Brevet FR2266386A1 — publié le 19751024

L'invention est du domaine de ltequipement d'une station au sol d'emission- réception assurant la liaison avec un satellite. Une telle station contient une antenne unique (parabole) en liaison fonctionnelle avec un cornet (disposition type "cassegrain"), qui sert à la fois à l'émission, qui se fait en général dans une bande haute (par exemple (5,925 6,425 ghz), et à la réception des ondes émises par le satellite, qui se fait en général dans une bande basse (par exemple 3,7 - 4,2 ghz). Le rôle du duplexeur est double I) I1 aiguille les signaux reçus par l'antenne en provenance du satellite (bande réception) vers l'accès d'entrée du récepteur (amplificateur paramétrique) ; 2) I1 aiguille les signaux d'émission destinés au satellite (bande émission) vers l'antenne qui les rayonnera dans l'espace. Ces aiguillages se font simultanément, de façon que les signaux de réception passent sans interruption. Le duplexeur est connecté à un polariseur qui est lui-même connecté au cornet. Le signal d'émission passe à travers le duplexeur avant d'atteindre le polariseur. Le Signal de réception passe à travers le polariseur avant d'atteindre le duplexeur. Du fait des dispositions adoptées, qui sont en général connues, alors que les ondes émises ou reçues se propagent en polarisation circulaire dans deux sens opposés, respectivement, au niveau du duplexeur les deux ondes sont polarisées linéairement dans deux plans orthogonaux. Dans le corps cylindrique du duplexeur, un diaphragme métallique mince placé dans un plan diamétral parallelement au champ électrique de réception se comporte comme un court-circuit vis-à-vis de celui-ci et le réfléchit. Un iris rectangulaire est placé à proximité sur la surface latérale du corps cylindrique. Cet iris constitue un circuit résonnant parallèle d'admittance pratiquement nulle pour le signal de réception, et non nulle pour le signal d'emission. Le signal d'émission est polarisé perpendiculairement au diaphragme, n'est pas réfléchi par lui et continue son chemin vers le polariseur, sans exciter l'iris. Ces dispositions sont connues en soi. Cependant, dans le cas des liaisons par satellites artificiels, la perte d'insertion du duplexeur doit être extrêmement faible, et pour parvenir à observer les spécifications imposées, il a fallu recourir à des artifices de fabrication particuliers. L'expérience a montré que la perte d'insertion d'un tel duplexeur est liée de façon critique à I'homogénéité du raccordement entre le diaphragme et la surface intérieure du corps du duplexer, lequel est obtenu par électroformage. C'est pourquoi l'invention concerne un procédé de fabrication qui, dans l1opération d'électroformage, assure une continuité parfaite entre le diaphragme et la surface intérieure du corps. Selon l'invention, on utilise pour l'électroformage du duplexeur un noyau cylindrique en alliage d'aluminium dans lequel on a introduit au préalable selon un plan diamétral un diaphragme cuivré, dont les bords dépassent légèrement de part et d'autre la surface latérale du noyau cylindrique. De la sorte, le cuivre qui se dépose sur le noyau au cours de I'électroformage enrobe les bords extérieurs du diaphragme, ce qui assure l'homogénéité voulue. D'autre part, pour réduire encore la perte d'insertion du duplexeur, il est avantageux que l'épaisseur de l'iris soit aussi faible que possible, par exemple quelques dixièmes de millimètre. L'idéal serait de donner à la face extérieure de la lèvre de l'iris une forme de surface cylindrique coaxiale à la surface cylindrique intérieure. Mais la réalisation d'une telle forme est difficilement obtenue par fraisage. Aussi, selon une autre de ses caractéristiques, l'invention prévoit d'approxiser cette surface cylindrique par une surface plane, l'épaisseur de l'iris étant réduite à la valeur juste nécessaire pour supporter la conservation de sa géométrie. D'autres particularités et avantages ressortiront de la description qui va être donnée ci-dessous en se référant aux dessins annexés, parmi lesquels La figure 1 est une vue latérale d'une portion de l'installation montrant l'implantation du duplexeur ; La figure 2a est une vue perspective du duplexeur et le sa liaison avec le guide nominal de réception ; La figure 2b est une vue en coupe partielle selon le plan I-I de l'extrémité gauche du duplexeur selon la figure 2a, à plus grande échelle ; Les figures 3 à 7 montrent différentes phases de la préparation du noyau et de l'opération d'électroformage fournissant le corps du duplexeur équipé de son diaphragme ; La figure 8a est une vue longitudinale en coupe partielle montrant le duplexeur équipé du diaphragme et muni de l'iris ; La figure 8b est une vue en coupe selon le plan II-II de la figure 8a ;; La figure 9 est une vue du corps du duplexeur montrant la disposition générale de l'iris ; La figure 10 est une vue agrandie du détail a de la figure 8b; FIGURE 8 - le polariseur P, qui fait l'objet d'une demande associée FO 9017 est placé entre le cornet C et le duplexeur D, côté accès commun émission réception, auquel il est relié par un guide circulaire G, diamètre 54 . L'accès côté émission se fait par une première transition optimisée 1 circulaire ( 54 mm - 40 dom), suivie d'une deuxième transition optimisée 2 circulairerectangulaire pour le raccordement avec le guide rectangulaire d'émission 3 (35 x nin). L'accès côté réception comporte un filtre F, coupant la bande d'émission, destiné à renforcer l'effet sélectif de l'iris de couplage, de façon à n'admettre sur le récepteur paramétrique (non représenté) aucune excitation parasite provenant de la bande d'émission, qui est à un niveau de puissance (de l'ordre de 10 kW) considérablement supérieur au signal reçu. Entre l'iris et le filtre F est interposée une jonction dont la partie antérieure 4 constitue un filtre de mode, et la partie postérieure 5 constitue un transformateur quart d'onde à deux sections A/4, pour passer du filtre de mode 4, (seul le mode fondamental peut s'y propager) au guide nominal de réception 6. FIGURES 2a et 2b - la figure 2a montre en perspective le corps du duplexeur 10 et la jonction 4-5 vers le filtre F du côté réception. L'extrémité gauche comporte, au droit du bord du diaphragme 11, une bride 20. On retrouve une bride 20' identique sur l'extrémité droite du corps 10. Cette bride 20 est montrée à grande échelle sur la coupe partielle de la figure 2b. Elle comporte une liaison vissée 21, non soudée, sur le corps JO ; conformément à une disposition décrite dans la demande associée (FO 9017), la liaison par vis est immobilisée par une résine polymérisable. Pour assurer un serrage efficace avec une bride associée de même forme, non représentée, à l'aide d'un collier venant embrasser les deux rebords trapézoldaux 22 de la bride 20 et d'une bride associée, non représentée, l'extrémité de la bride 20 est en retrait de quelques dixièmes de millimètre sur l'extrémité du corps 10 (flèches f1, f2. Les figures 3 à 7 illustrent les diverses étapes conduisant à l'électro- formage du corps du duplexeur 10 contenant le diaphragme 10. On part de deux blocs 10, 41 en alliage d'aluminium, duralumin de préférence, enserrant une cale en laiton 41, épaisseur environ 0,3 mm, dans un logement formé par deux lamages a, b, entre lesdits blocs, au moyen de vis telles que 45 et écrous tels que 46, serrés au fond de cavités telles 44 (figure 3) (vis dites "noyées"). Le positionnement réciproque des deux blocs 40, 41 est assuré par des pieds de centrage tels que 43. La figure 4a montre- l'assemblage ainsi réalisé. L'assemblage est porté sur le tour et tourné sous forme cylindrique (figure 4b). On obtient deux demi-cylindres 50, 51 réunis par les vis noyées 45. Ensuite on retire les vis et on sépare les deux demi-cylindres 51, 52 et on retire la cale 42. La figure 5a montre en perspective. les deux demi-cylindres 50, 51 écartés. Entre les deux faces lamées, a, b on insère un diaphragme 11 en bronze recouvert par électrolyse d'une mince couche de cuivre de meme qualité que le cuivre servant à l'électroformage (cuivre à haute pureté exempt d'oxygène). Le diaphragme 11 est introduit jusqu'au fond du logement (ab); il est légèrement plus large que le diamètre des demi-cylindres 50, 51. On reconstitue l'assemblage avec le diaphragme 11 en place, au lieu de la cale 42 (figure 5b). On coiffe les extrémités du cylindre reconstitué par deux bagues en matière isolante 52, 53, pour empêcher le dépôt de cuivre sur ces extrémités au cours de l'électroformage. Ces bagues sont écartées d'une distance 1 qui est légèrement plus grande que la longueur du corps du duplexeur; La figure 5c montre à grande échelle le bord du diaphragme 11, qui dépasse d'une hauteur h, de l'ordre de 0,5 mm hors de la surface cylindrique. Les arêtes du bord c, c', sont chanfreinées. La figure 6 est une vue schématique symbolisant l'apport de cuivre par l'électroformage sur la surface cylindrique, à ltexception des extrémités contenant les vis noyées, recouvertes des bagues isolantes 52 (figure 5b). La figure 7 est une vue en coupe du corps de duplexeur, contenant le diaphragme 11, obtenu après terminaison de l1opération d'électroformage et dissolution du noyauen duralumin. Le diaphragme est fait en un bronze ayant un coefficient de dilatation thermique légèrement plus faible que le corps du duplexeur 10, de façon à être soumis à un effort d'extension, et non de compression, en cas d'élévation de température0 la figure 8a montre une vue de front en coupe partielle du corps 10, muni de brides 20, 20', contenant le diaphragme 11, et équipé d'un iris 60, raccorde par un assemblage montré schematiquement en 61 au filtre de mode 4. La figure 8b, coupe de la figure 8a selon le plan II-II, montre que l'iris 60 débouche dans le fond d'une cavité rectangulaire 62 pratiquée dans une face plane 63. La figure 9 est une vue du corps de duplexeur selon la figure 8a, observée selon la direction f. Les références 60, 62, 63 ont même signification que dans la figure 8b, L'iris 60 a la forme d'un rectangle de dimension 10 x 35 mm. On désigne par 64 des trous borgnes taraudés qui servent au raccordement 61. Le diaphragme 11 recouvre à distance l'extrémité de l'iris 60 sur une longueur d'environ 6 mm. La figure 10 est une vue à grande échelle du détail A de la figure 8b. Le fond de la cavité 62 comporte une première portion plane 65 parallèle à la face plane 63, puis une deuxième portion plane 66, approximativement parallèle au plan tangent au bord intérieur cylindrique 67 de l'iris 60. Le plan 66 fait un angle a d'environ 100 avec le fond 65 de la cavité 62. La petite face plate 68 de raccordement entre 65 et 66 fait un angle de 900 avec la face 66. REVENDICATIONS 1/ Duplexeur à faible perte d'insertion pour liaison émission-réception avec une bande d'émission couvrant environ 5,9 - 6,4 ghz et une bande de réception couvrant environ 3,7 - 4,2 ghz, comportant un corps cylindrique de diamètre intérieur 54 rn, un diaphragme conducteur placé diamétralement dans ledit corps, un iris de forme rectangulaire ouvert dans la paroi latérale du corps, ayant des dimensions de l'ordre de 10 x 35 mm, fabriqué par électroformage sur un noyau en alliage léger cylindrique, caractérisé en ce que le noyau comprend, dans un logement diamétral aménagé à cet effet, ledit diaphragme recouvert préalablement d'une couche de cuivre de même qualité que le cuivre d' électroformage, dont les bords dépassent la surface cylindrique d'environ 0,5 mn- de chaque côte et sont chanfreinés. 2/ Duplexeur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le noyau cylindrique est formé de deux demi-cylindres, réunis par des moyens de serrage appliqués aux extrémités, usinés préalablement de façon à présenter ledit logement pour le diaphragme. 3/ Duplexeur selon la revendication 1,caractérisé en ce que la matière de base de diaphragme présente un coefficient de dilatation thermique inférieur au cuivre d'électroformage. 4/ Duplexeur selon la revendication 1, caractérisé en ce que les bords longitudinaux de ltiris sont taillés en gradin, comportant une première face plane parallèle au diaphragme, une deuxième face plane approximativement parallèle au plan tangent à la surface cylindrique intérieure au droit de l'ouverture, et une face plane de raccordement entre les deux premières faces, approximativement perpendiculaire à la deuxième face. 5/ Duplexeur selon la revendication 1, caractérisé en ce que la projection -du diaphragme dans le plan de l'iris empiète sur ledit c8té rectangulaire d'environ 6 mm.