eng
Выпуск #5/2024
К. Джуринский
ОСОБЕННОСТИ КОНСТРУИРОВАНИЯ И ТЕХНОЛОГИИ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СОЕДИНИТЕЛЕЙ ММ-ДИАПАЗОНА ДЛИН ВОЛН
ОСОБЕННОСТИ КОНСТРУИРОВАНИЯ И ТЕХНОЛОГИИ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СОЕДИНИТЕЛЕЙ ММ-ДИАПАЗОНА ДЛИН ВОЛН
Просмотры: 348
DOI: 10.22184/1992-4178.2024.236.5.80.84
Приведены основные параметры соединителей мм-диапазона длин волн с верхней частотой применения от 34 до 145 ГГц, выпускаемых компаниями США, Европы и Юго-Восточной Азии.
Приведены основные параметры соединителей мм-диапазона длин волн с верхней частотой применения от 34 до 145 ГГц, выпускаемых компаниями США, Европы и Юго-Восточной Азии.
Теги: coaxial line mm-range connectors tightness герметичность коаксиальная линия соединители мм-диапазона
Особенности конструирования
и технологии изготовления соединителей мм-диапазона длин волн
К. Джуринский, к.т.н.
Приведены основные параметры соединителей мм-диапазона длин волн (далее – мм-диапазона) с верхней частотой применения от 34 до 145 ГГц, выпускаемых компаниями США, Европы и Юго-Восточной Азии. Проанализированы проблемы конструирования соединителей мм-диапазона: точность размеров коаксиальной линии соединителей, материалы и технология изготовления опорной диэлектрической шайбы и герметичных металлостеклянных СВЧ-вводов мм-диапазона.
Соединители мм-диапазона
К настоящему времени за рубежом разработаны радио-частотные соединители более 55 серий. Соединители мм-диапазона занимают около 20% от этого количества. Созданы 10 серий соединителей мм-диапазона (в скобках приведена верхняя частота их применения в ГГц):
0.8 mm (145), 1.0 mm (110), SMPS (100), 1.35 mm (90),
1.85 mm (65), Mini SMP (65), 2.4 mm (50), 2.9 mm (40), SMP (40)
и 3.5 mm (34).
Среди них семь серий прецизионных резьбовых соединителей и три серии защелкиваемых соединителей: SMP, Mini SMP и SMPS.
Соединители мм-диапазона выпускают большое число компаний США, Европы и Юго-Восточной Азии. Наиболее сложные соединители 1.0 mm в настоящее время производят более 15 компаний: SV Microwave/Amphenol, Pasternack Enterprises, Signal Microwave (США), Spinner, Rosenberger (Германия), Radiall (Франция), две тайваньские компании Bo-Jiang и Frontlynk, южнокорейская компания Withwave, две малоизвестные у нас компании
Китая: Mechanc и Talent Microwave и др.
В табл. 1 приведены обобщенные значения их параметров по данным data sheet ряда зарубежных компаний: Rosenberger, Signal Microwave, Spinner, SV Microwave/Amphenol и др. [1, 2].
Основные проблемы создания соединителей мм-диапазона
Теоретическая предельная частота, fпред., при которой в коаксиальной линии соединителя с внутренним диаметром наружного проводника D, диаметром центрального проводника d и диэлектрической проницаемостью изолятора ε еще не возникают нежелательные волны высшего типа, равна [1]: .
Поэтому для повышения предельной частоты соединителей мм-диапазона необходимо было уменьшить размеры коаксиальной линии и от коаксиальной линии, заполненной твердым диэлектриком (обычно фторопластом), перейти на воздушную линию.
С ростом предельной частоты воздушная коаксиальная линия соединителей 3.5 mm, 2.9 mm, 2.4 mm, 1.85 mm, 1.35 mm, 1.0 mm и 0.8 mm становилась все меньше и меньше,
а задача закрепления в ней внутреннего проводника все сложнее и сложнее. Возникла необходимость решить ряд проблем.
Точность размеров коаксиальной линии соединителей
С ростом частоты допуски на размеры наружного и внутреннего проводников коаксиальной линии уменьшаются до 5–7 мкм (табл. 2) [1].
Для прецизионных соединителей мм-диапазона возрастают требования и к чистоте поверхности проводников коаксиальной линии. Соединители мм-диапазона должны иметь микроскопически гладкие поверхности коаксиальной линии с высотой микронеровностей по 7–8 классам чистоты.
Требования к точности размеров и чистоте поверхности в полной мере относятся также и к соединителям SMP, Mini SMP и SMPS.
Опорная диэлектрическая шайба
Для закрепления внутреннего проводника воздушной коаксиальной линии соединителей мм-диапазона были созданы опорные диэлектрические шайбы [3]. В опорной шайбе закрепляют внутренний проводник концентрично наружному проводнику, а саму шайбу фиксируют в корпусе соединителя.
Опорная шайба является неоднородностью и вносит рассогласование в коаксиальную линию соединителя, так как снижает возможность распространения в ней без отражения и потерь основной T-волны. В результате этого ухудшаются электрические параметры соединителя и снижается его предельная частота. Чтобы получить приемлемые параметры соединителя, необходимо компенсировать изменение геометрии его коаксиальной линии. Для расчета оптимальной конструкции диэлектрической шайбы используют программы 3D-моделирования и расчета СВЧ-структур, такие как ANSYS® HFSS™ и CST Microwave Studio®.
С ростом частоты возрастают КСВН и потери соединителей, а их опорные шайбы становятся все более миниатюрными. Выбор материала опорной диэлектрической шайбы определяется электрическими параметрами соединителя (рабочий диапазон частот, КСВН, вносимые потери) и технологией закрепления в ней внутреннего проводника коаксиальной линии соединителя. Кроме того, материал опорной шайбы должен быть формоустойчивым и обеспечивать длительную стабильность ее размеров.
Для изготовления опорной шайбы применяют следующие полимеры: Kel-F81, Teflon, Ultem 1000, PEEK, Kapton, Noryl EN265, Rexolite 1422 [3]. В зарубежных и отечественных мм-соединителях наиболее широко применяют Ultem 1000 – аморфный термопластичный полимер, имеющий высокие механическую прочность (близкую к прочности металлов и керамических материалов), термостойкость, химическую и радиационную стойкость. Он сохраняет свои механические свойства при температуре до 170 °C. Детали, изготовленные из Ultem 1000, отличаются длительной стабильностью размеров [2, 3].
Диэлектрические свойства Ultem 1000 лишь незначительно изменяются в широком диапазоне температур: –65…200 °С и частот: 1–100 ГГц. Опорные шайбы из Ultem 1000 и других полимеров изготавливают механической обработкой на автоматизированных обрабатывающих центрах.
По нашему мнению, перспективным материалом опорных шайб является PEEK – термопластичный полимер с частично кристаллической структурой, в котором удачно сочетаются малый вес, высокие механические свойства, приближающиеся к свойствам металлов, химическая и радиационная стойкости, стабильность размеров и приемлемые диэлектрические свойства при температурах до 260 °С [3]. PEEK имеет наилучшие среди всех термопластичных полимеров стабильность размеров и радиационную стойкость к гамма- и рентгеновскому излучениям. Изделия из PEEK изготавливают механической обработкой, плавлением в прессформах, экструзией, а также 3D-печатью.
Полимер PEEK благодаря удачному сочетанию физических и технологических свойств оказался востребованным в мм-соединителях Rosenberger, Radiall и некоторых других компаний [4]. В нашей стране АО «Соединитель» (г. Миасс) при разработке кабельных соединителей с предельной частотой 40 ГГц была создана оригинальная технология точного литья опорной шайбы из полимера PEEK совместно с установленным в ней внутренним проводником коаксиальной линии [4].
Важнейшее значение при сопряжении соединителей мм-диапазона вилки и розетки имеет правильная концентричность проводников их коаксиальных линий [5]. Концентричность показывает, насколько сбалансированными и центрированными являются вилка и розетка. В идеале, концентричность должна составлять 100%. Без достаточной концентричности правильное сопряжение невозможно, а повреждение соединителей неизбежно. Поэтому необходим постоянный контроль концентричности.
Герметичность соединителей мм-диапазона
Требование герметичности предъявляют только к составным коаксиально-микрополосковым переходам, СВЧ-вводам и выводам энергии. Степень герметичности характеризуется величиной скорости натекания гелия через соединитель. Скорость натекания отечественных и зарубежных герметичных радиокомпонентов для микроэлектроники СВЧ должна быть не более 1,3.10–11м3 ∙ Па/с (1,3.10–8сс/s за рубежом). Это самый высокий уровень герметичности – вакуумная плотность. Контроль герметичности осуществляют масс-спектрометрическим способом при помощи гелиевого течеискателя.
Герметичные СВЧ-вводы применяют в составных соединителях (field replaceable connectors – соединители, заменяемые в полевых условиях). Составные соединители мм-диапазона представляют собой сочетание миниатюрного СВЧ-ввода и собственно соединителя, часто называемого «СВЧ-разъемом», с цанговым соединением между ними (рис. 1) [1, 2].
Волновое сопротивление стандартных СВЧ-вводов принято равным (50±2) Ом, прецизионных вводов – (50±1) Ом [1]. Погрешности величин КСВН и волнового сопротивления зависят от ряда факторов: допусков на диаметры проводников, эксцентриситета их взаимного расположения, зазоров между проводниками и изолятором, шероховатости поверхностей проводников, изменения величины диэлектрической проницаемости стекла, формы свободных поверхностей стеклянного изолятора [9–11].
Чем меньше геометрические размеры СВЧ-ввода и, следовательно, чем выше его предельная частота, тем более жесткими должны быть требования к точности его изготовления. При этом большее внимание следует уделять точности изготовления центрального проводника ввода. Так, например, в составных соединителях 1.0 mm диаметр центрального проводника СВЧ-ввода равен всего 0,15 мм или 150 мкм, что только в два-три раза больше диаметра человеческого волоса. Для таких размеров допуск составляет относительно большой процент от самого размера проводника.
Влиянием эксцентриситета на волновое сопротивление СВЧ-ввода, применяемого в качестве самостоятельного элемента, можно пренебречь. Однако если ввод используется в составном соединителе, эксцентриситет приводит к появлению отражений из-за неточности
совмещения с «СВЧ-разъемом».
Величина и форма менисков стекла на торцевых поверхностях ввода также влияют на параметры СВЧ-ввода. В отличие от низкочастотных вводов, в СВЧ-вводах торцевая поверхность стекла должна быть плоской и не иметь формы мениска. Стекло не должно выступать за пределы наружного проводника ввода.
Шероховатость поверхности проводников влияет на их поверхностное сопротивление (из-за удлинения пути токов).
Волновое сопротивление зависит также от величины диэлектрической проницаемости стеклянного изолятора. Причинами изменения диэлектрической проницаемости являются ее частотная зависимость, колебание химического состава стекла разных партий, наличие в стекле неоднородностей и газовых пузырей. Такие пузыри в монолитном стекле возникают в процессе его пайки с металлом при наличии загрязнений и при перегреве.
В качестве материала диэлектрика СВЧ-вводов применяют также спеченное порошковое стекло, особенностью которого является закрытая пористость. Из-за этого диэлектрическая проницаемость порошкового стекла меньше, чем у монолитного стекла такого же состава,
и существенно зависит от величины пористости. Изоляторы из порошкового стекла имеют более высокую термостойкость и выдерживают большие механические напряжения. Однако, в отличие от прозрачного монолитного стекла, при применении непрозрачного порошкового стекла пропадает возможность контроля в стекле внутренних дефектов и напряжений оптическими способами, что важно для изделий повышенной надежности.
Величина КСВН зависит также от способа применения СВЧ-ввода: правильности его установки в корпус изделия и соединения с микрополосковой линией. Основной способ установки СВЧ-вводов в корпуса изделий – низкотемпературная пайка эвтектическими припоями олово-свинец, олово-золото. Необходимо, чтобы ввод был установлен заподлицо с поверхностью корпуса изделия и не выступал за нее. Состав покрытия корпуса в месте установки, а также размеры компенсационной ступеньки определяет сам потребитель.
Герметичные СВЧ-вводы являются широко востребованными компонентами элементной базы микроэлектроники СВЧ.
***
В настоящее время многие зарубежные компании освоили производство соединителей 1.0 mm с верхней частотой применения 110 ГГц, и несколько компаний уже начали выпускать соединители 0.8 mm с верхней частотой применения 145 ГГц.
В нашей стране предприятия «Микран» и «Таир» (г. Томск) в последние годы разработали соединители 2.4 mm (предельная частота 50 ГГц) и 1.85 mm (предельная частота 65 ГГц). Уверенно наращивает производство соединителей мм-диапазона АО «Завод Атлант» (г. Изобильный), в номенклатуре продукции которого появились розетки кабельные и вилки приборные Mini SMP и резьбовые соединители c предельной частотой 65 ГГц – аналоги соединителей компании Rosenberger.
Пока это еще единичные соединители, составляющие малую часть номенклатуры зарубежных аналогов. К тому же отечественные соединители, по-видимому, выполнены
с использованием зарубежного полимера Ultem 1000 для изготовления опорных диэлектрических шайб и стекла Corning 7070 с низкой диэлектрической проницаемостью для изготовления СВЧ-вводов.
В ближайшее время предстоит еще решить немало проблем, чтобы создать в стране серийное производство соединителей мм-диапазона.
ЛИТЕРАТУРА
Джуринский К.Б. Современные радиочастотные соединители и помехоподавляющие фильтры // Под ред. д.т.н. Борисова А.А. СПб: Изд-во ЗАО «Медиа Группа Файнстрит», 2014. 428 с.
Джуринский К., Павлов С., Морозов О. Отечественные радиочастотные соединители мм-диапазона длин волн // ЭЛЕКТРОНИКА: Наука, Технология, Бизнес. 2019. № 3. С. 154–168.
Кищинский А.А., Джуринский К.Б. Твердотельные усилители СВЧ диапазона. Новые радиочастотные соединители. М.: ООО «Ваш Формат», 2022. 432 с.
Джуринский К.Б. Радиочастотные соединители, адаптеры и кабельные сборки. М.: ООО «Ваш Формат», 2018. 400 с.
Джуринский К. Современная отечественная база коаксиальных радиокомпонентов для модулей и блоков СВЧ // ЭЛЕКТРОНИКА: Наука, Технология, Бизнес. 2023. № 7. С. 122–131.
Tumbaga C., Anritsu Co. Connectors with a diameter of 0.8 mm allow for coaxial measurements in the D-Band Coaxial Measurements. Reprinted with permission of Microwave Journal® from the March 2019 issue.
Андросов А., Джуринский К. Герметичные СВЧ-вводы для микроэлектроники. Зарубежная и отечественная продукция // ЭЛЕКТРОНИКА: Наука, Технология, Бизнес. 2013. № 6. С. 64–72.
Андросов А. Джуринский К. Герметичные СВЧ-вводы для микроэлектроники. Электрические параметры и методика их измерения // ЭЛЕКТРОНИКА: Наука, Технология, Бизнес. 2013. № 5. С. 84–90.
и технологии изготовления соединителей мм-диапазона длин волн
К. Джуринский, к.т.н.
Приведены основные параметры соединителей мм-диапазона длин волн (далее – мм-диапазона) с верхней частотой применения от 34 до 145 ГГц, выпускаемых компаниями США, Европы и Юго-Восточной Азии. Проанализированы проблемы конструирования соединителей мм-диапазона: точность размеров коаксиальной линии соединителей, материалы и технология изготовления опорной диэлектрической шайбы и герметичных металлостеклянных СВЧ-вводов мм-диапазона.
Соединители мм-диапазона
К настоящему времени за рубежом разработаны радио-частотные соединители более 55 серий. Соединители мм-диапазона занимают около 20% от этого количества. Созданы 10 серий соединителей мм-диапазона (в скобках приведена верхняя частота их применения в ГГц):
0.8 mm (145), 1.0 mm (110), SMPS (100), 1.35 mm (90),
1.85 mm (65), Mini SMP (65), 2.4 mm (50), 2.9 mm (40), SMP (40)
и 3.5 mm (34).
Среди них семь серий прецизионных резьбовых соединителей и три серии защелкиваемых соединителей: SMP, Mini SMP и SMPS.
Соединители мм-диапазона выпускают большое число компаний США, Европы и Юго-Восточной Азии. Наиболее сложные соединители 1.0 mm в настоящее время производят более 15 компаний: SV Microwave/Amphenol, Pasternack Enterprises, Signal Microwave (США), Spinner, Rosenberger (Германия), Radiall (Франция), две тайваньские компании Bo-Jiang и Frontlynk, южнокорейская компания Withwave, две малоизвестные у нас компании
Китая: Mechanc и Talent Microwave и др.
В табл. 1 приведены обобщенные значения их параметров по данным data sheet ряда зарубежных компаний: Rosenberger, Signal Microwave, Spinner, SV Microwave/Amphenol и др. [1, 2].
Основные проблемы создания соединителей мм-диапазона
Теоретическая предельная частота, fпред., при которой в коаксиальной линии соединителя с внутренним диаметром наружного проводника D, диаметром центрального проводника d и диэлектрической проницаемостью изолятора ε еще не возникают нежелательные волны высшего типа, равна [1]: .
Поэтому для повышения предельной частоты соединителей мм-диапазона необходимо было уменьшить размеры коаксиальной линии и от коаксиальной линии, заполненной твердым диэлектриком (обычно фторопластом), перейти на воздушную линию.
С ростом предельной частоты воздушная коаксиальная линия соединителей 3.5 mm, 2.9 mm, 2.4 mm, 1.85 mm, 1.35 mm, 1.0 mm и 0.8 mm становилась все меньше и меньше,
а задача закрепления в ней внутреннего проводника все сложнее и сложнее. Возникла необходимость решить ряд проблем.
Точность размеров коаксиальной линии соединителей
С ростом частоты допуски на размеры наружного и внутреннего проводников коаксиальной линии уменьшаются до 5–7 мкм (табл. 2) [1].
Для прецизионных соединителей мм-диапазона возрастают требования и к чистоте поверхности проводников коаксиальной линии. Соединители мм-диапазона должны иметь микроскопически гладкие поверхности коаксиальной линии с высотой микронеровностей по 7–8 классам чистоты.
Требования к точности размеров и чистоте поверхности в полной мере относятся также и к соединителям SMP, Mini SMP и SMPS.
Опорная диэлектрическая шайба
Для закрепления внутреннего проводника воздушной коаксиальной линии соединителей мм-диапазона были созданы опорные диэлектрические шайбы [3]. В опорной шайбе закрепляют внутренний проводник концентрично наружному проводнику, а саму шайбу фиксируют в корпусе соединителя.
Опорная шайба является неоднородностью и вносит рассогласование в коаксиальную линию соединителя, так как снижает возможность распространения в ней без отражения и потерь основной T-волны. В результате этого ухудшаются электрические параметры соединителя и снижается его предельная частота. Чтобы получить приемлемые параметры соединителя, необходимо компенсировать изменение геометрии его коаксиальной линии. Для расчета оптимальной конструкции диэлектрической шайбы используют программы 3D-моделирования и расчета СВЧ-структур, такие как ANSYS® HFSS™ и CST Microwave Studio®.
С ростом частоты возрастают КСВН и потери соединителей, а их опорные шайбы становятся все более миниатюрными. Выбор материала опорной диэлектрической шайбы определяется электрическими параметрами соединителя (рабочий диапазон частот, КСВН, вносимые потери) и технологией закрепления в ней внутреннего проводника коаксиальной линии соединителя. Кроме того, материал опорной шайбы должен быть формоустойчивым и обеспечивать длительную стабильность ее размеров.
Для изготовления опорной шайбы применяют следующие полимеры: Kel-F81, Teflon, Ultem 1000, PEEK, Kapton, Noryl EN265, Rexolite 1422 [3]. В зарубежных и отечественных мм-соединителях наиболее широко применяют Ultem 1000 – аморфный термопластичный полимер, имеющий высокие механическую прочность (близкую к прочности металлов и керамических материалов), термостойкость, химическую и радиационную стойкость. Он сохраняет свои механические свойства при температуре до 170 °C. Детали, изготовленные из Ultem 1000, отличаются длительной стабильностью размеров [2, 3].
Диэлектрические свойства Ultem 1000 лишь незначительно изменяются в широком диапазоне температур: –65…200 °С и частот: 1–100 ГГц. Опорные шайбы из Ultem 1000 и других полимеров изготавливают механической обработкой на автоматизированных обрабатывающих центрах.
По нашему мнению, перспективным материалом опорных шайб является PEEK – термопластичный полимер с частично кристаллической структурой, в котором удачно сочетаются малый вес, высокие механические свойства, приближающиеся к свойствам металлов, химическая и радиационная стойкости, стабильность размеров и приемлемые диэлектрические свойства при температурах до 260 °С [3]. PEEK имеет наилучшие среди всех термопластичных полимеров стабильность размеров и радиационную стойкость к гамма- и рентгеновскому излучениям. Изделия из PEEK изготавливают механической обработкой, плавлением в прессформах, экструзией, а также 3D-печатью.
Полимер PEEK благодаря удачному сочетанию физических и технологических свойств оказался востребованным в мм-соединителях Rosenberger, Radiall и некоторых других компаний [4]. В нашей стране АО «Соединитель» (г. Миасс) при разработке кабельных соединителей с предельной частотой 40 ГГц была создана оригинальная технология точного литья опорной шайбы из полимера PEEK совместно с установленным в ней внутренним проводником коаксиальной линии [4].
Важнейшее значение при сопряжении соединителей мм-диапазона вилки и розетки имеет правильная концентричность проводников их коаксиальных линий [5]. Концентричность показывает, насколько сбалансированными и центрированными являются вилка и розетка. В идеале, концентричность должна составлять 100%. Без достаточной концентричности правильное сопряжение невозможно, а повреждение соединителей неизбежно. Поэтому необходим постоянный контроль концентричности.
Герметичность соединителей мм-диапазона
Требование герметичности предъявляют только к составным коаксиально-микрополосковым переходам, СВЧ-вводам и выводам энергии. Степень герметичности характеризуется величиной скорости натекания гелия через соединитель. Скорость натекания отечественных и зарубежных герметичных радиокомпонентов для микроэлектроники СВЧ должна быть не более 1,3.10–11м3 ∙ Па/с (1,3.10–8сс/s за рубежом). Это самый высокий уровень герметичности – вакуумная плотность. Контроль герметичности осуществляют масс-спектрометрическим способом при помощи гелиевого течеискателя.
Герметичные СВЧ-вводы применяют в составных соединителях (field replaceable connectors – соединители, заменяемые в полевых условиях). Составные соединители мм-диапазона представляют собой сочетание миниатюрного СВЧ-ввода и собственно соединителя, часто называемого «СВЧ-разъемом», с цанговым соединением между ними (рис. 1) [1, 2].
Волновое сопротивление стандартных СВЧ-вводов принято равным (50±2) Ом, прецизионных вводов – (50±1) Ом [1]. Погрешности величин КСВН и волнового сопротивления зависят от ряда факторов: допусков на диаметры проводников, эксцентриситета их взаимного расположения, зазоров между проводниками и изолятором, шероховатости поверхностей проводников, изменения величины диэлектрической проницаемости стекла, формы свободных поверхностей стеклянного изолятора [9–11].
Чем меньше геометрические размеры СВЧ-ввода и, следовательно, чем выше его предельная частота, тем более жесткими должны быть требования к точности его изготовления. При этом большее внимание следует уделять точности изготовления центрального проводника ввода. Так, например, в составных соединителях 1.0 mm диаметр центрального проводника СВЧ-ввода равен всего 0,15 мм или 150 мкм, что только в два-три раза больше диаметра человеческого волоса. Для таких размеров допуск составляет относительно большой процент от самого размера проводника.
Влиянием эксцентриситета на волновое сопротивление СВЧ-ввода, применяемого в качестве самостоятельного элемента, можно пренебречь. Однако если ввод используется в составном соединителе, эксцентриситет приводит к появлению отражений из-за неточности
совмещения с «СВЧ-разъемом».
Величина и форма менисков стекла на торцевых поверхностях ввода также влияют на параметры СВЧ-ввода. В отличие от низкочастотных вводов, в СВЧ-вводах торцевая поверхность стекла должна быть плоской и не иметь формы мениска. Стекло не должно выступать за пределы наружного проводника ввода.
Шероховатость поверхности проводников влияет на их поверхностное сопротивление (из-за удлинения пути токов).
Волновое сопротивление зависит также от величины диэлектрической проницаемости стеклянного изолятора. Причинами изменения диэлектрической проницаемости являются ее частотная зависимость, колебание химического состава стекла разных партий, наличие в стекле неоднородностей и газовых пузырей. Такие пузыри в монолитном стекле возникают в процессе его пайки с металлом при наличии загрязнений и при перегреве.
В качестве материала диэлектрика СВЧ-вводов применяют также спеченное порошковое стекло, особенностью которого является закрытая пористость. Из-за этого диэлектрическая проницаемость порошкового стекла меньше, чем у монолитного стекла такого же состава,
и существенно зависит от величины пористости. Изоляторы из порошкового стекла имеют более высокую термостойкость и выдерживают большие механические напряжения. Однако, в отличие от прозрачного монолитного стекла, при применении непрозрачного порошкового стекла пропадает возможность контроля в стекле внутренних дефектов и напряжений оптическими способами, что важно для изделий повышенной надежности.
Величина КСВН зависит также от способа применения СВЧ-ввода: правильности его установки в корпус изделия и соединения с микрополосковой линией. Основной способ установки СВЧ-вводов в корпуса изделий – низкотемпературная пайка эвтектическими припоями олово-свинец, олово-золото. Необходимо, чтобы ввод был установлен заподлицо с поверхностью корпуса изделия и не выступал за нее. Состав покрытия корпуса в месте установки, а также размеры компенсационной ступеньки определяет сам потребитель.
Герметичные СВЧ-вводы являются широко востребованными компонентами элементной базы микроэлектроники СВЧ.
***
В настоящее время многие зарубежные компании освоили производство соединителей 1.0 mm с верхней частотой применения 110 ГГц, и несколько компаний уже начали выпускать соединители 0.8 mm с верхней частотой применения 145 ГГц.
В нашей стране предприятия «Микран» и «Таир» (г. Томск) в последние годы разработали соединители 2.4 mm (предельная частота 50 ГГц) и 1.85 mm (предельная частота 65 ГГц). Уверенно наращивает производство соединителей мм-диапазона АО «Завод Атлант» (г. Изобильный), в номенклатуре продукции которого появились розетки кабельные и вилки приборные Mini SMP и резьбовые соединители c предельной частотой 65 ГГц – аналоги соединителей компании Rosenberger.
Пока это еще единичные соединители, составляющие малую часть номенклатуры зарубежных аналогов. К тому же отечественные соединители, по-видимому, выполнены
с использованием зарубежного полимера Ultem 1000 для изготовления опорных диэлектрических шайб и стекла Corning 7070 с низкой диэлектрической проницаемостью для изготовления СВЧ-вводов.
В ближайшее время предстоит еще решить немало проблем, чтобы создать в стране серийное производство соединителей мм-диапазона.
ЛИТЕРАТУРА
Джуринский К.Б. Современные радиочастотные соединители и помехоподавляющие фильтры // Под ред. д.т.н. Борисова А.А. СПб: Изд-во ЗАО «Медиа Группа Файнстрит», 2014. 428 с.
Джуринский К., Павлов С., Морозов О. Отечественные радиочастотные соединители мм-диапазона длин волн // ЭЛЕКТРОНИКА: Наука, Технология, Бизнес. 2019. № 3. С. 154–168.
Кищинский А.А., Джуринский К.Б. Твердотельные усилители СВЧ диапазона. Новые радиочастотные соединители. М.: ООО «Ваш Формат», 2022. 432 с.
Джуринский К.Б. Радиочастотные соединители, адаптеры и кабельные сборки. М.: ООО «Ваш Формат», 2018. 400 с.
Джуринский К. Современная отечественная база коаксиальных радиокомпонентов для модулей и блоков СВЧ // ЭЛЕКТРОНИКА: Наука, Технология, Бизнес. 2023. № 7. С. 122–131.
Tumbaga C., Anritsu Co. Connectors with a diameter of 0.8 mm allow for coaxial measurements in the D-Band Coaxial Measurements. Reprinted with permission of Microwave Journal® from the March 2019 issue.
Андросов А., Джуринский К. Герметичные СВЧ-вводы для микроэлектроники. Зарубежная и отечественная продукция // ЭЛЕКТРОНИКА: Наука, Технология, Бизнес. 2013. № 6. С. 64–72.
Андросов А. Джуринский К. Герметичные СВЧ-вводы для микроэлектроники. Электрические параметры и методика их измерения // ЭЛЕКТРОНИКА: Наука, Технология, Бизнес. 2013. № 5. С. 84–90.
Отзывы читателей
