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

г д е Д — In I 2ле/2!Д_1(з,94) .

Л 1 я L V 2Л т )

подставляя значения производных в (6.5), имеем для wjn > 2

( 6. 11)

для w/h - < ----

2я

Симметричный полосковый волновод

В симметричном полосковом волноводе смещение то­ конесущих поверхностей 8п (рис. 6.3) надо рассматри­ вать на внутренних поверхностях двух заземленных пло­ скостей и на четырех поверхностях полоскового провод-

Рис. 6.3. Поперечное сечение симметричного полоско­ вого волновода

ника. Выраженное через размеры поперечного сечения изменение 8п, перпендикулярное к'поверхностям зазем­ ленных плоскостей, требует изменения расстояния меж­ ду ними на 8Ь= 28п. Необходимые изменения в разме­ рах полоскового проводника будут при 8w = —26п и

8t = —28n.

Выражение (6.4) можно для симметричного волново­ да преобразовать

274

подставив эти соотношения в уравнение (6.13), по­ лучим

С помощью этих выражений можно рассчитать на этапе разработки величину затухания а0 в симметрич­ ном и несимметричном полосковых волноводах с уче­ том потерь, обусловленных технологическим процессом, или по допустимой величине затухания выбрать техно­ логический процесс изготовления.

При изготовлении полосковых волноводов с предва­ рительной гальванохимической металлизацией поверх­ ности диэлектрика или с использованием термического вакуумного испарения металла, токонесущие поверх­ ности полоскового проводника получаются заведомо ше­ роховатыми.

Поверхность нанесенного на диэлектрик металла вос­ производит ее микрогеометрию, т. е. шероховатость мик­ рогеометрии токонесущих поверхностей полоскового проводника определяется микрогеометрией поверхности диэлектрика. Если его поверхность предварительно об­ рабатывается абразивами для создания на ней опреде­ ленного микрорельефа, то для микрогеометрии поверх­ ности диэлектрика определяющим фактором является величина зерна абразива.

Значения коэффициентов шероховатости близки по величине для одинаковых абразивов и изменяются ана­ логично изменению размеров зерна рабочего абразива.

В табл. 6.1 приведены усредненные значения коэффи­ циентов шероховатости поверхности диэлектриков в за­

276

висимости от применяемого абразива. Наиболее ста­ бильные значения коэффициентов шероховатости имеют место при обработке поверхности диэлектрика зернени­ ем. При пескоструйной обработке необходимо стабили­ зировать ее режимы для получения полосковых волно­ водов с воспроизводимыми параметрами. То же относится и к обработке поверхности диэлектриков ультразвуко­ выми колебаниями в водной суспензии абразива.

Из табл. 6.1 видно, что величина коэффициента ше­ роховатости возрастает с ростом класса чистоты обраба­ тываемой поверхности.

Форма и высота микронеровностей на поверхности диэлектрика случайны, так как зависят от различных факторов, не подчиняющихся определенной функцио­ нальной зависимости (колебание давления воздуха в сети, направление и сила удара частицы о поверхность диэлектрика при пескоструной обработке; форма части­ цы и давление на нее при зернении и т. д.). Используя микрофотографии поперечного сечения полосковых си­ стем, можно построить кривые распределения величин углов при вершине микронеровностей. При этом каждо­ му абразиву соответствует вполне определенный наибо­ лее вероятный угол при вершине микронеровностей. Зна­ чения этих углов приведены в табл. 6.2.

Таблица 6.2

Приняв наиболее вероятное значение угла одинако­ вым для всех микронеровностей, можно показать, что

экспериментальным значениям.

277

При повышении чистоты поверхности шлифованием или притиркой ее микрогеометрия изменяется за счет изменения высоты микронеровностей, что уменьшает значения К. При обработке же поверхности диэлектрика зернением е применением абразивов различной зернисто­ сти изменяется и угол при вершине микронеровностей, значения К при уменьшении величины зерна растут.

значениямвысотымик­ нгокласачистотыповерхности.ронеровностейдлядан­

Для упрощения анализа влияния шероховатости то­ конесущей поверхности на величину затухания в симмет­ ричном полосковом волноводе по результатам расчетов и экспериментов построена номограмма (рис. 6.5). С ее помощью можно определить значения аш/ас и К, зная в качестве исходной только величину зерна рабочего аб­ разива.

На шкалах 1 и 8 номограммы отложен номер приме­ няемого абразива (размер зерна), на шкалах 2 и 5 — крайние значения коэффициента шероховатости, на шка­ лах 3 и 7 — крайние значения аш/ас, шкалы 4 и 6 допол­ нительные и используются при изменении величины зер­

на абразива в процессе обработки поверхности диэлект­ рика.

278