WWW.DIS.KONFLIB.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

 
<< HOME
Научная библиотека
CONTACTS

Pages:     || 2 | 3 |

«И.Н. Ростокин ПРОЕКТИРОВАНИЕ МИКРОПОЛОСКОВЫХ СВЧ УСТРОЙСТВ Учебное пособие к курсовой работе по дисциплине Теория физических полей Муром 2013 ВВЕДЕНИЕ Процесс создания новой ...»

-- [ Страница 1 ] --

Министерство образования и науки Российской Федерации

Муромский институт (филиал)

федерального государственного бюджетного образовательного

учреждения высшего профессионального образования

«Владимирский государственный университет

имени Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых»

И.Н. Ростокин

ПРОЕКТИРОВАНИЕ МИКРОПОЛОСКОВЫХ

СВЧ УСТРОЙСТВ

Учебное пособие к курсовой работе по дисциплине «Теория физических полей»

Муром 2013

ВВЕДЕНИЕ

Процесс создания новой техники всегда связан с созданием новых приборов и устройств. Сложные взаимоотношения между заказчиком и разработчиком требует от молодого специалиста твердых знаний терминологии, логики мышления, понимание ключевых проблем проектирования и применения СВЧ приборов, устройств и систем. Возможно, в процессе работы ему не так часто будет нужно решать уравнения Максвелла в чистом виде, но понимать, как это делает компьютерная программа, понимать, какие алгоритмы и методы измерения положены в основу работу измерительных приборов и современных компьютерных программ проектирования - это требование не лишнее для молодого пополнения научных и инженерных кадров. Сильная сторона молодых кадров - в их способности уловить суть проблемы на интуитивном уровне, в умении обойти недостающее звено при логическом построении алгоритма решения проблемы.

Сначала познакомимся с терминологией, которая помогает расшифровать общее содержание курса «Проектирование СВЧ устройств».

Проектирование – это процесс создания технической документации:

рабочих чертежей и пояснительной записки на основании технического задания (ТЗ) главного конструктора.

Важными этапами проектирования являются НИР (научноисследовательская работа) и ОКР (опытно-конструкторская работа), создание опытного образца и отработка ТУ - технических условий эксплуатации.

Производство - процесс физической реализации устройства с использованием современных технологических процессов. Включает создание опытной серии, серийное производство и модернизацию.

Применение – это включение узла, прибора или устройства в систему, тракт, на основании ТУ. Если данные ТУ неполные, необходимо провести входной контроль - серию лабораторных испытаний изделия.

СВЧ приборы – отдельные неделимые элементы СВЧ тракта: полупроводниковые диоды, транзисторы, диоды Ганна, ЛПД, микросхемы СВЧ, СВЧ лампы, клистроны, ЛБВ-О, ЛОВ-О, ЛБВ, ЛОВ-М магнетроны, фильтры и др.

СВЧ устройства – законченные функциональные СВЧ блоки - диодные головки, фильтры, автогенераторы, транзисторные СВЧ усилители, умножители, смесители (преобразователи частоты).

СВЧ тракт – отдельный функционально законченный и выполняющий автономную задачу блок - радиоприемный тракт, передающий тракт, антенно-фидерный тракт.

СВЧ система – сложное соединение различных блоков и трактов, выполняющее определенную техническую задачу - например передачу информации от абонента к получателю, обнаружение цели, причаливание корабля к причалу и др.

1 Материалы микрополосковых плат СВЧ устройств В радиоэлектронике СВЧ наиболее широкое применение в качестве подложек микросхем находят высокомолекулярные соединения – органические и неорганические полимеры и силикаты. Процесс получения печатной схемы в значительной мере определяет материалы, используемые для проводящего покрытия и изоляционного основания. Поскольку при единичном производстве наиболее целесообразным способом получения печатных плат является фотохимический метод, применяемый для органических диэлектрических подложек, предварительно металлизированных до номинальной толщины, то произведем окончательный выбор материала подложки среди фольгированных органических диэлектриков.

Материалы подложек должны удовлетворять ряду требований: обладать достаточной механической прочностью, высоким значением относительной диэлектрической проницаемости и малыми потерями.

Относительная диэлектрическая проницаемость определяет длину волны в микрополосковой линии передачи и, следовательно, линейные размеры микросхемы. Для повышения степени интеграции желательно применять подложки с высоким значением относительной диэлектрической проницаемости. При увеличении диэлектрической проницаемости, кроме того, снижаются потери на излучение микрополосковой линии, поскольку большая часть электромагнитного поля сосредоточена в среде с высоким значением относительной диэлектрической проницаемости, т.е. в материале подложки [7]. Однако при высоких значениях относительной диэлектрической проницаемости легко возбуждается семейство поверхностных волн, которые вызывают паразитные колебания, влияющие на распространение ТЕМ – волны, являющейся основной для микрополосковой линии.

Граничная частота поверхностной волны низшего типа определяется из соотношения f 75/ h Очевидно, что при высоком границу возбуждения паразитных волн можно поднять за счет уменьшения толщины подложки. Но при этом проявляются ограничения на минимальную толщину подложки.

Все выше сказанное вынуждает выбирать материал подложки из компромиссных соображений. Так в случае использования интегральных схем СВЧ в устройствах сантиметрового диапазона волн, к которым относится разрабатываемый радиометр, для обеспечения необходимых технологических допусков требуется некоторое увеличение линейных размеров полосковых устройств. Это становится возможным за счет уменьшения величины диэлектрической проницаемости, что также снижает уровень поверхностных волн в данном диапазоне.



Основные марки и характеристики фольгированных диэлектриков, используемых при единичном производстве, представлены в таблице 2. Таблица 1.2 – Характеристики фольгированных диэлектриков Предел прочности, Пробивное напряжеТеплостойкость, °С Материалом, удовлетворяющим предъявляемым требованиям является фторопласт-4 армированный ФАФ-4 ГОСТ 21000-75. Это прессованный материал, представляющий собой многослойную пластину из стеклоткани на основе стекловолокна марки Э (изготовленного из фторопласта-4Д, толщина волокна 0,1 мм). Стеклоткань многократно пропитывается суспензией фторопласта 4Д до содержания связующего вещества не менее 75%. Пластины из ФАФ-4 изготовляют прессованием пачки листов пропитанной стеклоткани, облицованной медной фольгой (толщиной 30... 50 мкм). Прочность сцепления фольги с диэлектриком - не менее 800 Н/м. Диэлектрическая проницаемость: 2,6 ± 0,2 в направлении, перпендикулярном слоям пластины, и 3,0 ± 0,3 в направлении, параллельном слоям; tg 1*10-3 и 3,5*10-3 соответственно.

Материал допускает все виды механической обработки, стоек к воздействию химических веществ, используемых в технологии изготовления полосковых схем, устойчив к действию агрессивных сред, обладает высокой механической прочностью, выдерживает пайку при температуре до 260°С в течение с. Рабочий диапазон температур -60 …+ 250°С. Уход размеров для ФАФ-4 не более 0,2% после изготовления полосковой платы, и 0,09% после воздействия повышенной температуры до 48 часов.

2 Корпуса СВЧ устройств Корпус микрополоскового СВЧ устройства обеспечивает: жесткое закрепление платы и соединение ее выводов с переходами, предназначенными для связи с внешними цепями; защиту платы и ее элементов от внешних климатических, механических и других воздействий (корпус должен быть при необходимости герметичным); экранировку схемы от внешних электромагнитных излучений (наводок) и подавление излучения во внешнюю среду;

теплоотвод от участков схемы, в которых рассеивается электромагнитная энергия. Кроме того, корпус должен быть технологичным, экономически выгодным, обеспечивать возможность сборки схемы, контроль, подстройку и ремонт [12].

Разработаны разнообразные типы корпусов для полосковых схем, которые делятся на два класса: герметизированные и негерметизированные. В таблице 2.1 представлены основные материалы, используемые для корпусов, и указаны технологические процессы их изготовления. В таблице 2.2 содержатся данные о плотности и КТЛР (в диапазоне 20... 200° С) материалов корпусов. По типу конструкции корпуса подразделяются на коробчатые, рамочные, пластинчатые и составные.

Таблица 2.1 - Материалы и способы изготовления корпусов Рамочный Сборка (пайка) Латунь, медь (чашечный) Штамповка Титан, латунь, алюминий Пластинчатый Литье Латунь, алюминий Таблица 2.2 - Свойства материалов корпусов В качестве материалов корпусов ИС СВЧ широко применяются латунь, алюминий, медь и титан. Корпуса из латуни и алюминия могут изготавливаться литьем пол давлением с последующим фрезерованием центральной части заготовки. Корпус, как правило, представляет собой замкнутый металлический короб. Его дно, крышка и стенки чаще всего имеют прямоугольную форму, что обусловлено конфигурацией стандартных подложек, удобством присоединения переходов.

Для уменьшения веса и стоимости корпусы из алюминия штампуют и затем покрывают никелем. При этом могут использоваться две алюминиевые крышки, обеспечивающие доступ к схеме с обеих сторон. Однако использование алюминия создает дополнительные трудности для герметизации и присоединения выводов и требует специальной обработки поверхности, применения особых паяльных флюсов.

Представляется целесообразным использование корпусов из латуни Л-63 ГОСТ 15527-70, ТКЛР которых близок к ТКЛР подложек микросхем, что исключает деформации подложек при нагревании в процессе работы. Латунь является сплавом меди и цинка. Ее плотность близка к плотности меди, а теплопроводность выше, чем у алюминия. Герметичное соединение крышки и корпуса производится сваркой или пайкой. Так для единичного производства вполне пригодной является пайка, что обеспечивает легкость ремонтных работ. При этом герметизация корпуса производится пайкой крышки по контуру с введением стальной луженой проволоки.

Коробчатые (чашечные) корпуса. Общий вид корпуса изображен на рис. 4.53, где 1 — корпус, 2 — переход высокочастотный, 3 — плата, 4 — резиновая прокладка, 5 — крышка, 6 — трубка (для заполнения инертным газом), 7 — низкочастотный вывод, 8 — проволока. Корпус часто используется в экспериментальных устройствах, так как его легко изготовить фрезерованием, а наличие боковых стенок позволяет располагать на них коаксиальные переходы фланцевой и соосной конструкций. При серийном изготовлении можно использовать литье, штамповку, прессование из пластмассы и металлизацию гальванопластическим или химико-гальваническим способом. Плата в корпусе крепится либо механическим прижимом ее ко дну корпуса с помощью винтов или других элементов (например, верхней крышки при сборке конструкции на СПЛ), либо припайкой металлизированной экранированной стороны платы к дну корпуса непосредственно или через компенсирующие прокладки из металлической сетки, чтобы снизить напряжения, возникающие из-за разности К.ТЛР).

Герметизация корпуса производится пайкой по контуру крышки и переходов, заливкой щелей компаундами. При использовании пайки (рис.

4.54) предпочтительно выполнять шов с закладкой проволоки (/), что обеспечивает возможность вскрытия корпуса при ремонте, и использовать резиновую прокладку (2), препятствующую попаданию припоя и флюса внутрь корпуса.

Недостатки корпуса: сложность размещения навесных компонентов на экранной стороне платы, сложность припайки платы ко дну корпуса и соответственно смены платы при ремонте.

Рамочные корпуса. Эти корпуса (рис. 4.55) в основном используются в узлах на НПЛ, СПЛ с воздушным заполнением, копланарных и щелевых линиях. Конструкция позволяет осуществить одно- (рис. 4.55, а) и двухъярусное расположение плат. На стенках корпуса удобно располагать фланцевые и вставные коаксиальные переходы, обозначения на рис. 4.55, а:



Pages:     || 2 | 3 |
 

Похожие работы:

«М.А. Жукова МЕНЕДЖМЕНТ В ТУРИСТСКОМ БИЗНЕСЕ Допущено Советом Учебно методического объединения вузов России по образованию в области менеджмента в качестве учебного пособия по дисциплине Менеджмент туризма специализации Гостиничный и туристический бизнес специальности Менеджмент организации Третье издание, переработанное и дополненное МОСКВА 2010 УДК 379.85(075.8) ББК 65.433я73 Ж86 Рецензенты: Р.М. Качалов, заведующий лабораторией ЦЭМИ РАН, д р экон. наук, проф., И.А. Рябова, ректор Московской...»

«УДК 004:001.8(075) ББК 32.973+20я73 И74 Электронный учебно-методический комплекс по дисциплине Информационнокоммуникационные технологии в естественнонаучных исследованиях подготовлен в рамках реализации Программы развития федерального государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования Сибирский федеральный университет (СФУ) на 2007–2010 гг. Рецензенты: Красноярский краевой фонд науки; Экспертная комиссия СФУ по подготовке учебно-методических комплексов дисциплин...»

«МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ УЧРЕЖДЕНИЕ ОБРАЗОВАНИЯ ВИТЕБСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ РЕКОМЕНДОВАНО УТВЕРЖДАЮ редакционно-издательским Первый проректор УО ВГТУ Советом УО ВГТУ _ В.В.ПЯТОВ _И.А.МОСКАЛЕВ _2003 г. _2003 г. ПРОГРАММА ТРЕТЬЕЙ И ЧЕТВЕРТОЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРАКТИК для студентов специальности Т 17.02.00 Технология тканей, трикотажа и нетканых материалов, специализации Т 17.02.03 Художественное проектирование текстильных полотен Витебск, УДК 677....»

«МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПЕЧАТИ Е. В. Никульчев ИДЕНТИФИКАЦИЯ ДИНАМИЧЕСКИХ СИСТЕМ НА ОСНОВЕ СИММЕТРИЙ РЕКОНСТРУИРОВАННЫХ АТТРАКТОРОВ Учебное пособие Москва 2010 1 УДК 519.711.3 ББК 22.18 Н 65 Рецензенты: А. И. Дивеев, д. т. н., профессор (Вычислительный центр РАН); Е. Е. Ковшов, д. т. н., профессор (МГТУ СТАНКИН). Н 65 Никульчев Е. В. Идентификация динамических систем на основе симметрий реконструированных аттракторов : учеб....»

«Литература     1. Учебники и учебные пособия:   Азаров Я. И. Теория государства и права. Конспекты лек­ций и методические указания. М., 1998. Актуальные проблемы теории права. Курс лекций /Под ред. К, Б. Толкачева и А. Г. Хабибулина. Уфа. 1995. Алексеев С. С. Общая теория права: Курс в 2-х томах. М., 1981, 1982. Венгеров А. Б. Теория государства и права. Ч. 2. Теория права. Т. 1, 2. М., 1996. Гойман-Червонюк В. И. Очерк теории государства и права. М., 199G. Жеругов Р. Т. Теория государства и...»

«Шатилова пл 9, тир 300 4 курса факультета Медико-профилактическое дело. Н.А. Бурова, Ю.А. Шатилова пл 5, тир 300 Методические рекомендации для преподавателей по акушерству и 2016 гинекологии для студентов 4 курса педиатрического факультета. А.Е. Мирошников, М.С. Селихова пл 1,2, тир 300 Курс лекций по акушерству и гинекологии для студентов 3 курса стоматологического факультета О.А.Ярыгин, М.В. Андреева пл 9, тир Осложненная перименопауза в вопросах Учебно-методическое пособие для...»

«С. С. Зарубин, М. А. Калинин Формирование практических умений и навыков в клинической интернатуре по оториноларингологии Учебное пособие Архангельск, 2010 г. СОДЕРЖАНИЕ 1. ВВЕДЕНИЕ 5 2. ОБЩАЯ СЕМИОТИКА ПАТОЛОГИИ ЛОР-ОРГАНОВ 8 3. ИСТОЧНИКИ ОСВЕЩЕНИЯ И ОСНОВНОЙ ИНСТРУМЕНТАРИЙ 11 3.1. ПОЛЬЗОВАНИЕ ЛОБНЫМ РЕФЛЕКТОРОМ 12 4. МЕТОДИКА ОБСЛЕДОВАНИЯ ЛОР ОРГАНОВ 13 4.1. МЕТОДИКА ОБСЛЕДОВАНИЯ НОСА И ОКОЛОНОСОВЫХ ПАЗУХ 13 4.2. МЕТОДИКА ОБСЛЕДОВАНИЯ ГЛОТКИ 16 4.3. МЕТОДИКА ОБСЛЕДОВАНИЯ ГОРТАНИ 4.5. МЕТОДИКА...»

«Kim Fleischer Michaelsen Кормление и питание грудных детей и детей раннего возраста Lawrence Weaver Francesco Branca Aileen Robertson Кормление и питание грудных детей и детей unicef раннего возраста Методические рекомендации для Европейского региона ВОЗ с особым акцентом на республики бывшего Советского Союза Региональные публикации ВОЗ, Европейская серия, 87 № Всемирная организация здравоохранения была создана в 1948 г. в качестве специализированного учреждения Организации Объединенных Наций,...»

«СРЕДНЕЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ Л.С. ФРОЛЬКИС Рекомендовано ГОУ ВПО Московская академия имени И.М. Сеченова в качестве учебного пособия для студентов учреждений среднего профессионального образования, обучающихся по специальности 060102 Акушерское дело УДК 618(075.32) ББК 51.16я723 Ф91 Рецензенты: М.В. Дзигуа, заведующая ОПК, преподаватель акушерства и гинекологии высшей квалификационной категории, председатель городской ЦК по акушерству и гинекологии, О.В. Конышева, врач акушергинеколог...»

«РЯЗАНСКОЕ ВЫСШЕЕ ВОЗДУШНО - ДЕСАНТНОЕ КОМАНДНОЕ ДВАЖДЫ КРАСНОЗНАМЕННОЕ УЧИЛИЩЕ имени генерала армии В. Ф. МАРГЕЛОВА _ Кафедра тактики Подполковник АПТРЕЙКИН С.Н УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ “ОСОБЕННОСТИ ВЕДЕНИЯ БОЕВЫХ ДЕЙСТВИЙ СОВЕТСКИХ ВОЙСК В ГОРНО-ПУСТЫННОЙ МЕСТНОСТИ” (по опыту боевого применения подразделений воздушно-десантных войск в республике Афганистан) г.Рязань _ 1998 г. 2 В основу пособия положен личный боевой опыт офицеров, проходивших службу в различные годы в составе ограниченного контингента...»




 
© 2013 www.dis.konflib.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.