用于热补偿技术滤波器和多路调制器的多层膜柔性壁系统技术方案

本发明专利技术提出一种用于热补偿技术滤波器和多路调制器的多层膜柔性壁系统（１０，１１）。使用多层膜柔性壁（１０，１１），特别是作为用于ＯＭＵＸ通道的谐振腔的密封盖，可以在给定位移下，减小柔性壁的热阻，同时保持施加在所述壁上的相同水平的机械应力；或者，在给定位移下，减小施加在柔性壁上的机械应力，同时对所述壁保持相等热阻；或者，通过保持相同水平的机械应力以及通过保持相等的热阻来增大柔性壁的变形。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于地面或空间通信领域的微波谐振器。本专利技术涉及一种用于具有配备有机械温度补偿设备的谐振腔的微波滤波器的柔 性壁系统。本专利技术提出了在具有热补偿技术谐振腔(thermally-compensatedtechnology resonant cavity)和高功率的滤波器或被称作OMUX(输出多路调制器)的已知类型的多路 调制器承受温度所致变形的柔性部分中所遇到的热机械应力问题的解决方案。
技术介绍
通常，以及在说明书下文和权利要求书中，术语“热补偿技术”用来表示目的是通 过温度使谐振腔变形从而补偿所述谐振腔的体积变化以便将腔的谐振频率保持在期望值 的技术，其中所述体积变化是由温度的改变引起的。通常在20°C左右的环境温度条件下预 先定义该值。回顾一下，微波谐振器是被调谐为使精确谐振频率处的能量通过的电磁路。微波 谐振器能够用于制作滤波器以便抑制滤波器通带以外的信号频率。谐振器采用腔结构的形式，该腔被称为谐振腔，限定该腔的尺寸以获得期望的谐 振频率。因此，引入所述腔体积变化的任何腔尺寸变化都将导致其谐振频率偏移，因此导 致其电特性改变。谐振腔的尺寸变化的可能是由于温度变化所导致的腔壁的膨胀或收缩，如果材料 的热膨胀系数增大，和/或当温度变化增大时，这将变得更加显著。有许多热补偿技术是已知的。这些技术经常依赖于腔结构本身所包含的部件的组合，这些部件由具有不同热膨 胀系数的材料制成，并且其中一个热膨胀系数比其余的热膨胀系数低得多。所述部件被设 置成利用热弹性差异效应在彼此之间产生温度所致的位移。与柔性壁连接，其导致当温度 升高时体积降低、或者当温度降低时体积减小意义上的变形。因此，采用具有非常低的热膨胀系数的第一材料，例如因瓦合金(Invar )。所用 的第二材料通常为铝，铝材料的热膨胀系数比因瓦合金的热膨胀系数高，并且在具有低密 度的同时还具有高导热性，这使得铝特别适合于空间应用。基于这种采用两种具有不同热膨胀系数的材料的相同原理，存在功能是使柔性壁 变形的各种腔外补偿设备。例如专利申请EP1187247和EP1655802中描述了其中一些温度补偿设备。为了满足卫星有效载荷设置中越来越强的约束条件，开发了垂直通道结构，即例 如具有重叠的输入和输出腔的结构。从通道的热控制的角度来看，这些结构是特别有害的。现在，在高温环境中，即空间应用领域中在约85°C温度下，面对越来越高的耗散功 率水平，即OMUX滤波器中耗散100瓦特以上，补偿技术可能具有使用限制。在实际中，为了满足补偿的需要，即为了封盖中心处的变形超过200微米的位移 的需要，封盖必须是充分柔性的并且是可变形的以保持材料在其弹性区域内。在圆形封盖的情况下，可以通过增加中心处的刚性圆形部分与外侧的刚性圆形部 分之间的距离，乃至通过减小膜的厚度来获得柔性。在这两种情况下，这具有使封盖更耐热的效果，因此能够大大降低局部热梯度，更 确切地说是柔性壁本身的位置处的热梯度。高梯度可以是特别有害的，例如，当使用经过结构淬火(structuralhardening) 的铝合金时，例如铝6061，铝合金的机械性能可能会作为温度以及在该同一温度下的暴露 时间的函数迅速下降。因此，必须对温度进行限制，以及因而必须对热阻进行限制。相反地，为了利于降低膜中的热梯度，可以增加柔性部分的厚度，或者可以减小中 心处的刚性部分与外侧的刚性圆形部分之间的距离，但是这样一来就降低了封盖的柔性， 因此可能会与为获得必要的补偿所需的变形产生矛盾。第一种方案可以包括使用导热性更好的材料，但是材料的导热性通常是与其机械 性能矛盾的，乃至于与其热弹性以及铝谐振腔的结构矛盾。为了降低热梯度，最显而易见的解决方案包括增加OMUX滤波器的壁的厚度，以利 于热通量向卫星有效载荷的热控制系统传导。如今，该方案可能会降低产品的竞争力，特别是在空间应用中更是如此，因为所得重量显著增加。
技术实现思路
本专利技术通过提出一种系统来解决这些困难，该系统与不同的补偿方案兼容，并且 可以大比例地减小柔性封盖的热梯度，对总重量的影响只有几克。本专利技术因此补充了现有的用于具有谐振腔的滤波器和OMUX的热补偿技术。其更 特别涉及热补偿OMUX的柔性封盖。主旨是使所述封盖的热阻与变形度之比最优化。因此，为了使柔性封盖获得较低的热阻，同时维持变形度，本专利技术提出了一种多层 膜柔性壁系统。该系统还可以在给定变形下减小机械应力，同时保持相等的热阻，或者甚至 在同等水平的机械应力和热阻下增大变形，因此在给定的耗散功率下维持相等的热梯度。为此目的，本专利技术的主题是一种用于热补偿技术的滤波器部件或输出多路调制器 的柔性壁系统，所述壁包括至少两层堆叠的不同柔性膜，每层所述柔性膜具有面对面的中 心区域、中间区域和外周区域，其中所述柔性膜热连接以及机械连接到中心区域和外周区 域，但不连接到中间区域。优选地，所述柔性膜适于同时变形(distorted)。在根据本专利技术的柔性壁系统中，所述柔性膜由柔性金属或非金属材料制成。所述柔性膜可由互不相同的材料制成。 在常规实施例中，所述柔性膜由铝制成。在另一实施例中，每层膜由不同材料的组合制成。最后，每层膜可由双金属片材料制成。根据本专利技术的柔性壁的各层膜通过下列方法中的至少一种方法装配到一起螺纹 紧固(screw-fastening)；捆绑(banding)；钎焊；热粘合(thermal bonding)；电焊。5有利地，可通过外部装置获得所述柔性壁的温度所致变形。有利地，可通过所述柔性膜的至少其中之一的变形获得所述柔性壁的温度所致变 形。有利地，所述柔性膜的至少其中之一包括双金属片材料，所述双金属片材料参与 柔性壁的所述温度所致变形。所述柔性壁可以精确包括两层膜。有利地，所述柔性壁精确包括三层膜。有利地，每层所述柔性膜具有十分之二至十分之四毫米之间的厚度。有利地，热补偿技术滤波器包括通过柔性封盖设备密封的至少一个谐振腔，所述 柔性封盖由根据本专利技术的柔性壁构成。有利地，根据本专利技术的热补偿技术滤波器可包括活塞，所述活塞与所述膜协同工 作以允许优化所述谐振腔的体积控制。有利地，热补偿技术输出多路调制器包括至少两个通道，每个通道包括通过柔性 封盖设备密封的谐振腔，所述柔性封盖由根据本专利技术的柔性壁构成。附图说明通过下面参考附图给出的说明，本专利技术的其他特征和优点将会显现，附图表示图1 根据现有技术的具有柔性封盖和包括活塞的腔的OMUX通道的简图；图2a 根据本专利技术的具有被捆绑在一起的两层膜和活塞的封盖的分解图；图2b 根据本专利技术的具有被螺固在一起的两层膜和活塞的封盖的分解图；图3a 根据本专利技术的具有三层捆绑的膜的封盖的横截面；图3b 根据本专利技术的具有三层螺固在一起的膜的封盖的横截面；图4a 根据本专利技术的具有三层捆绑的膜的封盖的三维图；图4b 根据本专利技术的具有三层螺固在一起的膜的封盖的三维图；图5a 根据本专利技术的具有两层捆绑的膜的封盖的横截面；图5b 根据本专利技术的具有两层螺固在一起的膜的封盖的三维图；图6 根据本专利技术的包括两个重叠腔和两个柔性封盖的垂直结构OMUX通道的三维 表不。具体实施例方式图1显示了 OMUX通道的示例的局部图示。该通道包括腔2a，腔2a被具有相连的 活塞3的柔性封盖Ia密封。当OMUX工本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于热补偿技术的滤波器部件或输出多路调制器的柔性壁系统，所述壁包括至少两层堆叠的不同柔性膜（１０，１１，１２），每层所述柔性膜（１０，１１，１２）具有面对面的中心区域（Ｃ）、中间区域（Ｉ）和外周区域（Ｐ），其特征在于，所述柔性膜（１０，１１，１２）热连接以及机械连接到中心区域（Ｃ）和外周区域（Ｐ）上，且不连接到中间区域（Ｉ）上。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：J拉戈斯，M布兰奎特，E阿亚尔，
申请(专利权)人：泰勒斯公司，
类型：发明
国别省市：FR[法国]