СОЕДИНЕНИЕ ДЕТАЛЕЙ СВЧ УСТРОЙСТВА

Полезная модель относится к технике СВЧ, в частности, к элементам конструкции для соединения деталей СВЧ устройств, преимущественно антенных элементов антенных фазированных решеток, фазовращателей, поляризаторов, имеющих соединение двух волноводов.
В конструкциях антенных элементов, имеющих волноводную запитку, имеется соединение двух волноводов - диэлектрического (металлизированного или не металлизированного) и металлического. Наличие зазора между внутренней поверхностью одного волновода и внешней поверхностью другого волновода приводит к увеличению величины затухания СВЧ энергии.
Известен элемент конструкции для соединения элементов микроволнового устройства, включающего ферриты, представляющий собой тонкий слой электрически непроводящкего клея толщиной порядка 0,03 мм (торговая марка Cipo-Geiqy Корпорации), заполненного серебряной пудрой (см. патент США №4457464, МПК Н 01 Р 11/00, публ. 1984 г. - прототип).
Применение элемента конструкции для соединения деталей СВЧ устройства в виде слоя непроводящего клея с алюминиевой пудрой не обеспечивает надежного электрического контакта по всей поверхности, что увеличивает величину затухания СВЧ-энергии в месте соединения деталей антенного элемента.
Известен элемент конструкции для соединения деталей СВЧ устройства, представляющий собой слой клейкого материала, размеры которого соответствуют величине зазора между соединяемыми деталями, в частности, антенного элемента антенной
фазированной решетки, содержащего фазовращатель с металлизированным стержнем, концы которого закреплены в соответствующих отверстиях корпусов излучателя и волновода с зазором для размещения указанного слоя клея в зоне их соединения (см. патент РФ на изобретение №2194342, МПК Н 01 Р 1/16, публ. 2003 г. - прототип).
При соединении в СВЧ устройстве (антенном элементе) двух волноводов, установленных с зазором 0,05-0,1 мм, заполненным электрически непроводящим клеем, необходимо увеличение длины
соединяемого участка на величину не менее 2 для уменьшения потерь СВЧ энергии, что увеличивает его габариты и вес. Применение при такой величине зазора слоя клея с алюминиевой пудрой повышает стоимость СВЧ изделия и приводит к увеличению величины затухания СВЧ энергии.
Технический результат полезной модели - создание элемента конструкции, обеспечивающего уменьшение величины затухания СВЧ энергии в месте соединения деталей СВЧ устройств, упрощение сборки СВЧ устройств и повышение их долговечности. Дополнительным техническим результатом является уменьшение габаритов и веса СВЧ устройств.
Задачей полезной модели является оптимизация соединения деталей СВЧ устройств путем экспериментального подбора величины зазора между поверхностями соединяемых деталей и токопроводящего клея с параметрами и размерами слоя, обеспечивающего простоту и быстродействие получения надежного механического соединения с малой величиной затухания СВЧ энергии в месте сопряжения деталей при температуре технологического процесса склеивания не более 100С (для исключения повреждения деталей СВЧ устройства, например,
антенного элемента антенной фазированной решетки, работоспособность которых ограничена указанной температурой).
-5
Поставленная задача достигается тем, что в элементе конструкции для соединения деталей СВЧ устройств, представляющем собой слой клейкого материала между сопрягаемыми поверхностями металлизированных и металлических деталей или диэлектрических и неметаллических деталей, слой клейкого материала имеет толщину 0,05-0,1 мм, ширину 1,5-2 мм, причем в качестве клейкого материала применен токопроводящий клей с удельным сопротивлением не более 8-10Ом·м и температурой полимеризации не более 100С°.
Предпочтительно в качестве клейкого материала применить токопроводящий клей марки «НТК» или аналогичный ему клей.
Сущность изобретения в том, что соединение деталей СВЧ устройства осуществляется с помощью токопроводящего клея с определенными физическими параметрами и размерами слоя, при этом точность изготовления внутренних размеров одной детали (например, одного волновода) и внешних размеров другой детали (например, другого волновода) не являются критичными, длина соединения может быть минимизирована.
Указанные признаки отличают предлагаемую полезную модель от прототипа, что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого технического решения критерию "новизна".
На фиг.1 изображено СВЧ устройство - антенный элемент антенной фазированной решетки в разрезе; на фиг.2 - увеличенный фрагмент соединения металлизированного ферритового стержня с корпусом волновода.
СВЧ устройство (антенный элемент антенной фазированной решетки) содержит по меньшей мере фазовращатель, включающий цилиндрический ферритовый стержень 1 с металлизированным слоем 2,
магнитной системой 3 и обмоткой управления 4. Концы указанного стержня 1 закреплены в соответствующих отверстиях корпуса 5 волновода и корпуса 6 излучателя с диэлектрическими вставками 7 с размещением в зазоре в зоне их соединения слоя 8 клейкого материала. Корпус 5 волновода и корпус 6 излучателя выполнены металлическими. Зазор в зоне соединения клейким материалом имеет размер (S) 0,05-0,1 мм.
-5
Элемент конструкции для соединения деталей СВЧ устройства представляет собой слой 8 клейкого материала толщиной 0,05-0,1 мм и шириной (L) 1,5-2 мм и выполнен с возможностью образования электрического контакта по всей сопрягаемой поверхности. В качестве клейкого материала применен токопроводящий клей с удельным сопротивлением не более 8-10 Ом·м и температурой полимеризации 80-100С° (не более 100 С°) например, токопроводящий клей марки «НТК» или аналогичный ему клей.
Надежность электрического и механического контакта между сопрягаемыми поверхностями деталей СВЧ устройства (антенного элемента) обеспечивается с помощью слоев проводящего клея, способствующих улучшению условий согласования и уменьшению потерь СВЧ энергии.
Сборка СВЧ устройства (антенного элемента антенной фазированной решетки) включает соединение концов металлизированного стержня 1 фазовращателя с соответствующими отверстиями металлических корпусов 5,6 соответственно излучателя и волновода с размещением в зазоре в зоне их соединения слоя 8 клейкого материала, причем указанный зазор имеет размер 0,05-0,1 мм, слой клейкого материала имеет ширину 1,5-2 мм и выполнен с возможностью образования электрического контакта по всей сопрягаемой поверхности, т.е. имеет форму в соответствии с рельефом
сопрягаемых поверхностей деталей. Размеры слоя 8 и параметры клея «НТК» выбраны из условия обеспечения требуемой механической прочности и низких потерь антенного элемента без ущерба качества и эффективности его работы.
-5
В качестве клейкого материала применен токопроводящий клей с удельным сопротивлением в диапазоне (5-8)•10 Ом·м с интервалом рабочих температур 80-100С°, например, клей марки «НТК» или аналогичный по параметрам клей. Соединение концов металлизированного стержня 1 фазовращателя с отверстиями указанных корпусов 5,6 клейким материалом осуществляют при температуре не выше 100 С° для исключения повреждений деталей изделия, которые могут возникнуть при более высокой температуре. К преимуществам заявленного технического решения следует отнести возможность сборного соединения полученного СВЧ устройства (антенного элемента) при его нагреве до температуры 80-100С°. Применение проводящего клея «НТК» в качестве средства сборочной связи и согласования, например, волноводов антенного элемента с разными диаметрами, обеспечивает простоту, быстродействие сборки антенных элементов, что в целом улучшает параметры и массогабаритные показатели антенных фазированных решеток и снижает их стоимость.
Использование полезной модели позволит уменьшить габаритные размеры СВЧ устройств (антенных элементов, поляризаторов, фазовращателей и др.) за счет уменьшения длины сочленения деталей (двух волноводов), ослабить требования к точности изготовления их деталей, как следствие, повысить технологичность сборки.