EP1052725A1 - Surface réfléchissant les ondes électromagnétiques et procédé pour sa réalisation - Google Patents
Surface réfléchissant les ondes électromagnétiques et procédé pour sa réalisation Download PDFInfo
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- H01Q15/16—Reflecting surfaces; Equivalent structures curved in two dimensions, e.g. paraboloidal
Definitions
- the present invention relates to surfaces reflecting waves electromagnetic, such as antenna reflectors, shields electromagnetic, waveguides, etc ... as well as a method for the realization of these surfaces.
- reflective surfaces - which are made by shaped metal sheets, for example by stamping, giving them a self-supporting structure.
- Such surfaces have a large mass, so that their dimensions are generally limited. In addition, due to their mass, they cannot be on board spacecraft.
- parasitic electrical discharges may occur between the ends opposite broken carbon fibers - these fibers being conductive - which generates parasites in said reflected radiation.
- the metallization of said composite supports present in general a surface condition so smooth that thermal radiation received by such a reflector is concentrated in the focus of the latter. Also, when the source of the reflector is at the focus, it is necessary to thermally protect said source, for example by covering the surface active reflector by diffusing paint.
- the object of the present invention is to remedy the drawbacks reflective surfaces with composite support, while allowing to obtain reflective surfaces of comparable lightness.
- the rigid surface reflecting the electromagnetic waves is remarkable in that it consists of an interlacing of electrically conductive wires which are superficially made of a stable metallic diffusion alloy ensuring the joining of said wires together and the rigidity of said surface.
- This flexible interlacing can be achieved in different ways, by example by knitting, covering, braiding, coating, weaving or even by implementing methods of manufacturing fibrous products non-woven.
- the interlacing in the form of a knitted fabric was found particularly advantageous, especially with regard to dissemination of the heat flux received by said reflecting surface.
- the electrically conductive wires can consist of a metallic core covered with said filler metal. In this case, the metal superficial is therefore that of the soul.
- the wires are electrically conductors can consist of a plurality of layers coaxial, at least some of which are made of a material - electrically conductive or possibly insulating - different from said surface metal.
- metals used to make wires electrically conductors we can cite metals that are good conductors of electricity, such as gold, silver, copper, etc ... or even low-alloys coefficient of thermal expansion, such as certain ferro-nickel, or still other metals or metal alloys.
- the filler metals are chosen from metals or alloys low melting point, such as tin or indium, which can form a stable alloy by diffusion with the surface metal.
- the cross section of the electrically conductive wires can be circular, with a diameter preferably between 6 and 20 microns, or flattened, with a thickness also preferably between 6 and 20 microns and a width preferably between 0.2 and 1.5 mm. In these cases, the thickness of the coating of the filler metal can be between 10 Angström and 1 micron.
- the surface according to the present invention can be uniform, without holes.
- a relatively tight interlacing is expected and the application of said uniform pressure makes it possible to close off any possible days of interlacing.
- said surface may include holes, planned at the time of the said interlacing.
- the surface obtained by the interlacing stiffened is reinforced by a reinforcement attached to one of the faces said interlacing and secured to it.
- the stiffened interlacing does not form while the active reflecting part of said surface.
- Such reinforcement may have a composite fiber - polymerized matrix structure. It is then advantageous that the joining of the surface and the reinforcement is obtained by bonding using the resin of said matrix, the reinforcement being formed on said surface.
- the temperature resin polymerization is lower than the melting temperature of stable diffusion metallic alloy.
- antenna reflectors capable of operating at frequencies between 18 GHz and more than 45 GHz.
- Figure 1 shows, in plan, an example of electrically interlaced wires conductors used in the implementation of the present invention.
- Figure 2 shows, also in plan, a variant of the interlacing of figure 1.
- Figures 3 and 4 are sections respectively along the lines III-III and IV-IV of Figures 1 and 2.
- Figures 5 and 6 illustrate, in section, alternative embodiments conducting wires used to form the interlacing of Figures 1 and 2.
- FIGS. 7A to 7F illustrate different phases of the method of realization of an antenna reflector according to the present invention.
- FIG 1 there is shown an interlacing 1 of electrically wires conductors 2 and 3 crisscrossed.
- the interlacing 1 is represented in the form of a weaving with warp 2 and weft 3, although the interlacing 1 could advantageously consist of knitted stitches.
- the wires electrically conductors 2 and 3 provide voids between them 4.
- each wire 2 and 3 comprises a core 5, for example of copper, coated on the surface with a coating 6 of a metal with a low melting point, such as indium.
- the diameter d of the wires 2 and 3 can preferably be between 6 and 20 microns, while the thickness e of the coating 6 can be between 10 Angstrom and 1 micron.
- the interlacing 7 is similar at the interlacing 1 of Figure 1 with the difference that the conductors wefts and warps 2 and 3 are woven more tightly so as to practically eliminate the voids 4.
- Figure 3 illustrates the contact of wires 2 and 3 at one of their points crossover, while Figure 4 illustrates the contact of two wires 2 and 3 parallel.
- the stiffening will fix the final shape of said interlacing.
- the wires 2 and 3 have a circular section.
- said wires could have an oblong section.
- the thickness l of said section can be between 6 and 20 microns and the width L can be between 0.2 and 1.5 mm, the thickness l being the same as before.
- the wires 2 and 3 could have a structure with several superimposed layers.
- an alternative embodiment of said wires 2 and 3 has been shown in which an intermediate layer 8 is interposed between the core 5 and the coating surface 6.
- layer 8 must be of a metal capable of forming a stable diffusion alloy with the coating 6.
- the rise in temperature in the oven 14 leading to soldering by diffusion of the interlacing 1, 7 can be 0.1 ° C per minute, from the room temperature up to the desired temperature for diffusion, compatible with the temperature of the subsequent polymerization of the resin reinforcement 15.
- the interlacing 1, 7 is maintained at this desired diffusion temperature for a period suitable for diffusion brazing, after which the cooling can be natural.
Abstract
Description
- réaliser un entrelacs souple de fils électriquement conducteurs dont la superficie est métallique et revêtue d'un métal d'apport, ledit métal d'apport ayant un point de fusion inférieur à celui du métal superficiel desdits fils et ledit métal d'apport et ledit métal superficiel étant aptes à diffuser réciproquement l'un dans l'autre lorsqu'ils sont portés à une température au moins égale au point de fusion dudit métal d'apport pour former un alliage métallique stable de diffusion, dont la température de fusion est supérieure au point de fusion dudit métal d'apport et croít en direction du point de fusion dudit métal superficiel avec l'intensité de ladite diffusion ;
- conformer ledit entrelacs souple à la forme souhaitée pour ladite surface rigide réfléchissant les ondes électromagnétiques ; et
- élever la température dudit entrelacs souple, ainsi conformé, au-delà du point de fusion dudit métal d'apport pour obtenir la formation dudit alliage métallique de diffusion, entraínant la solidarisation desdits fils entre eux et la rigidification dudit entrelacs, qui forme alors ladite surface rigide.
- sur le moule 10, on applique un entrelacs 1, 7 de fils électriquement conducteurs 2 et 3, en tendant ledit entrelacs (figure 7A) ;
- puis on fixe périphériquement ledit entrelacs 1, 7 ainsi appliqué sur le moule 10 par tout moyen 11 désiré, par exemple un cordon de mastic (voir figure 7B) ;
- sur l'entrelacs 1, 7 ainsi fixé sur le moule 10, on applique une peau de matage 12 --préalablement réalisée sur le moule 10-- que l'on fixe par tout moyen approprié 13, par exemple également un cordon de mastic (figures 7B et 7C) ;
- l'ensemble du moule 10, de l'entrelacs 1, 7 et de la peau de matage 12 est alors introduit dans un autoclave 14, dans lequel ledit ensemble est soumis à une élévation de température, au-delà du point de fusion de l'indium, tout en lui appliquant une pression uniforme P1, par exemple par l'intermédiaire d'une vessie à vide (non représentée), agissant sur la peau de matage 12 ;
- dans ces conditions, de la façon décrite ci-dessus, il se forme superficiellement un alliage métallique de diffusion cuivre-indium à la surface des fils électriquement conducteurs 2 et 3 de sorte que l'entrelacs 1, 7 se rigidifie à la forme du moule 10 ;
- après démarouflage (figure 7D), il est alors possible de napper, sur la face convexe de l'entrelacs 1, 7, un renfort 15 de matière composite fibres - matrice polymérisable (voir la figure 7E) ;
- après nappage du renfort composite 15, celui-ci est polymérisé dans un autoclave 16 avec application d'une pression P2 ;
- pendant la polymérisation du renfort 15, la résine solidarise l'entrelacs 1, 7 dudit renfort 15 et l'on obtient ainsi une surface réfléchissant les ondes électromagnétiques, constituée dudit entrelacs 1, 7 et de son renfort arrière 15.
Claims (11)
- Surface rigide réfléchissant les ondes électromagnétiques, notamment pour réflecteur d'antenne, blindage électromagnétique et guide d'ondes,
caractérisée en ce qu'elle est constituée d'un entrelacs (1, 7) de fils électriquement conducteurs (2, 3) qui sont constitués superficiellement d'un alliage métallique stable de diffusion assurant la solidarisation desdits fils entre eux et la rigidité de ladite surface. - Surface selon la revendication 1,
caractérisée en ce que ledit entrelacs est un tricot desdits fils électriquement conducteurs. - Surface selon l'une des revendications 1 ou 2,
caractérisée en ce qu'au moins l'une des dimensions transversales (d, ℓ) de la section desdits fils est inférieure à 20 microns. - Surface selon l'une des revendications 1 à 3,
caractérisée en ce qu'elle est uniforme. - Surface selon l'une des revendications 1 à 3,
caractérisée en ce qu'elle comporte des trous. - Surface selon l'une des revendications 1 à 5,
caractérisée en ce qu'elle comporte un renfort (15) accolé contre l'une de ses faces et solidarisé de cette dernière. - Surface selon la revendication 6,
caractérisée en ce que ledit renfort (15) présente une structure composite fibres - matrice polymérisée. - Procédé pour la réalisation d'une surface rigide réfléchissant les ondes électromagnétiques,
caractérisé :en ce qu'on réalise un entrelacs (1, 7) souple de fils électriquement conducteurs (2, 3) dont la superficie est métallique et revêtue d'un métal d'apport (6), ledit métal d'apport (6) ayant un point de fusion inférieur à celui du métal superficiel desdits fils et ledit métal d'apport (6) et ledit métal superficiel (5) étant aptes à diffuser réciproquement l'un dans l'autre lorsqu'ils sont portés à une température au moins égale au point de fusion dudit métal d'apport (6) pour former un alliage métallique stable de diffusion, dont la température de fusion est supérieure au point de fusion dudit métal d'apport (6) et croít en direction du point de fusion dudit métal superficiel avec l'intensité de ladite diffusion ;en ce qu'on conforme ledit entrelacs souple (1, 7) à la forme souhaitée pour ladite surface rigide réfléchissant les ondes électromagnétiques ; eten ce qu'on élève la température dudit entrelacs souple (1, 7), ainsi conformé, au-delà du point de fusion dudit métal d'apport (6) pour obtenir la formation dudit alliage métallique de diffusion, entraínant la solidarisation desdits fils (2, 3) entre eux et la rigidification dudit entrelacs (1, 7), qui forme alors ladite surface rigide. - Procédé selon la revendication 8,
caractérisé en ce que l'épaisseur (e) du revêtement de métal d'apport (6) est comprise entre 10 Angström et 1 micron, lorsque la section desdits fils a une dimension (d, ℓ) au plus égale à 20 microns. - Procédé selon l'une des revendications 8 ou 9,
caractérisé en ce que, pendant l'élévation de température, l'entrelacs souple (1, 7) conformé est soumis à pression. - Procédé selon l'une des revendications 8 à 10 pour l'obtention de la surface conforme à la revendication 7,
caractérisé en ce que ladite structure composite de renfort est réalisée directement sur ledit entrelacs (1, 7) rigidifié et est solidarisée de ce dernier par la résine de ladite matrice.
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