Гелль П.П., Иванов-Есипович Н.К. Конструирование и микроминиатюризация радиоэлектронной аппаратуры (1984) (1092053), страница 44
Текст из файла (страница 44)
Плотность тока по сечению проволнвка в СВЧ-диапазоне имеет резко неравномерное распределение, концентрируясь у поверхности основания. Большинство лвкнй тоха расположено в тонком слое, првлегающем к диэлектрвчесному основанию. Толщггна этого слоя равна примерно трем скин-слоям. Как известно, толщина скин-слоя характеризует глубвну проникновения электромап)итного поля в толщу проводника, в которой плотность тока уменьшается в е раж ( )-1/2 ) — 1/2 где 6, — толщина скан-слоя, м; 1 — частота„Гц; р — магнитная проницаемость [р==-4п.)б-г Гн/м дли немагннтньа металлов); у — удельная прозодамость материала проводника, См)м, Габлииа 4.17 Глубина проникновения тока в проводник в СВЧ-диапазоне б, нкв, прв чвсчочв б,ч, мкв.
Нря частоте (ямт) Мвтврввл зггп ~ зггч~ зо ггч зс ггя Серебро (фольга) Бесфрнттовая пленка золота Бесфриттовая пленка меди Проводниковая стеклоэмаль Припой ПОС 0,06 0,07 0,09 0,10 0,19 1,0 1,3 1,7 1,8 3,3 0,6 0.7 0,9 1,0 1,9 5,0 6,5 8,5 9,0 16,5 3,0 3,5 4,5 5,0 9,5 Для оцеэки необходимой толщины проаодникоаого слоя и полосковых линиях следует вычислить глубину проникнонения (а микрометрах) с ослаблением плотности тока в е раз (6,) и на порядок (6|о) (табл, 4-11) Состав и плотность проводникового слоя значательио Влияют на потери (рпс. 4-34). Бесфриттовые медные пасты с термообработкой з восстановитель. ной среде и с последующим выглаживанием предпочтительны по сраэ.
нению с золотыми пастами из ресурсосберегающих соображений н допустимы в отношении потерь. Влияние технологических погрешностей рисунка на электрические характеристики. Технологичность конструкции ГИЫ СВЧ но многом зависит от влияния технологических погрешностей на электрические хая"", рактеристпкн. Из расчета следует, что разброс волнового сопротннле.),"':..; ння н зависимости от неточности ширины проэодниконой линни сравнительно невелик. Например, В линии с волновым сопротивлением 50 Ом и шириной проводника 1 мм погрешность по ширине ='-40 мкм приводит к изменению волнового сопротиэ- см лепна примерно на Ги5 Ом, 006 т. е. на чс!0 о(о. В большинстве электрических схем 004 'Г этим момсно пренебречь. Однако такое же изменение 007 расстояния между провод- 0 1 7 3 4 6ГГ 4 чае связанных, параллельно расположенных линий шириной 02 мм с таким же Рис.
4 34. Потери В несимметричной ь) расстоЯнием между анмн полосковой линии в зазнсамосчн от ча ":;:-.Влияет на связь между ли- стоты для различных проэолннкопых пнями и пределах ".50 с(о. ';тПОэтому снязанные лншн1с у — стввлвртввя яроводнввоввя овотв Ая — Рб: йунринОЙ поОВОдннкОВ и рас. 3 — яровоавввоввя овств Оо„вожловввя в нвврчяоа втмосбмрв бвв ввлвявчвсвоы уолотм"жду ними 02 вввя слоя; 3 — чо жв, во с волов~москам дОлжны Выполняться с уплотнением," 4 — бвсфрвттоввв овотв Ао ?19 Рнс. 4-35.
Печатная катушка индуктнвностн Π— сторона внешнего нввдратв сандали, мм; б — сторона внутреннего квадрата сннралн !д-. 2 мм1. т — шаг сннралн, мм; И -" ншркка вроводннал, Рнс. 4-36. Печатный гребенчатый конденсатор à — обклалшг конденсатора; 2 — слой дн- электрика й (15Р— 14) 11/2 6(Р+О 1 1 где 5 — индуктивность, нГн; Р и с( — сторона внешнего в внутреннего квадратов спирали, мм, Выбор г(=2 мм вызван малым ростом ь при большом падении добротности в случае меньшего с(.
Сторона внешнего квадрата спирали ориентировочно определяется выражением Р = г(+ (21У вЂ” 1) з + 25, где з — шаг спирали, мм: й — ширина проводника, мм. Форму и структуру печатного конденсатора следует выбирать трехсаойной (см, рнс. 4-9) или гребенчатой (рис. 4-36). Гребенчатую струк. туру целесообразно применять для емкости не более 5 пФ, так как иначе плошадь конденсатора становится чрезмерной. Лнэлектрнческий слой в печатном конденсаторе должен выступать аа преаелы верхней обкладки не менее чем на 0,5 мм по периметру.
Материал диэлектрического слоя должен иметь малые потере иа СВЧ, т.е, е.с! О. В отди ше от более низкочастотных диапазонов, в диапазоне СВЧ печатные конденсаторы для цепей фильтрации распространены более, чем навесяые. Это объясняется двумя обстоятельствами. Во-первых, 220 то'шостью ш20 мкм. Если же между лвннями не должно быть связи по полю, расстояние между нпмн выбирают не менее 3 мм. Печатные элементы СВЧ с сосредоточеннымн параээетрами. Наггболее высокие требования по разрешающей способноств предъявляются к печатным катушнам индуктивности, которые обычно вмегот форму квадратной спирали (рис.
4-35). Число витков квадратной спирали при стороне внутреннего квадрата с(=2 мм орвентпровочно следует определять по формуле фильтрующие конденсаторы в диапазоне СВЧ могут иметь ~ебольгпую емкость, 20 — 50 пФ. Для початного конденсатора такой емкости требуется йлопгадь всего 8Х4 мм, т.
с. почти такая же, как под навесной ковденсатор; применение же печатного конденсатора повышает технологичность конструкции. Во-вторых, печатные копдсасаторы предпоч титсльнее навесных в злектричесш м отношении, гютому что имеют малую инд)ктиияосп выводов, что необходимо для эффективного отис да СВЧ-энергии в цепях фильтрации. Последнее обстоятельство, наоборот, препятствует применению печатных кондепсаторов в ГИМ СВЧ для межкаскадных связей.
Печатные резисторы в ГИМ СВЧ практически ие отличак:тся сп ре. знсторов низкочастотного диапазона. Здесь ьх нгполшуют в цепях смещения транзисторов н диодов, в качестве аттенюаторов н нагрузок. В последнем случае требуется более высокая (иа порядок) удельная мощность рассеяния, до 40 Вт/см', достигаемая нри приауднтельном охлаждении с учетом того, что на один ГИМ СВЧ приходится несколысо резисторов. Благодаря повыгпеппому удельному электрическому сопротивлению резистивного слоя поверхностный эффект практически не проявляется и ток течет по всему сечению резистора.
Общие конструктивные особенности полосковой платы. Для совмещения рисунков слоев полосковой платы необходимо применять следующую последовательность нанесения; 1-й слой, нижний -- проводннковый (полосковая линия, нижние обкладки конденсаторов, катушки иидуктивпости, контактные площадки, сплошная нли частичная металлнзация экранной стороны осиовакии, торцов н отверстий), 2-й слой — изоляционный (между проводннковыми слоями); 3-й слой — диэлектрический, для конденсаторов; 4-й слой — проводниковый (верхние обкладки конденсаторов, перемы щи катушеи иидуктивности и другие элементы второго проводпнкового слоя); 5-й слой — резистивный; допускается наносить только один резис- :::" тивный слой 500 Ом/Г), причем плошадь резистора должна быть не :" менее 1Х! мм '14- Толщина проводпиьового слоя должна быть пе менее !О мкм, ре- ;." 'зистивиого — не менее 20 мкм.
Ширина щюводннков и расстояние между ними должны быть не менее !00 мкм при трафаретной печати '!1 (разрешаюп!ая способность 5 линий/мм) и 65="1О мкм при фотолито- !;,аграфии (разрешающая способность 8 линий/мм). расстояние от края печатных элементов до края основания пс должно быть менее 1,0щ Ш0,5 мм Стыковка полосковых плат в корпусе ГИМ СВЧ.
Экран в диапазоне СВЧ является частью сигнальной цепи, влияющей на собственную частоту, поэтому необходимо обеспечить высокую точность расположения точек заземления всех полосковых плат в корпусе. Пути токов от 3';:уточек заземлевия на корпус и землю должны быть одинаковымн и " .кратчайшими, чтобы пе допускать распространения СВЧ-энергии между ~';:заземленной зьраягюй стораноь полосковой линии и металлической ар:-:заатурой ГИМ (корпусом и т.п.). Обеспечение этих требований способ. -;:ятаует повторяемости электрических характеристик и уменыпеиню свя. .~!!иц между выходом и входом, что опасно при большом усилении, так Ьчагаси может вызывать паразитное самовозбуждение, в тол~ числе па гар;"-;.'-;Мониках и субгармониках основной частоты. т~! ';,' Как правило, заземление экранной стороны шуществляется путем ,;:пайки легкоплавким припоем.
Вначале осуществляют пайку одной или ,.",'Жскольких полосковых плат, входящих в ГИМ, к монтажной рамке. 221 Габлнца 4.12 Допустимые несовпадения при стыковке полосковых плат в корпусе ГИМ СВЧ 0.5 цо О.з !.о Меиыпе 1,0 От 1,0 до !0,0 0,10ш0,05 О,!5ш0,05 Зазор между торцами полосковых плат,мм .я 0,20 Разновысотиость уровней по лосковых линий, мм Несоосность выходов полосковых линий.
мм 0,15 0,30 0,10 0,20 2гг В качестве матервала монтажной рамки следует применять ленту 34НК-НТ-2 ОХ!60 по ГОСТ 14080 — 78 с покрытием М9.Н6 н Гор. ПОС-61, Прецизионный никелевый сплав 34НК имеет температурный коэффициент расширения, близкий к коэффициенту расширения вакуум- плотной керамики. Рамка позволяет объединить в одно целое несколь.
ко керамических оснований. Заземленпе рзмки на корпус выполняют посредством винтового соединения и пайки. Зазоры при стыковке плат в корпусе ГИМ, необходимые для обеспечения технологичности конструкции при сборке и удавлетворяюшие требованию ограничения электрических неоднородностей СВЧ-тракта допустимыми пределами, дол>хны соответствовать приведенным в табл. 4-12. Конструкция корпуса ГИМ СВЧ должна обеспечивать: герметизацию объема при избыточном давлении заполняющего этот объем инертного газа от 1100 до 1300 гПа; электромагнитное экранирование в диапазоне СВЧ; возможность вскрытия и повторной герметизации (до двух раз) модуля при ремонтных работах в производственных условиях; технологичность изготовления деталей н сборочных единиц корпуса и модуля в целом по сборке в соответствии с ГОСТ 14,203 — 73 и ГОСТ 14.204 — 73.
Корпус выполняют, например, в виде рамы, на которой предусмотрены посадочные места для двух монтажных рамок, двух крышек и углубления для соединителей и выводов Типоразмеры корпусов должны выбираться нз едкного ряда. В раме герметично н неразъемно должен быть закреплен штснгель, необходимый для операции газонаполпения корпу< а. Раму выполняют методом литья поп давлением из алюминиевого литейного сплава АЛ-11 по ГОСТ 2685 — 75 нли другого сплава, характеризуемого сочетанием высоких литейных свойств с механической обрабатываемостью. !!еобхолимо прелусматрнвать механическую обработку рамы для выполнении сопряженных отверстий и плоскостей.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
