專利名稱：用于微波諧振器的可調節(jié)溫度補償系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及在地面或空間通信領域中普遍使用的微波諧振器。
背景技術：
微波諧振器是一種電磁電路，該電路被調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濾器，以濾去濾波器的通頻帶之外的信號的頻率。
諧振器采取一種形成諧振空腔的結構形式，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導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。
存在用于補償由溫度變化引起的空腔容積的變化的幾種現(xiàn)有技術，以便使諧振頻率保持在正常的溫度(環(huán)境溫度大約為20℃)條件下的預先確定值。
這些現(xiàn)有技術通?；谶@樣的組成元件的使用，即，這些組成元件是空腔自身結構的組成部分，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)(注冊商標)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輕外，鋁還具有高的熱耗散能力，這使其特別適合于空間應用。
還存在基于如下相同原則的位于空腔外部的補償裝置，即，使用具有不同熱膨脹系數(shù)的兩種材料。更多的細節(jié)參見例如在2001年8月28日提交的專利申請EP 1 187 247中給出的溫度補償裝置的說明書。
這些不同技術方案的缺點是每個溫度補償裝置必須具有適合諧振空腔長度的尺寸，溫度補償裝置與該諧振空腔相關聯(lián)或者是其組成部分。這樣，必須將溫度補償裝置形成為具有適合于每個不同空腔長的尺寸。

發(fā)明內容
本發(fā)明通過提出一種同樣適合于相同長度的空腔和不同長度的空腔的系統(tǒng)來解決該問題。
本發(fā)明還提出一種溫度補償系統(tǒng)，其調節(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空腔的微波諧振器，該空腔具有預定的諧振頻率，該裝置還包括一溫度補償系統(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，并且該溫度補償系統(tǒng)包括一用于抵消溫度變化對諧振器產(chǎn)生的影響的結構，從而使空腔的諧振頻率保持在預定的范圍內，并且該裝置還包括一適于調整空腔的容積的溫度補償調節(jié)裝置，以將諧振頻率的值調節(jié)為預定的值，在該裝置中，所述空腔包括具有一縱向軸線和兩個相對端部的圓柱狀壁，其中一個端部由可變形的罩蓋封住，并且使該溫度補償系統(tǒng)和溫度調節(jié)裝置彼此相聯(lián)并聯(lián)接到諧振器上，以便沿對應于空腔的縱向軸線的軸線對空腔的罩蓋施加作用力。
在一個優(yōu)選實施例中，所述空腔包括封住空腔的一個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伸出空腔的桿，該補償調節(jié)裝置圍繞所述桿布置并包括溫度補償系統(tǒng)的一個組成元件，該溫度補償系統(tǒng)由具有非常低的熱膨脹系數(shù)的材料制成。
補償調節(jié)裝置有利地包括一個螺釘，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其中的中空軸。
根據(jù)本發(fā)明的另一個特征，溫度補償系統(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，該空腔具有兩個翼片，所述桿被固定到相應翼片上。
所述桿位于罩蓋的基底的每側上，并通過一鐙形構件(stirrupmember)在基底上方聯(lián)接在一起，該鐙形構件形成有用于中空軸螺釘?shù)穆菁y通道，并且罩蓋的桿穿過該螺釘。
所述補償調節(jié)裝置包括一個鎖緊螺母，其在鐙形構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，補償調節(jié)螺釘由殷鋼制成。


通過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明，可清楚地了解本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點，其中圖1是本發(fā)明的裝置的一個優(yōu)選實施例的示意性剖視圖。
圖2是一具有兩個諧振空腔的裝置的示意性透視圖。
圖3是溫度補償調節(jié)螺釘?shù)母┮晥D。
具體實施例方式
圖1中所示的裝置1包括至少一個微波諧振器10、一個用于該諧振器的溫度補償系統(tǒng)20以及一個補償調節(jié)裝置40。在一個優(yōu)選實施例中，溫度補償系統(tǒng)包括補償調節(jié)裝置40。
補償系統(tǒng)20用于通過調整空腔的容積來補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定的范圍內。
如果補償不足以獲得其諧振頻率對應于預定諧振頻率、即在常溫條件下操作時的空腔的諧振頻率的空腔，調節(jié)系統(tǒng)能通過增加或者減少空腔的容積來修正該容積。
因此，盡管其可能受溫度變化的影響，本發(fā)明的溫度補償和調節(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度上存在細微差別(一至幾毫米的數(shù)量級)。
就一切情況而論，本發(fā)明的調節(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)接到另一個空腔上的底111(如圖2所示)以及一個罩蓋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的兩個翼片115和116，所述翼片延伸基本上超過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的基底的每側上平行于其縱向軸線、即其桿114延伸。
將兩根桿的上端部固定到鐙形構件30上，該鐙形構件具有部分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償系統(tǒng)的桿的構件40。構件40由具有較低的熱膨脹系數(shù)的材料制成。這些構件的結合提供了溫度補償。
這樣，將桿設置在罩蓋的基底113的平面的每側，該平面作為用于罩蓋可能遭受的由溫度補償系統(tǒng)和補償調節(jié)系統(tǒng)所引起的變形的參考平面。
溫度補償調節(jié)系統(tǒng)包括夾緊構件40。為此，構件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。所述螺桿穿過鐙形構件30中的螺紋通道34。螺桿40的外壁攻有螺紋，并且其內壁是光滑的。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，從而實現(xiàn)兩個構件之間的連接。
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件30中的通道的上方，以在調節(jié)后者時，使螺桿的位置固定。
螺桿40的頭部41是分開式的且形成有多個具有彈性的部分，當其被夾緊時，鎖緊桿114。為此，螺桿的頭部41包括相對桿114的軸線沿徑向相對的兩個孔，并且兩個螺釘62和63沿相反的方向穿過這兩個孔，以夾緊圍繞桿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)。
溫度補償系統(tǒng)包括借助于鐙形構件和螺桿連接到空腔和罩蓋上兩根桿。
在諧振器操作的實際條件下執(zhí)行諧振頻率測量之后(即，在使諧振器經(jīng)受將要求它在其下操作的溫度之后)，調節(jié)螺桿40的位置。
因此，當空腔在由于溫度升高而趨向于沿縱向膨脹時，桿和螺桿在罩蓋的軸線上施加使其變形的作用力。
諧振頻率保持在預定值的范圍內。通過將螺桿40旋進或旋出來將諧振頻率改變成預定值，從而調節(jié)補償。
調節(jié)裝置40提供由桿和螺桿提供的額定補償?shù)拇笾隆?0％的范圍，該范圍通過調節(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，諧振器包括兩個相聯(lián)的諧振空腔10和90。每個諧振空腔配備有根據(jù)本發(fā)明的溫度補償系統(tǒng)20和補償調節(jié)裝置40?？梢杂^察到諧振空腔90的信號輸入91。在該圖2和圖3中可看到用于調節(jié)桿114的螺釘62和63。
圖3示出了補償調節(jié)螺桿40的頭部41的構造。
權利要求
1.一種系統(tǒng)，其包括一種具有至少一個空腔的微波諧振器，該空腔具有預定的諧振頻率，所述裝置還包括一種溫度補償系統(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，并且該溫度補償系統(tǒng)包括用于抵消溫度變化對諧振器產(chǎn)生的影響的結構，從而使所述空腔的諧振頻率保持在預定的范圍內，并且所述裝置還包括適于調整所述空腔的容積的溫度補償調節(jié)裝置，以將所述諧振頻率的值調節(jié)為預定的值，在該裝置中，所述空腔包括具有縱向軸線和兩個相對端部的圓柱狀壁，其中一個端部由可變形的罩蓋封住，并且使所述溫度補償系統(tǒng)和所述溫度調節(jié)裝置彼此相聯(lián)并聯(lián)接到所述諧振器上，以便沿對應于所述空腔的縱向軸線的軸線對所述空腔的所述罩蓋施加作用力。
2.如權利要求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端部的基底和被連接到所述基底上并沿空腔的縱向軸線延伸到所述空腔之外的桿，所述補償調節(jié)裝置圍繞所述桿布置并包括所述溫度補償系統(tǒng)的一個組成元件，該溫度補償系統(tǒng)由具有非常低的熱膨脹系數(shù)的材料制成。
3.如權利要求2所述的裝置，其特征為，所述補償調節(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的中空軸。
4.如權利要求1所述的裝置，其特征為，所述溫度補償系統(tǒng)包括兩根桿，所述桿由具有非常低的熱膨脹系數(shù)的材料制成并相對于所述空腔沿徑向相對，該空腔具有兩個翼片，所述桿被固定到相應的翼片上。
5.如權利要求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上，并通過鐙形構件在所述基底上方聯(lián)接在一起，該鐙形構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所述螺桿。
6.如權利要求5所述的裝置，其特征為，所述補償調節(jié)裝置包括一個鎖緊螺母，其在所述鐙形構件上方圍繞所述螺桿。
7.如權利要求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.如權利要求3所述的裝置，其特征為，所述補償調節(jié)螺桿由Invar制成。
全文摘要
一種裝置，其包括具有至少一個空腔的微波諧振器，該空腔具有預定的諧振頻率。該裝置還包括溫度補償系統(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，并且該溫度補償系統(tǒng)包括一用于抵消溫度變化對諧振器產(chǎn)生的影響的結構，從而使空腔的諧振頻率保持在預定的范圍內。該裝置還包括適于調整空腔的容積的溫度補償調節(jié)裝置，以將諧振頻率的值調節(jié)為預定的值?？涨话ň哂锌v向軸線和兩個相對端部的圓柱狀壁，其中一個端部由可變形的罩蓋封住，并且使該溫度補償系統(tǒng)和溫度調節(jié)裝置彼此相聯(lián)并聯(lián)接到諧振器上，以便沿對應于空腔的縱向軸線的軸線對空腔的罩蓋施加作用力。
文檔編號H01P1/208GK1812188SQ20051011719
公開日2006年8月2日 申請日期2005年11月2日 優(yōu)先權日2004年11月9日
發(fā)明者若埃爾·拉戈斯, 多米尼克·比加達 申請人:阿爾卡特公司