Dispositivo mecánico de compensación de temperatura para guía de onda con estabilidad de fase.

Dispositivo de guía de onda compensada que comprende una guía de onda (1) que presenta:

* un primer coeficiente de dilatación térmica,

* dos lados largos

(6, 7) y dos lados cortos (4, 5), presentando dichos lados cortos (4, 5) un eje mediano y comprendiendo la guía de onda (1), además, dos nervaduras longitudinales (2, 3) que presentan una superficie al menos parcialmente común con los lados cortos (4, 5) de la guía de onda (1) en aproximadamente la mitad de la anchura de los lados cortos (4, 5), estando dichas nervaduras longitudinales (2, 3) desplazadas con respecto al eje mediano de los lados cortos (4, 5) de la guía de onda (1), y maquinadas en la masa de la guía de onda (1), caracterizado porque comprende, en contacto con las nervaduras longitudinales (2, 3), medios para hacer rotar a dichas nervaduras longitudinales (2, 3) sobre sí mismas alrededor de un eje de rotación que corresponde aproximadamente a la intersección entre el lado corto (4, 5) y el lado largo (6, 7) de la guía de onda, conllevando una deformación de los lados cortos (4, 5) de la guía de onda (1), estando dichos medios para hacer rotar a las nervaduras longitudinales fijados a los extremos de dichas nervaduras, y comprendiendo al menos un elemento poco termodeformable, que presenta un segundo coeficiente de dilatación térmica inferior al primer coeficiente de dilatación térmica.

Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E08158032.

Solicitante: THALES.

Nacionalidad solicitante: Francia.

Dirección: 45 RUE DE VILLIERS 92200 NEUILLY SUR SEINE FRANCIA.

Inventor/es: Lagorsse,Joël, Bugada,Dominique.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION H — ELECTRICIDAD > ELEMENTOS ELECTRICOS BASICOS > GUIAS DE ONDAS; RESONADORES, LINEAS, U OTROS DISPOSITIVOS... > Dispositivos auxiliares (dispositivos de acoplamiento... > H01P1/30 (Dispositivos para compensar los efectos de la temperatura o humedad o de protección contra dichos efectos)

PDF original: ES-2380725_T3.pdf

 

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Dispositivo mecánico de compensación de temperatura para guía de onda con estabilidad de fase.

Fragmento de la descripción:

Dispositivo mecánico de compensación de temperatura para guía de onda con estabilidad de fase La presente invención se refiere a un dispositivo mecánico de compensación para guía de onda. Más exactamente, la presente invención propone una solución que utiliza una tecnología que permite asegurar una estabilidad de fase en una guía de onda sometida a dilataciones y a contracciones debido a variaciones de temperatura.

En particular, en el caso de multiplexores-demultiplexores (u Omux) integrados, por ejemplo, en instrumentos espaciales, y que comprenden guías de onda específicas denominadas habitualmente manifolds, las variaciones de temperatura pueden ser importantes. Estos manifolds que pueden estar constituidos, típicamente, por aluminio, cuyo coeficiente de dilatación térmica (o CTE por Coefficient of Thermal Expansion) vale 23 ppm, las deformaciones inducidas por estas variaciones de temperatura son tales que se introducen desfases en las ondas guiadas. Estos desfases conllevan un mal funcionamiento del equipo; pueden producirse, por ejemplo, desadaptaciones de canales en los Omux.

Para corregir este problema, se han desarrollado varias tecnologías. El primer método consiste en realizar la guía de onda y el manifold en un material cuyo coeficiente de dilatación térmica sea lo más pequeño posible. En efecto, materiales tal como Invar™ tienen un coeficiente de dilatación térmica que puede descender hasta 0, 5 ppm, lo que les hace muy poco deformables frente a variaciones de temperatura. Sin embargo, por razones prácticas, vinculadas en particular al hecho de que las guías de onda están montadas en equipos espaciales generalmente realizados en materiales ligeros, cuyos coeficientes de dilatación térmica son a menudo elevados, como aluminio por ejemplo, se buscan soluciones de compensación mecánica, particularmente para funcionar con guías de onda de aluminio. En efecto, una diferencia demasiado importante entre el coeficiente de dilatación térmica del manifold y el del equipo completo en el que está montado induce tensiones mecánicas importantes. Para reducir estas tensiones, es preciso homogeneizar los coeficientes de dilatación térmica.

De este modo, hoy en día se sabe que es posible compensar la dilatación térmica de una guía de onda de sección rectangular aplicando una deformación en sus lados cortos para asegurar una estabilidad de fase. Una tecnología existente consiste en deformar los lados cortos de la guía de onda apoyando sobre o tirando de sus lados cortos por medio de piezas separadoras que se desplazan según un eje ortogonal a los lados cortos de la guía de onda. La patente US 5 428 323 describe dicho dispositivo, que comprende una guía de onda con compensación de temperatura. Para compensar la dilatación volumétrica de una guía de onda durante una elevación de temperatura, esta patente describe un sistema de compensación del volumen de dicha guía de onda que se basa en la utilización de dos tirantes / nervaduras que deformarán los lados de la guía de onda. Para ello, la guía de onda, típicamente de aluminio, de coeficiente de dilatación térmica elevado, está rodeada por un marco, típicamente de Invar, de coeficiente de dilatación térmica reducido, y los tirantes / nervaduras están unidos a dicho marco. En caso de elevación de la temperatura, la diferencia entre los coeficientes de dilatación térmica de la guía de onda y del marco hace que los tirantes / nervaduras deformen los lados de la guía de onda para reducir su volumen.

Sin embargo, estas tecnologías conocidas necesitan generalmente la utilización de grandes placas de Invar™ (u otro material con coeficiente de dilatación térmica similar) , paralelas a los lados largos de la guía de onda y que mantendrán la distancia entre ellos. La presencia de estas placas aumenta la masa del dispositivo unido a la guía de onda.

Para paliar este inconveniente, la invención propone la utilización de accionadores de Invar™ (u otro material con coeficiente de dilatación térmica reducido) que, bajo el efecto de una variación de temperatura, hagan girar a nervaduras longitudinales, desplazadas con respecto a un eje, maquinadas en la masa y unidas a la guía de onda, que deformarán los lados cortos de la guía de onda.

A tal efecto, la invención tiene por objeto un dispositivo de guía de onda compensado que comprende una guía de onda que presenta:

• un primer coeficiente de dilatación térmica,

• al menos un lado largo y al menos un lado corto,

presentando dicho lado corto un eje mediano y comprendiendo, además, la guía de onda al menos una nervadura longitudinal que presenta una superficie al menos parcialmente común con el lado corto de la guía de onda en aproximadamente la mitad de la anchura de dicho lado corto, estando dicha nervadura longitudinal desplazada con respecto al eje mediano del lado corto de la guía de onda, y maquinada en la masa de la guía de onda, caracterizado por que comprende, en contacto con la nervadura longitudinal, medios para hacer rotar a dicha nervadura longitudinal sobre sí misma, conllevando una deformación del lado corto de la guía de onda.

Ventajosamente, la guía de onda presenta una sección rectangular y comprende, por lo tanto, dos lados cortos y dos lados largos.

Ventajosamente, los medios para hacer rotar a la nervadura longitudinal comprenden al menos un elemento poco termodeformable, que presenta un segundo coeficiente de dilatación térmica inferior al primer coeficiente de dilatación térmica.

Ventajosamente, el segundo coeficiente de dilatación térmica es inferior al primer coeficiente de dilatación térmica en un factor al menos igual a cinco.

Ventajosamente, los medios para hacer rotar a la nervadura longitudinal están constituidos por una tira bimetálica que comprende al menos el elemento poco termodeformable, que presenta el segundo coeficiente de dilatación térmica, y un elemento complementario que presenta un tercer coeficiente de dilatación térmica superior al segundo coeficiente de dilatación térmica.

Ventajosamente, el elemento poco termodeformable de la tira bimetálica es de Invar™ y el elemento complementario de la tira bimetálica es de aluminio.

Ventajosamente, los medios para hacer rotar a la nervadura longitudinal comprenden un primer tipo de par de tirantes correspondientes al elemento poco termodeformable, y un separador que presenta el primer coeficiente de dilatación térmica, unido a la guía de onda, y que se interpone entre dichos tirantes.

Ventajosamente, los tirantes son de Invar™, la guía de onda y el separador de aluminio.

Ventajosamente, los medios para hacer rotar a la nervadura longitudinal comprenden un armazón que presenta un cuarto coeficiente de dilatación térmica superior al segundo coeficiente de dilatación térmica y un segundo tipo de par de tirantes correspondientes al elemento poco termodeformable y que aseguran, además, la conexión entre dicha nervadura longitudinal y dicho armazón.

Ventajosamente, el dispositivo comprende dos nervaduras longitudinales, opuestas, y separadas por un lado largo de la guía de onda, y dos pares de tirantes del segundo tipo de pares de tirantes unidos a los extremos de dichas nervaduras longitudinales.

Ventajosamente, los pares de tirantes son de Invar™, el armazón de aluminio o de titanio y la guía de onda de aluminio o de titanio.

Ventajosamente, los pares de tirantes son de titanio, el armazón y la guía de onda de aluminio.

Otras... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Dispositivo de guía de onda compensada que comprende una guía de onda (1) que presenta:

• un primer coeficiente de dilatación térmica,

• dos lados largos (6, 7) y dos lados cortos (4, 5) ,

presentando dichos lados cortos (4, 5) un eje mediano y comprendiendo la guía de onda (1) , además, dos nervaduras longitudinales (2, 3) que presentan una superficie al menos parcialmente común con los lados cortos (4, 5) de la guía de onda (1) en aproximadamente la mitad de la anchura de los lados cortos (4, 5) , estando dichas nervaduras longitudinales (2, 3) desplazadas con respecto al eje mediano de los lados cortos (4, 5) de la guía de onda (1) , y maquinadas en la masa de la guía de onda (1) , caracterizado porque comprende, en contacto con las nervaduras longitudinales (2, 3) , medios para hacer rotar a dichas nervaduras longitudinales (2, 3) sobre sí mismas alrededor de un eje de rotación que corresponde aproximadamente a la intersección entre el lado corto (4, 5) y el lado largo (6, 7) de la guía de onda, conllevando una deformación de los lados cortos (4, 5) de la guía de onda (1) , estando dichos medios para hacer rotar a las nervaduras longitudinales fijados a los extremos de dichas nervaduras, y comprendiendo al menos un elemento poco termodeformable, que presenta un segundo coeficiente de dilatación térmica inferior al primer coeficiente de dilatación térmica.

2. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque la guía de onda (1) presenta una sección rectangular.

3. Dispositivo de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 2 caracterizado porque el segundo coeficiente de dilatación térmica es inferior al primer coeficiente de dilatación térmica en un factor al menos igual a cinco.

4. Dispositivo de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque los medios para hacer rotar a la nervadura longitudinal (2, 3) están constituidos por una tira bimetálica fijada a cada extremo de dicha nervadura longitudinal, comprendiendo dichas nervaduras al menos el elemento poco termodeformable, que presenta el segundo coeficiente de dilatación térmica, y un elemento complementario que presenta un tercer coeficiente de dilatación térmica superior al segundo coeficiente de dilatación térmica.

5. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación 4, caracterizado porque el elemento poco termodeformable de dichas tiras bimetálicas es de Invar™ y el elemento complementario de la tira bimetálica es de aluminio.

6. Dispositivo de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque los medios para hacer rotar a la nervadura longitudinal (2, 3) comprenden un primer tipo de par de tirantes (13-14) correspondientes al elemento poco termodeformable, estando cada tirante fijado a un extremo de dicha nervadura longitudinal y un separador (15) que presenta el primer coeficiente de dilatación térmica, unido a la guía de onda (1) , y que se interpone entre dichos tirantes (13, 14) .

7. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación 6, caracterizado porque los tirantes (13, 14) son de Invar™, la guía de onda (1) y el separador (15) de aluminio.

8. Dispositivo de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque los medios para hacer rotar a la nervadura longitudinal (2, 3) comprenden un armazón (12) que presenta un cuarto coeficiente de dilatación térmica superior al segundo coeficiente de dilatación térmica y un segundo tipo de par de tirantes (8-9, 1011) correspondientes al elemento poco termodeformable y que aseguran, además, la conexión entre dicha nervadura longitudinal (2, 3) y dicho armazón (12) .

9. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación 8, caracterizado porque comprende dos nervaduras longitudinales (2, 3) , opuestas, y separadas por un lado largo (6, 7) de la guía de onda (1) , y dos pares de tirantes (8-9, 10-11) del segundo tipo de pares de tirantes unidos a los extremos de dichas nervaduras longitudinales.

10. Dispositivo de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 8 a 9, caracterizado porque los pares de tirantes (8-9, 10-11) son de Invar™, el armazón de aluminio o de titanio y la guía de onda (1) de aluminio o de titanio.

11. Dispositivo de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 8 a 9, caracterizado porque los pares de tirantes (8-9, 10-11) son de titanio, el armazón y la guía de onda (1) de aluminio.