大幅提升工作響應速度的多通道超導接收前端集成結構的制作方法
【專利說明】大幅提升工作響應速度的多通道超導接收前端集成結構
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技術領域
[0002]本發明涉及低溫超導技術領域，具體涉及一種大幅提升工作響應速度的多通道小型化超導接收前端集成結構。
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【背景技術】
[0004]超導濾波器和低溫低噪聲放大器是超導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來提供冷量對這些器件進行冷卻，杜瓦為器件提供真空環境。
[0005]目前，應用于雷達的小型化超導接收前端多為12路通道及以上，且要求其具有較小的體積。在現有大冷量斯特林制冷機的基礎上，目前12路通道的小型化超導接收前端從開機到正常工作的時間為130分鐘以上，這與戰時雷達的快速響應能力嚴重不符。宄其原因在于:現有的多通道小型化超導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。多通道小型化超導接收前端需要冷卻的器件數量多，封裝器件的盒蓋數量也就變多，導致熱熔急劇增加，冷卻器件通過盒體底板進行熱傳導，而冷卻金屬盒蓋對超導接收前端的工作性能沒有任何影響，只會延長低溫微波器件冷卻的時間，從而延長了超導接收前端從開機到正常工作的響應速度。
[0006]因此，為了大幅提高超導接收前端的工作響應速度，需要降低超導接收前端盒體盒蓋的導熱率，以降低盒蓋的熱熔，減少斯特林制冷機冷量的不必要的消耗，提高低溫微波器件的冷卻速度。
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【發明內容】
[0008]本發明的目的在于提供一種大幅提升工作響應速度的多通道小型化超導接收前端集成結構，該結構解決了多通道小型化超導接收前端從開機到正常工作的降溫時間過長的難題，能夠有效地提升雷達的工作響應速度。
[0009]為實現上述目的，本發明采用了以下技術方案:
一種大幅提升工作響應速度的多通道小型化超導接收前端集成結構，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，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復合材料，所述的底板采用金屬材料。
[0011]進一步的，所述的盒蓋包括一體成型的前側板、頂板和后側板，所述的前側板和后側板結構相同，且對稱設置在頂板的前后兩側；
所述的底板包括一體成型的左側板、中間底板和右側板，所述的左側板和右側板結構相同，且對稱設置在中間底板的左右兩側。
[0012]進一步的，所述的盒蓋內壁上設有金屬鍍層，所述的金屬鍍層為銅層或銅-鎳復合鍍層；
所述的底板外側設有底板金屬鍍層，所述的底板金屬鍍層為金層或銀層。
[0013]進一步的，所述的盒蓋所采用的非金屬復合材料為環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]進一步的，所述的輸入SMA接頭和輸出SMA接頭分別安裝在左側板和右側板上。
[0015]進一步的，所述的銅層的厚度為0.1-0.2mm;所述的銅-鎳復合鍍層的厚度為
0.1?0.3mm ；
底板金屬鍍層的厚度為2~3 μπι。
[0016]和現有的超導接收前端集成結構相比，在真空低溫環境下，本發明采用的非金屬復合材料的盒蓋與金屬材料的底板集成結構，盒蓋材料不僅具有極低的導熱率，且經過處理，可達到與金屬材料同樣的放氣效果，實現較低的放氣率，還與底板材料之間具有相近的膨脹系數。本發明具有熱輻射小、熱熔低等特點，能夠大幅提升多通道小型化超導接收前端的工作響應速度，滿足高性能雷達接收機的性能要求。
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【附圖說明】
[0018]圖1是本發明應用在尚頻段時的結構不意圖；
圖2是本發明應用在低頻段時的結構示意圖；
圖3是低溫微波器件盒體盒蓋的結構示意圖；
圖4是低溫微波器件盒體底板的結構示意圖。
[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、左側板，9、中間底板，10、右側板，11、輸出SMA接頭，12、前側板，13、頂板，14、后側板。
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【具體實施方式】
[0021]下面結合附圖對本發明做進一步說明，本發明應用于真空低溫環境下，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速度的多通道小型化超導接收前端的集成結構，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，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為本發明應用在高頻段的結構示意圖。如圖1所示，在高頻段，由于射頻信號波長短，為了避免低溫微波器件間的電磁干擾，每一個低溫微波器件盒體中只安裝一個低溫微波器件。對于高頻段的多通道超導接收前端來說，每個通道的每個低溫微波器件都采用單獨的盒體來封裝。各個通道的各個低溫微波器件之間，通過輸入SMA接頭與輸出SMA接頭級聯。
[0023]圖2為本發明應用在低頻段的結構示意圖。如圖2所示，在低頻段，將兩個通道或三個通道的多個低溫微波器件放置在同一個低溫微波器件盒體中。具體地說，首先將兩個通道或三個通道的低溫微波器件4通過銦焊在底板5上，各個低溫微波器件4之間通過金絲7鍵合實現電氣連接；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，有利于對低溫微波器件的熱傳導。
[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采用非金屬復合材料，所述的底板5采用金屬材料。所述的盒蓋2所采用的非金屬復合材料為環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板12、頂板13和后側板14，所述的前側板12和后側板14結構相同，且對稱設置在頂板13的前后兩側。所述的盒蓋內壁上鍍涂金屬鍍層，所述的金屬鍍