專(zhuān)利名稱(chēng)：用于微波諧振器的可調(diào)節(jié)溫度補(bǔ)償系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在地面或空間通信領(lǐng)域中普遍使用的微波諧振器。
背景技術(shù)：
微波諧振器是一種電磁電路，該電路被調(diào)諧成以精確的諧振頻率傳遞能量。
可將微波諧振器用于形成過(guò)濾器，以濾去濾波器的通頻帶之外的信號(hào)的頻率。
諧振器采取一種形成諧振空腔的結(jié)構(gòu)形式，該諧振空腔的尺寸限定了所需的諧振頻率。
因此，引起其容積變化的空腔尺寸的任何變化會(huì)導(dǎo)致其諧振頻率的頻移，并由此引起濾波器通頻帶的變化。
由溫度變化引起的空腔壁的膨脹或收縮可以導(dǎo)致諧振空腔尺寸的變化，且這種尺寸的變化與材料的熱膨脹系數(shù)成比例地增加。
存在用于補(bǔ)償由溫度變化引起的空腔容積的變化的幾種現(xiàn)有技術(shù)，以便使諧振頻率保持在正常的溫度(環(huán)境溫度大約為20℃)條件下的預(yù)先確定值。
這些現(xiàn)有技術(shù)通常基于這樣的組成元件的使用，即，這些組成元件是空腔自身結(jié)構(gòu)的組成部分，并且由具有不同的熱膨脹系數(shù)的材料制成，其中一種材料的系數(shù)比其它材料的系數(shù)低得多。將這些組成元件以如下方式布置，即，沿相反方向發(fā)生膨脹，從而在溫度升高的條件下引起空腔的變形，該變形減小空腔的容積。
通常使用的第一種材料、例如殷鋼(Invar)(注冊(cè)商標(biāo))具有非常低的熱膨脹系數(shù)。所使用的第二種材料一般是鋁，其具有比殷鋼高的熱膨脹系數(shù)，然而另一方面，除了其密度低因而質(zhì)輕外，鋁還具有高的熱耗散能力，這使其特別適合于空間應(yīng)用。
還存在基于如下相同原則的位于空腔外部的補(bǔ)償裝置，即，使用具有不同熱膨脹系數(shù)的兩種材料。更多的細(xì)節(jié)參見(jiàn)例如在2001年8月28日提交的專(zhuān)利申請(qǐng)EP 1 187 247中給出的溫度補(bǔ)償裝置的說(shuō)明書(shū)。
這些不同技術(shù)方案的缺點(diǎn)是每個(gè)溫度補(bǔ)償裝置必須具有適合諧振空腔長(zhǎng)度的尺寸，溫度補(bǔ)償裝置與該諧振空腔相關(guān)聯(lián)或者是其組成部分。這樣，必須將溫度補(bǔ)償裝置形成為具有適合于每個(gè)不同空腔長(zhǎng)的尺寸。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明通過(guò)提出一種同樣適合于相同長(zhǎng)度的空腔和不同長(zhǎng)度的空腔的系統(tǒng)來(lái)解決該問(wèn)題。
本發(fā)明還提出一種溫度補(bǔ)償系統(tǒng)，其調(diào)節(jié)裝置使諧振器具有高的溫度穩(wěn)定性。
本發(fā)明包括這樣一種系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括一具有至少一個(gè)空腔的微波諧振器，該空腔具有預(yù)定的諧振頻率，該裝置還包括一溫度補(bǔ)償系統(tǒng)，其由具有這樣一種熱膨脹系數(shù)的材料制成，即，該熱膨脹系數(shù)相比于由其制成所述空腔的材料的熱膨脹系數(shù)是非常低的，并且該溫度補(bǔ)償系統(tǒng)包括一用于抵消溫度變化對(duì)諧振器產(chǎn)生的影響的結(jié)構(gòu)，從而使空腔的諧振頻率保持在預(yù)定的范圍內(nèi)，并且該裝置還包括一適于調(diào)整空腔的容積的溫度補(bǔ)償調(diào)節(jié)裝置，以將諧振頻率的值調(diào)節(jié)為預(yù)定的值，在該裝置中，所述空腔包括具有一縱向軸線(xiàn)和兩個(gè)相對(duì)端部的圓柱狀壁，其中一個(gè)端部由可變形的罩蓋封住，并且使該溫度補(bǔ)償系統(tǒng)和溫度調(diào)節(jié)裝置彼此相聯(lián)并聯(lián)接到諧振器上，以便沿對(duì)應(yīng)于空腔的縱向軸線(xiàn)的軸線(xiàn)對(duì)空腔的罩蓋施加作用力。
在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，所述空腔包括封住空腔的一個(gè)端部的基底和被連接到該基底上并沿所述空腔的縱向軸線(xiàn)伸出空腔的桿，該補(bǔ)償調(diào)節(jié)裝置圍繞所述桿布置并包括溫度補(bǔ)償系統(tǒng)的一個(gè)組成元件，該溫度補(bǔ)償系統(tǒng)由具有非常低的熱膨脹系數(shù)的材料制成。
補(bǔ)償調(diào)節(jié)裝置有利地包括一個(gè)螺釘，該螺桿由具有非常低的熱膨脹系數(shù)的材料制成，在螺桿外壁上攻有螺紋，并且具有罩蓋的桿穿過(guò)其中的中空軸。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)特征，溫度補(bǔ)償系統(tǒng)包括兩根桿，所述桿由具有非常低的熱膨脹系數(shù)的材料制成并與空腔沿徑向相對(duì)，該空腔具有兩個(gè)翼片，所述桿被固定到相應(yīng)翼片上。
所述桿位于罩蓋的基底的每側(cè)上，并通過(guò)一鐙形構(gòu)件(stirrupmember)在基底上方聯(lián)接在一起，該鐙形構(gòu)件形成有用于中空軸螺釘?shù)穆菁y通道，并且罩蓋的桿穿過(guò)該螺釘。
所述補(bǔ)償調(diào)節(jié)裝置包括一個(gè)鎖緊螺母，其在鐙形構(gòu)件上方圍繞所述螺釘。
根據(jù)另一特征，諧振器的空腔及其翼片由鋁壁限定，補(bǔ)償調(diào)節(jié)螺釘由殷鋼制成。


通過(guò)閱讀以示例性且非限定性的例子的方式并參照附圖地給出的下列說(shuō)明，可清楚地了解本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點(diǎn)，其中圖1是本發(fā)明的裝置的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的示意性剖視圖。
圖2是一具有兩個(gè)諧振空腔的裝置的示意性透視圖。
圖3是溫度補(bǔ)償調(diào)節(jié)螺釘?shù)母┮晥D。
具體實(shí)施例方式
圖1中所示的裝置1包括至少一個(gè)微波諧振器10、一個(gè)用于該諧振器的溫度補(bǔ)償系統(tǒng)20以及一個(gè)補(bǔ)償調(diào)節(jié)裝置40。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，溫度補(bǔ)償系統(tǒng)包括補(bǔ)償調(diào)節(jié)裝置40。
補(bǔ)償系統(tǒng)20用于通過(guò)調(diào)整空腔的容積來(lái)補(bǔ)償由溫度升高引起的諧振器空腔的容積變化，從而使空腔的諧振頻率保持在預(yù)定的范圍內(nèi)。
如果補(bǔ)償不足以獲得其諧振頻率對(duì)應(yīng)于預(yù)定諧振頻率、即在常溫條件下操作時(shí)的空腔的諧振頻率的空腔，調(diào)節(jié)系統(tǒng)能通過(guò)增加或者減少空腔的容積來(lái)修正該容積。
因此，盡管其可能受溫度變化的影響，本發(fā)明的溫度補(bǔ)償和調(diào)節(jié)系統(tǒng)能夠保持諧振器的諧振頻率，即使諧振器的空腔在長(zhǎng)度上存在細(xì)微差別(一至幾毫米的數(shù)量級(jí))。
就一切情況而論，本發(fā)明的調(diào)節(jié)裝置使諧振器具有高的溫度穩(wěn)定性。
圖1中所示的諧振器10采取圓柱狀空腔11的形式，該空腔具有可以被聯(lián)接到另一個(gè)空腔上的底111(如圖2所示)以及一個(gè)罩蓋112。該罩蓋112具有被固定到空腔上并由位于空腔11的縱向軸線(xiàn)上的更小直徑的桿114延伸的圓柱狀基底113。
空腔11在其外壁上具有沿徑向相對(duì)的兩個(gè)翼片115和116，所述翼片延伸基本上超過(guò)空腔高度的頂部四分之三，即在罩蓋端部處。
將由具有較低的熱膨脹系數(shù)的材料制成的桿21和桿22分別固定這些翼片的底端210和220上。所述桿在罩蓋112的基底的每側(cè)上平行于其縱向軸線(xiàn)、即其桿114延伸。
將兩根桿的上端部固定到鐙形構(gòu)件30上，該鐙形構(gòu)件具有部分32和橫向部分33，該部分32中嵌套有桿21和桿22的端部，該橫向部分33在兩桿之間延伸并結(jié)合有用于罩蓋的桿114的通道34，由此環(huán)繞后者和用于夾緊溫度補(bǔ)償系統(tǒng)的桿的構(gòu)件40。構(gòu)件40由具有較低的熱膨脹系數(shù)的材料制成。這些構(gòu)件的結(jié)合提供了溫度補(bǔ)償。
這樣，將桿設(shè)置在罩蓋的基底113的平面的每側(cè)，該平面作為用于罩蓋可能遭受的由溫度補(bǔ)償系統(tǒng)和補(bǔ)償調(diào)節(jié)系統(tǒng)所引起的變形的參考平面。
溫度補(bǔ)償調(diào)節(jié)系統(tǒng)包括夾緊構(gòu)件40。為此，構(gòu)件40采取具有中空軸的螺桿40的形式，該中空軸的直徑適于桿114的直徑，從而可將其圍繞桿放置。所述螺桿穿過(guò)鐙形構(gòu)件30中的螺紋通道34。螺桿40的外壁攻有螺紋，并且其內(nèi)壁是光滑的。桿114是光滑的，桿114和螺桿40之間的配合是滑動(dòng)配合，并且借助于容納在螺桿頭部41中的螺釘62和螺釘63而將螺桿40附著(夾緊)到桿114上，從而實(shí)現(xiàn)兩個(gè)構(gòu)件之間的連接。
這樣，可將螺桿40圍繞桿114升高或者降低。將鎖緊螺母50放置在形成于鐙形構(gòu)件30中的通道的上方，以在調(diào)節(jié)后者時(shí)，使螺桿的位置固定。
螺桿40的頭部41是分開(kāi)式的且形成有多個(gè)具有彈性的部分，當(dāng)其被夾緊時(shí)，鎖緊桿114。為此，螺桿的頭部41包括相對(duì)桿114的軸線(xiàn)沿徑向相對(duì)的兩個(gè)孔，并且兩個(gè)螺釘62和63沿相反的方向穿過(guò)這兩個(gè)孔，以?shī)A緊圍繞桿114的頭部的部分。
桿21、桿22以及螺桿40由具有較低的熱膨脹系數(shù)的材料制成，例如Invar。
包括空腔11、空腔的翼片115和116以及蓋罩112的諧振器10由具有高的熱耗散能力的材料(例如鋁)制成，但其具有比桿21和22以及螺桿40的熱膨脹系數(shù)更高的熱膨脹系數(shù)。
溫度補(bǔ)償系統(tǒng)包括借助于鐙形構(gòu)件和螺桿連接到空腔和罩蓋上兩根桿。
在諧振器操作的實(shí)際條件下執(zhí)行諧振頻率測(cè)量之后(即，在使諧振器經(jīng)受將要求它在其下操作的溫度之后)，調(diào)節(jié)螺桿40的位置。
因此，當(dāng)空腔在由于溫度升高而趨向于沿縱向膨脹時(shí)，桿和螺桿在罩蓋的軸線(xiàn)上施加使其變形的作用力。
諧振頻率保持在預(yù)定值的范圍內(nèi)。通過(guò)將螺桿40旋進(jìn)或旋出來(lái)將諧振頻率改變成預(yù)定值，從而調(diào)節(jié)補(bǔ)償。
調(diào)節(jié)裝置40提供由桿和螺桿提供的額定補(bǔ)償?shù)拇笾隆?0％的范圍，該范圍通過(guò)調(diào)節(jié)螺桿的位置而獲得。
圖2是本發(fā)明的裝置的概況圖。在該例子中，諧振器包括兩個(gè)相聯(lián)的諧振空腔10和90。每個(gè)諧振空腔配備有根據(jù)本發(fā)明的溫度補(bǔ)償系統(tǒng)20和補(bǔ)償調(diào)節(jié)裝置40?？梢杂^察到諧振空腔90的信號(hào)輸入91。在該圖2和圖3中可看到用于調(diào)節(jié)桿114的螺釘62和63。
圖3示出了補(bǔ)償調(diào)節(jié)螺桿40的頭部41的構(gòu)造。
權(quán)利要求
1.一種系統(tǒng)，其包括一種具有至少一個(gè)空腔的微波諧振器，該空腔具有預(yù)定的諧振頻率，所述裝置還包括一種溫度補(bǔ)償系統(tǒng)，其由具有這樣一種熱膨脹系數(shù)的材料制成，即，該熱膨脹系數(shù)相比于由其制成所述空腔的材料的熱膨脹系數(shù)是非常低的，并且該溫度補(bǔ)償系統(tǒng)包括用于抵消溫度變化對(duì)諧振器產(chǎn)生的影響的結(jié)構(gòu)，從而使所述空腔的諧振頻率保持在預(yù)定的范圍內(nèi)，并且所述裝置還包括適于調(diào)整所述空腔的容積的溫度補(bǔ)償調(diào)節(jié)裝置，以將所述諧振頻率的值調(diào)節(jié)為預(yù)定的值，在該裝置中，所述空腔包括具有縱向軸線(xiàn)和兩個(gè)相對(duì)端部的圓柱狀壁，其中一個(gè)端部由可變形的罩蓋封住，并且使所述溫度補(bǔ)償系統(tǒng)和所述溫度調(diào)節(jié)裝置彼此相聯(lián)并聯(lián)接到所述諧振器上，以便沿對(duì)應(yīng)于所述空腔的縱向軸線(xiàn)的軸線(xiàn)對(duì)所述空腔的所述罩蓋施加作用力。
2.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征為，所述空腔包括封住所述空腔的一個(gè)端部的基底和被連接到所述基底上并沿空腔的縱向軸線(xiàn)延伸到所述空腔之外的桿，所述補(bǔ)償調(diào)節(jié)裝置圍繞所述桿布置并包括所述溫度補(bǔ)償系統(tǒng)的一個(gè)組成元件，該溫度補(bǔ)償系統(tǒng)由具有非常低的熱膨脹系數(shù)的材料制成。
3.如權(quán)利要求2所述的裝置，其特征為，所述補(bǔ)償調(diào)節(jié)裝置包括螺桿，該螺桿由具有非常低的熱膨脹系數(shù)的材料制成，在該螺桿外壁上攻有螺紋，并且該螺桿還具有所述罩蓋的所述桿從其中穿過(guò)的中空軸。
4.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征為，所述溫度補(bǔ)償系統(tǒng)包括兩根桿，所述桿由具有非常低的熱膨脹系數(shù)的材料制成并相對(duì)于所述空腔沿徑向相對(duì)，該空腔具有兩個(gè)翼片，所述桿被固定到相應(yīng)的翼片上。
5.如權(quán)利要求4所述的裝置，其特征為，所述桿位于所述罩蓋的所述基底的每側(cè)上，并通過(guò)鐙形構(gòu)件在所述基底上方聯(lián)接在一起，該鐙形構(gòu)件形成有用于所述中空軸螺桿的螺紋通道，并且所述罩蓋的所述桿穿過(guò)所述螺桿。
6.如權(quán)利要求5所述的裝置，其特征為，所述補(bǔ)償調(diào)節(jié)裝置包括一個(gè)鎖緊螺母，其在所述鐙形構(gòu)件上方圍繞所述螺桿。
7.如權(quán)利要求4所述的裝置，其特征為，所述諧振器的所述空腔及其翼片由鋁壁限定。
8.如權(quán)利要求3所述的裝置，其特征為，所述補(bǔ)償調(diào)節(jié)螺桿由Invar制成。
全文摘要
一種裝置，其包括具有至少一個(gè)空腔的微波諧振器，該空腔具有預(yù)定的諧振頻率。該裝置還包括溫度補(bǔ)償系統(tǒng)，其由具有這樣一種熱膨脹系數(shù)的材料制成，即，該熱膨脹系數(shù)相比于由其制成所述空腔的材料的熱膨脹系數(shù)是非常低的，并且該溫度補(bǔ)償系統(tǒng)包括一用于抵消溫度變化對(duì)諧振器產(chǎn)生的影響的結(jié)構(gòu)，從而使空腔的諧振頻率保持在預(yù)定的范圍內(nèi)。該裝置還包括適于調(diào)整空腔的容積的溫度補(bǔ)償調(diào)節(jié)裝置，以將諧振頻率的值調(diào)節(jié)為預(yù)定的值?？涨话ň哂锌v向軸線(xiàn)和兩個(gè)相對(duì)端部的圓柱狀壁，其中一個(gè)端部由可變形的罩蓋封住，并且使該溫度補(bǔ)償系統(tǒng)和溫度調(diào)節(jié)裝置彼此相聯(lián)并聯(lián)接到諧振器上，以便沿對(duì)應(yīng)于空腔的縱向軸線(xiàn)的軸線(xiàn)對(duì)空腔的罩蓋施加作用力。
文檔編號(hào)H01P1/208GK1812188SQ20051011719
公開(kāi)日2006年8月2日 申請(qǐng)日期2005年11月2日 優(yōu)先權(quán)日2004年11月9日
發(fā)明者若埃爾·拉戈斯, 多米尼克·比加達(dá) 申請(qǐng)人:阿爾卡特公司