Brevet FR2598853A1 — publié le 19871120

La présente invention concerne les résonateurs microondes à cavités et plus particulièrement une structure mécanique pour compenser les glissements de fréquence de résonance de ces résonateurs en fonction de la température. Un matériau intéressant pour réaliser le corps des dispositifs à cavités résonantes est l'aluminium car celui-ci a une densité relativement faible, une bonne conductivité thermique et il est peu onéreux et facile à travailler. Toutefois, l'aluminium présente un coefficient de dilatation thermique élevé qui ne permet pas son utilisation pour des dispositifs destinés à des applications dans lesquelles ils sont soumis à des gammes de températures de fonctionnement larges comme c'est le cas, par exemple, à bord des satellites artificiels de télécommunication car le glissement de fréquence qui résulterait des variations de température ambiante serait trop important en comparaison de la largeur de la bande passante d'un canal de transmission. L'emploi d'un matériau tel que 1' "Invar" éliminerait sensiblement ces glissements de fréquence puisque ce matériau présente un coefficient de dilatation thermique assez faible, mais 1' "Invar" est un matériau coûteux, d'une densité élevée et difficile à travailler. De plus, dans le type d'applications concernées, la faible conductivité thermique de 1' "Invar" produirait dans le dispositif une élévation de température de plusieurs dizaines de degrés au-dessus de la température ambiante pour des élévations de température localisées. Le problème que vise à résoudre l'invention est celui de réaliser une structure de compensation thermique qui permettrait d'éviter l'emploi d' "Invar". Cet obJectif est atteint grâce à l'invention, par un résonateur à cavités dans lequel au moins une cavité comprend un disque en métal électroconducteur dont le pourtour ne se trouve pas en contact avec la paroi latérale de la cavité, ledit disque étant monté sur un disque en matière dilatable avec la température, ce second disque étant fixé rigidement aux parois de la cavité de telle manière que la dilatation du disque sous l'effet de la température déplace le disque axialement à l'intérieur de la cavité. Le second disque est avantageusement constitué de plusieurs couches de métal liées entre elles sur toute leur surface, chaque couche ayant un coefficient de température différent. L'invention est exposée dans ce qui suit avec référence aux dessins ci-annexés dans lesquels: la figure 1 est une vue de dessous de la moitié supérieure d'un filtre micro-onde à cavités résonantes exemplaire, la figure 2 est une vue en coupe montrant la structure de compensation thermique selon l'invention. Se reportant à la figure 1 on voit une configuration exemplaire d'un filtre à cavités résonantes. Il s'agit d'un filtre à quatre cavités cylindriques 12, 13, 14 et 15 conçues pour travailler en mode TE011. Les quatre cavités sont interconnectées par des tronçons de guide d'onde L, M, N. Les entrée et sortie du filtre se font par les guides d'onde d'entrée 11 et de sortie 16. Les coefficients de couplage entre les cavités sont ajustés au moyen de vis conductrices introduites dans les iris de couplage. La fréquence de résonance de chaque cavité est ajustée au moyen d'une vis disposée au centre de la paroi inférieure de la cavité. Gracie à l'invention, un filtre micro-onde tel que représenté à la figure 1 peut être réalisé en aluminium et présenter des performances stables malgré les variations de température ambiantes rencontrées en cours de mission sur satellite de télécommunication. Suivant l'invention, chaque cavité est équipée d'un dispositif de compensation thermique mécanique tel que représenté schématiquement en coupe à la figure 2. A l'intérieur de la cavité 14 est disposé un disque de cuivre 1 dont le pourtour ne se trouve pas en contact avec la paroi latérale de la cavité et qui se trouve monté par la tige 2 sur un disque 3 fixé rigidement à la structure métallique formant la cavité et constitué d'une matière sensible à la température, c'est-à-dire une matière qui se déforme en fonction de la température. Par exemple, le disque 3 peut être constitué d'une structure composite trimétal thermostatique consistant en trois couches de métal liées entre elles sur toute leur surface, chaque couche ayant un coefficient de température différent. Avec la température, le disque 3 se dilate et sa courbure se modifie en suivant une loi pratiquement linéaire avec la température. La variation de courbure du disque 3 fait déplacer le disque de cuivre 1 axialement dans la cavité, ce qui modifie la longueur L de la cavité et par conséquent fait varier la fréquence de résonance F de la cavité suivant la relation: où R est le rayon de la cavité D est le déplacement axis du disque 3. Tout glissement de fréquence de résonance est ainsi pratiquement compensé sous l'effet de la variation de température. Un avantage appréciable de la disposition mécanique décrite est qu'elle permet de réaliser des compensations thermiques même de très petite valeur. De plus, ce dispositif de compensation thermique est simple et peu onéreux, il ne requiert aucun procédé de fabrication coûteux ou difficile et il permet l'emploi d'aluminium pour le corps du filtre microonde. REVENDICATIONS 1. Résonateur à cavités résonantes, caractérisé en ce que dans au moins une cavité est disposé un disque (1) en métal électroconducteur dont le pourtour ne se trouve pas en contact avec la paroi latérale de la cavité, ledit disque (1) étant monté sur un disque (3) en matière dilatable avec la température, ce second disque (3) étant fixé rigidement aux parois de la cavité de telle manière que la dilatation du disque (3) sous l'effet de la température déplace le disque (1) axialement à l'intérieur de la cavité. 2. Filtre selon la revendication 1, caractérisé en ce que le second disque (3) est constitué de plusieurs couches de métal liées entre elles sur toute leur surface, chaque couche ayant un coefficent de température différent.