FR2528240A1 - Semi-rigid aluminium waveguide for microwave transmission - comprises corrugated metallic strip joined by folding and crimping and has dual flanges for clamping terminating ends. - Google Patents

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Claude Couasnard
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    • H01P3/12Hollow waveguides
    • H01P3/14Hollow waveguides flexible

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  • Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)

Abstract

A strip of aluminium (1) has a corrugated (2) cross section and is wound to form a rectangular cross section guide about the lengthways axis (00'). The cross section has a radius of half the depth (b) of the guide. The edges of the strip are hooked and crimped (4) to avoid a solder join to the next section of strip. The two ends of the guide are terminated by flanges (7) which can be aluminium or of another metal. Aluminium flanges may be welded to the guide while other metal live flanges comprise double flanges which clamp the ends of the guide. A flexible sealing cover is applied over the guide. The semiflexible guide may be coupled directly to rigid guide sections to form bends or T joins without intermediate flange connections.

Description

GUIDE D'ONDES SEMI-RIGIDE
La présente invention concerne un guide d'ondes semi-rigide.
SEMI-RIGID WAVEGUIDE
The present invention relates to a semi-rigid waveguide.

On connaît dans l'art antérieur des guides dondes dits flexibles. Ces guides d'ondes présentent l'avantage d'être aisément déformables. On les utilise dans des montages comprenant un certain nombre d'éléments tels que des guides d'ondes, mais aussi, par exemple, des tubes hyperfréquences, des déphaseurs, des atténuateurs, des coupleurs ; tous ces éléments sont reliés les uns aux autres par des brides. So-called flexible waveguides are known in the prior art. These waveguides have the advantage of being easily deformable. They are used in assemblies comprising a certain number of elements such as waveguides, but also, for example, microwave tubes, phase shifters, attenuators, couplers; all these elements are connected to each other by flanges.

La mise en place de l'un des éléments du montage ou son remplacement est plus facile si l'on utilise des guides d'ondes flexibles donc déformables. The installation of one of the assembly elements or its replacement is easier if using flexible waveguides therefore deformable.

Parmi les guides d'ondes flexibles, on distingue:
- les guides d'ondes semi-rigides qui sont par exemples obtenus à partir d'une bande de laiton ondulée et enroulée, généralement en hélice. Les bords en vis-à-vis de la bande sont reliés par un joint soudé;
- les guides d'ondes souples qui peuvent aussi être obtenus à partir d'une bande de laiton ondulée et enroulée en hélice. Les bords voisins de la bande présentent un joint non soudé mais garni d'un fil de contact. On peut sans les détériorer imprimer aux guides d'ondes souples une déformation de torsion, alors que les guides d'ondes semi-rigides ne supportent pas ce type de déformation.
Among the flexible waveguides, there are:
- the semi-rigid waveguides which are for example obtained from a corrugated and wound brass band, generally in a helix. The edges facing the strip are connected by a welded joint;
- the flexible waveguides which can also be obtained from a strip of corrugated brass wound in a helix. The neighboring edges of the strip have a seal that is not welded but is provided with a contact wire. It is possible without damaging them to impart to the flexible waveguides a torsional deformation, while the semi-rigid waveguides do not support this type of deformation.

La présente invention concerne un guide d'ondes semi-rigide de section quelconque qui est constitué d'au moins un ruban d'alto minium, de section transversale ondulée, qui est enroulé, selon ladite section, le long d'un axe constituant l'axe du guide. Les bords en vis-à-vis du ruban sont rendus solidaires par agrafage et sertissage. The present invention relates to a semi-rigid waveguide of any section which consists of at least one ribbon of alto minium, of corrugated cross section, which is wound, along said section, along an axis constituting the guide axis. The edges facing the ribbon are made integral by stapling and crimping.

Les guides selon l'invention présentent de grands avantages par rapport aux guides semi-rigides connus. The guides according to the invention have great advantages over known semi-rigid guides.

Parmi les avantages des guides selon l'invention, on peut citer :
- le faible coût de réalisation qui tient au fait que les guides selon l'invention sont réalisés en aluminium, alors que les guides selon l'art antérieur sont généralement réalisés dans des matériaux plus coûteux, comme le cuivre au béryllium. De plus, les guides selon l'art antérieur comportent une couche de finition, en argent par exemple, qui les protège contre la corrosion ; alors que les guides selon l'invention, en aluminium, se recouvent d'une couche d'alumine qui n'est pas gênante et ne nécessitent pas de couche de finition. De plus, il faut signaler que les guides selon l'invention peuvent être obtenus à partir de gaines de chauffage du commerce;
- la possibilité de réaliser des guides de grandes dimensions et de faible poids à cause de l'utilisation de l'aluminium.
Among the advantages of the guides according to the invention, there may be mentioned:
- The low cost of production which is due to the fact that the guides according to the invention are made of aluminum, while the guides according to the prior art are generally made of more expensive materials, such as beryllium copper. In addition, the guides according to the prior art comprise a finishing layer, in silver for example, which protects them against corrosion; while the guides according to the invention, made of aluminum, are covered with a layer of alumina which is not a nuisance and does not require a finishing layer. In addition, it should be noted that the guides according to the invention can be obtained from commercial heating ducts;
- the possibility of producing guides of large dimensions and low weight because of the use of aluminum.

On ne connaît pas dans l'art antérieur de guides flexibles en aluminium. En effet, contrairement à d'autres matériaux comme le cuivre au béryllium, I'aluminium ne présente pas de propriétés d'élasticité intéressantes. Cependant l'expérience a montré que le guide semi-rigide en aluminium selon l'invention, grâce à la présent d'ondulations et à la faible épaisseur du ruban, pouvait subir un allongement, selon son axe, très important. Flexible guides made of aluminum are not known in the prior art. In fact, unlike other materials such as beryllium copper, aluminum does not have interesting elasticity properties. However, experience has shown that the semi-rigid aluminum guide according to the invention, thanks to the present corrugations and the small thickness of the tape, could undergo a very significant elongation along its axis.

Par ailleurs, on considère comme un effet surprenant enregistré en laboratoire le fait que les pertes hyperfréquences présentées par le guide d'ondes selon l'invention soient acceptables. La façon dont sont réalisées les liaisons eritre les bords en vis-avis du ruban par agrafage et sertissage, et sans soudure, et la présence d'ondulations de dimensions assez variables pouvaient faire craindre, à priori, des pertes beaucoup plus importantes. Furthermore, it is considered as a surprising effect recorded in the laboratory that the microwave losses presented by the waveguide according to the invention are acceptable. The way in which the connections are made eritre the vis-à-notice edges of the ribbon by stapling and crimping, and without welding, and the presence of undulations of fairly variable dimensions could raise fears, a priori, of much greater losses.

D'autres objets, caractéristiques et résultats de l'invention ressortiront de la description suivante, donnée à titre d'exemple non limitatif, et illustrée par les figures annexées qui représentent;
- la figure 1, une vue en perpective d'un mode de réalisation du guide selon l'invention;
- les figures 2 et 3, des schémas montrant le raccordement entre les bords voisins du ruban d'aluminium;
- les figures 4 à 7, des schémas montrant l'association d'un guide selon l'invention à divers autres éléments.
Other objects, characteristics and results of the invention will emerge from the following description, given by way of nonlimiting example, and illustrated by the appended figures which represent;
- Figure 1, a perspective view of an embodiment of the guide according to the invention;
- Figures 2 and 3, diagrams showing the connection between the neighboring edges of the aluminum tape;
- Figures 4 to 7, diagrams showing the association of a guide according to the invention with various other elements.

Sur les différentes figures, les mêmes repères désignent les mêmes éléments, mais, pour des raisons de clarté, les cotes et proportions des divers éléments ne sont pas respectées. In the different figures, the same references designate the same elements, but, for reasons of clarity, the dimensions and proportions of the various elements are not observed.

La figure 1 représente une vue en perspective d'un mode de réalisation du guide selon l'invention. FIG. 1 represents a perspective view of an embodiment of the guide according to the invention.

Ce guide a une section que l'on désignera sous le terme de pseudo-rectangulaire. Cette section est constituée de deux segments de droite, égaux et parallèles, qui sont reliés par deux arcs de cerde.  This guide has a section that will be referred to as pseudo-rectangular. This section consists of two line segments, equal and parallel, which are connected by two arcs of deer.

Pour que le guide soit le plus souple possible, le rayon des arcs de cercle qui ferment la section du guide est pris égal à b/2, oii b est la hauteur du guide. To make the guide as flexible as possible, the radius of the arcs of circle which close the section of the guide is taken equal to b / 2, where b is the height of the guide.

On voit sur la figure que ce guide est constitué d'un ruban d'aluminium 1 dont la section transversale porte des ondulations 2. It can be seen in the figure that this guide consists of an aluminum strip 1 whose cross section carries corrugations 2.

Ce ruban est enroulé selon la section pseudo-rectangulaire le long de l'axe du guide oxo'. Les bords en visà-vis du ruban sont rendus solidaires par agrafage et sertissage, et donc sans nécessiter de soudures ou de fil de contact.This ribbon is wound according to the pseudo-rectangular section along the axis of the oxo 'guide. The facing edges of the ribbon are made integral by stapling and crimping, and therefore without requiring soldering or contact wire.

On voit de façon plus détaillée sur la figure 2 comment est réalisé le raccordement 4 entre les bords voisins du ruban 1. I1 y a d'abord un agrafage suivi d'un sertissage. We see in more detail in Figure 2 how is made the connection 4 between the neighboring edges of the tape 1. There is first a stapling followed by crimping.

On réalise ainsi un raccordement sans soudure. This produces a seamless connection.

La figure 3 montre comment est réalisé le raccordement 4 entre les bords voisins du ruban lorsque le guide est constitué de deux rubans d'aluminium 5 et 6 superposés. Il y a agrafage et sertissage pour chacun des deux rubans. Figure 3 shows how the connection 4 is made between the neighboring edges of the tape when the guide consists of two superimposed aluminum strips 5 and 6. There is stapling and crimping for each of the two ribbons.

L'utilisation de deux rubans superposés permet d'accroître la solidité du guide. The use of two overlapping ribbons increases the solidity of the guide.

En effet, pour que le guide soit flexible, il faut que le ruban d'aluminium utilisé soit mince ce qui rend le guide fragile. In fact, for the guide to be flexible, the aluminum strip used must be thin, which makes the guide fragile.

Des guides selon l'invention ont été réalisés en utilisant un ruban d'aluminium de 30/100e de millimètre d'épaisseur. Le ruban utilisé avait une largeur de 35 mm environ et portait neuf ondulations, d'environ 2 à 3 millimètres de hauteur. Guides according to the invention have been produced using an aluminum tape 30 / 100th of a millimeter thick. The ribbon used was approximately 35 mm wide and had nine undulations, approximately 2 to 3 millimeters in height.

Dans d'autres modes de réalisation, le guide selon l'invention peut présenter une autre section que pseudo-rectangulaire. II peut ainsi avoir une section circulaire ou elliptique par exemple. Il peut aussi avoir une section pseudo-rectangulaire légèrement différente de celle qui a été représentée sur la figure 1 puisqu'elle a la forme d'un rectangle aux angles arrondis. In other embodiments, the guide according to the invention may have a section other than pseudo-rectangular. It can thus have a circular or elliptical section for example. It may also have a pseudo-rectangular section slightly different from that which has been represented in FIG. 1 since it has the shape of a rectangle with rounded angles.

Ces modes de réalisation du guide selon l'invention n'ont pas été représentés car ils se comprennent aisément à partir de la figure 1. These embodiments of the guide according to the invention have not been shown because they are easily understood from FIG. 1.

Sur la figure 1, le guide selon l'invention est terminé par deux brides 7. Ces brides sont constituées d'un métal comme le cuivre, le laiton, ou l'aluminium par exemple. Lorsque les brides sont en aluminium, elles peuvent être soudées au guide. Autrement les brides peuvent, par exemple, être fixées sur le guide en plaçant deux brides de part et d'autre d'une collerette réalisée à l'extrêmité du guide et en serrant les deux brides l'une contre l'autre. In FIG. 1, the guide according to the invention is terminated by two flanges 7. These flanges consist of a metal such as copper, brass, or aluminum for example. When the flanges are made of aluminum, they can be welded to the guide. Otherwise the flanges can, for example, be fixed to the guide by placing two flanges on either side of a flange made at the end of the guide and by tightening the two flanges against each other.

Le guide selon l'invention 10 peut aussi ne comporter qu'une bride 7 à l'une de ses extrêmités et avoir son autre extrêmité reliée à un guide rigide 8, à un coude 9, à un té 10, ou à une transition 11 comme cela est représenté sur les figures 4 à 7. Le guide selon l'invention peut aussi ne pas comporter de brides du tout et avoir ses deux extrêmités reliées à un coude, un té, une transition... The guide according to the invention 10 may also have only a flange 7 at one of its ends and have its other end connected to a rigid guide 8, to an elbow 9, to a tee 10, or to a transition 11 as shown in Figures 4 to 7. The guide according to the invention may also have no flanges at all and have its two ends connected to an elbow, a tee, a transition ...

On a déjà signalé que le guide selon l'invention présente l'avantage de pouvoir subir un allongement important selon son axe
OO'.Cet allongement ne modifie pas de façon notable ses performances telles que les pertes de transmission ou le taux d'ondes stationnaires.
It has already been pointed out that the guide according to the invention has the advantage of being able to undergo a significant elongation along its axis.
OO'.This extension does not significantly change its performance such as transmission losses or the standing wave rate.

I1 faut signaler qu'il ne faut pas faire subir au guide selon l'invention de multiples allongements et compressions sous peine de le détériorer. Dans l'utilisation qui a été indiquée, le guide selon l'invention donne entièrement satisfaction car il nta à être déformé que pour la mise en place des éléments du montage ou pour le remplacement de l'un des éléments, c'estàdire rarement. It should be noted that the guide according to the invention must not be subjected to multiple lengthenings and compressions under penalty of damaging it. In the use which has been indicated, the guide according to the invention is entirely satisfactory because it has to be deformed only for the installation of the mounting elements or for the replacement of one of the elements, that is to say rarely.

L'expérience a montré que le guide selon l'invention présente des pertes de transmission acceptables. Experience has shown that the guide according to the invention has acceptable transmission losses.

A titre d'exemple, on peut citer des chiffres relevés pour une fréquence d'utilisation de 2430 MHz. Un guide rectangulaire stan- dard rigide, en cuivre, de dimensions 86, 36mm X 43, 18mm a présenté une perte de transmission de 0,03dB/m. Un guide circulaire selon l'invention de diamètre 82mm a présenté une perte de transmission de 0,033 dB/m et un guide pseudo-rectangulaire selon l'invention de 52mm de hauteur et de 102mm de largeur a présenté une perte de transmission de 0,06 dB/m.  By way of example, we can cite figures recorded for a frequency of use of 2430 MHz. A standard rigid rectangular copper guide 86, 36mm X 43, 18mm had a transmission loss of 0.03dB / m. A circular guide according to the invention of diameter 82mm presented a loss of transmission of 0.033 dB / m and a pseudo-rectangular guide according to the invention of 52mm in height and 102mm in width presented a loss of transmission of 0.06 dB / m.

Il est bien sûr possible d'entourer le guide selon l'invention d'un système quelconque de refroidissement par air, par eau... It is of course possible to surround the guide according to the invention with any air, water, etc. cooling system.

Pour utiliser le guide selon l'invention dans un milieu priez surisé, on le double d'un enveloppe étanche et élastique, en caout chouc , ou en matière plastique, ou on l'entoure d'une membrane métallique comportant des soufflets. Cette enveloppe sert aussi à protéger le guide contre les chocs. II faut bien entendu que tous les éléments qui entourent le guide ne lui fassent pas perdre sa flexibilité.  To use the guide according to the invention in a prayed suria medium, it is doubled with a tight and elastic envelope, made of rubber, or plastic, or it is surrounded by a metal membrane comprising bellows. This envelope also serves to protect the guide against shocks. It is of course necessary that all the elements which surround the guide do not make it lose its flexibility.

Claims (8)

REVENDICATIONS 1. Guide d'ondes semi-rigide de section quelconque, caractérisé en ce qu'il est constitué d'au moins un ruban d'aluminium (1), de section transversale ondulée, ce ruban étant enroulé selon ladite section le long d'un axe (00') constituant l'axe du guide, et les bords en vis-à-vis du ruban étant rendus solidaires par agrafage et sertissage (4). 1. Semi-rigid waveguide of any section, characterized in that it consists of at least one aluminum strip (1), of corrugated cross section, this strip being wound along said section along an axis (00 ') constituting the axis of the guide, and the edges facing the ribbon being made integral by stapling and crimping (4). 2. Guide d'ondes selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il est constitué de deux rubans d'aluminium superposés (fui, 6). 2. Waveguide according to claim 1, characterized in that it consists of two superimposed aluminum strips (leaked, 6). 3. Guide d'ondes selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il a une section circulaire. 3. Waveguide according to one of claims 1 or 2, characterized in that it has a circular section. 4. Guide d'ondes selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il a une section sensiblement elliptique. 4. Waveguide according to one of claims 1 or 2, characterized in that it has a substantially elliptical section. 5. Guide d'ondes selon l'une des revendications I ou 2, caractérisé en oe qu'il a une section pseudo-rectangulaire. 5. Waveguide according to one of claims I or 2, characterized in that it has a pseudo-rectangular section. 6. Guide d'ondes selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le ruban d'aluminium (1) a une faible épaisseur, de l'ordre de 30/100e de millimètre. 6. Waveguide according to one of claims 1 to 3, characterized in that the aluminum strip (1) has a small thickness, of the order of 30 / 100th of a millimeter. 7. Guide d'ondes selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il est entouré d'un système de refroidissement. 7. Waveguide according to one of claims 1 to 6, characterized in that it is surrounded by a cooling system. 8. Guide d'ondes selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il est entouré d'une enveloppe étanche et élastique.  8. Waveguide according to one of claims 1 to 7, characterized in that it is surrounded by a sealed and elastic envelope.
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