大幅提升工作響應(yīng)速度的多通道超導(dǎo)接收前端集成結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利說明】大幅提升工作響應(yīng)速度的多通道超導(dǎo)接收前端集成結(jié)構(gòu)
[0001]
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明涉及低溫超導(dǎo)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種大幅提升工作響應(yīng)速度的多通道小型化超導(dǎo)接收前端集成結(jié)構(gòu)。
[0003]
【背景技術(shù)】
[0004]超導(dǎo)濾波器和低溫低噪聲放大器是超導(dǎo)接收前端的核心器件，由于這些器件需要在-200°C以下才能正常工作，因此，需要采用小型化斯特林制冷機(jī)來提供冷量對(duì)這些器件進(jìn)行冷卻，杜瓦為器件提供真空環(huán)境。
[0005]目前，應(yīng)用于雷達(dá)的小型化超導(dǎo)接收前端多為12路通道及以上，且要求其具有較小的體積。在現(xiàn)有大冷量斯特林制冷機(jī)的基礎(chǔ)上，目前12路通道的小型化超導(dǎo)接收前端從開機(jī)到正常工作的時(shí)間為130分鐘以上，這與戰(zhàn)時(shí)雷達(dá)的快速響應(yīng)能力嚴(yán)重不符。宄其原因在于:現(xiàn)有的多通道小型化超導(dǎo)接收前端包括盒體和低溫微波器件，盒體的盒蓋和底板均采用金屬材料制成。多通道小型化超導(dǎo)接收前端需要冷卻的器件數(shù)量多，封裝器件的盒蓋數(shù)量也就變多，導(dǎo)致熱熔急劇增加，冷卻器件通過盒體底板進(jìn)行熱傳導(dǎo)，而冷卻金屬盒蓋對(duì)超導(dǎo)接收前端的工作性能沒有任何影響，只會(huì)延長(zhǎng)低溫微波器件冷卻的時(shí)間，從而延長(zhǎng)了超導(dǎo)接收前端從開機(jī)到正常工作的響應(yīng)速度。
[0006]因此，為了大幅提高超導(dǎo)接收前端的工作響應(yīng)速度，需要降低超導(dǎo)接收前端盒體盒蓋的導(dǎo)熱率，以降低盒蓋的熱熔，減少斯特林制冷機(jī)冷量的不必要的消耗，提高低溫微波器件的冷卻速度。
[0007]

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的目的在于提供一種大幅提升工作響應(yīng)速度的多通道小型化超導(dǎo)接收前端集成結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)解決了多通道小型化超導(dǎo)接收前端從開機(jī)到正常工作的降溫時(shí)間過長(zhǎng)的難題，能夠有效地提升雷達(dá)的工作響應(yīng)速度。
[0009]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案:
一種大幅提升工作響應(yīng)速度的多通道小型化超導(dǎo)接收前端集成結(jié)構(gòu)，包括位于真空杜瓦中的低溫微波器件、盒體、輸入SMA接頭和輸出SMA接頭。
[0010]所述的低溫微波器件位于盒體內(nèi)，且其輸入、輸入端分別與輸入SMA接頭、輸出SMA接頭相連；
所述的盒體包括盒蓋和底板，所述的盒蓋采用非金屬?gòu)?fù)合材料，所述的底板采用金屬材料。
[0011]進(jìn)一步的，所述的盒蓋包括一體成型的前側(cè)板、頂板和后側(cè)板，所述的前側(cè)板和后側(cè)板結(jié)構(gòu)相同，且對(duì)稱設(shè)置在頂板的前后兩側(cè)；
所述的底板包括一體成型的左側(cè)板、中間底板和右側(cè)板，所述的左側(cè)板和右側(cè)板結(jié)構(gòu)相同，且對(duì)稱設(shè)置在中間底板的左右兩側(cè)。
[0012]進(jìn)一步的，所述的盒蓋內(nèi)壁上設(shè)有金屬鍍層，所述的金屬鍍層為銅層或銅-鎳復(fù)合鍍層；
所述的底板外側(cè)設(shè)有底板金屬鍍層，所述的底板金屬鍍層為金層或銀層。
[0013]進(jìn)一步的，所述的盒蓋所采用的非金屬?gòu)?fù)合材料為環(huán)氧樹脂或聚四氟乙烯；所述的底板所采用的金屬材料為黃銅或鋁。
[0014]進(jìn)一步的，所述的輸入SMA接頭和輸出SMA接頭分別安裝在左側(cè)板和右側(cè)板上。
[0015]進(jìn)一步的，所述的銅層的厚度為0.1-0.2mm;所述的銅-鎳復(fù)合鍍層的厚度為
0.1?0.3mm ；
底板金屬鍍層的厚度為2~3 μπι。
[0016]和現(xiàn)有的超導(dǎo)接收前端集成結(jié)構(gòu)相比，在真空低溫環(huán)境下，本發(fā)明采用的非金屬?gòu)?fù)合材料的盒蓋與金屬材料的底板集成結(jié)構(gòu)，盒蓋材料不僅具有極低的導(dǎo)熱率，且經(jīng)過處理，可達(dá)到與金屬材料同樣的放氣效果，實(shí)現(xiàn)較低的放氣率，還與底板材料之間具有相近的膨脹系數(shù)。本發(fā)明具有熱輻射小、熱熔低等特點(diǎn)，能夠大幅提升多通道小型化超導(dǎo)接收前端的工作響應(yīng)速度，滿足高性能雷達(dá)接收機(jī)的性能要求。
[0017]
【附圖說明】
[0018]圖1是本發(fā)明應(yīng)用在尚頻段時(shí)的結(jié)構(gòu)不意圖；
圖2是本發(fā)明應(yīng)用在低頻段時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3是低溫微波器件盒體盒蓋的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖4是低溫微波器件盒體底板的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]其中:
1、輸入SMA接頭，2、盒蓋，3、盒蓋金屬鍍層，4、低溫微波器件，5、底板，6、冷板，7、金絲，8、左側(cè)板，9、中間底板，10、右側(cè)板，11、輸出SMA接頭，12、前側(cè)板，13、頂板，14、后側(cè)板。
[0020]
【具體實(shí)施方式】
[0021]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說明，本發(fā)明應(yīng)用于真空低溫環(huán)境下，集成在真空杜瓦中:
如圖1和圖2所示的一種大幅提升工作響應(yīng)速度的多通道小型化超導(dǎo)接收前端的集成結(jié)構(gòu)，包括位于真空杜瓦中的低溫微波器件4、盒體、輸入SMA接頭I和輸出SMA接頭11。所述的低溫微波器件4位于盒體內(nèi)，且其輸入、輸入端分別與輸入SMA接頭1、輸出SMA接頭11相連。
[0022]圖1為本發(fā)明應(yīng)用在高頻段的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1所示，在高頻段，由于射頻信號(hào)波長(zhǎng)短，為了避免低溫微波器件間的電磁干擾，每一個(gè)低溫微波器件盒體中只安裝一個(gè)低溫微波器件。對(duì)于高頻段的多通道超導(dǎo)接收前端來說，每個(gè)通道的每個(gè)低溫微波器件都采用單獨(dú)的盒體來封裝。各個(gè)通道的各個(gè)低溫微波器件之間，通過輸入SMA接頭與輸出SMA接頭級(jí)聯(lián)。
[0023]圖2為本發(fā)明應(yīng)用在低頻段的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖2所示，在低頻段，將兩個(gè)通道或三個(gè)通道的多個(gè)低溫微波器件放置在同一個(gè)低溫微波器件盒體中。具體地說，首先將兩個(gè)通道或三個(gè)通道的低溫微波器件4通過銦焊在底板5上，各個(gè)低溫微波器件4之間通過金絲7鍵合實(shí)現(xiàn)電氣連接；然后再將盒蓋2扣在底板5上方，使盒蓋2與底板5接觸連接，并通過螺釘將裝有低溫微波器件4的盒體固定在冷板6上。通過將低溫微波器件銦焊在底板上，有利于對(duì)低溫微波器件的熱傳導(dǎo)。
[0024]如圖1和圖2所示，所述的盒體包括盒蓋2和底板5，所述的盒蓋2采用非金屬?gòu)?fù)合材料，所述的底板5采用金屬材料。所述的盒蓋2所采用的非金屬?gòu)?fù)合材料為環(huán)氧樹脂或聚四氟乙烯；所述的底板5所采用的金屬材料為黃銅或鋁。
[0025]如圖3所示，所述的盒蓋包括一體成型的前側(cè)板12、頂板13和后側(cè)板14，所述的前側(cè)板12和后側(cè)板14結(jié)構(gòu)相同，且對(duì)稱設(shè)置在頂板13的前后兩側(cè)。所述的盒蓋內(nèi)壁上鍍涂金屬鍍層，所述的金屬鍍