МОДУЛЬ СВЧ Российский патент 2013 года по МПК H01P1/04 

Изобретение относится к технике сверхвысоких частот (СВЧ), в частности, к конструкции корпусов интегральных модулей СВЧ-диапазона, используемых в радиоэлектронной аппаратуре.

Известна типовая конструкция модуля СВЧ, содержащая корпус, разделенный тонкой, толщиной до 1 мм, экранной перегородкой на отсеки, в которых установлены полосковые платы, причем соединение микрополосковых линий (МПЛ) соседних плат, разделенных экранной перегородкой, осуществляется пайкой перемычек из медной фольги или проволоки. В местах установки перемычек в экранной перегородке выполнены пазы (ОСТ 4ГО.010.224-82 Модули СВЧ интегральные, п.5.4).

Недостатком такой конструкции является сложность изготовления. При этом необходимо отдельное изготовление, как самой экранной перегородки, так и специальной оснастки для монтажа перегородки в корпусе. Необходимо также точное совмещение МПЛ плат. Превышение допустимых отклонений взаимного расположения микрополосковых плат по разновысотности, величине зазоров между платами и несоосности МПЛ может привести к паразитным излучениям и увеличению коэффициента стоячей волны по напряжению (КСВН).

Известна также типовая конструкция модуля СВЧ с коаксиальным переходом, соединяющим микрополосковые линии соседних, отделенных друг от друга экранной перегородкой, полосковых плат, конструктивно выполненная в виде проводника, проходящего через фторопластовую втулку, установленную в отверстии перегородки (ОСТ 4Г0.010.225-82 Модули СВЧ интегральные. Корпуса. Элементы типовых конструкций, п.4.4.5). Функцию внешнего проводника в данном случае выполняет сама перегородка. Диаметр проводника и диаметр отверстия в перегородке выбирают в зависимости от ширины МПЛ плат и заданной величины волнового сопротивления. Если экранная перегородка выполнена как единое целое с корпусом, то отверстие в перегородке сверлится через технологическое окно во внешней стенке корпуса. Отверстие может выполняться заранее в детали перегородки, которая затем впаивается в корпус.

Недостатком этой конструкции является также сложность изготовления, так как к ней предъявляются высокие требования к шероховатости стенок отверстия и позиционному допуску на его координаты, необходимость специальной оснастки для установки экранной перегородки в корпус с заданным допуском расположения, возрастание КСВН при наличии зазоров между диэлектриком и проводниками, невозможность регулирования положения коаксиального перехода относительно МПЛ плат.

За прототип предлагаемой конструкции взят модуль СВЧ (см. Ненашев А.П. Конструирование радиоэлектронных средств. - М.: Высшая школа, 1990, рис.7.38 на стр.325; см. также Джуринский К.Б. Миниатюрные коаксиальные СВЧ-вводы для микроэлектроники. Конструирование, расчет параметров, применение. - ЭЛЕКТРОНИКА: Наука, Технология, Бизнес, 2000, №6, с.18-22). Данный модуль СВЧ содержит корпус, разделенный, по крайней мере, одной экранной перегородкой на отсеки, внутри которых, на основаниях расположены платы с микрополосковыми линиями, а также межплатный СВЧ-переход, установленный в экранной перегородке и соединяющий микрополосковые линии плат, расположенных в смежных отсеках.

Под СВЧ-переходом в данном устройстве понимается деталь, имеющая законченное конструктивное выполнение, состоящая из коаксиально расположенных наружного цилиндрического и внутреннего проводников, разделенных диэлектриком, имеющая определенную величину волнового сопротивления. В качестве коаксиального СВЧ-перехода в устройстве-прототипе может быть использован как отрезок коаксиального кабеля с жестким внешним проводником, так и покупной СВЧ-ввод.

Недостатком такой конструкции модуля СВЧ является сложность изготовления. В экранных перегородках такого модуля СВЧ необходимо безошибочное выполнение отверстия под СВЧ-переходы с очень жесткими требованиями по позиционному допуску на его координаты (не более ±0,05 мм), что трудновыполнимо при сверлении отверстия во внутренней экранной перегородке корпуса через технологическое окно в наружной стенке корпуса. А в случае монтажа в корпус заранее изготовленной экранной перегородки с просверленными под СВЧ-переходы отверстиями, необходима специальная оснастка. В устройстве-прототипе возможность позиционирования внутреннего проводника СВЧ-перехода относительно МПЛ закрепленных в корпусе плат отсутствует. Возможность позиционирования же самой полосковой платы относительно неподвижных СВЧ-переходов в устройстве-прототипе ограничена размерами отсека корпуса и зависит от того, насколько точно расположены отверстия под переходы. Отклонение расположения внутреннего проводника СВЧ-перехода относительно осей МПЛ плат, как и в устройствах-аналогах, может привести к паразитным излучениям и увеличению коэффициента стоячей волны по напряжению (КСВН). Следовательно, конструкция прототипа нетехнологична.

Задача изобретения - создание конструкции модуля СВЧ, обеспечивающей при его изготовлении простую и технологичную возможность точного позиционирования положения внутреннего проводника коаксиального СВЧ-перехода относительно соединяемых микрополосковых линий плат, расположенных по обе стороны экранной перегородки.

Технический результат - повышение технологичности изготовления модуля СВЧ.

Сущность изобретения состоит в следующем. Модуль СВЧ, содержит корпус, разделенный, по крайней мере, одной экранной перегородкой на отсеки, внутри которых, на основаниях расположены платы с микрополосковыми линиями, а также межплатный СВЧ-переход, установленный в экранной перегородке и соединяющий микрополосковые линии плат, расположенных в смежных отсеках. Отличительные признаки заключаются в том, что с наружной стороны корпуса, на участке сопряжения днища корпуса с экранной перегородкой, перпендикулярно плоскости микрополосковых плат, выполнен паз, в котором установлен СВЧ-переход, причем, геометрические размеры паза выбраны с возможностью обеспечения необходимого позиционирования внутреннего проводника СВЧ-перехода относительно соединяемых микрополосковых линий плат во время установки СВЧ-перехода в пазе экранной перегородки, при этом зазор между внешним проводником СВЧ-перехода и внутренней поверхностью паза заполнен припоем, а с наружной стороны корпуса внешний проводник СВЧ-перехода, посредством пайки, соединен с экранными сторонами микрополосковых плат.

Изобретательский уровень предлагаемого модуля СВЧ подтверждается тем, что в его конструкции предусмотрена возможность «плавающей» установки СВЧ-перехода. Это достигается тем, что в корпусе модуля СВЧ в том месте экранной перегородки, где должно пройти соединение микрополосковых линий плат, размещенных в разных отсеках, со стороны днища корпуса перпендикулярно плоскости плат выполняется паз. Глубина и ширина паза подбираются таким образом, чтобы сквозь полученный проем в экранной перегородке, над микрополосковыми линиями плат, мог свободно с зазором проходить коаксиальный СВЧ-переход, имея свободу перемещения в трех направлениях. Таким образом, зазор между внешним проводником СВЧ-перехода и стенками паза позволяет свободно позиционировать внутренний проводник СВЧ-перехода относительно МПЛ плат, обеспечивая все заданные в конструкторской документации требования по взаимному расположению проводника и МПЛ плат. Последующее заполнение припоем оставшегося просвета в проеме паза обеспечивает полную электрогерметичность отсеков корпуса модуля СВЧ.

Сущность изобретения поясняется чертежами.

На фиг.1 показан фрагмент модуля СВЧ в месте установки СВЧ-перехода в пазе экранной перегородки. На фиг.2 показан фрагмент вида слева модуля СВЧ в месте установки СВЧ-перехода в пазе экранной перегородки. На фиг.3 показан фрагмент вида сверху модуля СВЧ в месте установки СВЧ-перехода в пазе экранной перегородки. На фиг.4 показан фрагмент модуля СВЧ в изометрической проекции.

Корпус 1 модуля СВЧ разделен на отсеки экранной перегородкой 2 толщиной s. В отсеках корпуса 1 на основаниях 3 закреплены микрополосковые платы 4. С наружной стороны корпуса, на участке сопряжения днища корпуса 1 с экранной перегородкой 2, перпендикулярно плоскости микрополосковых плат 4, выполнен паз 5, в котором установлен коаксиальный СВЧ-переход 6. Длина внешнего проводника 7 СВЧ-перехода 6 не должна быть меньше толщины s экранной перегородки 2. Ширина B и размер H паза 5 в просвете таковы, что позволяют СВЧ-переходу 6 с наружным диаметром D внешнего проводника 7 при монтаже легко с зазором проходить сквозь проем паза 5. При этом ширина паза В обеспечивает свободу перемещения СВЧ-перехода 6 в плоскости микрополосковых плат 4 для выполнения заданных в конструкторской документации требований по симметричности расположения его внутреннего проводника 8 относительно краев микрополосковых линий 9 плат 4. Паз 5, после позиционирования внутреннего проводника 8 СВЧ-перехода 6 относительно соединяемых микрополосковых линий 9, заполнен припоем 10. На фиг.4 припой 10 в одном из пазов 5 условно не показан. Внешний проводник 7 СВЧ-перехода 6 пайкой соединен с экранными сторонами 11 полосковых плат 4.

Заявляемое изобретение реализуется следующим образом. После того, как в корпусе 1 модуля СВЧ произведена установка микрополосковых плат 4, в паз 5 экранной перегородки 2 со стороны микрополосковых линий 9 плат вставляется СВЧ-переход 6. Благодаря гарантированному зазору между внешним проводником 7 СВЧ-перехода 6 и стенками паза 5, выводы внутреннего проводника 8 перехода свободно ложатся на поверхности микрополосковых плат 4 и с заданной в конструкторской документации точностью совмещаются с осями их МПЛ 9, после чего внутренний проводник 8 СВЧ-перехода припаивается к МПЛ 9 плат 4. Свободное пространство внутри паза 5 заполняется припоем 10, а с нижней стороны паза 5 внешний проводник 8 СВЧ-перехода пайкой соединяется с экранными сторонами 11 плат 4. В качестве СВЧ-перехода 6 может быть применен, например, коаксиальный СВЧ-ввод ТС3.575.343(-01) с диаметром внешнего проводника D=2,4 мм, (см. описание прототипа). СВЧ-переход также может быть изготовлен из отрезка коаксиального кабеля, например, типа РК 50-1-23 с жестким внешним проводником и наружным диаметром D=1,5 мм.

Изобретение относится к технике сверхвысоких частот (СВЧ), а именно к конструкции корпусов интегральных модулей СВЧ-диапазона, используемых в радиоэлектронной аппаратуре. Техническим результатом является повышение технологичности изготовления модуля СВЧ. Модуль СВЧ содержит: корпус, разделенный, по крайней мере, одной экранной перегородкой на отсеки, внутри которых на основаниях расположены платы с микрополосковыми линиями, а также межплатный СВЧ-переход, установленный в экранной перегородке и соединяющий микрополосковые линии плат, расположенных в смежных отсеках, с наружной стороны корпуса, на участке сопряжения днища корпуса с экранной перегородкой, перпендикулярно плоскости микрополосковых плат выполнен паз, в котором установлен СВЧ-переход, причем геометрические размеры паза выбраны с возможностью обеспечения необходимого позиционирования внутреннего проводника СВЧ-перехода относительно соединяемых микрополосковых линий плат во время установки СВЧ-перехода в пазе экранной перегородки, при этом зазор между внешним проводником СВЧ-перехода и внутренней поверхностью паза заполнен припоем, а с наружной стороны корпуса внешний проводник СВЧ-перехода, посредством пайки соединен с экранными сторонами микрополосковых плат. 4 ил.

Модуль СВЧ, содержащий корпус, разделенный, по крайней мере, одной экранной перегородкой на отсеки, внутри которых на основаниях расположены платы с микрополосковыми линиями, а также межплатный СВЧ-переход, установленный в экранной перегородке и соединяющий микрополосковые линии плат, расположенных в смежных отсеках, отличающийся тем, что с наружной стороны корпуса на участке сопряжения днища корпуса с экранной перегородкой перпендикулярно плоскости микрополосковых плат выполнен паз, в котором установлен СВЧ-переход, причем геометрические размеры паза выбраны с возможностью обеспечения необходимого позиционирования внутреннего проводника СВЧ-перехода относительно соединяемых микрополосковых линий плат во время установки СВЧ-перехода в пазу экранной перегородки, при этом зазор между внешним проводником СВЧ-перехода и внутренней поверхностью паза заполнен припоем, а с наружной стороны корпуса внешний проводник СВЧ-перехода посредством пайки соединен с экранными сторонами микрополосковых плат.