Файл: Бушминский, И. П. Изготовление элементов конструкций СВЧ. Волноводы и волноводные устройства учеб. пособие.pdf

сам изготовления гибких волноводов прямоугольного по­ перечного сечения.

В о л н о в о д ы из ч е р е д у ю щ и х с я м е т а л л и ­

товление таких волноводов большой длины сложно. На практике применяют волноводы малой длины.

К ротаметру

Рис. 3.19. Пневмоконтактная головка для измере­ ния толщины стенок гофрированной заготовки

На поверхность металлических колец, изготовленных штамповкой с последующей калибровкой внутреннего диаметра, гальваническим путем осаждают слой сереб­ ра. Сборка шайб ведется на оправках, которые пред­ ставляет собой стальной цилиндр с резьбой на концах. На оправку устанавливают фланцы, фторопластовые и латунные шайбы в периодической последовательности, затем пакет плотно стягивают гайками. Серебряное покрытие с внешней поверхности металлических шайб удаляется после сборки пакета смесью серной и соляной кислот. Поверхности фланцев, не подлежащие травле­ нию, предварительно изолируются воском или парафи­ ном. После травления ракет тщательно промывают в

198

горячей воде и удаляют слой воска с поверхности флан­ цев. На поверхность пакета наносят тонкий слой клея лейкопат. Пакет шайб и фланцы впрессовываются рези­ ной с одновременной ее вулканизацией в пресс-формах при 145° С в течение 50 мин под давлением не менее 50 кГ/см2. Вначале вулканизации делают две-три под­ прессовки для предотвращения образования пузырей и вздутий.

При изготовлении с п и р а л ь н ы х в о л н о в о д о в используют проволоку прямоугольного, треугольного или круглого поперечного сечения.

ку— наматывается эмалированная проволока заданного поперечного сечения. Концы спирали привариваются к медным кольцам, которые припаяны к фланцам. Спи­ раль обезжиренная, навитая на оправку и закрепленная у концевых колец покрывается несколькими слоями стек­ лоткани, которая в процессе намотки пропитывается эпоксидной смолой. На полученную каркасную оболочку накладывается поглощающая оболочка из стеклоткани с прослойкой из. окиси олова или ацетиленовой сажи, которая в процессе наложения пропитывается эпоксид­ ной смолой. На поглощающую оболочку накладывается слоистая оболочка из стеклоткани, пропитанная эпок­ сидной смолой.

Для получения удовлетворительных допусков в го­ товом изделии по всей длине волновода необходимо под­ держивать постоянным соотношение между весом стек­ ла и эпоксидной смолы в оболочках, а также неизмен­ ность натяжения стеклоткани при наложении. Прочные оболочки получаются при объемном содержании стекла в стеклоткани 70—75%. Большое значение для получе­ ния требуемых допусков имеет процесс отвердевания смолы, при котором температура должна быть равно­ мерной по всей длине и периметру волновода, для пре­ дотвращения коробления волновода за счет возникнове­ ния в его стенках неуравновешенных внутренних напря­ жений. Поэтому отверждение смолы целесообразно проводить в термошкафах. После этого оправку извле­ кают из волновода, усилие при этом не превышает 200 кГ. Средняя овальность полученных волноводов ле­ жит в пределах 0,02—0,05 мм.

199

Далее следует шлифование и полировка внутренней поверхности головкой, показанной на рис. 1.53.

Для изготовления волноводов из чередующихся ме­ таллических и диэлектрических колец, а также спираль­ ных волноводов применяется фотохимический метод. В этом случае используется диэлектрическая трубка с ме­ таллизированной внутренней поверхностью. Металлиза­ цию осуществляют химическим меднением с последую­ щим увеличением толщины медного осадка гальваниче­ ским путем (см. § 5.1). Поверхность этого осадка покры­ вают светочувствительной эмульсией, по составу анало­ гичной эмульсии, используемой при производстве печат­ ных схем. Сушка эмульсии ведется при непрерывном вра­ щении заготовки вокруг оси, что позволяет получить равномерный слой эмульсии. Затем в полость волновода вводят стеклянную трубку-модель. На ее прозрачной по­ верхности нанесено изображение колец или спирали. Трубка-модель подсвечивается изнутри. После экспони­ рования, проявления и травления в хлорном железе на внутренней поверхности диэлектрической трубки образу­ ется требуемый металлизированный рисунок. Точность при этом методе в пределах 5—6-го класса. Себестои­ мость таких волновых фильтров на 30—35% ниже, чем сборных фильтров.

§ 3.4. ИЗГОТОВЛЕНИЕ ПОЛЯРИЗАЦИОННЫХ ОСЛАБИТЕЛЕЙ

Плавно-переменные ослабители поляризационного типа необходимы при различных измерениях на СВЧ. Их основные особенности следующие:

величина вводимого ослабления не зависит от часто­ ты и может быть рассчитана по угловому повороту вра­ щающейся секции ослабителя;

ослабление мощности до очень больших величин не зависит от удельного поверхностного сопротивления по­ глощающих пластин;

ослабитель не вносит фазового сдвига в волну, про­ ходящую через него;

погрешность установления ослабления относительно начального очень мала и обычно не превышает 2—3% от величины вводимого ослабления;

200

ослабитель можно легко выполнить со шкалой прямоотсчетной по величине ослабления.

Изготовление ослабителей поляризационного типа, предназначенных для работы в сантиметровом диапазо­ не, не вызывает технологических трудностей. При пере­ ходе к коротким волнам миллиметрового диапазона в связи с очень малыми внутренними размерами исполь­ зуемых волноводов изготовление этого ослабителя услож­ няется: во-первых, трудно изготовить волноводные сек-

Рнс. 3.20. Схематическое изображение поляризацион­ ного ослабителя:

/ — неподвижная секция; 2 — вращающаяся секция; 3 — поглощающие пластины

ции малого поперечного сечения и, во-вторых, размес­ тить поглощающие пластины в неподвижных и вращающейся секциях поляризованного ослабителя.

Известно, что для получения малой величины началь­ ного затухания и кривой ослабления, близкой к расчет­ ной, поглощающие пластины определенной длины с за­ данной величиной удельного поверхностного сопротив­ ления должны быть точно размещены в диаметральных плоскостях неподвижных и вращающейся секций осла­ бителя, как показано на рис. 3.20.

Если ослабитель выполняется с выходами на прямо­ угольный волновод, то неподвижные секции представ­ ляют собой переход от волновода круглого сечения на прямоугольный. Смещение пластин от диаметральной плоскости увеличивает начальное ослабление и погреш­ ность при установлении различных величин затухания.

Волноводные секции для поляризационных ослабите­ лей, работающих в сантиметровом диапазоне, изготов­ ляются из двух половин и поглощающие пластины за­ жимаются между ними (рис. 3.21). Неподвижные или переходные секции изготовляют также отдельно, а про­

201

получаются продольные пазы в стенках волноводных труб.

В волноводах очень малого поперечного сечения при­ менение секций сборной конструкции невозможно из-за больших потерь СВЧ мощности, а для получения пазов не удается точно изготовить протяжку с иглой, так как их размеры становятся слишком малыми.

Изготовление поляризационного ослабителя, пред­ назначенного для работы в миллиметровом диапазоне, состоит в следующем: вначале изготовляют керн с про­

центру. На керн надевается серебряная трубка и прокаты­ вается. В результате получается волноводная секция с пазами, точно лежащими в диаметральной плоскости волновода, в которые затем вставляются слюдяные пла­ стины. Точность размеров волноводной секции зависит от точности размеров керна. Для его изготовления ис­ пользуется пресс-форма, внутренняя поверхность которой представляет собой цилиндр (рис. 3.23) со впадинами, имеющими высоту (х ) продольных пазов, получаемых в волноводной секции. Пресс-форма изготовляется из ле­ гированной стали ХВ1. Сопрягаемые поверхности ее де­ талей шлифуются. Для обеспечения их взаимной фикса­ ции применяются штифты.

При изготовлении пресс-формы вначале обрабаты­ вается цилиндрическое отверстие, равное внутреннему

202

диаметру вращающейся секции ослабителя. Оно должно быть строго симметрично относительно плоскости разъ­ ема. Затем заготовка пресс-формы разъединяется на две половины, каждую из которых сошлифовывают на ве­ личину х/2, где х — толщина поглощающей пластины, т. е. высота паза волноводной секции.

Заготовку керна закладывают в полость пресс-фор­ мы и обжимают на прессе. Заготовка керна при этом принимает форму круглого отверстия пресс-формы, а за счет зазора по всей ее длине на цилиндрическом керне образуется продольный выступ. Керн можно изготавли­ вать из углеродистой стали (У8А).

Для получения продольных выступов диаметр заго­ товки керна берется несколько больше диаметра вра­ щающейся секции ослабителя. Излишки материала слу­ жат для образования продольных выступов на керне.

керне выступы, полученные после пресс-формы, обраба­

тываются по всей длине до получения необходимого размера.

Керн для изготовления деталей ослабителя в волно­ воде сечением 1,6 X 0,8 мм должен иметь выступ не бо­ лее 0,1 мм. В керне для изготовления неподвижных сек­ ций шлифовкой выполняются переходы от волновода

203