L'invention trouve une application particulièrement avantageuse dans le domaine des tubes électroniques permettant de générer et/ou d'amplifier des signaux radioélectriques.

Le principe d'un tube micro-onde selon l'art connu est représenté en figure 1. Le tube micro-onde comprend : - une source d'électrons constituée d'une cathode d'émission K et d'un canon à électrons d'anodes CA pour former un faisceau d'électrons F, - une bobine de focalisation L produisant un champ magnétique B continu axial baignant le faisceau d'électrons de façon à éviter son expansion par répulsion mutuelle entre électrons, - une structure hyperfréquence H placée à proximité du faisceau et capable de générer, propager et amplifier une onde électromagnétique, et - un collecteur C pour recueillir les électrons après interaction avec l'onde.

De nombreuses familles de tubes appliquent le principe de fonctionnement décrit ci-dessus, comme, par exemple, les tubes à onde progressive (TOP), les tubes de type BWO (Back Ward Oscillator), les klystrons, les magnétrons, les carcinotrons, les masers etc.

Ces tubes peuvent fonctionner en mode mono-coup (une seule impulsion) ou en mode récurrent (train

d'impulsions).

Pour fournir de très grandes puissances, les concepteurs utilisent des structures périodiques et/ou des cavités qui permettent d'obtenir de fortes amplifications. Parmi ces structures, il y a les tubes de type BWO dont le schéma de principe est donné en figure 2. Un tube de type BWO comprend un insert I et une structure périodique P. Une distance d définit la période de la structure périodique. Un tube micro-onde de type BWO est optimisé pour une fréquence F unique.

Il n'est donc efficace que dans une bande de fréquence AF très étroite, et d'autant plus étroite que la puissance de sortie est importante (typiquement AF/F <5 %).

De façon générale, les tubes micro-onde mentionnés ci-dessus sont optimisés pour travailler à une fréquence fixe et les moyens connus pour faire varier la fréquence du tube conduisent toujours à une dégradation importante des performances du tube.

L'invention ne présente pas cet inconvénient.

Exposé de l'invention En effet, l'invention concerne un tube micro- onde pour la génération d'une onde électromagnétique de fréquence F, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens mécaniques pour faire varier la fréquence F constitués d'un ensemble d'anneaux définissant une structure périodique à l'intérieur du tube, et de moyens mécaniques pour déplacer les anneaux les uns par rapport aux autres tout en maintenant une périodicité à la structure périodique lors du déplacement des

anneaux.

Selon un premier mode de réalisation de l'invention, les moyens mécaniques pour déplacer les anneaux comprennent un ensemble de contacts électriques entre les anneaux, au moins une vis mère, un ensemble d'écrous montés sur la vis mère, un ensemble de tiges, chaque tige reliant solidement un écrou à un anneau, le tube étant muni d'au moins une fente permettant le passage de tiges dans la paroi du tube, la vis mère comportant plusieurs secteurs de pas différents aptes à conserver une périodicité entre les anneaux lors d'une rotation de la vis mère.

Selon un deuxième mode de réalisation de l'invention, les moyens mécaniques pour déplacer les anneaux comprennent un ensemble de contacts électriques entre les anneaux, au moins un'ensemble d'ergots, chaque ergot étant solidement relié à un anneau, le tube étant muni d'au moins une fente longitudinale permettant le passage des ergots dans la paroi du tube, une bague externe au tube comprenant au moins un ensemble de fentes, chaque fente de la bague externe permettant le passage d'au moins un ergot, les fentes d'un ensemble de fentes ayant une inclinaison différente pour chaque anneau afin de conserver une périodicité aux différents anneaux lors du déplacement des anneaux.

Avantageusement, quel que soit le mode de réalisation de l'invention, les moyens mécaniques pour faire varier la fréquence F comprennent donc au moins une fente longitudinale pratiquée dans le tube et

permettant le passage de moyens d'entraînement de l'ensemble des anneaux.

Selon une caractéristique supplémentaire, le tube micro-onde selon l'invention est un TOP, un tube de type BWO, un klystron, un magnétron, un carcinatron ou un maser.

Selon encore une caractéristique supplémentaire de l'invention, la structure périodique du tube micro- onde est en tôle ondulée.

L'invention présente l'avantage de pouvoir faire varier la fréquence F de l'onde électromagnétique émise dans une importante plage de variation, à savoir plusieurs dizaines de pour cent, tout en conservant les performances d'amplification de l'onde électromagnétique existant dans les sources de puissance travaillant à fréquence fixe.

L'invention s'applique avantageusement à toute source de puissance radioélectrique constituée d'un faisceau d'électrons circulant à travers une structure comportant des variations de forme périodiques ou non périodiques.

La source intégrée selon l'invention comprend une structure géométrique ondulée périodique qui permet d'obtenir une variation de fréquence par un procédé mécanique permettant soit une modification du pas de la structure périodique constituée, par exemple, de tôle ondulée, soit une variation de la longueur d'un insert, soit encore d'une combinaison des deux structures.

Ce système intégré permet avantageusement une modulation rapide des paramètres que sont la fréquence et la puissance du signal radiofréquence. Le système

est facilement automatisable et apte à tre commandé rapidement de l'extérieur, sans avoir à modifier le fonctionnement du faisceau d'électrons.

Ce système intégré est particulièrement bien adaptable aux tubes hyperfréquence de type BWO. Il remplace alors les structures périodiques en place et/ou les inserts. Il est également facilement adaptable à d'autres types de tubes. Il peut également tre associé à d'autres systèmes prévus pour permettre une variation de la fréquence de sortie d'un signal. Il permet alors avantageusement d'accroître l'efficacité et le domaine de fonctionnement du système.

La fréquence rayonnée par un tube selon l'invention peut avantageusement tre choisie dans une plage significative, par exemple plusieurs dizaines de %, sans écroulement de la puissance de sortie, les autres paramètres du tube (tels que, par exemple, la tension et le courant du faisceau d'électrons) n'étant pas modifiés.

Brève description des figures D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture d'un mode de réalisation préférentiel fait en référence aux figures jointes, parmi lesquelles : - la figure 1 représente un schéma de principe de tube micro-onde selon l'art connu ; - la figure 2 représente un schéma de principe de tube BWO selon l'art connu ; - les figures 3A et 3B représentent un premier mode de réalisation de tube micro-onde selon l'invention ;

- les figures 4A et 4B représentent un deuxième mode de réalisation de tube micro-onde selon l'invention.

Sur toutes les figures, les mmes repères désignent les mmes éléments.

Description détaillée de modes de mise en oeuvre de l'invention Un premier mode de réalisation de l'invention est représenté aux figures 3A et 3B.

La structure électromécanique de réglage de la fréquence du tube micro-onde comprend une partie fixe et une partie mobile.

La partie fixe est constituée de la paroi longitudinale 3 du tube dans laquelle est pratiquée au moins une fente de guidage G.

La partie mobile comprend : - au moins une vis mère 4, - des écrous 5 montés sur la vis mère 4, - un ensemble de tiges 6 et un ensemble d'anneaux (par exemple quatre anneaux A, B, C, D), chaque tige 6 reliant solidement un écrou à un anneau, les anneaux étant montés à l'intérieur de la paroi 3 du tube, - des contacts électriques 2 entre les anneaux.

La ou les fentes de guidage G permettent le passage des tiges 6 dans la paroi longitudinale 3 du tube afin de relier les écrous 5 aux anneaux. Un anneau vu en coupe (cf. figures) est, par exemple, profilé comme une jante.

Lors du réglage de la fréquence, la vis mère est animée d'un mouvement de rotation, lequel entraîne les écrous 5, les tiges 6, les anneaux A, B, C, D et

les contacts électriques 2 dans un mouvement de translation. Selon une variante du premier mode de réalisation, l'anneau A peut tre relié à une pièce mécanique p qui peut alors coulisser dans le tube 3.

La vis mère 4 est monobloc. Elle est constituée de plusieurs plages de filetages différents adaptés à chacun des écrous 5. Une seule vis mère est théoriquement suffisante à la mise en oeuvre de l'invention. A titre d'exemple non limitatif, la figure 3A illustre le cas où le dispositif comprend deux vis mères. La deuxième vis, quand elle est utilisée, doit alors tourner en synchronisme parfait avec la première vis mère. La qualité de la translation des anneaux s'en trouve améliorée du fait de la symétrisation des points d'applications du mouvement.

Une vis mère comporte plusieurs secteurs de pas différents pour conserver au système, lors de la rotation de la vis mère, une mme distance entre les sommets de la structure ondulée périodique que constituent les anneaux.

Soit L (AB) la distance entre les anneaux A et B, L (BC) la distance entre les anneaux B et C et L (CD) la distance entre les anneaux C et D.

Soit (a) le pas de l'écrou solidaire de l'anneau A, (2a) le pas de l'écrou solidaire de l'anneau B, (3a) le pas de l'écrou solidaire de l'anneau C, (4a) le pas de l'écrou solidaire de l'anneau D.

Lorsque la vis mère tourne de 180°, l'anneau A se déplace de (3,1416) x (a), l'anneau B se déplace de (3,1416) x (2a), l'anneau C se déplace de (3,1416) x

(3a), l'anneau D se déplace de (3,1416) x (4a). Il vient : L (AB) = (3,1416) (2a-a) = (3,1416) a, L (BC) = (3,1416) (3a-2a) = (3,1416) a, L (CD) = (3,1416) (4a-3a) = (3,1416) a.

Il s'en suit que : L (AB) =L (BC) =L (CD) = (3,1416) a, la périodicité de la structure est conservée. Elle varie linéairement en fonction de la rotation de la vis.

Les figures 4A et 4B représentent un deuxième mode de réalisation de l'invention.

Selon le deuxième mode de réalisation de l'invention, la variation de la périodicité des anneaux est basée sur la rotation d'une bague équipée de fentes à l'intérieur desquelles peuvent se déplacer des ergots reliés aux structures ondulées périodiques.

L'inclinaison de ces fentes est telle qu'elle permet de conserver une périodicité.

Le tube 3 est le mme que celui du montage précédent. Chaque anneau placé à l'intérieur du tube 3 est solidaire d'un ergot 7. Un ergot 7 se déplace à l'intérieur de deux fentes situées sur deux pièces indépendantes, à savoir le tube fixe 3 et une bague externe 8. Une première fente 9 placée sur le tube fixe 3 n'autorise que des mouvements de translation des anneaux dans la direction longitudinale du tube. Un ensemble de fentes 10, placées sur la bague externe 8, permettent de fixer l'étendue des variations de la période de la structure périodique. Elles correspondent aux différents pas de la vis mère 4 du montage

précédent et assure la mme fonction. Les fentes 10 ont une inclinaison différente pour chaque anneau afin de conserver, lors du déplacement des anneaux, une périodicité aux différents anneaux.

Il y a, sur la bague externe 8, autant de couples de fentes 9,10 et d'ergots 7 que d'anneaux à déplacer à l'intérieur du tube 3.

La bague externe 8 peut donc ici tre assimilée à un ensemble de couples vis-mère/écrous du dispositif selon le premier mode de réalisation de l'invention.

Selon le mode de réalisation représenté aux figures 4A et 4B, le tube 3 ne comprend qu'une seule fente longitudinale 9 et la bague externe 8 ne comprend qu'un seul ensemble de fentes 10. L'invention concerne également le cas où le tube 3 comprend, par exemple, deux fentes longitudinales 9, les deux fentes longitudinales étant alors disposées de façon symétrique sur le tube 3, et où la bague externe comprend alors deux ensembles de fentes 10, le deuxième ensemble de fentes 10 étant associé à la deuxième fente longitudinale pour assurer le déplacement des anneaux selon le principe de l'invention.

Quel que soit son mode de réalisation, le mécanisme selon l'invention est automatisable, pilotable rapidement de l'extérieur et à volonté sans modifier le fonctionnement du faisceau d'électrons.

Les deux modes de réalisation décrits ci-dessus ne sont donnés qu'à titre d'exemples. Tout système mécanique permettant de faire varier rapidement la position des anneaux à l'intérieur du tube tout en maintenant une périodicité des anneaux peut également

convenir.

Les deux modes de réalisation de l'invention décrits ci-dessus peuvent facilement tre couplés à des moteurs pas à pas, à des vérins placés soit à l'intérieur du tube, soit à l'extérieur du tube (les mouvements étant alors effectués par l'intermédiaire de passages étanches). Le système selon l'invention peut tre adapté à plusieurs catégories de sources, sans remise en cause du principe de base.

Selon un perfectionnement de l'invention, le tube micro-onde peut également comporter un insert dont la longueur peut tre ajustée. Un tel ajustement est mis en oeuvre par le déplacement d'un deuxième tube dans le tube 3, avec conservation de la continuité électrique. Ce perfectionnement n'est pas utilisé en soi pour faire varier la fréquence du tube. Il peut permettre, par exemple, d'adapter la longueur totale du tube (insert + structure périodique) aux variations de longueur de la structure périodique.