RU51291U1

RU51291U1 - MICROWAVE COMPONENT CONNECTIONS

Info

Publication number: RU51291U1
Application number: RU2005108188/22U
Authority: RU
Inventors: Валерий Львович Колесников; Анатолий Иванович Канащенков; Владимир Васильевич Францев; Юрий Николаевич Гуськов; Феликс Иванович Емельченков; Леонид Борисович Челышев
Original assignee: Открытое акционерное общество "Корпорация "Фазотрон-Научно-исследовательский институт радиостроения"
Priority date: 2005-03-24
Filing date: 2005-03-24
Publication date: 2006-01-27

Abstract

Полезная модель относится к технике СВЧ, в частности, к элементам конструкции для соединения деталей СВЧ устройств, преимущественно антенных элементов антенных фазированных решеток, фазовращателей, поляризаторов, имеющих соединение двух волноводов.The utility model relates to microwave technology, in particular, to structural elements for connecting parts of microwave devices, mainly antenna elements of phased array antennas, phase shifters, polarizers, having two waveguides connected.

Технический результат полезной модели - создание элемента конструкции, обеспечивающего уменьшение величины затухания СВЧ-энергии в месте соединения деталей СВЧ устройств и повышение долговечности этих устройств. Дополнительным техническим результатом является уменьшение габаритов и веса СВЧ устройств.The technical result of the utility model is the creation of a structural element that provides a decrease in the attenuation of microwave energy at the junction of parts of microwave devices and increase the durability of these devices. An additional technical result is to reduce the size and weight of microwave devices.

Элемент конструкции для соединения деталей СВЧ устройства представляет собой слой 8 клейкого материала толщиной 0,05-0,1 мм и шириной 1,5-2 мм, в качестве которого применен токопроводящий клей с удельным сопротивлением не более 8·10^-5Ом·м и температурой полимеризации не более 100 С°, например, токопроводящий клей марки «НТК» или клей с аналогичными свойствами. При этом точность изготовления внутренних размеров одной детали (например, одного волновода) и внешних размеров другой детали (например, другого волновода) не являются критичными, длина соединения может быть минимизирована. Применение проводящего клея «НТК» в качестве средства сборочной связи и согласования, например, волноводов антенного элемента с разными диаметрами, обеспечивает простоту, быстродействие сборки антенных элементов, что в целом улучшает параметры и массогабаритные показатели антенных фазированных решеток и снижает их стоимость. Использование полезной модели позволит уменьшить габаритные размеры СВЧ устройств за счет уменьшения длины сочленения деталей (двух волноводов), ослабить требования к точности геометрических размеров отверстий соединения и, как следствие, повысить технологичность изготовления.A structural element for connecting parts of a microwave device is a layer 8 of adhesive material with a thickness of 0.05-0.1 mm and a width of 1.5-2 mm, which is used as a conductive adhesive with a specific resistance of not more than 8 · 10 ^-5 Ohm · m and a polymerization temperature of not more than 100 ° C, for example, conductive glue of the NTK brand or glue with similar properties. Moreover, the accuracy of manufacturing the internal dimensions of one part (for example, one waveguide) and the external dimensions of another part (for example, another waveguide) are not critical, the length of the connection can be minimized. The use of NTK conductive glue as a means of assembly communication and matching, for example, waveguides of an antenna element with different diameters, provides simplicity and speed of assembly of antenna elements, which generally improves the parameters and overall dimensions of phased array antennas and reduces their cost. Using the utility model will reduce the overall dimensions of microwave devices by reducing the length of the junction of parts (two waveguides), weaken the requirements for the accuracy of the geometric dimensions of the holes of the connection and, as a result, increase the manufacturability.

Description

В конструкциях антенных элементов, имеющих волноводную запитку, имеется соединение двух волноводов - диэлектрического (металлизированного или не металлизированного) и металлического. Наличие зазора между внутренней поверхностью одного волновода и внешней поверхностью другого волновода приводит к увеличению величины затухания СВЧ энергии.In the design of antenna elements having waveguide power, there is a connection of two waveguides - dielectric (metallized or non-metallized) and metal. The presence of a gap between the inner surface of one waveguide and the outer surface of another waveguide leads to an increase in the attenuation of microwave energy.

Известен элемент конструкции для соединения элементов микроволнового устройства, включающего ферриты, представляющий собой тонкий слой электрически непроводящкего клея толщиной порядка 0,03 мм (торговая марка Cipo-Geiqy Корпорации), заполненного серебряной пудрой (см. патент США №4457464, МПК Н 01 Р 11/00, публ. 1984 г. - прототип).A known structural element for connecting elements of a microwave device, including ferrites, which is a thin layer of electrically non-conductive glue with a thickness of about 0.03 mm (trademark of Cipo-Geiqy Corporation), filled with silver powder (see US patent No. 4457464, IPC H 01 P 11 / 00, publ. 1984 - prototype).

Применение элемента конструкции для соединения деталей СВЧ устройства в виде слоя непроводящего клея с алюминиевой пудрой не обеспечивает надежного электрического контакта по всей поверхности, что увеличивает величину затухания СВЧ-энергии в месте соединения деталей антенного элемента.The use of a structural element for connecting parts of a microwave device in the form of a layer of non-conductive glue with aluminum powder does not provide reliable electrical contact over the entire surface, which increases the attenuation of microwave energy at the junction of parts of the antenna element.

Известен элемент конструкции для соединения деталей СВЧ устройства, представляющий собой слой клейкого материала, размеры которого соответствуют величине зазора между соединяемыми деталями, в частности, антенного элемента антенной A known structural element for connecting parts of a microwave device, which is a layer of adhesive material, the dimensions of which correspond to the gap between the connected parts, in particular, the antenna element of the antenna

фазированной решетки, содержащего фазовращатель с металлизированным стержнем, концы которого закреплены в соответствующих отверстиях корпусов излучателя и волновода с зазором для размещения указанного слоя клея в зоне их соединения (см. патент РФ на изобретение №2194342, МПК Н 01 Р 1/16, публ. 2003 г. - прототип).phased array containing a phase shifter with a metallized rod, the ends of which are fixed in the corresponding holes of the emitter and waveguide housings with a gap to place the specified adhesive layer in the area of their connection (see RF patent for the invention No. 2194342, IPC Н 01 Р 1/16, publ. 2003 - prototype).

При соединении в СВЧ устройстве (антенном элементе) двух волноводов, установленных с зазором 0,05-0,1 мм, заполненным электрически непроводящим клеем, необходимо увеличение длиныWhen connecting two waveguides installed in a microwave device (antenna element) installed with a gap of 0.05-0.1 mm filled with electrically non-conductive glue, an increase in length is necessary

соединяемого участка на величину не менее 2 для уменьшения потерь СВЧ энергии, что увеличивает его габариты и вес. Применение при такой величине зазора слоя клея с алюминиевой пудрой повышает стоимость СВЧ изделия и приводит к увеличению величины затухания СВЧ энергии.the connected area by a value of at least 2 to reduce microwave energy loss, which increases its size and weight. The use of an adhesive layer with aluminum powder at this gap increases the cost of the microwave product and leads to an increase in the attenuation of microwave energy.

Технический результат полезной модели - создание элемента конструкции, обеспечивающего уменьшение величины затухания СВЧ энергии в месте соединения деталей СВЧ устройств, упрощение сборки СВЧ устройств и повышение их долговечности. Дополнительным техническим результатом является уменьшение габаритов и веса СВЧ устройств.The technical result of the utility model is the creation of a structural element that provides a decrease in the attenuation of microwave energy at the junction of parts of microwave devices, simplifying the assembly of microwave devices and increasing their durability. An additional technical result is to reduce the size and weight of microwave devices.

Задачей полезной модели является оптимизация соединения деталей СВЧ устройств путем экспериментального подбора величины зазора между поверхностями соединяемых деталей и токопроводящего клея с параметрами и размерами слоя, обеспечивающего простоту и быстродействие получения надежного механического соединения с малой величиной затухания СВЧ энергии в месте сопряжения деталей при температуре технологического процесса склеивания не более 100С (для исключения повреждения деталей СВЧ устройства, например, The objective of the utility model is to optimize the connection of parts of microwave devices by experimentally selecting the gap between the surfaces of the parts to be connected and conductive glue with parameters and layer sizes, which provides simplicity and speed of obtaining a reliable mechanical connection with a small amount of attenuation of microwave energy at the interface between the parts at the temperature of the bonding process no more than 100C (to exclude damage to parts of a microwave device, for example,

антенного элемента антенной фазированной решетки, работоспособность которых ограничена указанной температурой).antenna element of the phased array antenna, the operability of which is limited by the indicated temperature).

Поставленная задача достигается тем, что в элементе конструкции для соединения деталей СВЧ устройств, представляющем собой слой клейкого материала между сопрягаемыми поверхностями металлизированных и металлических деталей или диэлектрических и неметаллических деталей, слой клейкого материала имеет толщину 0,05-0,1 мм, ширину 1,5-2 мм, причем в качестве клейкого материала применен токопроводящий клей с удельным сопротивлением не более 8-10^-5Ом·м и температурой полимеризации не более 100С°.The problem is achieved in that in the structural element for connecting parts of microwave devices, which is a layer of adhesive material between the mating surfaces of metallized and metal parts or dielectric and non-metallic parts, the adhesive layer has a thickness of 0.05-0.1 mm, width 1, 5-2 mm, and a conductive adhesive with a specific resistance of not more than 8-10 ^-5 Ohm · m and a polymerization temperature of not more than 100 ° C was used as an adhesive material.

Предпочтительно в качестве клейкого материала применить токопроводящий клей марки «НТК» или аналогичный ему клей.It is preferable to use conductive glue of the NTK brand or an adhesive similar to it as an adhesive material.

Сущность изобретения в том, что соединение деталей СВЧ устройства осуществляется с помощью токопроводящего клея с определенными физическими параметрами и размерами слоя, при этом точность изготовления внутренних размеров одной детали (например, одного волновода) и внешних размеров другой детали (например, другого волновода) не являются критичными, длина соединения может быть минимизирована.The essence of the invention is that the connection of parts of a microwave device is carried out using conductive glue with certain physical parameters and layer dimensions, while the accuracy of manufacturing the internal dimensions of one part (for example, one waveguide) and the external dimensions of another part (for example, another waveguide) are not critical, connection length can be minimized.

Указанные признаки отличают предлагаемую полезную модель от прототипа, что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого технического решения критерию "новизна".These features distinguish the proposed utility model from the prototype, which allows us to conclude that the proposed technical solution meets the criterion of "novelty."

На фиг.1 изображено СВЧ устройство - антенный элемент антенной фазированной решетки в разрезе; на фиг.2 - увеличенный фрагмент соединения металлизированного ферритового стержня с корпусом волновода.Figure 1 shows a microwave device - an antenna element of the phased array antenna in section; figure 2 is an enlarged fragment of the connection of a metallized ferrite rod with the body of the waveguide.

СВЧ устройство (антенный элемент антенной фазированной решетки) содержит по меньшей мере фазовращатель, включающий цилиндрический ферритовый стержень 1 с металлизированным слоем 2, The microwave device (antenna element of the phased array antenna) comprises at least a phase shifter comprising a cylindrical ferrite rod 1 with a metallized layer 2,

магнитной системой 3 и обмоткой управления 4. Концы указанного стержня 1 закреплены в соответствующих отверстиях корпуса 5 волновода и корпуса 6 излучателя с диэлектрическими вставками 7 с размещением в зазоре в зоне их соединения слоя 8 клейкого материала. Корпус 5 волновода и корпус 6 излучателя выполнены металлическими. Зазор в зоне соединения клейким материалом имеет размер (S) 0,05-0,1 мм.the magnetic system 3 and the control winding 4. The ends of the indicated rod 1 are fixed in the corresponding holes of the body 5 of the waveguide and the body 6 of the emitter with dielectric inserts 7 with a layer 8 of adhesive material placed in the gap in the zone of their connection. The body 5 of the waveguide and the body 6 of the emitter are made of metal. The gap in the joint area with adhesive material has a size (S) of 0.05-0.1 mm.

Элемент конструкции для соединения деталей СВЧ устройства представляет собой слой 8 клейкого материала толщиной 0,05-0,1 мм и шириной (L) 1,5-2 мм и выполнен с возможностью образования электрического контакта по всей сопрягаемой поверхности. В качестве клейкого материала применен токопроводящий клей с удельным сопротивлением не более 8-10^-5 Ом·м и температурой полимеризации 80-100С° (не более 100 С°) например, токопроводящий клей марки «НТК» или аналогичный ему клей.The structural element for connecting parts of the microwave device is a layer 8 of adhesive material with a thickness of 0.05-0.1 mm and a width (L) of 1.5-2 mm and is configured to form electrical contact over the entire mating surface. As an adhesive material, conductive adhesive with a specific resistance of not more than 8-10 ^-5 Ohm · m and a polymerization temperature of 80-100 ° C (not more than 100 ° C) was used, for example, conductive adhesive of the NTK brand or a similar adhesive.

Надежность электрического и механического контакта между сопрягаемыми поверхностями деталей СВЧ устройства (антенного элемента) обеспечивается с помощью слоев проводящего клея, способствующих улучшению условий согласования и уменьшению потерь СВЧ энергии.Reliability of electrical and mechanical contact between the mating surfaces of the parts of the microwave device (antenna element) is ensured by means of layers of conductive glue, which help to improve the matching conditions and reduce microwave energy losses.

Сборка СВЧ устройства (антенного элемента антенной фазированной решетки) включает соединение концов металлизированного стержня 1 фазовращателя с соответствующими отверстиями металлических корпусов 5,6 соответственно излучателя и волновода с размещением в зазоре в зоне их соединения слоя 8 клейкого материала, причем указанный зазор имеет размер 0,05-0,1 мм, слой клейкого материала имеет ширину 1,5-2 мм и выполнен с возможностью образования электрического контакта по всей сопрягаемой поверхности, т.е. имеет форму в соответствии с рельефом The assembly of the microwave device (antenna element of the phased array antenna) includes connecting the ends of the metallized rod 1 of the phase shifter with the corresponding holes of the metal cases 5.6 of the emitter and waveguide, respectively, with adhesive layer 8 being placed in the gap in the area of their connection, said gap having a size of 0.05 -0.1 mm, the layer of adhesive material has a width of 1.5-2 mm and is configured to form electrical contact over the entire mating surface, i.e. has a shape in accordance with the relief

сопрягаемых поверхностей деталей. Размеры слоя 8 и параметры клея «НТК» выбраны из условия обеспечения требуемой механической прочности и низких потерь антенного элемента без ущерба качества и эффективности его работы.mating surfaces of parts. The dimensions of layer 8 and the parameters of the NTK glue are selected from the condition of ensuring the required mechanical strength and low losses of the antenna element without compromising the quality and efficiency of its operation.

В качестве клейкого материала применен токопроводящий клей с удельным сопротивлением в диапазоне (5-8)•10^-5 Ом·м с интервалом рабочих температур 80-100С°, например, клей марки «НТК» или аналогичный по параметрам клей. Соединение концов металлизированного стержня 1 фазовращателя с отверстиями указанных корпусов 5,6 клейким материалом осуществляют при температуре не выше 100 С° для исключения повреждений деталей изделия, которые могут возникнуть при более высокой температуре. К преимуществам заявленного технического решения следует отнести возможность сборного соединения полученного СВЧ устройства (антенного элемента) при его нагреве до температуры 80-100С°. Применение проводящего клея «НТК» в качестве средства сборочной связи и согласования, например, волноводов антенного элемента с разными диаметрами, обеспечивает простоту, быстродействие сборки антенных элементов, что в целом улучшает параметры и массогабаритные показатели антенных фазированных решеток и снижает их стоимость.As an adhesive material, conductive adhesive with a specific resistance in the range of (5-8) • 10 ^-5 Ohm · m with an operating temperature range of 80-100С ° was used, for example, NTK glue or an adhesive similar in parameters. The ends of the metallized rod 1 of the phase shifter are connected with the openings of the said bodies of 5.6 with adhesive material at a temperature not exceeding 100 ° C to prevent damage to parts of the product that may occur at a higher temperature. The advantages of the claimed technical solution include the possibility of prefabricated connection of the obtained microwave device (antenna element) when it is heated to a temperature of 80-100C °. The use of NTK conductive glue as a means of assembly communication and matching, for example, waveguides of an antenna element with different diameters, provides simplicity and speed of assembly of antenna elements, which generally improves the parameters and overall dimensions of phased array antennas and reduces their cost.

Использование полезной модели позволит уменьшить габаритные размеры СВЧ устройств (антенных элементов, поляризаторов, фазовращателей и др.) за счет уменьшения длины сочленения деталей (двух волноводов), ослабить требования к точности изготовления их деталей, как следствие, повысить технологичность сборки.Using the utility model will reduce the overall dimensions of microwave devices (antenna elements, polarizers, phase shifters, etc.) by reducing the length of the articulation of parts (two waveguides), weaken the requirements for precision manufacturing of their parts, and as a result, increase the manufacturability of the assembly.

Claims

1. The connection of parts of microwave devices containing a layer of adhesive material between the mating surfaces of metallized and metal parts or dielectric and non-metallic parts, characterized in that the layer of adhesive material has a thickness of 0.05-0.1 mm, a width of 1.5-2 mm, moreover, a conductive adhesive with a specific resistance of not more than 8 · 10 ^-5 Ohm · m and a polymerization temperature of not more than 100 ° C is used as an adhesive material.

2. The connection of parts of microwave devices according to claim 1, characterized in that the conductive adhesive of the NTK brand or adhesive with similar parameters is used as the adhesive material.