книги из ГПНТБ / Буклер, В. О. Сборка радиоаппаратуры [учеб. пособие]

энергии СВЧ без потерь, а в нужных случаях и герме­ тичность конструкции.

На рис. 8-5 показана другая конструкция блока СВЧ со снятой крышкой. В импульсном отсеке блока 1 соби­ рают трансформатор накала и блокировочные конденса­ торы. Импульсный трансформатор 2 установлен на стен­ ке импульсного отсека, а его выводы 3, ведущие к маг­ нетрону, находятся внутри отсека. Рядом с импульсным отсеком установлен электродвигатель 4 с вентилятором, обдувающим магнетрон и перемешивающим воздух внутри блока. В другой части блока размещены шасси 5 блока автоматической подстройки частоты, шасси при­ емника 6, волноводный тракт 7, смеситель 8, резонатор 9, местный гетеродин в экране 10, антенный переключа­ тель и другие элементы схемы.

Основные этапы сборки блока СВЧ следующие:

1.Сборка отдельных узлов магнетронного генерато­ ра: импульсного трансформатора, трансформатора нака­ ла магнетрона и магнитов.

2.Сборка магнетронного генератора на шасси. Уста­ новка на шасси высоковольтных разъемов, импульсного трансформатора, трансформатора накала и узла магни­ тов. Установка магнетрона в зазор между полюсами магнитов и соединение магнетрона с волноводным выхо­ дом из блока.

3.Сборка приемного устройства с волноводным трак­ том, в который входят клистронные гетеродины, смеси­ тели и разрядники.

Волноводную систему надо собирать настолько тща­ тельно, чтобы искривления и перекосы при сочленении отдельных звеньев волноводов были полностью исключе­ ны. Между фланцами не должно быть зазоров, а сами фланцы должны быть надежно скреплены либо винтами, либо накидными гайками в зависимости от конструкции сочленяемого соединения.

Собирать блоки СВЧ надо строго по чертежам. Осо­ бое внимание следует уделять механическому креплению всех узлов и деталей, входящих в блок. Места пайки проводов высокого напряжения должны быть хорошо за­ чищены. В местах пайки нельзя оставлять капель и за­ остренных наплывов припоя. Экранированные провода

икоаксиальные кабели должны быть тщательно зазем­ лены в местах, указанных на монтажных схемах.

8-4. ВОЛНОВОДЫ

Для передачи энергии СВЧ преимущественное при­ менение имеют волноводы прямоугольного сечения, от­ дельные элементы которых показаны на рис. 8-6.

Затухание электромагнитной энергии при прохождении ее через волновод зависит от чистоты обработки поверхности внутренних сте­ нок волновода. Так, например, при шереховатости поверхности, в 2 раза большей глубины проникновения тока, затухание увеличивается в 1,8 раза. В связи с этим внутренняя поверхность волновода долж­ на быть совершенно ровной и полированной. Кроме того, для умень­ шения сопротивления рабочей поверхности волновода применяют се-

Рис. 8-6. Элементы прямоугольного волновода.

а — круглый фланец; б — прямоугольная труба; в — квадрат­ ный фланец.

ребрение, а иногда и золочение. Толщина слоя серебра или золота должна быть в 1,5 раза больше глубины проникновения токов сверх­ высокой частоты в металле.

Для повышения антикоррозионных свойств и механической проч­ ности слоя серебра применяют покрытие серебра пленкой родия толщиной 0,1—0,2 мкм.

При сборке волноводных трактов применяют прямые, гибкие и изогнутые под углом волноводы. Гибкие и гоф­ рированные волноводы снимают механические напряже­ ния, возникающие при соединении волноводов болтами или накидными гайками, компенсируют тепловые удли­ нения системы, ослабляют механические напряжения при вибрации и тряске. Кроме гибких и изогнутых волново­ дов, применяют волноводы, скрученные на 90° вдоль продольной оси. На рис. 8-7 показаны образцы элемен­ тов волноводного тракта, а в табл. 8-1 приведены разме­ ры прямоугольных латунных волноводов с указанием частот, для которых они предназначены.

Для изготовления волноводов определенной длины при сборке волноводного тракта нарезку волноводных

252

труб производят на фрезерном станке или любым дру­ гим способом. Если волновод необходимо гнуть, то при нарезке труб дают припуск на гибку, которую произво­ дят в штампах и в специальных приспособлениях. Для облегчения гибки трубы отжигают. Чтобы сохранить внутренние размеры волновода, внутрь его вводят тон­ кие стальные полоски, целиком заполняя ими все его поперечное сечение. После гибки эти полоски выни­ мают.

Рис. 8-7. Элементы волноводного тракта, волноводы.

а — прямой; б— скрученный на 90°; в — изогнутые; г — волноводный тройник.

Припайку волноводов производят серебряным припо­ ем ПСр-40 с применением буры. Место пайки разогрева­ ют газовой горелкой. Для серийного производства волно­ водов рекомендуется нагрев токами высокой частоты за счет возникновения в металле вихревых токов. На рис. 8-8 показаны два приема высокочастотной пайки. Фланец 1 устанавливают на основание 2 приспособления 3. Для правильной установки волноводной трубы 4 и ее фиксации предусмотрен выступ 5. Индуктор 6, соединен­ ный с высокочастотной установкой, подводят, как это показано на рис. 8-8, а, к месту пайки 7. Если непосред­ ственно к месту пайки индуктор нельзя подвести из-за сложности детали, его подводят к основанию, как это показано на рис. 8-8,6. Нагреваясь, основание передает тепло месту пайки.

253

Для предотвращения приваривания волновода к фик­ сирующему выступу предусмотрено графитовое кольцо 8.

Кволноводам предъявляют следующие требования:

1.На внутренней поверхности трубы допускаются вмятины глубиной до 0,3 мм и площадью не более 0,Ъмм2; на 1 м (погонный) волновода должно приходить­ ся не более четырех вмятин.

2. В паяных швах волноводов не должно быть тре­ щин, щелей, крупных раковин, прожогов и оплавлений

краев. При длине шва до 75 мм допускаются поры диа­ метром не больше 0,2 мм и глубиной не больше 0,3 мм, а также риски шириной до 0,1 мм, глубиной до 0,2 мм и длиной до 2 мм. Допускается исправление дефектных мест паяных швов припоем ПОС-61. В местах подпайки швов допускается потемнение после серебрения.

3. Паяные швы, не доступные для зачистки подпай­ ки, должны обладать чистой поверхностью и не иметь следов окислов и флюсов. Вдоль линии шва допускаются незначительные наплывы шириной до 1 мм и высотой до 0,5 мм. Наплывы на углах шва допускаются шириной не более 1,5 мм и высотой не больше 1 мм.

4. Фланцевые соединения должны быть перпендику­ лярны к волноводу.

5.Для уменьшения потерь внутренние поверхности волноводов подлежат серебрению, а при волнах длиной 3 см и меньше возможно золочению.

6.Наружные поверхности не должны иметь дефек­ тов, из-за которых могло бы пострадать покрытие вол­ новодов серебром или золотом.

7.Гибкие волноводы не должны иметь остаточных деформаций после многократных изгибов.

254

Для сборки волноводов применяют дроссельные фланцевые соединения, значительно облегчающие ре­ монт аппаратуры при неисправности какой-либо части волноводного тракта.

Рис. 8-10. Фланцевое соединение (а) с бронзовой рассеченной про­

вая рассеченная контактная прокладка.

Рис. 8-8. Высокочастотная пай­ ка фланцев к волноводной трубе.

Рис. 8-11. Фланцевое соедине­ ние с бронзовой контактной прокладкой «коробочка».

/ — прокладка «коробочка»; 2 — ре­ зиновая прокладка.

Рис. 8-9. Дроссельное соединение.

Дроссельное соединение (рис. 8-9) состоит из двух фланцев, укрепленных на волноводе и обращенных друг к другу соединительными плоскостями. Как видно из рисунка, передняя часть правого фланца гладкая, а у левого фланца проточена на некотором расстоянии от волновода.

255

Радиус проточки и се глубина выбраны так, что ка­ чество контакта между фланцами не влияет на работу соединения. В аппаратуре, не подвергающейся частой разборке, применяют контактное соединение фланцев.

К таким соединениям относятся фланцевые соедине­ ния с бронзовыми рассеченными прокладками (рис.

Рис. 8-12. Контактные прокладки для фланцевых соединений.

а — рассеченная; 6 — с прямоугольными просечками; в — просечки с отвер­ стиями.

8-10, а), в которых электрический контакт осуществляет­ ся с помощью пружинистых лепестков, расположенных по внутреннему периметру поперечного сечения волно­ вода. Прокладка фиксируется относительно канала вол­ новода соединительными болтами, герметизация соеди­

нений осуществляется двумя резиновыми прокладками, расположенными по обе стороны от контактной про­ кладки.

Иногда применяются фланцевые соединения с при­ тертыми фланцами. Такие фланцы (рис. 8-10,6) при тщательной обработке и строгой параллельности флан­ цевых поверхностей имеют хороший электрический кон­ такт, но не надежны при переборках, а при массовом изготовлении возникают трудности получения необхо­ димых допусков при их обработке.

В некоторых случаях применяют контактные про­ кладки «коробочки», соединение с которыми показано

256

на рис. 8-11. Электрический контакт осуществляется с помощью пружинистых лепестков на контактной про­ кладке. Герметизация достигается одной резиновой про­ кладкой. Контактные пластины показаны на рис. 8-12.

Прокладка (рис. 8-12, а) имеет следующие недостат­ ки: при обжатии лепестки слипаются и перестают пру­ жинить, в конце просечек зубцов возникают трещины, ос­ таются рубцы на фланцах.

Лепестки прокладки (рис. 8-12,6) не оставляют руб­ цов на фланцах и хорошо пружинят, однако возможность появления трещин остается. Для предупреждения появ­ ления трещин в конце просечки лепестков делают от­ верстия, как это показано на рис. 8-12, в. Наличие зазоров между зубцами несколько увеличивает потери в соеди­ нении.

Для присоединения вращающейся антенны РЛС к волноводному тракту применяют вращающиеся соеди­ нения, осуществляющие передачу энергии СВЧ из непод­ вижного волновода в подвижный.

Если волноводный тракт должен быть герметизиро­ ван, то во время сборки в канавки дроссельных соедине­ ний укладывают резиновые прокладки. При герметиза­ ции выхода волноводного тракта в антенных устройст­ вах отверстия волновода закрывают полистироловыми пластинками или пластинками высококачественной слю­ ды. В некоторых антенных устройствах РЛС выход вол­ новода с дипольным излучающим устройством закрыва­ ют герметичным колпаком из полистирола или другого аналогичного по изоляционным свойствам материала.

В виде примера приведем сборку волноводного пере­ хода для миллиметровых волн (рис. 8-13). Сборку ве­ дут в соответствии со сборочным чертежом и технически­ ми требованиями, обращая внимание на перпендикуляр­ ность фланцев к оси волновода. Допуск на перпендику­ лярность ±15'. Фланцы паяют серебряным припоем ПСр-40. Перед пайкой гладкого фланца 1 на трубу 2 надевают накидную гайку 3, ориентированную резьбой к месту установки фланца. Накидная гайка служит для сочленения перехода с остальным волноводным трактом. Во фланец 4 запрессовывают два штифта 5 и ставят про­ кладку 6.

После припайки фланцев к трубе все стыки по пери­ метру трубы зачищают заподлицо с фланцем. Выходы внутренней полости трубы и гладкого фланца калибруют

257

под размер ( в нашем случае 7,2X3,4 мм) с плавным пе­ реходом к сечению трубы. Чистота поверхности должна быть V 7. Передние поверхности фланцев серебрят. На» ружные, несеребреные поверхности могут быть закраше­ ны. На рис. 8-14 приведены чертежи составных элемен­ тов волноводного перехода.

Проверку собранных волноводных секций производят, сличая их с чертежами и измеряя размеры инструмен­ том, обеспечивающим ту точность измерений, которая указана в чертежах. При проверке размеров устанавли­ вают их соответствие допускам как в части предельных отклонений, так и в части геометрических форм. Внеш­ ний осмотр производят невооруженным глазом. Размеры дефектов в паяных швах определяют с помощью оптиче­ ских приборов или методом сравнения с образцами.

В волноводных трактах бывает необходимо согласо­ вать отдельные его звенья между собой и весь тракт с антенным устройством. В виде элементов согласования применяют реактивные штыри, входящие в одну из ши­ роких стенок волновода, и диафрагмы, представляющие

258

собой тонкие металлические перегородки, частично пере­ крывающие его поперечное сечение. Винты, штыри и ди­ афрагмы рассматриваются в качестве чистой реактивно­ сти, шунтирующей волновод. На рис. 8-15 приводится конфигурация волноводных диафрагм.

При плохом согласовании элементов тракта появля­ ются отраженные стоячие волны; передача по волновод­

волны и полных сопротивлений волноводных узлов. При серийном производстве, когда требуется большое коли­ чество измерений, не требующих большой точности, при­ меняются автоматические измерительные линии.

В последнее время для линий передач СВЧ начали применяться ленточные или п о л о с к о в ы е линии. Эти линии представляют собой две или три металличес­ кие ленты, расположенные параллельно друг другу, при­ чем пространство между ними заполнено либо воздухом, либо твердым диэлектриком. Полосковые линии пропус­ кают более широкую полосу частот, чем волноводы.

259

К преимуществам полосковых линий относятся меньшая массй и габарит, а также значительно меньший расход цветных металлов, чем при изготовлении полых волноводов; важным преимуществом полосковых линий является возможность изготовления их способом печатных схем.

К недостаткам полосковых линий следует отнести невозможность передачи по ним больших мощностей, однако в миллиметровом диа­ пазоне полосковые линии с диэлектрическим заполнением допускают пропускание большей мощности в импульсе, чем полые волноводы.

Полосковые линии по своей конструкции делятся на симметрич­ ные и несимметричные. В полосковых симметричных линиях цент­ ральный проводник, представляющий собой полоску металла, распо­ ложен на одинаковом расстоянии между двумя параллельными за­ земленными пластинами. Симметричная линия характеризуется луч­ шей экранировкой и меньшими потерями на излучение.

В несимметричных полосковых линиях ленточный центральный проводник расположен над одной заземленной пластиной; она явля­ ется простейшим полосковым волноводом.

На рис. 8-16 показано несколько конструкций поло­ сковых линий. По способу крепления центрального про­ водника и методам изготовления как симметричные, так и несимметричные полосковые линии могут быть пла­ стинчатыми (рис. 8-16, а и а) с диэлектрическими опора­ ми (рис. 8-16,6) и с опорным диэлектрическим листом (рис. 8-16, в). Наибольшее распространение получили пластинчатые симметричные линии (рис. 8-16, а). На их основе могут изготовляться разные узлы сантиметро­ вых и миллиметровых схем. Центральный проводник пластинчатой линии может изготовляться из металличе­ ской фольги или наноситься на диэлектрик печатным способом.

Наиболее употребительными диэлектриками для по­ лосковых линий являются полиэтилен, фторопласт, стек­ ловолокно, связанное фторопластом, и др.

В полосковых линиях с диэлектрическими опорами и воздушным диэлектриком, для того чтобы волновое со­ противление было на всем протяжении линии одинако­ вым, в центральном металлическом проводнике в местах расположения опор делают соответствующие вырезы, как это показано на рис. 8-16,6. Размеры выреза зависят от конструктивных размеров линии, размеров диэлектри­ ческой опоры и ее материала.

В линиях с опорным диэлектрическим листом с обеих сторон диэлектрической пластины, имеющей толщину от 2 до 5 мм, печатным способом наносят полоски централь­ ного проводника. Обе полоски на входе и выходе систе­ мы соединяют параллельно. Полосковая линия с диэлек­

260