CN219979793U - 一种Ka波段波导密封窗 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种Ka波段波导密封窗，该密封窗包括直通波导和背靠背焊接在所述直通波导两侧的介质谐振器，所述直通波导上设有波导口，介质谐振器与波导口接触面开窗，开窗尺寸与波导口尺寸一致，开窗周围设有金属化过孔，直通波导与介质谐振器的焊结面凹陷。本实用新型用在Ka波段，其损耗低、驻波小、工作频率高、工作频率相对较宽，可广泛应用于毫米波微波模块中，保障模块的气密性，提高模块的可靠性。
Description
技术领域
本实用新型涉及波导气密装置，尤其是涉及一种Ka波段波导密封窗。
背景技术
毫米波有可用频带宽、信息容量大、保密性好和体积小等优点，近些年在通信、电子对抗、雷达和探测等领域有广泛应用。特别是Ka(26.5GHz～40GHz)波段，近些年在通信上更是受到广泛关注。随着Ka波段雷达、通信系统的发展，射频组件的可靠性需求也越来越高。
波导传输具有损耗小、功率容量大、没有辐射损耗、结构简单以及易于制造等特点。但是由于波导腔属于开放结构，外部杂质和水汽可通过波导腔进入模块内部，裸芯片长时间工作在此环境下会对其可靠性产生影响。因此，设计一种波导密封窗就显得十分必要了。目前常用的波导密封窗一般采用云母、石英等作为密封介质，其密封性能不易保证，耐受气压较小，在高温环境使用时易发生变形或碎裂，无法保证产品可靠性，因此我们迫切需要一种可靠性更强的波导密封窗。
实用新型内容
本实用新型的目的在于，提供一种具备损耗低、驻波小、工作频率高、工作频带宽、应用场合广泛、可靠性高等特点的Ka频段波导密封窗，其能够解决现有技术中可靠性差、损耗较大以及生产加工难度大的问题。
本实用新型的发明目的通过以下技术方案来实现：
一种Ka波段波导密封窗，该密封窗包括直通波导和背靠背焊接在所述直通波导两侧的介质谐振器，所述直通波导上设有波导口，介质谐振器与波导口接触面开窗，开窗尺寸与波导口尺寸一致，开窗周围设有金属化过孔，直通波导与介质谐振器的焊结面凹陷。
作为进一步的技术方案，所述介质谐振器上设有销钉孔，该销钉孔与直通波导上的销钉配合定位。
作为进一步的技术方案，所述介质谐振器的长宽厚的尺寸分别为12mm×7.6mm×0.127mm。
作为进一步的技术方案，所述波导口的长宽深的尺寸分别为7.12mm×3.556mm×λg/4mm，λg为波导波长。
作为进一步的技术方案，所述波导口的深的尺寸为2.8mm。
作为进一步的技术方案，所述直通波导的长宽厚的尺寸分别为20mm×14mm×2.8mm。
作为进一步的技术方案，所述介质谐振器为ROGERS 5880微波材料制成的介质谐振器。
作为进一步的技术方案，直通波导与介质谐振器的焊结面凹陷深度为0.13mm。
与现有技术相比，本实用新型其能够解决Ka波段波导口开放结构对裸芯片可靠性的影响；防止在高温环境使用时易发生变形或碎裂，提高产品的环境适应性，增加产品可靠性；并且可较低生产难度，降低成本，提高效率。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图；
图2为介质谐振器的剖视图；
图3为直通波导的剖视图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。
实施例
本实用新型用在Ka波段，用以提供一种损耗低、驻波小、工作频率高、工作频率相对较宽的一种Ka波段波导密封窗，可广泛应用于毫米波微波模块中，保障模块的气密性，提高模块的可靠性。
一种Ka波段波导密封窗，如图1至图3所示，该密封窗包括直通波导2和背靠背焊接在直通波导2两侧的介质谐振器，介质谐振器分为左侧介质谐振器1和右侧介质谐振器3。直通波导2上设有波导口21，介质谐振器与波导口21接触面开窗，开窗尺寸与波导口尺寸一致，开窗周围设有金属化过孔11，直通波导2与介质谐振器的焊结面22凹陷。介质谐振器上设有销钉孔12，该销钉孔12与直通波导2上的销钉23配合定位。直通波导2与介质谐振器的焊结面22的凹陷深度为0.13mm，销钉23的直径为1mm。
此波导密封窗为背靠背双层波导窗(即介质谐振器-直通波导-介质谐振器的形式)，采用PCB工艺制造RT/Duroid5880介质谐振器，使双层波导窗具有低复杂性和低成本的特点，并且RT/Duroid5880为软基片，防止在高温环境下受欺压影响出现形变及开裂现象。直通波导采用铝合金加工，并镀金处理。左侧介质谐振器1和右侧介质谐振器3分别被焊接在直通波导2上，焊料采用Au-Sn焊片，通过介质谐振器上的销钉孔12和直通波导2上的销钉23进行定位安装。
介质谐振器的长宽厚的尺寸分别为12mm×7.6mm×0.127mm。介质谐振器与波导口接触面做金属开窗处理(波导口对应处铜皮开窗)，与腔体接触面铜皮保留用于共晶烧结，开窗尺寸与波导口尺寸一致，开窗周围均为金属化过孔增加接地性能。波导口采用的是国标BJ320波导口，波导口的长宽深的尺寸分别为7.12mm×3.556mm×λg/4mm，λg为波导波长，使用频率为26.3GHz～40GHz，可覆盖Ka波段。本实施例中，波导口的深的尺寸为2.8mm。直通波导的长宽厚的尺寸分别为20mm×14mm×2.8mm。
本实用新型通过在HFSS软件里进行建模仿真进行验证，首先在HFSS里建好仿真工程，设置单位为mm后进行画图操作，为提高画图效率可直接导入一个已经画好的CAD图，再设置好各个器件的材料后模型就算建立完成；再将端口设置为50欧姆阻抗后就可进行仿真设置，将仿真频率设置为我们需要的频率后开始仿真。本实用新型经过仿真实验证明可行。结果是在26.5GHz～40GHz时损耗＜0.1dB，回波损耗＜-20dB。为了验证各个参数对结果的影响，我们对介质谐振器的数量和直通波导的波导口长度进行修改，以确定这些参数是否对结果产生影响，当把介质谐振器的数量改为一个后，最回波损耗＞-16dB，不满足使用要求。当把直通波导的波导口的长度修改为1.5mm后，回波损耗＞-17dB，同样不满足要求。同时，本实用新型利用氦气捡漏仪测量气密性，泄露率＜8×10-8Pa.m3/s，满足气密性要求。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，应当指出的是，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种Ka波段波导密封窗，其特征在于，该密封窗包括直通波导和背靠背焊接在所述直通波导两侧的介质谐振器，所述直通波导上设有波导口，介质谐振器与波导口接触面开窗，开窗尺寸与波导口尺寸一致，开窗周围设有金属化过孔，直通波导与介质谐振器的焊结面凹陷。
2.根据权利要求1所述的一种Ka波段波导密封窗，其特征在于，所述介质谐振器上设有销钉孔，该销钉孔与直通波导上的销钉配合定位。
3.根据权利要求1所述的一种Ka波段波导密封窗，其特征在于，所述介质谐振器的长宽厚的尺寸分别为12mm×7.6mm×0.127mm。
4.根据权利要求1所述的一种Ka波段波导密封窗，其特征在于，所述波导口的长宽深的尺寸分别为7.12mm×3.556mm×λg/4mm，λg为波导波长。
5.根据权利要求4所述的一种Ka波段波导密封窗，其特征在于，所述波导口的深的尺寸为2.8mm。
6.根据权利要求1所述的一种Ka波段波导密封窗，其特征在于，所述直通波导的长宽厚的尺寸分别为20mm×14mm×2.8mm。
7.根据权利要求1所述的一种Ka波段波导密封窗，其特征在于，所述介质谐振器为ROGERS 5880微波材料制成的介质谐振器。
8.根据权利要求1所述的一种Ka波段波导密封窗，其特征在于，直通波导与介质谐振器的焊结面凹陷深度为0.13mm。
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