Inductance à ruban imprimé et émetteur comportant une telle inductance

L'invention concerne une inductance principalement utilisée dans des circuits accordés sur des émetteurs de moyenne puissance.

De telles inductances sont habituellement réalisées en bobinant un conducteur selon une hélice définie par son pas et son nombre de spires tracées sur un cylindre générateur. Dans le cas d'une inductance variable, cette variation peut être assurée par bonds, en commutant des prises disposées le long de l'hélice ce qui permet de changer le nombre des spires contribuant à la valeur de l'inductance. Lorsque l'émetteur possède une télécommande ou un système d'accord automatique une variation continue de la valeur de l'inductance est nécessaire. Dans ce cas, cette variation est obtenue par le déplacement du point d'appui d'un curseur sur le conducteur par un mouvement de vissage autour de l'axe de l'hélice. Le curseur est habituellement placé à l'intérieur de l'hélice. Il est en liaison mécanique et électrique avec un conducteur rotatif disposé selon l'axe de l'hélice, sur lequel il peut se déplacer longitudinalement. Un moteur assure la rotation du conducteur axial ce qui entraîne la variation souhaitée de l'inductance.

De tels dispositifs présentent des inconvénients électriques tels que la présence en série de trois contacts par frottement, un sur le curseur en contact avec le conducteur en hélice, un deuxième permettant le glissement sur le conducteur axial tournant, un troisième pour assurer la liaison de ce conducteur axial avec les éléments fixes des circuits associés au dispositif. D'autre part, les spires inutilisées de l'hélice, présentent un effet de "bout mort" susceptible de créer des résonances parasites.

Sur le plan mécanique, une variation entre les valeurs extrêmes de l'inductance, impose au curseur le parcours de la longueur développée du conducteur en hélice. La rapidité du positionnement du curseur sur ce parcours est limitée par des considérations telles que l'inertie des masses tournantes mises en mouvement et l'usure due à la grande vitesse de glissement du curseur sur le conducteur et la pression exigée pour obtenir une résistance de contact minimale entre le curseur et le conducteur. Ces contraintes imposent la mise en oeuvre de dispositifs d'asservissement puissants, dissipant beaucoup d'énergie, associés à des réalisations mécaniques coûteuses.

Le but de l'invention est de pallier les inconvénients précités.

A cet effet l'invention a pour objet une inductance comportant un conducteur formant une hélice cylindrique, le conducteur étant constitué par un ruban imprimé sur la surface d'un cylindre isolant caractérisé en ce qu'elle est rendue variable par glissement, le long de l'axe du cylindre isolant d'un curseur comportant au moins une couronne de contacts montée sur une bague conductrice de diamètre légèrement supérieur à celui du cylindre.

L'invention sera mieux comprise et d'autres caractéristiques apparaîtront à l'aide de la description ci-après d'un mode de réalisation de l'invention et des figures s'y rapportant :

• Les figures 1, 2, 3, 4, 5 illustrent les étapes de fabrication de l'inductance selon l'invention.

La figuré 6 représente les éléments essentiels de l'inductance terminée.

La figure 1 représente une surface de support souple 1 imprimé sur lequel des bandes de cuivre 2 inclinées sont obtenues par mise en oeuvre d'une technique connue de fabrication de circuits imprimés consistant, par exemple, à attaquer par voie chimique les parties de surface laissées libres entre les bandes de cuivre, après impression par sérigraphie du dessin représentant les bandes, à l'aide d'une encre protectrice. L'enroulement du support 1 sur un cylindre isolant 3, représenté sur la figure 2, superpose les lignes A et B de la figure 1 ce qui reconstitue la continuité du conducteur en hélice. Cette continuité est matériellement réalisée suivant une bande C qui prolonge la largeur du support au-delà de la ligne A et qui constitue une zone de recouvrement après enroulement du support sur le cylindre isolant 3.

La figure 3 représente en coupe, les éléments qui assurent, dans cette zone de recouvrement, la continuité électrique au niveau d'une bande de cuivre 2 du support imprimé et la fixation mécanique de ce support souple sur le cylindre isolant 3. Le support souple 1 utilisé est un circuit double face. Les parties cuivrées de la première face forment les spires 2 de l'inductance. La partie cuivrée de la deuxième face est limitée aux surfaces en regard avec les parties cuivrées de la première face au niveau de la bande de recouvrement C, pour constituer des zones de fixation par soudure avec les parties cuivrées correspondantes de la première face, afin d'assurer la tenue mécanique et de faciliter le mouillage, par la soudure, de rivets 4 assurant la continuité électrique.

Ce procédé aboutit à la construction d'une inductance de valeur fixe et utilisable telle quelle. Cette inductance, selon une des caractéristiques de l'invention, est rendue ajustable par la mise en place d'un curseur selon la figure 4. Ce curseur est constitué par une bague en cuivre 5 de diamètre légèrement supérieur à celui du cylindre imprimé. A chaque extrémité de cette bague est fixée une couronne, 6 et 7, composée d'environ cinquante contacts élastiques faisant pression sur le cylindre le long d'une circonférence située dans un plan perpendiculaire à l'axe du cylindre. Ces couronnes sont réalisées en bronze béryllium à partir d'une bande 8 sur la figure 5 découpée en forme de peigne à larges dents 9. Ces dents sont ensuite préformées de façon à ce que chacune forme l'un des contacts d'une couronne, celle-ci étant constituée d'une longueur de bande, fixée, à l'aide de rivets, par sa partie non formée, à une extrémité de la bague curseur, sur toute la longueur de sa circonférence interne. L'une de ces couronnes 6 assure la liaison entre la bague curseur et les spires imprimées, par un nombre de contacts en parallèle d'autant plus élevé que la largeur de la partie imprimée est grande et que l'espace entre spires est étroit. La bague est dimensionnée en longueur de façon à court- circuiter, par l'intermédiaire des deux couronnes montées à ses extrémités, les spires non utilisées, quelle que soit sa position entre celles donnant les valeurs maximale et minimale de l'inductance.

Une autre caractéristique de la construction de l'inductance à partir de circuits imprimés selon l'invention autorise la mise en oeuvre d'un perfectionnement supplémentaire dans le cas d'une inductance variable : la largeur et le pas du conducteur en hélice peuvent varier le long du cylindre. Les bandes conductrices 2 de la figure 1 représentent un exemple de ce perfectionnement.

L'augmentation de la largeur de la bande conductrice dans la région qui reste seule utilisée aux faibles valeurs d'inductance, permet l'amélioration de la surtension de l'inductance pour ces faibles valeurs. D'autre part la surface augmentée du cuivre en cette région, permet une évacuation améliorée des calories dues aux pertes hautes fréquences du dispositif, ces pertes se trouvant concentrées sur les seules spires restant utilisées pour les faibles valeurs d'inductances.

La variation du pas de l'hélice formée par le ruban conducteur permet par ailleurs de perfectionner le dispositif en choisissant une loi de variation optimisée de l'inductance en fonction du déplacement de la bague sur le long du cylindre imprimé.

La liaison électrique, entre la bague curseur et les éléments fixes des circuits associés à l'inductance, est assurée par un frotteur 10 sur la figure 4, solidaire de la bague, qui établit un contact permanent avec un rail en laiton argenté 11 disposé parallèlement à l'axe du cylindre isolant.

La figure 6 représente l'inductance terminée avec les moyens d'entraînement de la bague curseur. Pour les commodités de lecture du dessin, sont seuls représentés les éléments nécessaires à la compréhension de l'invention. Sont reportés : le support imprimé 1, le dessin en hélice 2, la bague curseur 5 et ses couronnes de contacts 6 et 7. Les positions du curseur 10 et du rail 11 sont rappelées au milieu de la bague.

Le glissement de la bague curseur le long du cylindre portant l'inductance imprimée est assuré par deux tiges filetées 12, 13 disposées parallèlement et symétriquement par rapport à l'axe du cylindre imprimé. Ces tiges ont un filetage constitué par une rainure de section carrée dont le pas est déterminé en fonction des frottements et de la vitesse souhaitée du déplacement de la bague. Ces tiges agissent par vissage d'une manière équilibrée sur deux écrous 14-15 rendus solidaires de la bague à l'aide d'entretoises isolantes 16, 17. La rotation des tiges est assurée par des engrenages 18, 19 solidaires de ces tiges et placés dans un plan perpendiculaire à l'axe du cylindre imprimé à l'extrémité de celui-ci. Ces engrenages sont eux-mêmes entraînés d'une manière synchrone par un engrenage intermédiaire 20 lui-même entraîné par un moteur d'asservissement non représenté sur la figure. L'action symétrique du système d'entraînement de la bague permet un positionnement précis de celle-ci pendant les changements de valeur d'inductance en maintenant la coinci- dance de son axe et de celui du cylindre imprimé. Ceci évite tout effet de coincement et un écrasement excessif des contacts des couronnes, qui pourraient résulter d'un entraînement dissymétrique de la bague.

L'inductance variable qui vient d'être décrite est particulièrement applicable aux circuits d'accord des émetteurs. Dans un mode de réalisation pour la gamme de 1,5 à 30 MHz, une valeur maximale de 11 micro henry est obtenue avec 22 spires imprimées sur un cylindre de diamètre de 70 mm et de longueur de 280 mm. Le courant admissible est de 10 ampères avec un coefficient de surtension supérieur à 200. La puissance dissipée résultante est d'environ 15 watts. Le circuit imprimé utilisé pour obtenir ces performances présente une épaisseur de cuivre supérieure à 100 microns.

L'entraînement mécanique décrit, permet un temps de positionnement inférieur à 1,5 secondes.

L'invention n'est pas limitée au mode de réalisation précisément décrit et réalisé. En particulier les techniques diverses de circuits imprimés peuvent fournir des variantes de réalisation. L'usage, par exemple, des trous métallisés peut supprimer l'emploi de rivets sur la zone de recouvrement C de la figure 3. Le cylindre support peut dans une autre variante être réalisé en matière isolante traitée pour recevoir, directement par métallisation de cuivre, le dessin de l'inductance selon le procédé connu de sérigraphie, ceci évitant l'opération d'enroulement précédemment décrite.

La connexion électrique de la bague curseur aux éléments fixes des circuits associés par l'intermédiaire du frotteur 10 et du rail 11 peut être remplacée dans une autre variante de réalisation par une connexion semi rigide telle qu'un feuillard de cuivre, ce qui supprime un contact par frottement si les stabilités mécanique et électrique sont jugées suffisantes. La réalisation ne présente alors qu'un seul contact par frottement en série avec l'inductance.