Герметичный адаптер в диапазоне частот 0-26 ггц

Полезная модель относится к электронной технике, а именно к конструкции соединителей для герметичного соединения радиотехнических устройств сантиметрового диапазона длин волн.

Технический результат предлагаемой полезной модели заключается в уменьшении уровня КСВН до 1,25 и снижении уровня потерь при существенном улучшении электрических параметров адаптера.

Герметичный адаптер в диапазоне частот 0-26 ГГц, содержит спаянные со стеклянным изолятором и выполненные из сплава 29НК корпус, внутренняя поверхность которого является наружным проводником коаксиальной линии передачи, и стержень, на который с двух сторон до упора в стеклянный изолятор надеты внутренние проводники коаксиальной линии в виде цанг, при этом каждая цанга выполнена с буртиком, в который упирается втулка из фторопласта. Буртик выполнен длиной от 0,3 до 0,5 мм, со стороны изолятора перед буртиком цанга имеет выступ длиной от 0,9 до 1,0 мм, а диаметр буртика d₁ и диаметр выступа d₂ определяются из соотношений: d₁=1,4d; 0,95dd₂1,1d, где d диаметр цанги. 2 илл.

Полезная модель относится к электронной технике, а именно к конструкции соединителей для герметичного соединения радиотехнических устройств сантиметрового диапазона длин волн.

Известен герметичный адаптер «розетка-розетка» СРГ-50-808ФВ с коаксиальной линией передачи размерами 4,1×1,27 мм с фторопластовым заполнением с двумя гнездовыми центральными проводниками, выпускаемый по техническим условиям ВРО.364.049 ТУ. [1]

Однако этот адаптер имеет низкий уровень параметров в диапазоне частот 0-18 ГГц: КСВН до 1,5 в диапазоне частот 0,5-4,0 ГГц; 1,9 - в диапазоне частот 4,0-10 ГГц; 1,95 - в диапазоне частот 10-14 ГГц и 2,0 в диапазоне частот 14-18 ГГц. Величина высокочастотных потерь не регламентирована.

Известен коаксиальный герметичный соединитель, в котором наружный и центральный проводники, изготовленные из отличающихся по коэффициенту термического расширения металлов, спаяны со стеклянным изолятором по соприкасающимся поверхностям [2].

Соединитель является низкочастотным вводом в расширенном диапазоне температур: +250-60°С. Однако он непригоден для работы в диапазоне сверхвысоких частот, так как его волновое сопротивление не рассчитано на требуемую в микроэлектронной технике стандартную величину 50 Ом. Величины КСВН и высокочастотных потерь не являются предметом рассмотрения данного патента.

Известны адаптеры зарубежных компаний в диапазоне частот 0-18 ГГц: R125.720.001 (Radiall, Франция, www.radiall.com), 2991-6002 (Amphenol, США, (www.amphenol.com), 2080-5055-02 (Tyco, США, www.tyco.com), 34_SMA-50-0-3/111_ (Huber+Suhner, Швейцария, www.hubersuhner.com), а также адаптер (переход) ПК50-06-06 отечественной компании «Спецкабель» (www.spcable.ru). Хотя все эти адаптеры имеют высокий уровень электрических параметров, они не являются герметичными и непригодны для герметичного соединения радиотехнических устройств.

Наиболее близким аналогом (прототипом) предлагаемой полезной модели является герметичный радиочастотный соединитель типа гнездо-гнездо, в котором в герметичном металлостеклянном корпусе с изолятором из стекла С52-1, расположенным в центре корпуса, размещена коаксиальная линия передачи размерами 4,1×1,27 мм с фторопластовым заполнением, с двумя гнездовыми центральными проводниками с буртиками на концах диаметром 1,8 мм и длиной 0,3-0,5 мм, опирающимися на стеклянный и на фторопластовый изоляторы [3].

Основным недостатком этой конструкции является возможность его использования только в диапазоне до 18ГГц, при этом уровень КСВН составляет 1,3, что недопустимо ...... Величина потерь не регламентирована.

Технический результат предлагаемой полезной модели заключается в уменьшении уровня КСВН до 1,25 и снижении уровня потерь при существенном улучшении электрических параметров адаптера.

Технический результат достигается тем, что герметичный адаптер в диапазоне частот 0-26 ГГц, содержит спаянные со стеклянным изолятором и выполненные из сплава 29НК корпус, внутренняя поверхность которого является наружным проводником коаксиальной линии передачи, и стержень, на который с двух сторон до упора в стеклянный изолятор надеты внутренние проводники коаксиальной линии в виде цанг, при этом каждая цанга выполнена с буртиком, в который упирается втулка из фторопласта. Буртик выполнен длиной от 0,3 до 0,5 мм, со стороны изолятора перед буртиком цанга имеет выступ длиной от 0,9 до 1,0 мм, а диаметр буртика d₁ и диаметр выступа d₂ определяются из соотношений: d₁=1,4d; 0,95dd₂1,1d, где d диаметр цанги.

Буртик и выступ представляют собой трансформаторные секции, предназначенные для согласования волнового сопротивления в коаксиальной линии. Длина буртика меньше 0,3 мм приводит к снижению механической прочности буртика, а длина больше 0,5 мм неоправданно увеличивает длину адаптера.

Диаметр буртика равен 1,4 диаметра цанги, что необходимо для получения волнового сопротивления 50 Ом, а также для обеспечения прочного упора цанги во фторопластовый изолятор.

Длина выступа меньше 0,9 мм и больше 1,0 мм, а также диаметр выступа меньше 0,95 диаметра цанги и больше 1,1 диаметра цанги приводят к возрастанию КСВН свыше 1,25 - от 1,5 до 2,0.

Предлагаемая конструкция герметичного адаптера поясняется чертежами На фиг.1 представлена конструкция предлагаемого адаптера гнездо - гнездо, где:

стеклянный изолятор - 1,

корпус - 2,

стержень - 3,

внутренний проводник в виде цанги - 4,

буртик цанги - 5,

фторопластовая втулка - 6,

выступ цанги - 7.

На фиг.2 представлены оптимальные расчетные величины КСВН и потерь предлагаемого герметичного адаптера.

Пример

Корпус 2 и стержень 3 выполнены из сплава 29НК и покрыты износостойким сплавом палладий-никель, толщиной 3-6 мкм. Внутренний диаметр корпуса 2, а следовательно внутренний диаметр наружного проводника коаксиальной линии равен 4,1 мм. Стержень имеет диаметр 0,6 мм. Корпус 2 и стержень 3 спаяны со стеклянным изолятором 1. Стеклянный изолятор 1 диаметром 4,1 мм и длиной 1,9 мм изготовлен из стекла С52-1 с диэлектрической проницаемостью 5,2. Цанга диаметром d=1,27 мм имеет два гнездовых контакта диаметром 0,6 мм и 0,9 мм на концах, выполнена из упрочненной бериллиевой бронзы БрБ2 и покрыта износостойким сплавом палладий-никель толщиной 3-6 мкм. Буртик 5 цанги 4 имеет диаметр d₁=1,8 мм и длину 0,45 мм, выступ 7 имеет диаметр d₂=1,27 мм и длину 0,9 мм. Цанга 4 надета на стержень 3 и упирается выступом 7 в стеклянный изолятор 1, а в бортик 5 цанги 4 упирается фторопластовая втулка 6 диаметром 4,1 мм и длиной 4,8 мм изготовленная из материала ФП-4..

Предлагаемый герметичный адаптер работает следующим образом.

Герметичный адаптер вкручивают в стенку корпуса блока и герметизируют в корпусе пайкой припоем ПОС-61 при температуре 210-230°С или прижимают к стенке внутри и снаружи корпуса двумя гайками с уплотняющими прокладками. Внутри корпуса блока в установленный герметичный адаптер вставляют и сочленяют с ним резьбовой соединитель кабельной сборки. Для соединения со вторым блоком в герметичный адаптер снаружи корпуса блока, вставляют и также сочленяют с ним соединитель межблочной кабельной сборки для соединения со вторым блоком.

Расчет оптимальных параметров герметичного адаптера был выполнен в программе расчета СВЧ параметров 3-D топологий HFSS13.

Графики приведены на фиг.2. В диапазоне частот до 26ГГц величина КСВН герметичного адаптера предложенной конструкции не более 1,16, а величина потерь - менее 0,15 дБ, что значительно превосходит параметры прототипа.

Герметичный адаптер предполагается использовать в герметизированных радиолокационных модулях сантиметрового диапазона длин волн.

Источники информации

1. ВРО.364.049 ТУ «Соединители радиочастотные коаксиальные».

Технические условия.

2. Герметичный соединитель. Патент РФ 2171523, МПК: Н01R 13/40

3. К.Б.Джуринский, Г.П.Щелкунов, К.В.Юрьев. Герметичный радиочастотный соединитель типа гнездо - гнездо. - «Электронная техника», серия «Электроника СВЧ», 1984, выпуск 5 (365), с.60-61.

Герметичный адаптер в диапазоне частот 0-26 ГГц, содержащий спаянные со стеклянным изолятором и выполненные из сплава 29НК корпус, внутренняя поверхность которого является наружным проводником коаксиальной линии передачи, и стержень, на который с двух сторон до упора в стеклянный изолятор надеты внутренние проводники коаксиальной линии в виде цанг, при этом каждая цанга выполнена с буртиком, в который упирается втулка из фторопласта, отличающийся тем, что буртик выполнен длиной от 0,3 до 0,5 мм, со стороны изолятора перед буртиком цанга имеет выступ длиной от 0,9 до 1,0 мм, а диаметр буртика d₁ и диаметр выступа d₂ определяются из соотношений d₁=1,4d;

0,95dd₂1,1d,

где d - диаметр цанги.