Pierwszenstwo: 25.07.1972 (P. 156918) Zgloszenie ogloszono: 30.05.1973 Opis patentowy opublikowano: 19.05.1975 75888 KI. 21c, 54/05 MKP H01c7/00 H01 c 15/00 -£7F?e5aTai go Twórcywynalazku: Zbigniew Szpigiel, Antoni Skibinski, Julian Kowar Uprawniony z patentu tymczasowego: Polski Komitet Normalizacji i Miar, Warszawa (Polska) Rezystor zwlaszcza przeznaczony do pracy w precyzyjnych elektrycznych torach wspólosiowych i sposób jego wykonania Przedmiotem wynalazku jest rezystor zwlaszcza przeznaczony do pracy w precyzyjnych elektrycznych torach wspólosiowych w mikrofalowym zakresie czestotliwosci i sposób jego wykonania.Otrzymywanie pozadanych charakterystyk i wartosci pradu w obwodach elektrycznych wymaga miedzy innymi stosowania rezystorów, które na okreslonej powierzchni luh w okreslonej objetosci maja odpowiednio geometrycznie uksztaltowany material oporowy, do którego dolaczone sa przewodzacb zakonczenia w postaci drutów, pasków lub zakonczen z otworami na zaciski, zwlaszcza w rezystorach wiekszej mocy.Rezystory takie stosowane powszechnie w obwodach i ukladach elektrycznych i elektronicznych maja ksztalty dostosowane do latwego odplywu ciepla, jak równiez wymiary dogodne dla umieszczenia w montazu na tabliczkach lub schematach obwodu drukowanego. Podstawowym wymaganiem dla takich rezystorów jest zachowanie opornosci wobec zmian temperatury i innych parametrów otoczenia, oraz gestosc i nielamliwosc przewodzacych doprowadzen i pewna trwalosc mechaniczna. Rozmiary ich sa zazwyczaj obojetne dla prze¬ chodzacych przez nie pradów, wymagane sa jedynie pewne ustalone wymiary ze wzgledu na gestosc upakowania w schemacie elektrycznym. Rezystory takie buduje sie na podlozu ceramicznym, szklanym lub innym w postaci rury lub walca, na którym jest napylona, lub naparowana warstwa materialu oporowego. Na koncach warstwy oporowej umieszcza sie nakladki metalowe w postaci pasków, obejmujacych na koncach warstwe oporowa, lub oprawek (kapek) z drutu, nacisnietych na warstwe oporowa, lub jej metalizowane zakonczenie. Oprawki (kapki) zazwyczaj lutuje sie dla zapewnienia dobrego kontaktu elektrycznego i odpornosci mechanicznej.Innym rozwiazaniem jest metalizowanie czolowej powierzchni walca na przyklad ceramicznego, który ma wglebienie koncentryczne i wlutowane osiowo wyprowadzenia w postaci gietkich drutów speczonych w miejscu litowania.Opisane rezystory spelniaja dobrze swe zadania funkcjonalne we wszelkich schematach i ukladach elektro¬ nicznych nawet przy wyzszych, lecz nie mikrofalowych czestotliwosciach. Nakladane na koncach tulejki z dru¬ tem, jako wyprowadzenia tak zwane kapki moga w procesie produkcyjnym prowadzic do uszkodzenia warstwy oporowej, lecz przy zachowaniu pewnych ostroznosci i z braVu innych rozwiazan produkowane sa obecnie ma¬ sowo.1 75 888 Rezystory z przylutowanymi do czolowej powierzchni walca drutami speczonymi w miejscu lutowania, stosowane sa w schematach i ukladach elektronicznych powszechnego uzytku, lecz ich konstrukcja nie zapewnia wspólosiowosci.Wymienione rozwiazania wykazuja pewna trudnosc rozgraniczenia geometrycznego polozenia warstwy oporowej w stosunku do polozenia koncówek metalowych. Oprawki (kapki) metalowe z przylutowanymi dru¬ tami sa zazwyczaj wcisniete na czesci powierzchni walcowej walca ceramicznego i na czesc warstwy oporowej.Przy czestotliwosciach wzglednie niskich nie ma to znaczenia, natomiast w zastosowaniu do mikrofal w torach wspólosiowych rozklad pola w najblizszym otoczeniu rezystora decyduje zazwyczaj o precyzji toru. Wszelkie wyboczenia, niewspólosiowosc rezystora lub zmiana geometrii jego ustawienia w torach wspólosiowych ogra¬ nicza pewnosc dzialania i precyzje toru. W tych sytuacjach, gdy stosuje sie w torach wspólosiowych zwykle rezystory, opisane wyzej, wystepuja znaczne ograniczenia czestotliwosci i precyzji toru a uzyskanie dobrego, dostatecznie malego wspólczynnika odbicia jest raczej przypadkowe i trudne do osiagniecia.Celem wynalazku jest budowa rezystora nadajacego sie do stosowania w precyzyjnych torach wspólosio¬ wych, latwego w produkcji i zapewniajacego dostateczna precyzje imaly wspólczynnik odbicia w szerokim zakresie czestotliwosci.Cel ten zostal osiagniety przez rezystor zwlaszcza przeznaczony do pracy w precyzyjnych elektrycznych torach wspólosiowych w mikrofalowym zakresie czestotliwosci, który ma warstwe oporowa, korzystnie cylin¬ dryczna, wyposazona na koncach czolowych w warstwy przewodzace, do których przymocowane sa trwale iprzewodzaco zakonczenia dyskowe o srednicy zewnetrznej takiej samej, jak srednica cylindrycznej warstwy oporowej, przy czym dysk jest zaopatrzony w element centrujacy o srednicy mniejszej niz srednica dysku. Ele¬ mentem wsporczym warstwy oporowej moze byc korzystnie cylinder, lub rura ceramiczna o srednicy dostoso¬ wanej do srednicy wewnetrznego przewodu toru wspólosiowego. Elementami centrujacymi sa otwory w dyskach, a w pewnych przypadkach moga byc, albo wystepy cylindryczne w dyskach o srednicy mniejszej od srednicy dysku, albo z jednego konca wystep i z drugiego otwór, dla latwiejszego laczenia zestawu rezystorów.Rezystor wykonuje sie nastepujaco, ustawia sie wspólosiowo dysk i cylindryczna warstwe oporowa na¬ stepnie laczy sie oba elementy przez topienie spoiwa, po czym chlodzi sie, przy czym ustawienie wspólosiowe wspomnianych elementów dokonuje sie wedlug powierzchni cylindrycznej warstwy oporowej i zewnetrznej srednicy dysku.Taki sposób budowy i wykonania rezystora umozliwia równiez wyrównanie, na przyklad, szlifowanie powierzchni cylindra ceramicznego razem z dyskiem, co prowadzi do uzyskania bardzo dokladnego uksztalto¬ wania geometrycznego warstwy oporowej.Tak wykonany rezystor moze byc bezposrednio wmontowany w przewód wewnetrzny wspólosiowo do przewodu zewnetrznego toru wspólosiowego, przy czym uzyskuje sie bez trudu wlasciwe uksztaltowanie pola elektromagnetycznego w czasie dzialania toru i ekstremalnie maly wspólczynnik odbicia.Przedmiot^wynalazku zostanie blizej objasniony na przykladzie wykonania wedlug rysunku, który przed¬ stawia rezystor przeznaczony do pracy w precyzyjnym torze wspólosiowym urzadzenia mikrofalowego, gdzie fig. 1 przedstawia rezystor z otworami centrujacymi w dyskach, fig. 2 — rezystor z wystepami centrujacymi w dyskach, fig. 3 — rezystor z otworem w jednym dysku i wystepem w drugim dysku.Warstwa oporowa 1 nalozona jest trwale na cylindryczny korpus ceramiczny zakonczony plasko na obu koncach. Na czolowych czesciach cylindra ceramicznego nalozone sa trwale warstwy metalu 2, do których przylutowane sa spoiwem 3 dyski 4 o srednicy takiej samej, jak srednica warstwy oporowej i wspólosiowo do niej.Dyski maja albo otwory centrujace 5, fig. 1, fig. 3 albo wystepy centrujace 6 fig. 2, fig. 3 albo otwór i wystep centrujacy fig. 3. Elementy centrujace sluza do wspólosiowego zamocowania rezystora w wewnetrznym przewodzie toru wspólosiowego Przedstawiony na przykladzie rezystor ma srednice dysków 3 mm, grubosc dysków 1 mm, dlugosc warstwy oporowej 9 mm oraz srednice 1,5 mm i dlugosc 3 mm elementów centrujacych.Opisany rezystor wmontowany do wzorcowego obciazenia wspólosiowego w torze wspólosiowym o impe- dancji charakterystycznej (falowej) 50 cm, pozwala bez trudu uzyskac wspólczynnik odbicia nie przekraczajacy 0,003 w zakresie czestotliwosci od pradu stalego do 8 GHz. Montaz rezystora jest prosty i nie wymaga specjal¬ nych zabiegów korekcyjnych po spelnieniu wymagan dotyczacych wartosci rezystancji i rozmiarów geometrycz¬ nych. PL PLPriority: July 25, 1972 (P. 156918) Application announced: May 30, 1973 Patent description was published: May 19, 1975 75888 KI. 21c, 54/05 MKP H01c7 / 00 H01 c 15/00 - £ 7F? E5aTai go Inventors: Zbigniew Szpigiel, Antoni Skibinski, Julian Kowar Authorized by a temporary patent: Polish Committee for Standardization and Measures, Warsaw (Poland) The resistor is especially designed for work in precise electric coaxial tracks and the method of its implementation The subject of the invention is a resistor, especially designed to work in precise electric coaxial tracks in the microwave frequency range and the method of its implementation. Obtaining the desired characteristics and current values in electrical circuits requires, among others, the use of resistors, which on a specific surface or in a certain volume have a suitably shaped resistive material, to which are attached conductive terminations in the form of wires, strips or terminations with openings for terminals, especially in resistors of higher power. Such resistors commonly used in electric and electronic circuits and systems have the shape lts adapted to the easy drainage of heat, as well as dimensions suitable for mounting on plates or printed circuit diagrams. The basic requirement for such resistors is resistance to temperature changes and other environmental parameters, as well as dense and non-fragile conductive leads and a certain mechanical durability. Their dimensions are usually indifferent to the currents passing through them, only certain fixed dimensions are required due to the packing density in the electrical diagram. Such resistors are built on a ceramic, glass or other substrate in the form of a tube or cylinder on which a layer of resistive material is sputtered or vaporized. At the ends of the resistance layer, there are metal overlays in the form of strips, surrounding the resistance layer at the ends, or wire frames (caps) pressed against the resistance layer, or its metallized end. The holders (caps) are usually soldered to ensure good electrical contact and mechanical resistance. Another solution is the metallization of the front surface of a cylinder, for example, a ceramic cylinder, which has concentric indentations and axially soldered leads in the form of flexible twisted wires at the point of lithiation. The described resistors perform their tasks well. functional in all electronic schemes and systems even at higher, but not microwave frequencies. The so-called caps, put on the ends of the bushes with a wire, may lead to damage of the resistive layer in the production process, but with some caution and with other solutions, they are now produced in bulk.1 75 888 Resistors with soldered to the front surface of the cylinder They are used in commonly used circuits and electronic circuits, but their design does not ensure coaxiality. The mentioned solutions show a certain difficulty in distinguishing the geometric position of the resistance layer in relation to the position of metal terminals. Metal holders (caps) with soldered wires are usually pressed on a part of the cylindrical surface of the ceramic cylinder and on a part of the resistive layer. At relatively low frequencies it does not matter, while in the case of microwaves in coaxial paths, the field distribution in the closest vicinity of the resistor is usually determined by on track precision. Any buckling, misalignment of a resistor, or a change in the geometry of its alignment in the coaxial paths will reduce the reliability and accuracy of the path. In these situations, when the resistors described above are usually used in coaxial paths, there are significant limitations of the frequency and precision of the path, and obtaining a good, sufficiently low reflection coefficient is rather accidental and difficult to achieve. The aim of the invention is to build a resistor suitable for use in precision coaxial circuits, easy to manufacture and providing sufficient precision and a reflection coefficient over a wide frequency range. This objective has been achieved by a resistor, especially intended for operation in precise electric coaxial circuits in the microwave frequency range, which has a resistive layer, preferably cylindrical, equipped with conductive layers at the front ends, to which are permanently and conductively attached disk ends with the same external diameter as the diameter of the cylindrical resistive layer, and the disk is provided with a centering element with a diameter smaller than the disk diameter to. The supporting element of the resistive layer may be preferably a cylinder or a ceramic tube with a diameter adapted to the diameter of the inner conductor of the coaxial track. The centering elements are holes in the disks, and in some cases they can be either cylindrical protrusions in disks with a diameter smaller than the diameter of the disk, or a protrusion from one end and a hole on the other, for easier connection of a set of resistors. The resistor is made as follows, the disk is aligned and the cylindrical resistive layer is then brought together by melting the binder and then cooled, the coaxial alignment of said elements according to the surface of the cylindrical resistive layer and the outer diameter of the disk. This method of construction and manufacture of the resistor also allows for alignment, for example, grinding the surface of the ceramic cylinder together with the disc, which leads to a very precise geometrical shape of the resistive layer. A resistor made in this way can be directly inserted into the inner conductor coaxially to the outer conductor of the coaxial track, and the correct shape of the p The subject of the invention will be explained in more detail on the example of the embodiment according to the drawing, which shows a resistor designed to work in a precise coaxial path of a microwave device, where Fig. 1 shows a resistor with centering holes in the disks , Fig. 2 - a resistor with centering lugs in the disks, Fig. 3 - a resistor with a hole in one disk and a lug in the other disk. On the frontal parts of the ceramic cylinder, metal layers 2 are permanently deposited, to which the disks 4 are soldered with a binder of the same diameter as the diameter of the resistance layer and coaxial to it. The disks have either centering holes 5, Fig. 1, Fig. 3 or protrusions. Centering elements 6 Fig. 2, Fig. 3 or a hole and centering projection Fig. 3. The centering elements are used to coaxially mount the resistor in the inner conductor of the coaxial track. and 1.5 mm diameter and 3 mm length of the centering elements. The described resistor installed in the model coaxial load in the coaxial path with a characteristic (wave) impedance of 50 cm, allows to easily obtain a reflection coefficient not exceeding 0.003 in the frequency range from direct current to 8 GHz. The installation of the resistor is simple and requires no special correction measures after meeting the requirements for resistance values and geometrical dimensions. PL PL