層為銅層或銅-鎳復(fù)合鍍層；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.l~0.3mm。首先，采用環(huán)氧樹(shù)脂或聚四氟乙烯材料將盒蓋一體加工成型；然后，對(duì)盒蓋進(jìn)行表面活化等工藝處理，若盒蓋采用環(huán)氧樹(shù)脂，則化學(xué)鍍、電鍍工藝沉積0.1-0.3mm厚的銅-鎳復(fù)合鍍層，若盒蓋采用聚四氟乙烯，則化學(xué)鍍、電鍍一層0.1-0.2mm的銅層。通過(guò)在非金屬?gòu)?fù)合材料制作而成的盒蓋的內(nèi)壁鍍涂金屬鍍層，能夠?qū)Τ瑢?dǎo)接收前端的微波組件起到電磁屏蔽的作用。
[0026]如圖4所示，所述的底板5包括一體成型的左側(cè)板8、中間底板9和右側(cè)板10，所述的左側(cè)板8和右側(cè)板10結(jié)構(gòu)相同，且對(duì)稱設(shè)置在中間底板9的左右兩側(cè)。所述的輸入SMA接頭I和輸出SMA接頭11分別通過(guò)左側(cè)板8和右側(cè)板10與低溫微波器件4的輸入、輸出端焊接相連。低溫微波器件4通過(guò)銦焊固定在中間底板9上，能夠?qū)崿F(xiàn)低溫微波器件的快速冷卻；并且低溫微波器件4的輸入、輸出端分別通過(guò)輸入SMA接頭1、輸出SMA接頭11對(duì)外連接，能夠保證射頻信號(hào)的輸入輸出，實(shí)現(xiàn)微波電氣性能。所述的底板5內(nèi)外側(cè)鍍涂金屬鍍層，所述的底板金屬鍍層為金層或銀層，能夠保證低溫微波器件的良好接地性能。底板金屬鍍層的厚度為2~3ym。
[0027]本發(fā)明的工作原理為:
本發(fā)明的低溫微波器件盒體采用金屬材料的底板5與導(dǎo)熱率低的非金屬?gòu)?fù)合材料的盒蓋2相集成的方式，能夠大幅降低低溫微波器件盒體盒蓋的熱熔和熱輻射。
[0028]盒蓋2的材料采用聚四氟乙烯或者環(huán)氧樹(shù)脂，其導(dǎo)熱率分別為0.27W/(m*K)和
0.15W/(m*K)，放氣率均為10_8torr*L/(s*cm2)數(shù)量級(jí)，膨脹系數(shù)分別是0.12X10_6/K和56.8 X 10_6/Κ。金屬鋁在低溫環(huán)境下為-200 °C時(shí)的導(dǎo)熱率為114W/ (m*K)，膨脹系數(shù)為23.2X 10—7K ;銅的導(dǎo)熱率為401W/(m*K)，膨脹系數(shù)為17.5X 10_6/K ;金屬鋁和金屬銅的放氣率均為lOitori^LAskm2)數(shù)量級(jí)。因此，相比較非金屬?gòu)?fù)合材料與金屬材料的導(dǎo)熱率、面積在相同的條件下，質(zhì)量降低10~20倍，導(dǎo)熱率降低了 100~400倍，膨脹系數(shù)在同一個(gè)數(shù)量級(jí)，產(chǎn)生的形變很微弱，可以忽略不計(jì)，放氣率非金屬材料比金屬材料提高了 2個(gè)數(shù)量級(jí)。在真空杜瓦的處理上，采用了加熱預(yù)排氣處理，將材料中的氣體盡量排除，同時(shí)對(duì)于產(chǎn)生的殘余氣體采用吸氣劑吸附，以此達(dá)到與金屬材料一樣的杜瓦高真空度。
[0029]根據(jù)導(dǎo)熱率等與制冷機(jī)冷量的關(guān)系，材料的導(dǎo)熱率越低、質(zhì)量越小，那么該材料的熱熔就越小，熱輻射越低，所需要的冷量就越小，傳熱時(shí)間會(huì)縮短。因此，在制冷機(jī)提供的制冷量、杜瓦體積、以及通道數(shù)一定的前提下，根據(jù)轉(zhuǎn)換關(guān)系可以得知:采用聚四氟乙烯或者環(huán)氧樹(shù)脂等非金屬?gòu)?fù)合材料比采用金屬材料的超導(dǎo)接收前端的工作響應(yīng)速度提升2~6倍?，F(xiàn)有雷達(dá)用多通道小型化超導(dǎo)接收前端以16通道為例，超導(dǎo)接收前端的杜瓦內(nèi)由16個(gè)超導(dǎo)濾波器與16個(gè)低溫低噪聲放大器組成，共計(jì)32個(gè)盒體，常規(guī)方式采用的均為金屬材料制成。本發(fā)明是將這些器件的盒蓋采用低導(dǎo)熱率的非金屬?gòu)?fù)合材料(聚四氟乙烯或者環(huán)氧樹(shù)月旨)替代原有器件的金屬盒蓋，在盒體底板等條件保持不變的前提下，超導(dǎo)接收前端的工作響應(yīng)時(shí)間被大幅提升，由原來(lái)的150分鐘下降到50分鐘以內(nèi)，且對(duì)小型化超導(dǎo)接收前端的性能沒(méi)有任何影響，有效地提升了雷達(dá)的工作響應(yīng)速度。根據(jù)16通道小型化超導(dǎo)接收前端的工作響應(yīng)時(shí)間看，本發(fā)明采用的集成結(jié)構(gòu)比常規(guī)集成結(jié)構(gòu)的工作響應(yīng)速度提升了 3倍。
[0030]此外，為了保證低溫微波器件的接地性能良好，用于安裝輸入、輸出SMA接頭的左側(cè)板8與右側(cè)板9采用的是金屬材料。同時(shí)，為保證微波電路的電性能，在盒蓋2的環(huán)氧樹(shù)脂材料或者聚四氟乙烯材料的內(nèi)表面濺射0.1-0.3mm厚的銅層或銅一鎳復(fù)合鍍層；在盒體的底板5的表面電鍍2~3um厚的金或者銀。在低頻段，采用多通道的低溫微波器件共用一個(gè)腔體，更好地減少熱輻射率、降低熱熔；在頻段較高時(shí)，各個(gè)低溫微波器件的盒體要獨(dú)立分開(kāi)，以避免微波元器件間的相互電磁串?dāng)_。
[0031]以上所述的實(shí)施例僅僅是對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行描述，并非對(duì)本發(fā)明的范圍進(jìn)行限定，在不脫離本發(fā)明設(shè)計(jì)精神的前提下，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作出的各種變形和改進(jìn)，均應(yīng)落入本發(fā)明權(quán)利要求書(shū)確定的保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.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)，其特征在于: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。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種大幅提升工作響應(yīng)速度的多通道超導(dǎo)接收前端集成結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述的盒蓋(2)所采用的非金屬?gòu)?fù)合材料為環(huán)氧樹(shù)脂或聚四氟乙烯。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種大幅提升工作響應(yīng)速度的多通道超導(dǎo)接收前端集成結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述的盒蓋(2)內(nèi)壁上鍍涂有金屬鍍層(3)，所述的金屬鍍層(3)為銅層或銅-鎳復(fù)合鍍層。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種大幅提升工作響應(yīng)速度的多通道超導(dǎo)接收前端集成結(jié)構(gòu)，其特征在于: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?0.3mmο
【專利摘要】本發(fā)明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)接收前端的集成結(jié)構(gòu)，包括集成在真空低溫環(huán)境下的低溫微波器件、盒體、輸入SMA接頭和輸出SMA接頭。盒體包括盒蓋和底板，盒蓋采用非金屬?gòu)?fù)合材料替代常規(guī)的金屬材料，底板采用金屬材料。由以上技術(shù)方案可知，本發(fā)明在真空低溫環(huán)境下通過(guò)非金屬?gòu)?fù)合材料替代常規(guī)的金屬材料，降低了系統(tǒng)的熱熔，解決了多通道小型化超導(dǎo)接收前端從開(kāi)機(jī)到正常工作的降溫時(shí)間過(guò)長(zhǎng)的難題，能夠有效地提升雷達(dá)的工作響應(yīng)速度。
【IPC分類】G01S7-285, G01S7-35
【公開(kāi)號(hào)】CN104569928
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410839532
【發(fā)明人】陳新民, 左濤, 劉洋, 王自力, 孫文娟, 阮曉明, 高文斌
【申請(qǐng)人】中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第十六研究所
【公開(kāi)日】2015年4月29日
【申請(qǐng)日】2014年12月30日