FR2794899A1 - Multiplexeur hyperfrequence avec manifold reglable et methode d'ajustement - Google Patents
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Abstract
Un manifold (5) intègre une section principale (6) de manifold à laquelle des guides d'ondes (2, 3, 4) d'entrée sont reliés et une section de syntonisation (7) fixée à la sortie de la section principale (6) de manifold. La section de syntonisation (7) est construite dans un matériau déformable qui permet le soyage de la paroi interne afin de modifier l'impédance du système de guide d'ondes aux fins de syntonisation précise de l'adaptation d'impédance du manifold.
Description
II est maintenant courant que les systèmes de communication hyperfréquence relayés par satellite traitent des canaux multiples. Ceci nécessite la combinaison ou la séparation des canaux soit pour l'émission, soit pour le traitement après l'acquisition. Cette fonction est habituellement exécutée grâce à un multiplexeur. Le multiplexeur typique consiste en une série de guides d'ondes d'entrée comportant, de manière générale, des éléments filtrants reliés à un manifold de guide d'ondes, par l'intermédiaire de ports ou iris. Chaque filtre est syntonisé et l'iris est conçu pour assurer une efficacité maximum du système tout entier.
Pour obtenir une performance optimale du multiplexeur, tout en réduisant les pertes au minimum, l'impédance interne des différents composants doit être la plus adaptée possible. Ce processus de syntonisation du système nécessite l'équilibrage de centaines de variables dont un grand nombre sont extrêmement sensibles du fait de l'environnement haute fréquence. La conception de ces composants est, par conséquent, devenue un défi technologique difficile à relever. Bien que le problème d'optimisation puisse être réduit grâce à l'utilisation de diverses techniques de conception, du fait des limites inhérentes des tolérances de fabrication, la conception de ces composants repose en fait sur un processus par essais et erreurs dans lequel les multiplexeurs sont ainsi construits, testés, modifiés, testés à nouveau et optimisés. Cependant il existe des limites au nombre d'itérations qui peuvent être utilisées, avec des résultats constructifs.
Un but de la présente invention consiste à fournir un système multiplexeur et un procédé de réglage qui permettent un réglage final de l'impédance du manifold afin de syntoniser le système tout entier. Une méthode de la technique antérieure permettant de fournir une étape de réglage final implique l'insertion de vis de syntonisation qui s'étendent à travers la structure des filtres hyperfréquence, comme indiqué dans le brevet américain n 4 614 920. Une série de trous est percée dans la paroi externe du filtre et des vis sont vissées dans ces trous pour créer des perturbations réglables sur la surface interne de la cavité du guide d'ondes des filtres associés. Ce procédé par vis de réglage, quand il est appliqué à une section de syntonisation telle que construite dans le manifold de la présente invention, crée une réduction de la puissance indésirable et des problèmes de contact qui peuvent mener à la génération de produits d'intermodulation passive (PIP).
Un système de guidé d'ondes utilisant une tige filetée qui fait saillie dans une cavité de guide d'ondes pour permettre une syntonisation précise du réglage de l'adaptation de l'impédance du guide d'ondes est représenté dans le brevet américain n 4 200 847. Cette configuration crée également des conditions de PIP et de tenue en puissance indésirables.
Un but de la présente invention consiste à simuler les saillies de la vis de syntonisation sans qu'il soit besoin d'entailler la paroi du guide d'ondes et ainsi d'éviter ces problèmes.
Le manifold de la présente invention est construit en intégrant une section principale de manifold à laquelle les guides d'ondes d'entrée, y compris les filtres, sont reliés et une section de syntonisation fixée à la sortie de la section principale du manifold. La section de syntonisation est construite dans un matériau déformable qui permet le soyage de la paroi interne afin de modifier l'impédance du système de guide d'ondes. Le soyage peut être réalisé grâce à une pince réglable ou un outil de sertissage approprié qui permet à l'outil d'exercer une force contrôlée. Le réglage final est réalisé en surveillant la performance au moment où les bossages sont percés en différents emplacements de la grande paroi de la section de syntonisation du manifold.
L'invention est décrite plus en détails ci-dessous, en faisant référence aux dessins joints, parmi lesquels la figure 1a est un schéma de principe du multiplexeur de la présente invention ; la figure 1 b est une vue en coupe de la section de syntonisation de la présente invention ; la figure 1c est une vue de côté de l'outil de sertissage permettant d'obtenir le bossage ; la figure 2 est un graphique représentant la perte par réflexion d'un système de la technique antérieure ; et la figure 3 est un graphique illustrant la perte par réflexion d'un système utilisant la section de syntonisation de la présente invention. Le système de la présente invention est construit pour être utilisé dans un réseau de communication par satellite dans lequel des canaux multiples sont nécessaires. Dans le processus de réception et d'émission de signaux hyperfréquence, soit au niveau d'une station au sol soit à bord d'un satellite en orbite, il est nécessaire de combiner ou de séparer les canaux de communication avant tout traitement ultérieur. Cette tâche est accomplie grâce à un multiplexeur. Aux fins d'illustration, un multiplexeur de sortie 1 est décrit en faisant particulièrement référence à la figure 1. Dans cette application particulière, la sortie dirigée du multiplexeur 1 est envoyée à une antenne pour être émise vers une station au sol. Puisque le but est une utilisation à bord d'un satellite, le poids est une considération primordiale. De plus, le système doit être syntonisé avec une grande précision car il n'existe pas de possibilité de correction lorsqu'il est en orbite. Le multiplexeur 1 est un ensemble de plusieurs guides d'ondes 2 à 4, munis de filtres de cavité de guides d'ondes 15 à 17 qui sont couplés au manifold 5, tel que représenté sur la figure 1. Chaque guide d'ondes d'entrée 2 à 4 reçoit des signaux hyperfréquence par l'intermédiaire d'un port d'entrée 14 et est couplé au manifold 5 grâce à un mécanisme de couplage 22 approprié, tel que connu dans la technique. Les guides d'ondes 2 à 4 sont, de manière générale, couplés par l'intermédiaire des filtres 15, 16 et 17.
Le manifold 5 est construit en deux sections, soit une section principale 6 et une section de syntonisation 7. La section principale présente une fiche de mise en court-circuit 18, à une extrémité, et une sortie 8 à l'autre extrémité. La section principale peut être construite dans un matériau approprié, léger et à haute résistance, ayant les caractéristiques de conductivité requises tel qu'un composite renforcé au carbone argenté ou un alliage stable à la chaleur, tel que celui qui est commercialisé sous la marque INVAR.
La section de syntonisation 7 est couplée à la sortie 8 de la section principale 6 (et donc à la sortie du manifold) pour fournir une cavité de manifold 19 continue présentant un contour interne uniforme. En général, le manifold présente une coupe rectangulaire présentant, dans sa partie supérieure, une grande paroi 11, des parois latérales 12, et une paroi inférieure 13. Selon la présente invention, la section de syntonisation est construite dans un matériau déformable de façon permanente, tel qu'un aluminium à paroi mince.
Le système tout entier 1 de la présente invention est syntonisé pour optimiser la performance du multiplexeur tout en réduisant les pertes au minimum. La conception est réalisée en tenant compte des nombreuses variables selon les pratiques par essais et par erreurs actuellement utilisées. Dans l'étape finale de syntonisation, la section de syntonisation est saisie par un outil de sertissage 20, représenté sur la figure I c, qui s'engrène sur la grande paroi 11. La surface d'engrènement 21 de l'outil 20 comprend un mandrin semi-cylindrique qui, lorsqu'une force appropriée est exercée, forme un bossage 9, de l'extérieur vers l'intérieur. Comme représenté sur la figure 1b, ceci crée une saillie 9 dans la grande paroi 11 qui s'étend dans la cavité de manifold 19.
L'énergie du signal hyperfréquence peut être considérée comme une charge ou un courant circulant selon un motif rectangulaire le long de la surface interne des parois 11 à 13 qui forment la cavité 19. Le bossage 9, par conséquent, modifie l'impédance de la section de syntonisation 6 ainsi que du manifold 5 tout entier. On peut réaliser un réglage final de syntonisation en essayant différents emplacements des bossages le long de la grande paroi 11 et en testant la performance obtenue par un processus répétitif par essais et erreurs. Ce réglage permet une syntonisation précise du multiplexeur 1 qui est meilleure que celle obtenue avec les méthodes de construction actuellement disponibles.
Le procédé de syntonisation du manifold 5 comprend les étapes consistant à - construire une section de syntonisation 7 dans un matériau déformable présentant une paroi externe<B>(11, 12,13)</B> entourant une chambre interne 19; - coupler ladite section de syntonisation 7 au manifold 5 afin de former avec celui-ci une chambre interne continue 19 ; - déformer la paroi interne (11) de la section de syntonisation 7 afin de modifier l'impédance du manifold 5.
Claims (10)
1. Dans un multiplexeur (1) permettant d'orienter les multiples canaux d'un signal de communication hyperfréquence présentant une section d'entrée comprenant au moins un ensemble de filtres (15-17) et de guides d'ondes (2-4) permettant de recevoir et d'orienter l'énergie hyperfréquence, un manifold (5) comprenant : une chambre interne (19) reliée à la section d'entrée permettant de recevoir l'énergie hyperfréquence provenant de ladite section d'entrée, ledit manifold (5) intégrant une section de syntonisation (7) couplée avec ledit manifold pour former, avec celui-ci, une chambre interne continue (19), ladite section de syntonisation (7) étant construite dans un matériaû déformable et comprenant une paroi externe (11) dans laquelle des déformations permanentes peuvent être réalisées afin de modifier l'impédance du manifold.
2. Dans un multiplexeur (1) permettant d'orienter les multiples canaux d'un signal de communication hyperfréquence présentant une section d'entrée comprenant au moins un ensemble de filtres (15-17) et de guides d'ondes (2-4) permettant de recevoir et d'orienter l'énergie hyperfréquence, un manifold (5) selon la revendication 1, dans lequel les déformations permanentes se présentent sous la forme de bossages (9) qui s'étendent à l'intérieur de la chambre interne (19) et pratiqués le long de la section de syntonisation (7).
3. Dans un multiplexeur (1) permettant d'orienter les multiples canaux d'un signal de communication hyperfréquence présentant une section d'entrée comprenant au moins un ensemble de filtres (15-17) et de guides d'ondes (2-4) permettant de recevoir et d'orienter l'énergie hyperfréquence, un manifold (5) selon la revendication 1, dans lequel le manifold (5) intègre une section principale (6) couplée à la section d'entrée, ladite section principale (6) étant construite dans un matériau composite léger, et la section de syntonisation (7) est couplée à ladite section principale (6).
4. Dans un multiplexeur (1) permettant d'orienter les multiples canaux d'un signal de communication hyperfréquence présentant une section d'entrée comprenant au moins un ensemble de filtres (15-17) et de guides d'ondes (2-4) permettant de recevoir et d'orienter l'énergie hyperfréquence, un manifold (5) selon la revendication 1, dans lequel la section de syntonisation (7) est construite en aluminium à paroi mince.
5. Dans un multiplexeur (1) permettant d'orienter les multiples canaux d'un signal de communication hyperfréquence présentant une section d'entrée comprenant au moins un ensemble de filtres (15-17) et de guides d'ondes (2-4) permettant de recevoir et d'orienter l'énergie hyperfréquence, un manifold (5) selon la revendication 1, dans lequel la section de syntonisation (7) est couplée à la sortie du manifold (5).
6. Procédé de syntonisation d'un manifold (5) d'un système de guides d'ondes multiplex construit pour orienter les canaux multiples d'un signal de communication hyperfréquence à l'intérieur d'une chambre interne (19) comprenant les étapes consistant à construire une section de syntonisation (7) dans un matériau déformable présentant une paroi externe (11,12,13) entourant une chambre interne (19) ; coupler ladite section de syntonisation audit manifold afin de former, avec celui-ci, une chambre interne (19) continue ; déformer ladite paroi interne (11) de ladite section de syntonisation (7) afin de modifier l'impédance du manifold (5).
7. Procédé de syntonisation d'un manifold (5) d'un système de guides d'ondes multiplex construit pour orienter les canaux multiples d'un signal de communication hyperfréquence à l'intérieur d'une chambre interne (19), selon la revendication 6, dans lequel le manifold (5) est construit dans un matériau composite léger.
8. Procédé de syntonisation d'un manifold (5) d'un système de guides d'ondes multiplex construit pour orienter les canaux multiples d'un signal de communication hyperfréquence à l'intérieur d'une chambre interne (19), selon la revendication 6, dans lequel la section de syntonisation (7) est construite en aluminium à paroi mince.
9. Procédé de syntonisation d'un manifold (5) d'un système de guides d'ondes multiplex construit pour orienter les canaux multiples d'un signal de communication hyperfréquence à l'intérieur d'une chambre interne (19), selon la revendication 6, dans lequel la section de syntonisation (7) est déformée en pratiquant des bossages (9) sur la paroi externe qui fait saillie dans la chambre interne (9) qu'elle entoure.
10. Procédé de syntonisation d'un manifold (5) d'un système de guides d'ondes multiplex construit pour orienter les canaux multiples d'un signal de communication hyperfréquence à l'intérieur d'une chambre interne (19), selon la revendication 6, dans lequel la section de syntonisation (7) est couplée à la sortie du manifold (5).
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