION

D’UNE

CAVITÉ

POUR

HYPERFRÉQUENCES

Par M.

DORLAND,

Faculté des

Sciences,

Dijon.

LE JOURNAL DE PHYSIQUE SUPPLÉMENT AU N° 10.

PHYSIQUE APPLIQUÉE TOME 24, OCTOBRE 1963,

Les

plus

hautes

fréquences acoustiques

produites

par les moyens

classiques,

c’est-à-dire la

réson-nance d’une lame de

quartz

convenablement

taillée,

atteignent

les environs de 1 300 MHz. Ces

perfor-mances furent obtenues en 1947 par G. R.

Rings

[1]

et C. Ya. Sokolov

[2]

en 1950. Ces

fréquences

élevées

sont d’ailleurs obtenues à

partir

d’un

harmonique

de la

fréquence

de résonance d’une lame de

quartz

très mince. Au delà de ces

fréquences,

les lames de

quartz

doivent être si fines que leur

emploi

est

utopique.

En

1957,

Baranskii

[3]

en

opposition

avec ces

méthodes de

génèse

des

ultrasons, place

une

plaque

de

quartz

épaisse

de taille

X,

et de

plusieurs

milliers de

longueurs

d’onde

d’épaisseur,

dans un

champ

de haute

fréquence.

Il observe ainsi des ondes

acoustiques

de

fréquences

supérieures

à 2 000 MHz.

En

1958,

Bommel et Dransfeld

[4],

[5], [6],

repren-nent aux Bell

Telephone

Laboratories les

expériences

de Baranskii montrent

qu’elles

peuvent

être

expliquées

en

supposant

que des ondes

progressives acoustiques

sont excitées à la surface du cristal

piézoélectrique

placée

dans le

champ

de haute

fréquence.

Une telle surface libre

peut

être considérée dans un

champ

élec-trique

de haute

fréquence,

comme un transducteur

ultrasonore,

alors que le reste du cristal

joue

le rôle

de milieu de transmission. Ces auteurs montrent que

l’énergie

électrique

transformée en ondes

acoustiques

est

équivalente

au travail d’une couche

superficielle

d’épaisseur

une

longueur d’onde,

et

qu’elle

est

indé-pendante

de la loi de décroissance du

champ

électrique

et de la loi

d’absorption

acousti~ue

dans le

cristal,

aussi

longtemps

que ces

phénomenes

restent

petits

pour une

longueur

d’onde

acoustique.

L’effet

inverse,

c’est-à-dire,

la reconversion de

l’éner-gie acoustique

en

énergie

électromagnétique,

peut

être

observé,

et il constitue une méthodes de détection

sen-sible pour les ondes ultrasonores.

Il est donc nécessaire pour

produire

des ultrasons de haute

fréquence,

de localiser un

champ électrique

de

haute

fréquence

dans un volume réduit. On utilise à

cet effet des cavités du

type

rentrant

possédant

la

configuration

du schéma 1 :

FIG. 1.

La résonance de ce

type

de cavité suivant le mode

TEM évite la coexistence d’autres modes

parasites

en

(3)

192 A

FIG. 2. - A : Vis commande de

E, acier

doux ;

B : Étrier écrou, acier doux ; C : Base,

cuivre ;

D : Fond

mobile,

cuivre, E : Conducteur

central,

cuivre

8/10 ;

F : Boucle de

couplage,

cuivre

émaillé, 0

1,5.

particulier

le mode

TEll

qui

est un court-circuit du

conducteur central.

Nous désirons

produire

des ultrasons à 435

MHz,

et

les recherches

bibliographiques

que nous avons

effec-tuées ne nous ont pas fourni les dimensions

conve-nables à la réalisation d’une cavité résonnant à cette

fréquence

suivant le mode TEM. Les cotes trouvées

conduisaient à la réalisation d’une cavité d’un

encom-brement

prohibitif.

Devant cette

pénurie

de données directement

utili-sables,

nous avons conduit les recherches suivant

l’analogie

cavité

-ligne °coaxiale, chargée

à une extré-mité par une

capacité

et court-circuitée à l’autre. Une

FIG. 3.

première

cavité

ligne

résonnant en

3k/4

nous a donné

les

renseignements

nécessaires à la réalisation d’une cavité résonnant en

2).

Cette cavité

expérimentale

a

permis

le tracé de la

courbe de la

figure 3, qui

donne la

longueur

du

con-ducteur central x en fonction de son écartement 1 avec

le fond de la cavité résonnant suivant le mode TEM à

435 MHz. Ce fond étant

supprimé,

la cavité fonctionne

en

ligne

ouverte,

et on obtient la résonance pour

L = 230 mm et x = 167 mm.

On voit que

quand

l’écart 1

augmente,

c’est-à-dire

au fur et à mesure que le volume où se trouve localisé le

champ

électrique

de haute

fréquence

devient

plus

important,

la

longueur

du conducteur central tend

vers la valeur assurant la résonance de la cavité en

ligne

coaxiale ouverte.

Lettre reçue le 25 mai 1963. BIBLIOGRAPHIE

[1] RINGS

(G. R.), Phys.

Rev., 1947, 72, 87.

[2]

SOKOLOV

(C. Ya.), Upekhi

Fiz. Nauk., 1950, 40, 3.

[3] BARANSKII,

Doklady.

Akad. Nauk. SSSR, 1957, 114,

517 ; Translation Soviets

Phys. Doklady.,

1958, 2,

237.

[4]

BÖMMEL

(H. E.)

et DRANSFELD

(K.), Phys. Rev.

Letters,

1958, 1, 234.

[5]

BÖMMEL

(H. E.)

et DRANSFELD

(K.),

Phys. Rev. Letters,

1959, 2, 298.

[6] BÖMMEL

(H. E.)

et DRANSFELD

(K.), Phys.

Rev., 1960,

1,1245.

Le Gérant : MAURICE

BLONDIN. - Dépôt légal :

lie trim. 1963. -

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