Курсовая работа: Фильтр низкой частоты

В зависимости от условий хранения и эксплуатации к корпусам устройств СВЧ предъявляются различные требования: достаточная механическая прочность, позволяющая выдерживать нагрузки при сборке и эксплуатации; минимальные габариты, для обеспечения компактности сборки; конструкция корпуса должна позволять легко и надёжно выполнять электрические соединения внутри корпуса; обеспечивать минимальные паразитные параметры, надёжную изоляцию элементов, герметичность, минимальное тепловое сопротивление между подложкой и окружающей средой; защищать устройство от воздействий электромагнитного поля, света; иметь минимальную стоимость.

В связи с необходимостью обеспечения хорошего электрического контакта экранирующих трактов, а также компонентов микросборки с экранирующими металлическими слоями подложек одним из конструктивных требований к монтажу таких устройств, является необходимость многократной пайки в блоке без выведения из строя уже выполненных соединений.

Рис. 5.1. Конструкция герметичного СВЧ соединителя.

Выводы СВЧ сигнала из гермообъёма выполняются с помощью коаксиального микрополоскового герметичного соединения рис. 5.1. Где 1 – корпус; 2 – штырь; 3,4 – изоляционные втулки; 5 – стекло. Для герметизации штыря соединителя используется металлостеклянный спай, для этого применяют твёрдые стёкла с коэффициентом теплового расширения α=(45…55)·10^-7 , 1/⁰ с. Чаще всего в качестве материалов корпуса используют ковар (α=47·10^-7 , 1/⁰ с, Fe - 54%, Ni – 29%, Co – 17%, обладает хорошей теплопроводностью) и молибден (α=55·10^-7 , 1/⁰ с). Эти материалы образуют хороший спай с твёрдыми стёклами. Соединитель герметизируется опайкой, электрические соединения между СВЧ микросборками и гермосоединителем осуществляются перемычками из фольги, как показано на рис. 5.2. Где 1 – соединитель; 2 - корпус блока; 3 – перемычка; 4 – СВЧ микросборка. Расстояние А от плоскости установки микросборки до оси гермосоединителя зависит от способа крепления микросборок и толщины подложек табл. 2.6 [2]. В данной курсовой работе используется подложка толщиной 1 мм и способ крепления подложки к корпусу – приклейка, для этих данных коэффициент А равен 1,6±0,05 мм.

Рис. 5.2. Монтаж СВЧ соединителя.

Вычислим конструктивные размеры для микрополосковой линии. Расстояние до верхнего экрана выбирается из условия:

(5.1)

где b – расстояние между нижним и верхним экраном корпуса;

h – толщина диэлектрика.

Подставив значения, получим, что b=6 мм.

Минимальное расстояние между боковыми экранами определяется по формуле:

(5.2)

где a – ширина между боковыми экранами;

W – максимальная ширина токонесущей пластинки.

Подставив значения получим, a = 3·8,7 = 26,1 мм.

Корпус для данного ФНЧ фильтра показан на рис. 5.3. Где 1 – СВЧ соединители; 2 – перемычки; 3 – СВЧ микросборка.

Рис. 5.3. Корпус ФНЧ фильтра.

Для уменьшения напряжений, вызванных изменением температуры окружающей среды и (или) СВЧ устройства, между корпусом и подложкой прокладывается медная сетка. В следствие этих напряжений, возможно разрушение подложки. Эта сетка, также будет играть роль контакта, между корпусом и нижней металлизированной стороной подложки. Для соединения корпуса с сеткой, а также сетки с подложкой используется пайка. Общая герметизация СВЧ устройства, достигается с помощью пайки по контуру верхнего экрана (крышки). Крепление подложки к корпусу, а также крепление верхнего экрана показано на рис. 5.4. Где, 1 – верхний экран (крышка); 2 – подложка; 3 – корпус.

Рис. 5.4. Крепление подложки и верхнего экрана (крышки) к корпусу.

Заключение

Во время выполнения данной курсовой работы были освоены методики конструкционных расчётов устройств СВЧ. Проведен расчет фильтра низкой частоты СВЧ устройства. Сделан анализ и разработана конструкция микросборки. Таким образом, все требования технического задания были выполнены.

Список литературы

1. Голубев В. И., Ковалев И. С., Кузнецов Е. Г. и др. «Конструирование и расчет полосковых устройств», М. – 1974.

2. Конструирование экранов и СВЧ устройств/ сост.: Васильев Е.П. Захарьящев Л.И. – Рязань: РРТИ 1984 г. 36с.

3. Конструирование тонкоплёночных гибридных микросборок/ сост.: Клочков А.Я., Дьяков С.Н., Чистяков В.В. – Рязань: РГРТА 2002. 160с.