ES2957313T3 - Conjunto de guiado de ondas radioeléctricas y antena que comprende dicho conjunto - Google Patents

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Abstract

La presente invención se refiere a un conjunto de guía de ondas de radio (23) que comprende un par de guías de ondas (30) compuestas por una primera guía de ondas (31) y una segunda guía de ondas (32). formando tramos sucesivos de un mismo camino de transmisión de ondas de radio. El conjunto (23) se caracteriza porque comprende además una pieza de conexión (33) que comprende dos placas (35A) dispuestas una enfrentada entre sí definiendo un espacio interno (36) entre ellos, y medios de delimitación (37) que delimitan en el espacio interno (36) un canal de transmisión (40) de ondas de radio, abriéndose el canal de transmisión (40) por un lado a la primera guía de ondas (31) y por el otro mano sobre la segunda guía de ondas (32). (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Conjunto de guiado de ondas radioeléctricas y antena que comprende dicho conjunto
[0001]La presente invención se refiere a un conjunto de guiado de ondas radioeléctricas.
[0002]La presente invención se refiere también a una antena que comprende dicho conjunto.
[0003]La invención propone resolver los problemas de diferencia de coeficientes de dilatación térmica en un sistema que conduce ondas radioeléctricas. La invención encuentra así su interés especialmente en el campo espacial en el que variaciones de temperatura considerables engendran fuertes dilataciones térmicas. Así sucede en particular en el caso de sistemas que comprenden guías de ondas, tales como, por ejemplo, antenas a bordo de satélites.
[0004]En general, cuando un sistema se somete a fuertes variaciones de temperatura, para no generar tensiones mecánicas demasiado fuertes en las estructuras se sabe usar materiales estables en temperatura como, por ejemplo, carbono o cerámica.
[0005]Sin embargo, estos materiales siguen sin estar adaptados para las guías de ondas radioeléctricas que necesitan materiales conductores. Muy a menudo, estas guías están hechas de aluminio.
[0006]Así, en sistemas que integran a la vez una estructura cuyas dimensiones son sustancialmente invariables y guías de ondas cuyas dimensiones están sujetas a variación de temperatura, estas últimas deben diseñarse de manera que se tenga en cuenta su dilatación que a veces puede alcanzar varios centímetros en el sentido de guiado de las ondas.
[0007]Para ello, en el estado de la técnica se sabe usar guías flexibles y/o numerosos bucles de relajación que permiten «absorber» las dilataciones.
[0008]Sin embargo, estas soluciones hacen especialmente complejo el encaminamiento de las ondas radioeléctricas dentro del sistema con lo que, en particular, generan longitudes suplementarias de las guías de ondas. Así, en determinados casos, esto puede limitar los rendimientos radioeléctricos y/o térmicos del sistema. Además, puede limitar los rendimientos mecánicos del sistema definidos por el comportamiento mecánico de la antena y su masa.
[0009]De hecho, dicho encaminamiento puede degradar los rendimientos radioeléctricos del sistema por pérdidas de inserción o pérdidas óhmicas. Además, puede degradar los rendimientos mecánicos del sistema haciendo añadir masa suplementaria. También puede degradar los rendimientos térmicos del sistema al añadir energía suplementaria que debe disiparse después especialmente de pérdidas óhmicas.
[0010]Finalmente, dicho encaminamiento hace difícil el diseño del sistema así como su fabricación.
[0011]Se conocen también sistemas de guiado de ondas radioeléctricas tal como se describe en los documentos US 2850706 A, US 2011/187614 A1, US 2588103 A, US 4675633 A y US 2005/128028 A1.
[0012]La presente invención tiene por objeto simplificar considerablemente el encaminamiento de ondas radioeléctricas en un sistema que experimenta fuertes variaciones térmicas y, por tanto, remediar los problemas citados anteriormente.
[0013]Para este fin, la invención tiene por objeto un conjunto de guiado de acuerdo con la reivindicación 1.
[0014]Según otros aspectos ventajosos de la invención, el conjunto de guiado comprende una o varias de las características de las reivindicaciones dependientes.
[0015]La presente invención tiene también por objeto una antena que comprende dicho conjunto de guiado de ondas radioeléctricas.
[0016]Estas características y ventajas de la invención se desprenderán de la lectura de la descripción que se ofrece a continuación, proporcionada únicamente a modo de ejemplo no limitativo, y hecha en referencia a los dibujos adjuntos, en los que:
- la figura 1 es una vista esquemática de una antena según la invención;
- la figura 2 es una vista parcial en perspectiva de un conjunto de guiado según una primera realización de la invención; - la figura 3 es una vista lateral del conjunto de guiado de la figura 2; y
- la figura 4 es una vista parcial desde arriba de un conjunto de guiado según una primera realización de la invención.
[0017]La antena 10 de la figura 1 es, por ejemplo, una antena de tipo «orientada a Tierra» a bordo de un satélite.
[0018]Así, de forma conocida de por sí, dicha antena 10 comprende un reflector 12, un soporte 13 y un conjunto 14 de emisión/recepción de ondas radioeléctricas.
[0019]El reflector 12 está dispuesto, por ejemplo, sobre una superficie 16 del satélite orientada hacia la superficie terrestre.
[0020]El soporte 13 asegura la fijación del conjunto de emisión/recepción 14 al satélite. Este soporte 13 está hecho, por ejemplo, de un material cuyas dimensiones son sustancialmente invariables a las variaciones de la temperatura.
[0021]El conjunto de emisión/recepción 14 está dispuesto sobre el soporte 13 y comprende especialmente una bocina 21 de emisión/recepción de ondas radioeléctricas dispuesta frente al reflector 12, un excitador radioeléctrico 22 conectado a la bocina 21 y un conjunto de guiado 23 que conecta el excitador radioeléctrico 22 a una carga útil 25 del satélite.
[0022]El reflector 12, la bocina 21 y el excitador radioeléctrico 22 son conocidos de por sí y en lo sucesivo no se explicarán en detalle.
[0023]El conjunto de guiado 23 según una primera realización de la invención se ilustra en detalle en las figuras 2 y 3.
[0024]Según esta primera realización, el conjunto de guiado 23 forma una única vía de transmisión de ondas radioeléctricas. Esta vía de transmisión permite transmitir ondas radioeléctricas de la carga útil 25 del satélite hacia el excitador radioeléctrico 22 para su emisión a través de la bocina 21 o, a la inversa, las ondas radioeléctricas recibidas por la bocina 21 y el excitador radioeléctrico 22 hacia la carga útil 25 del satélite.
[0025]En referencia a estas figuras 2 y 3, el conjunto de guiado 23 comprende un par de guías de ondas 30 compuesto por una primera guía de ondas 31 y una segunda guía de ondas 32, y una pieza de conexión 33 de estas guías de ondas 31, 32.
[0026]La primera guía de ondas 31 y la segunda guía de ondas 32 forman segmentos sucesivos de una misma vía de transmisión de ondas radioeléctricas. Por ejemplo, están hechas de metal tal como aluminio y presentan, por ejemplo, una misma forma en sección transversal. Esta forma corresponde, por ejemplo, a un rectángulo.
[0027]En el ejemplo ilustrado en la figura 1, la primera guía de ondas 31 está conectada a la carga útil 25 del satélite y la segunda guía de ondas está conectada al excitador radioeléctrico 22.
[0028]Sin embargo, en el caso general, la primera guía de ondas 31 y/o la segunda guía de ondas 32 pueden conectarse a al menos otra guía de ondas opcionalmente por medio de una pieza de conexión análoga a la pieza de conexión 33.
[0029]Además, según un ejemplo de realización, la primera guía de ondas 31 forma parte de la carga útil 25 del satélite o de cualquier pieza final en la que desemboca la vía de transmisión correspondiente. En dicho caso, la pieza de conexión correspondiente conecta la segunda guía de ondas a esta carga útil o a esta pieza final.
[0030]De manera análoga, según un ejemplo de realización, la segunda guía de ondas 32 forma parte del excitador radioeléctrico 22 o de cualquier otra pieza inicial a partir de la cual se extiende a la vía de transmisión correspondiente.
[0031]La pieza de conexión 33 está hecha, por ejemplo, del mismo material que las guías de ondas 31, 32 y comprende dos placas 35A, 35B dispuestas una frente a la otra para definir un espacio interno 36 entre sí. En la figura 2, para mayor sencillez, se ve solo la placa 35A.
[0032]La pieza de conexión 33 comprende además medios de limitación 37 que forman en el espacio interno 36 un canal de transmisión 40 de ondas radioeléctricas.
[0033]El canal de transmisión 40 conecta las dos guías de ondas 31, 32 entre sí. Desemboca así, por una parte, en la primera guía de ondas 31 y, por otra parte, en la segunda guía de ondas 32.
[0034]En el ejemplo de realización descrito, al menos una de las guías de ondas 31, 32, por ejemplo la segunda guía de ondas 32, se inserta con una holgura en este canal 40 de manera que pueda deslizarse libremente a lo largo del canal. En este caso, la otra guía de ondas, es decir, la primera guía de ondas 31 forma parte solidaria con la pieza de conexión 33.
[0035]La longitud del canal 40 en la que la segunda guía de ondas 32 puede deslizarse libremente se elige, por ejemplo, en función de la dilatación máxima de esta guía en la dirección de propagación de las ondas. En particular, esta longitud corresponde por ejemplo a la diferencia de la longitud máxima de esta guía y de su longitud mínima.
[0036]Según otro ejemplo de realización, las dos guías de ondas 31, 32 pueden deslizarse a lo largo del canal 40 con una holgura.
[0037]El canal de transmisión 40 presenta, por ejemplo, una forma en sección transversal análoga a la de las guías de ondas 31, 32 pero con dimensiones mayores para que una o/y la otra guía de ondas pueda deslizarse libremente a lo largo de este canal 40.
[0038]El canal de transmisión 40 está hecho según la tecnología conocida en terminología anglosajona por el nombre de«groove gap waveguide».
[0039]Así, en este caso, los medios de delimitación 37 se presentan en forma de clavijas dispuestas a una y otra parte del canal 40.
[0040]En particular, como puede verse en la figura 2, estas clavijas están dispuestas transversalmente con respecto a las placas 35A, 35B según al menos dos filas, correspondiendo cada fila a una barrera radioeléctrica para formar así una «pared» del canal 40.
[0041]Dentro de cada fila, las clavijas están separadas, por ejemplo, de manera homogénea.
[0042]Preferentemente, las clavijas están dispuestas en al menos dos filas a cada lado del canal 40. Estas filas se extienden, por ejemplo, según direcciones paralelas y permiten limitar la fuga de ondas radioeléctricas que transitan por el canal 40. También es posible disponer las clavijas en al menos tres filas a cada lado del canal 40 para tener un margen de seguridad necesario.
[0043]Las clavijas forman parte solidaria con una de las placas 35A, 35B, por ejemplo con la placa 35A, y forman por ejemplo una única pieza con esta placa.
[0044]Además, las clavijas están separadas de la otra placa según una distancia predeterminada.
[0045]La distancia de separación de las clavijas dentro de cada fila, la separación de las filas entre sí y la separación de las clavijas de la placa 35B se eligen en función de frecuencias o/y de longitudes de las ondas radioeléctricas para las cuales se diseña la vía de transmisión correspondiente del conjunto de guiado 23. Esta elección se lleva a cabo según técnicas conocidas de por sí.
[0046]En funcionamiento, la antena 10 experimenta variaciones de temperatura considerables. Así, con el ascenso de la temperatura, los diferentes componentes del conjunto de guiado 23 se dilatan. En particular, las guías de ondas primera y segunda 31, 32 se dilatan, con lo que aumentan sus longitudes respectivas.
[0047]En este caso, la segunda guía de ondas 32 se desliza a lo largo del canal de transmisión 40 hacia la primera guía de ondas 31, lo que permite «absorber» las partes dilatadas de estas guías.
[0048]Cuando la temperatura desciende, los diferentes componentes del conjunto de guiado 23 se estrechan y la segunda guía de ondas 32 se desliza así a lo largo del canal 40 alejándose de la primera guía de ondas 31.
[0049]La figura 4 ilustra un conjunto de guiado 123 según una primera realización de la invención.
[0050]Este conjunto de guiado 123 puede montarse en la antena 10 de la figura 1 en lugar del conjunto de guiado 23 descrito anteriormente.
[0051]El conjunto de guiado 123 según la primera realización difiere del obtenido según la primera realización únicamente en que comprende varios pares 130A a 130D de guías de ondas análogas al par 30 de las guías de ondas primera y segunda 31, 32 descritas anteriormente y en que comprende medios de delimitación 137 que delimitan un canal de transmisión 140A a 140D para cada par 130A a 130D.
[0052]Así, en este caso, el conjunto de guiado 123 forma varias vías de transmisión de ondas radioeléctricas que opcionalmente se diseñan para guiar ondas radioeléctricas de naturalezas diferentes.
[0053]Según esta realización, los medios de delimitación 137 se presentan siempre en forma de clavijas dispuestas a una y otra parte de cada canal de transmisión 140A a 140D.
[0054]Así, por ejemplo, como se representa en la figura 4, estos canales de transmisión 140A a 140D están separados por clavijas dispuestas en tres filas.
[0055]Naturalmente, todas las variantes descritas en relación con la primera realización siguen siendo aplicables también al conjunto de guiado 123 según la primera realización.
[0056]Además, está claro que el conjunto de guiado descrito según una de las realizaciones de la invención puede usarse no solo en una antena sino en cualquier otro sistema que necesite un encaminamiento de las ondas radioeléctricas y que experimente fuertes variaciones de la temperatura.
[0057]Se entiende así que la presente invención presenta un cierto número de ventajas.
[0058]En primer lugar, la invención permite efectuar el encaminamiento de las ondas radioeléctricas de manera muy simple, a la vez que se tienen en cuenta las dilataciones de diferentes componentes.
[0059]Esto permite evitar el uso de bucles de relajación específicos y/o de guías flexibles y hace así la estructura más compacta y más fácil de diseñar y de implementar. Además, permite mantener intactos los rendimientos radioeléctricos, térmicos y mecánicos.

Claims (7)

REIVINDICACIONES
1. Conjunto de guiado (23; 123) de ondas radioeléctricas que comprende un par de guías de ondas (30; 130A,...,130D) compuesto por una primera guía de ondas (31) y una segunda guía de ondas (32) que forman segmentos sucesivos de una misma vía de transmisión de ondas radioeléctricas;
comprendiendo además el conjunto (23; 123) una pieza de conexión (33) que comprende:
- dos placas (35A, 35B) dispuestas una frente a la otra para definir un espacio interno (36) entre sí;
- medios de delimitación (37; 137) que delimitan en el espacio interno (36) un canal de transmisión (40; 140A,...,140D) de ondas radioeléctricas, tal que el canal de transmisión (40; 140A,...,140D) desemboca por una parte en la primera guía de ondas (31) y
- por otra parte en la segunda guía de ondas (32);
estando los medios de delimitación (37; 137) formados por una pluralidad de clavijas que se extienden transversalmente entre las dos placas (35A, 35B); tal que la segunda guía de ondas (32) puede deslizarse libremente a lo largo del canal de transmisión (40; 140A,...,140D) con una holgura;
estando las clavijas dispuestas en al menos dos filas, de manera que el canal de transmisión (40; 140A,...,140D) se forma entre estas filas.
2. Conjunto (23; 123) según la reivindicación 1,caracterizado porquela primera guía de ondas (31) forma parte solidaria con la pieza de conexión (33).
3. Conjunto (23; 123) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores,caracterizado porquetanto la primera guía de ondas (31) como la segunda guía de ondas (32) se insertan entre dichas filas de clavijas.
4. Conjunto (23; 123) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores,caracterizado porquea cada lado del canal de transmisión (40; 140A,...,140D), las clavijas están dispuestas en al menos dos filas que se extienden según direcciones paralelas.
5. Conjunto (23; 123) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores,caracterizado porquelos medios de delimitación (37; 137) forman parte solidaria con al menos una de las placas (35A, 35B) y están separados de la otra.
6. Conjunto (123) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porqueincluye además otro par de guías de ondas (130A,...,130D) análogo a dicho par de guías de ondasy porquelos medios de delimitación (137) delimitan en el espacio interno (36) un canal de transmisión (40; 140A,...,140D) para cada par de guías de ondas (130A,...,130D).
7. Antena (10) que comprende un conjunto de guiado (23; 123) de ondas radioeléctricas según cualquiera de las reivindicaciones anteriores.
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