專利名稱：低溫低損耗波導(dǎo)同軸傳輸線組件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及微波工程領(lǐng)域，具體地說，本實(shí)用新型涉及低溫低損耗波導(dǎo)同軸 傳輸線組件。
背景技術(shù)：
目前，國內(nèi)外在低溫接收機(jī)上的相關(guān)典型結(jié)構(gòu)如

圖1所示。其主要結(jié)構(gòu)分為兩個(gè) 部分前端密封窗口和縫隙隔熱波導(dǎo)。此類密封隔熱組件，其前端密封部分使用的是平面薄膜材料，考慮到對(duì)微波駐波 和插損的影響，該材料不能太厚，低溫接收機(jī)杜瓦的高真空度的長期保持是一個(gè)特別的難題。此類密封隔熱組件，其隔熱部分采用的是縫隙技術(shù)，但縫隙安裝時(shí)很難調(diào)節(jié)，同時(shí) 在泄露功率較大時(shí)會(huì)對(duì)真空室內(nèi)器件產(chǎn)生干擾，不能應(yīng)用在收發(fā)共用大功率的場合。
發(fā)明內(nèi)容針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本實(shí)用新型的目的在于提供一種低溫低損耗波 導(dǎo)同軸傳輸線組件，其既具有真空密封的作用，又有隔熱功能；組件射頻傳輸損耗低，工作 溫度低。本實(shí)用新型為實(shí)現(xiàn)其目的所采取的技術(shù)方案低溫低損耗波導(dǎo)同軸傳輸線組件， 包括同軸內(nèi)導(dǎo)體和同軸外導(dǎo)體，所述同軸內(nèi)導(dǎo)體伸入同軸外導(dǎo)體中，兩者構(gòu)成硬同軸線結(jié) 構(gòu)；SMA固定座(SMA為同軸連接器縮寫)安裝在同軸外導(dǎo)體上，SMA插座安裝于SMA固定 座；在同軸外導(dǎo)體前端上固接玻璃密封罩，通過0型密封圈與波導(dǎo)連接，波導(dǎo)法蘭面為輸 入，SMA插座為輸出。所述同軸外導(dǎo)體為不銹鋼管，同軸內(nèi)導(dǎo)體為銅棒，內(nèi)外導(dǎo)體之間的填充媒質(zhì)為空 氣，每隔40mm-180mm距離設(shè)支撐，使內(nèi)外導(dǎo)體同軸。所述支撐采用高頻介質(zhì)環(huán)聚四氟乙烯 材料。所述不銹鋼管內(nèi)徑為5. 5mm-16. 5mm，壁厚0. 15mm-0. 8mm，長度40mm-200mm，內(nèi)壁電鍍 銀層，鍍層厚度為8-12微米。所述玻璃密封罩的固接方式為粘接，采用環(huán)氧膠將其粘接在 同軸外導(dǎo)體前端上。本實(shí)用新型的有益效果進(jìn)一步地降低了接收機(jī)系統(tǒng)的噪聲溫度，有效地改善了 低溫接收機(jī)杜瓦的高真空度的長期保持。
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步詳細(xì)說明。圖1為現(xiàn)有低溫接收機(jī)密封隔熱典型結(jié)構(gòu)圖；圖2為單變頻超外差接收機(jī)框圖；圖3為本實(shí)用新型的構(gòu)造主視示意圖；圖4為本實(shí)用新型的剖視結(jié)構(gòu)示意圖；[0014]圖5為本實(shí)用新型的反射特性圖。圖中1.同軸內(nèi)導(dǎo)體，2. SMA固定座，3. SMA插座，4.同軸外導(dǎo)體，5.同軸外導(dǎo)體前 端，6.0型密封圈，7.同軸探針，8.玻璃密封罩，9.波導(dǎo)法蘭面，10.波導(dǎo)，11.支撐。
具體實(shí)施方式
如圖2所示，為一種典型單變頻超外差接收機(jī)，現(xiàn)在分析示于圖2中的天線-傳輸 線_接收機(jī)前端整個(gè)系統(tǒng)的噪聲特性。在這一系統(tǒng)中，接收機(jī)輸出處的總噪聲功率N。是由 天線輻射圖、天線的損耗、傳輸線的損耗以及來自接收機(jī)元件的損耗引起的。這一噪聲功率 將決定接收機(jī)的可檢測的信號(hào)電平，對(duì)于給定的發(fā)射機(jī)功率，它將決定通信鏈路的最大距罔。圖2中的接收機(jī)部件包括增益為GRF和噪聲溫度為Trf的射頻放大器、射頻到中頻 的變換損耗因子為lm和噪聲溫度為Tm的混頻器，以及增益為Gif和噪聲溫度為Tif的中頻放 大器。后幾級(jí)的噪聲影響可以忽略，因?yàn)榭傇肼曄禂?shù)主要取決于前幾級(jí)的特性。接收機(jī)的等效噪聲溫度為
r T r
「nm ol T -T + M 4- u‘ M L001 9」 1REC — 1RF 十 r r連接天線和接收機(jī)的傳輸線具有損耗為Lt，并處于物理溫度為TP的環(huán)境。它的等效噪聲溫度為TTL=(LT_1)TP定義在天線的終端(傳輸線的輸入處)的噪聲溫度TTL+EEC — TTL+LTTEEC — (LT—1) TP+LTTEEC因此，如果在系統(tǒng)中暫不考慮天線，那么子系統(tǒng)的噪聲溫度只取決于三個(gè)因素傳 輸線損耗LT、傳輸線物理溫度TP和接收機(jī)等效噪聲溫度Tkec。要實(shí)現(xiàn)接收機(jī)的超低噪聲溫度，降低射頻放大器的噪聲是首要的，由于常溫放大 器不可能克服器件自身電子運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的熱噪聲，其噪聲指標(biāo)難以滿足極高靈敏度的應(yīng)用場 合，故采用降低射頻放大器的工作溫度，來得到器件在常溫下所得不到的噪聲值。一般在 20K(-253°C)的環(huán)境溫度下射頻放大器的噪聲系數(shù)可以減小到常溫的十分之一以上。但 是，由于天線的饋源輸出口大多為波導(dǎo)輸出，在低溫平臺(tái)內(nèi)外的連接時(shí)，由于冷板(20K)與 真空窗口(300K左右)溫差很大，采用波導(dǎo)傳輸會(huì)有很大冷量損失同時(shí)引起真空窗口結(jié)霜 和結(jié)冰，影響低溫接收機(jī)的使用。所以要求天線饋源輸出與射頻放大器輸入之間的傳輸線組件不僅要做到端口接 口匹配。而且，為保持低溫接收機(jī)的工作環(huán)境，必須用真空杜瓦封裝低溫接收機(jī)，所以要求 該傳輸線既有真空密封的作用，又有隔熱功能。最為重要的是，要求傳輸線的射頻傳輸損耗 低，工作溫度低。為了滿足低插損的設(shè)計(jì)原則，本實(shí)用新型采用硬同軸線的結(jié)構(gòu)，S卩外導(dǎo)體為一不 銹鋼管，內(nèi)導(dǎo)體是一根銅棒，內(nèi)外導(dǎo)體之間的填充媒質(zhì)為空氣，每間隔40mm-180mm距離用 高頻介質(zhì)環(huán)聚四氟乙烯材料作支撐，使內(nèi)外導(dǎo)體同軸。該種結(jié)構(gòu)的硬同軸線有低插入損耗 和功率容量大的優(yōu)點(diǎn)，參見圖3、4。根據(jù)制冷機(jī)在15K平臺(tái)冷量，要求不銹鋼管漏熱功率< 0. 5W，根據(jù)單向等截面穩(wěn)定導(dǎo)熱的公式為<formula>formula see original document page 5</formula>A橫截面積，L導(dǎo)熱長度，入(T)導(dǎo)熱系數(shù)，T溫度，T1，T2兩端的溫度。已知不銹鋼材料在300K和10K時(shí)的f 4KT A⑴dT (ff/cm)值分別為36. 9和0. 0345。選取薄壁不銹鋼管內(nèi)徑12. 9mm，壁厚0. 3mm，長度110mm，經(jīng)計(jì)算A0rf=|[ ￡° _T - ￡ A(T)dT
_ J如圳(Aw)-0. 42W上述尺寸可在一定范圍內(nèi)變化，變化范圍不銹鋼管內(nèi)徑為5. 5mm_16. 5mm，壁厚 0. 15mm-0.8mm，長度40mm-200mm，均能夠滿足熱損要求。由于不銹鋼材料的電導(dǎo)率較低，必 須在同軸線外導(dǎo)體內(nèi)壁電鍍銀層，鍍層厚度保證8-12微米左右。經(jīng)驗(yàn)證，該厚度不明顯降 低不銹鋼薄壁管的隔熱性，且具有良好的微波特性。在圖3、4所示的實(shí)施例中，同軸內(nèi)導(dǎo)體1伸入同軸外導(dǎo)體4中，SMA固定座2安裝 在同軸外導(dǎo)體4上，SMA插座3安裝于SMA固定座2，使用環(huán)氧膠，在同軸外導(dǎo)體前端5上粘 接玻璃密封罩8，通過0型密封圈6與波導(dǎo)10連接。波導(dǎo)法蘭面9為輸入，SMA插座3為輸 出。該結(jié)構(gòu)能夠保證整個(gè)同軸內(nèi)導(dǎo)體1(包括波導(dǎo)中的同軸探針7)和同軸外導(dǎo)體4都處在 一個(gè)熱隔離的真空環(huán)境中。本實(shí)用新型反射特性如圖5所示，聯(lián)機(jī)實(shí)測真空度小于10_7Pa，15K制冷機(jī)平臺(tái)噪 聲貢獻(xiàn)小于0. 5K。本實(shí)用新型是低溫接收機(jī)的關(guān)鍵部件。既有真空密封的作用，又有隔熱功能；組件 射頻傳輸損耗低，工作溫度低。進(jìn)一步地降低了接收機(jī)系統(tǒng)的噪聲溫度，非常有效地改善了 低溫接收機(jī)杜瓦的高真空度的長期保持。
權(quán)利要求低溫低損耗波導(dǎo)同軸傳輸線組件，其特征在于該組件包括同軸內(nèi)導(dǎo)體(1)和同軸外導(dǎo)體(4)，所述同軸內(nèi)導(dǎo)體(1)伸入同軸外導(dǎo)體(4)中，兩者構(gòu)成硬同軸線結(jié)構(gòu)；SMA固定座(2)安裝在同軸外導(dǎo)體(4)上，SMA插座(3)安裝于SMA固定座(2)；在同軸外導(dǎo)體前端(5)上固接玻璃密封罩(8)，通過O型密封圈(6)與波導(dǎo)(10)連接，波導(dǎo)法蘭面(9)為輸入，SMA插座(3)為輸出。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低溫低損耗波導(dǎo)同軸傳輸線組件，其特征在于所述同軸 外導(dǎo)體(4)為不銹鋼管，同軸內(nèi)導(dǎo)體(1)為銅棒，內(nèi)外導(dǎo)體之間的填充媒質(zhì)為空氣，每隔 40mm-180mm距離設(shè)支撐，使內(nèi)外導(dǎo)體同軸。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的低溫低損耗波導(dǎo)同軸傳輸線組件，其特征在于所述支撐采用 高頻介質(zhì)環(huán)聚四氟乙烯材料。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的低溫低損耗波導(dǎo)同軸傳輸線組件，其特征在于所述不銹鋼 管內(nèi)徑為5. 5mm-16. 5mm，壁厚0. 15mm-0. 8mm，長度40mm-200mm，內(nèi)壁電鍍銀層，鍍層厚度為 8-12微米。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低溫低損耗波導(dǎo)同軸傳輸線組件，其特征在于所述玻璃密封 罩(8)的固接方式為粘接，采用環(huán)氧膠將其粘接在同軸外導(dǎo)體前端(5)上。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種低溫低損耗波導(dǎo)同軸傳輸線組件，包括同軸內(nèi)導(dǎo)體和同軸外導(dǎo)體，所述同軸內(nèi)導(dǎo)體伸入同軸外導(dǎo)體中，兩者構(gòu)成硬同軸線結(jié)構(gòu)；SMA固定座安裝在同軸外導(dǎo)體上，SMA插座安裝于SMA固定座；在同軸外導(dǎo)體前端上固接玻璃密封罩，通過O型密封圈與波導(dǎo)連接，波導(dǎo)法蘭面為輸入，SMA插座為輸出。本實(shí)用新型進(jìn)一步地降低了接收機(jī)系統(tǒng)的噪聲溫度，有效地改善了低溫接收機(jī)杜瓦的高真空度的長期保持，聯(lián)機(jī)實(shí)測真空度小于10-7Pa，15K制冷機(jī)平臺(tái)噪聲貢獻(xiàn)小于0.5K。
文檔編號(hào)H01R11/11GK201584481SQ200920292250
公開日2010年9月15日 申請日期2009年12月16日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月16日
發(fā)明者嚴(yán)善倉, 左濤, 李大志, 王生旺, 王自力, 胡來平 申請人:中國電子科技集團(tuán)公司第十六研究所