[发明专利]用于波导管的紧凑热弹性执行器、波导管及多路复用设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于波导管(waveguide)的紧凑热弹性执行器、相位稳定波导管以及包括这种执行器的多路复用设备(multiplexing device)。它特别地用于补偿承受温度变化的波导管的体积变化，并且更特别地用于多路复用器的波导管，所述多路复用器归入用于卫星的空间装备。

背景技术

特别地归入空间装备的多路复用器或多路分配器，也被称为OMUX(输出多路复用器)，承受显著的温度变化。这些OMUX通常包括通过至少一个波导管(也称为歧管)连接在一起的许多波道，由于温度变化，该波道的尺寸变化导致OMUX波道连接端口之间的几何距离的偏移和导波中的相位移动。这些相位移动导致了装备的故障，并且能够例如引起OMUX波道的失配。

为了克服这个问题，众所周知的是采用具有低热膨胀系数CTE的材料生产波导管，诸如钛或铁与镍的合金，例如因瓦合金(Invar)(注册商标)。然而，由于空间装备通常采用低密度材料生产，诸如具有高热膨胀系数的铝，与具有低CTE的波导管组装，在温度变化的过程中会引起结构之间的明显机械应力，这样可能会导致故障。

文献US 5 428 323描述了一种为确保相位稳定，通过把变形应用于矩形截面波导管的两个较窄侧壁以补偿该矩形截面波导管的热膨胀的方法。变形是通过间距部件而应用的，所述间距部件与小边垂直并固定在波导管的小边与安置于波导管周围的具有低CTE的固定结构之间。如果发生温度变化，那么间距部件被拉长或者收缩，并且垂直拉伸或挤压在小边上，这将促使波导管的小边沿着垂直于这些小边的轴线发生变形。但是，该技术需要使用安置于波导管周围的固定结构。

文献EP 1 909 355描述了另一种相位稳定波导管组件，其中在温度变化的作用下，杠杆机构被执行为绕枢轴旋转，使得根据温度通过在波导管的小边上垂直拉伸或挤压来补偿较大的波导管的尺寸变化成为可能。然而，该组件是复杂庞大的，并且会妨碍相邻波道和接近波导管的OMUX的机械接口的定位，特别是在紧凑人字形配置的环境中(其中波道被以Z字形布置于波导管的任何边上)。

文献CA 2 432 876描述了另一种相位稳定波导管组件，其中波导管的小边具有初始的弯曲长度，并且被多个具有低CTE的板约束在波导管的横向方向，所述多个具有低CTE的板在每个小弯曲边的任何一边在横向沿着波导管并排放置。小边的膨胀或收缩被横向板约束，然而大边可自由膨胀或收缩。该组件具有的缺陷是，当横向并对称地装肋于波导管的顶部部分和底部部分时，需要波导管的小边预先弯曲，因此减少了用于使得波道相对于波导管和接近波导管的OMUX的机械接口进行定位的边缘(margin)。

发明内容

本发明的目的是生产一种用于波导管的热弹性执行器，该执行器可以保证波导管的相位稳定，并且不包括现有设备的缺陷。特别地，本发明涉及一种用于波导管的热弹性执行器，其易于实现，覆盖区小，被优化为使得接近波导管和波道时占据的体积最小化，并且特别地适合于竖直结构OMUX技术。

为此，本发明涉及一种用于波导管的紧凑热弹性执行器，其包括以具有第一热膨胀系数的第一材料生产的至少两个相同的支撑件和以不同于第一材料并具有小于第一热膨胀系数的第二热膨胀系数的第二材料生产的固定件，其特征在于：所述支撑件具有在两个端部之间沿纵向方向Y延伸的长度，所述两个端部即外端部和内端部，所述支撑件平行于方向Y彼此并排头尾相接安装在一起，并且沿纵向轴线Y相对于彼此线性偏移；其特征还在于，所述固定件具有两个端部(即顶部端部和底部端部)以及位于两个顶部端部和底部端部之间的固定件的中心区域的中央区域，所述固定件的端部(即顶部端部和底部端部)分别连接到每个支撑件的外端部，每个支撑件的内端部位于所述固定件的中央区域的下方。

有利地，所述支撑件沿纵向轴线Y相对于彼此的线性偏移等于其长度的一半。

有利地，所述支撑件是线状的，例如可以是纵向杆。

优选地，所述支撑件是轴向对称的。例如它们可以包括形式为具有至少两指(digit)的叉的内端部。

在一个特别实施例中，所述执行器包括头尾相接成对安装的至少四个支撑件，并且以相同方向安装的连续支撑件的叉的指彼此上下交错。

有利地，每个指包括固定点，并且属于以同一方向安装的两个连续支撑件的两个交错指的固定点被连接在一起。