專利名稱：波導(dǎo)輸入輸出的低溫接收機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及低溫電子領(lǐng)域，特別是涉及用于波導(dǎo)輸入輸出低溫接收機(jī)系統(tǒng)輸入輸出口進(jìn)行真空密封的同時(shí)保持較好的電性能的技術(shù)。
背景技術(shù)：
低溫接收機(jī)是指接收機(jī)的主要器件，如濾波器，放大器等工作于低溫(如77K)的接收機(jī)。低溫接收機(jī)相對(duì)于常規(guī)的接收機(jī)可以有效的降低其噪聲系數(shù)，提高其靈敏度，從而提高接收機(jī)的性能。比如在無線通信領(lǐng)域，提高基站的靈敏度就意味著可以擴(kuò)大基站的覆蓋范圍，在獲得同樣覆蓋范圍的情況下，可以減小基站的發(fā)射功率。正因?yàn)榈蜏亟邮諜C(jī)的優(yōu)點(diǎn)，近年來，結(jié)合高溫超導(dǎo)技術(shù)的發(fā)展，低溫接收機(jī)得到了廣泛的應(yīng)用，如移動(dòng)通信，雷達(dá)以及衛(wèi)星等領(lǐng)域。而現(xiàn)有的低溫接收機(jī)大多工作在IOGHz頻率以下，其輸入輸出采用一段較長(zhǎng)的電纜。但是隨著頻率的升高，電纜的損耗就越大，比如， 一段長(zhǎng)為IOOmm半柔性電纜在IGHz的頻率下的插入損耗約為0. ldB，但是在20GHz時(shí)，它的插入損耗就增加到了 0. 5dB左右。根據(jù)噪聲系數(shù)的級(jí)聯(lián)公式，接收機(jī)輸入端電纜的插入損耗會(huì)顯著的影響接收機(jī)的噪聲系數(shù)，使低溫接收機(jī)的優(yōu)勢(shì)不能顯現(xiàn)出來。為了解決在較高頻率下(如IOGHz以上)輸入端電纜損耗很大的問題，工程上常采用波導(dǎo)輸入的方式，例如天線的輸出端口采用波導(dǎo)，而接收機(jī)的輸入端采用與天線相匹配的波導(dǎo)接口。如果將采用波導(dǎo)連接的方式應(yīng)用于低溫接收機(jī)中，可以帶來如下優(yōu)勢(shì)低溫下，低噪聲放大器的噪聲系數(shù)會(huì)顯著降低；對(duì)于前級(jí)濾波器，如果采用高溫超導(dǎo)濾波器來降低濾波器的插入損耗，如果采用的是常規(guī)濾波器，在低溫下其插入損耗也可以明顯降低。但是同樣會(huì)帶來一個(gè)問題波導(dǎo)輸入端如何在保證良好的電性能的同時(shí)進(jìn)行真空密封。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一目的在于提供一種波導(dǎo)輸入輸出的低溫接收機(jī)，用于實(shí)現(xiàn)波導(dǎo)輸入端在保證良好的電性能的同時(shí)進(jìn)行真空密封。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種波導(dǎo)輸入輸出的低溫接收機(jī)，包括前級(jí)濾波器、與所述前級(jí)濾波器連接的低溫低噪聲放大器，所述低溫低噪聲放大器通過電源線連接到工作電源，其特征在于，還包括波導(dǎo)輸入端，與所述前級(jí)濾波器連接，用于輸入微波信號(hào)至所述低溫接收機(jī)；波導(dǎo)密封窗，設(shè)置于所述波導(dǎo)輸入端中，用于對(duì)所述低溫接收機(jī)進(jìn)行真空密封。所述的波導(dǎo)輸入輸出的低溫接收機(jī)，其中，所述波導(dǎo)密封窗包括鑲嵌入所述波導(dǎo)輸入端的法蘭面中的云母片。所述的波導(dǎo)輸入輸出的低溫接收機(jī)，其中，所述波導(dǎo)密封窗包括波導(dǎo)法蘭盤、短波導(dǎo)、云母片；所述波導(dǎo)法蘭盤與所述波導(dǎo)輸入端連接，所述云母片被所述短波導(dǎo)壓合在所述波導(dǎo)法蘭盤上。
所述的波導(dǎo)輸入輸出的低溫接收機(jī)，其中，所述波導(dǎo)密封窗包括夾置在所述波導(dǎo)輸入端、所述前級(jí)濾波器之間的微波透明膜材料。所述的波導(dǎo)輸入輸出的低溫接收機(jī)，其中，所述波導(dǎo)輸入端、所述前級(jí)濾波器相連接的法蘭面上涂有真空脂。所述的波導(dǎo)輸入輸出的低溫接收機(jī)，其中，所述前級(jí)濾波器的輸入端、輸出端為波
導(dǎo)接口。所述的波導(dǎo)輸入輸出的低溫接收機(jī)，其中，所述前級(jí)濾波器為金屬腔體濾波器或采用高溫超導(dǎo)材料的腔體濾波器。所述的波導(dǎo)輸入輸出的低溫接收機(jī)，其中，所述低溫低噪聲放大器的輸入輸出端口為波導(dǎo)端口或同軸端口。所述的波導(dǎo)輸入輸出的低溫接收機(jī)，其中，所述低溫低噪聲放大器通過輸出電纜與一輸出接頭或一后級(jí)濾波器連接。所述的波導(dǎo)輸入輸出的低溫接收機(jī)，其中，所述低溫低噪聲放大器工作于液氮溫區(qū)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的技術(shù)效果在于本發(fā)明為波導(dǎo)輸入(或輸出)的低溫接收機(jī)系統(tǒng)提供一種真空密封的結(jié)構(gòu)，可以在保證真空密封效果(密封度)的前提下，最大限度地保證系統(tǒng)的電性能，減少系統(tǒng)的噪聲系數(shù)。


圖1為本發(fā)明波導(dǎo)輸入的低溫接收機(jī)的示意圖
圖2為本發(fā)明的第一種波導(dǎo)密封窗示意圖3為本發(fā)明的第二種波導(dǎo)密封窗示意圖4為本發(fā)明的第三種波導(dǎo)密封窗示意圖。
其中，附圖標(biāo)記
100低溫接收機(jī)
101真空室
102波導(dǎo)輸入端
103前級(jí)濾波器
104低溫低噪聲放大器
105放大器電源線
106輸出電纜
107輸出接頭
108樣品臺(tái)
201波導(dǎo)輸入端的法蘭面
202波導(dǎo)口
203云母片
301波導(dǎo)法蘭盤
302短波導(dǎo)
303云母片401微波透明膜材料
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述，但不作為對(duì)本發(fā)明的限定。如圖1為本發(fā)明波導(dǎo)輸入的低溫接收機(jī)的示意圖，如圖所示，低溫接收機(jī)100主要包括波導(dǎo)密封窗、波導(dǎo)輸入端102以及工作于低溫(如77K)的其他器件及連接件，在波導(dǎo)輸入端102的前端通過波導(dǎo)密封窗來進(jìn)行真空密封，以保證低溫接收機(jī)良好的電性能。低溫接收機(jī)100具體包括真空室101、波導(dǎo)輸入端102、前級(jí)濾波器103、低溫低噪聲放大器104、放大器電源線105、輸出電纜106、輸出接頭107、樣品臺(tái)108。整個(gè)系統(tǒng)安裝在真空室101中的樣品臺(tái)108上，微波信號(hào)由波導(dǎo)輸入端102輸入， 依次通過前級(jí)濾波器103和低溫低噪聲放大器104，最后再由連接輸出電纜106的輸出接頭107輸出，其中低溫低噪聲放大器104的電源線105需要連接工作電源才能使低溫低噪聲放大器104正常工作。輸出接頭107為密封接頭。微波信號(hào)經(jīng)波導(dǎo)輸入端102輸入，依次通過前級(jí)濾波器103、低溫低噪聲放大器 104后，然后經(jīng)低溫接收機(jī)100的輸出端輸出。前級(jí)濾波器103與低溫低噪聲放大器104連接。前級(jí)濾波器103的輸入端口一般為波導(dǎo)接口，輸出端根據(jù)要求可以是波導(dǎo)接口也可以是其他接口。前級(jí)濾波器103可以是常規(guī)的金屬腔體濾波器，也可以是采用了高溫超導(dǎo)材料的新型腔體濾波器。低溫低噪聲放大器104可以工作于液氮溫區(qū)(77K左右)，也可以工作于更低的溫度，其特點(diǎn)是低溫低噪聲放大器104在低溫下有比常溫上更好的低噪聲性能。低溫低噪聲放大器104的輸入輸出端口可以是波導(dǎo)端口，也可以是同軸等其他端□。低溫低噪聲放大器104可以通過輸出電纜106與真空室101壁上的密封接頭107 連接，將信號(hào)放大后輸出，也可以根據(jù)系統(tǒng)需要在低溫低噪聲放大器104后級(jí)引入額外的后級(jí)濾波器及其他元器件，如混頻器等，來提高接收機(jī)的整體性能。本發(fā)明是在波導(dǎo)輸入端102中加入波導(dǎo)密封窗，波導(dǎo)密封窗有三種型式，分別是第一種型式，其是直接在波導(dǎo)輸入端102的輸入端法蘭面201上鑲嵌入一個(gè)波導(dǎo)密封窗，如圖2所示。第二種型式，其是在波導(dǎo)輸入端102的前端再連接上一個(gè)波導(dǎo)法蘭盤301，而密封窗設(shè)置在波導(dǎo)法蘭盤301上，如圖3所示。第三種型式，其是在波導(dǎo)輸入端102與前級(jí)濾波器103.之間加入一層微波透明膜材料401，起到與波導(dǎo)密封窗同樣效果，如圖4所示。上述三種型式的波導(dǎo)密封窗同樣適應(yīng)于波導(dǎo)輸出的低溫接收機(jī)。采用波導(dǎo)密封窗使得波導(dǎo)輸入輸出低溫接收機(jī)系統(tǒng)內(nèi)對(duì)波導(dǎo)輸入輸出口進(jìn)行真空密封同時(shí)又保持較好的電性能。如圖2為本發(fā)明的第一種波導(dǎo)密封窗示意圖，如圖所示，包括云母片203。云母片203鑲嵌入波導(dǎo)輸入端102的法蘭面201中。首先在波導(dǎo)輸入端102的法蘭面201上挖一個(gè)比波導(dǎo)口 202大的矩形凹槽，然后用膠粘劑和螺絲將云母片203固定在凹槽中，形成波導(dǎo)密封窗。如圖3為本發(fā)明的第二種波導(dǎo)密封窗示意圖，如圖所示，包括波導(dǎo)法蘭盤301、一段短波導(dǎo)302、云母片303。波導(dǎo)輸入端102和波導(dǎo)法蘭盤301相連接，云母片303被短波導(dǎo)302壓合在波導(dǎo)法蘭盤301上。短波導(dǎo)302的長(zhǎng)度不能太長(zhǎng)，保證能在真空室101中裝下就可。首先將云母片303插入短波導(dǎo)302與波導(dǎo)法蘭盤301之間，然后用膠粘劑和螺絲將云母片303固定在短波導(dǎo)302與波導(dǎo)法蘭盤301之間，然后波導(dǎo)法蘭盤301再與波導(dǎo)輸入端102相連接。如圖4為本發(fā)明的第三種波導(dǎo)密封窗示意圖，如圖所示，102為波導(dǎo)輸入端，103為前級(jí)濾波器，401為微波透明膜材料。微波透明膜材料401夾置在波導(dǎo)輸入端102和前級(jí)濾波器103之間。在波導(dǎo)輸入端102與前級(jí)濾波器103相連接的法蘭面上都涂上真空脂，然后將微波透明膜材料401夾在兩個(gè)法蘭面之間，用螺絲將兩個(gè)法蘭面固定在一起即可。本發(fā)明為波導(dǎo)輸入(或輸出)的低溫接收機(jī)系統(tǒng)提供一種真空密封的結(jié)構(gòu)，在保持系統(tǒng)真空度的同時(shí)，能有效的保持微波頻率下的系統(tǒng)的電性能，降低系統(tǒng)的噪聲系數(shù)。當(dāng)然，本發(fā)明還可有其它多種實(shí)施例，在不背離本發(fā)明精神及其實(shí)質(zhì)的情況下，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員當(dāng)可根據(jù)本發(fā)明做出各種相應(yīng)的改變和變形，但這些相應(yīng)的改變和變形都應(yīng)屬于本發(fā)明所附的權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種波導(dǎo)輸入輸出的低溫接收機(jī)，包括前級(jí)濾波器、與所述前級(jí)濾波器連接的低溫低噪聲放大器，所述低溫低噪聲放大器通過電源線連接到工作電源，其特征在于，還包括波導(dǎo)輸入端，與所述前級(jí)濾波器連接，用于輸入微波信號(hào)至所述低溫接收機(jī)；波導(dǎo)密封窗，設(shè)置于所述波導(dǎo)輸入端中，用于對(duì)所述低溫接收機(jī)進(jìn)行真空密封。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的波導(dǎo)輸入輸出的低溫接收機(jī)，其特征在于，所述波導(dǎo)密封窗包括鑲嵌入所述波導(dǎo)輸入端的法蘭面中的云母片。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的波導(dǎo)輸入輸出的低溫接收機(jī)，其特征在于，所述波導(dǎo)密封窗包括波導(dǎo)法蘭盤、短波導(dǎo)、云母片；所述波導(dǎo)法蘭盤與所述波導(dǎo)輸入端連接，所述云母片被所述短波導(dǎo)壓合在所述波導(dǎo)法*. τπ. K O
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的波導(dǎo)輸入輸出的低溫接收機(jī)，其特征在于，所述波導(dǎo)密封窗包括夾置在所述波導(dǎo)輸入端、所述前級(jí)濾波器之間的微波透明膜材料。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的波導(dǎo)輸入輸出的低溫接收機(jī)，其特征在于，所述波導(dǎo)輸入端、 所述前級(jí)濾波器相連接的法蘭面上涂有真空脂。
6.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3、4或5所述的波導(dǎo)輸入輸出的低溫接收機(jī)，其特征在于，所述前級(jí)濾波器的輸入端、輸出端為波導(dǎo)接口。
7.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3、4或5所述的波導(dǎo)輸入輸出的低溫接收機(jī)，其特征在于，所述前級(jí)濾波器為金屬腔體濾波器或采用高溫超導(dǎo)材料的腔體濾波器。
8.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3、4或5所述的波導(dǎo)輸入輸出的低溫接收機(jī)，其特征在于，所述低溫低噪聲放大器的輸入輸出端口為波導(dǎo)端口或同軸端口。
9.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3、4或5所述的波導(dǎo)輸入輸出的低溫接收機(jī)，其特征在于，所述低溫低噪聲放大器通過輸出電纜與一輸出接頭或一后級(jí)濾波器連接。
10.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3、4或5所述的波導(dǎo)輸入輸出的低溫接收機(jī)，其特征在于，所述低溫低噪聲放大器工作于液氮溫區(qū)。
全文摘要
本發(fā)明有關(guān)于一種波導(dǎo)輸入輸出的低溫接收機(jī)，包括前級(jí)濾波器、與所述前級(jí)濾波器連接的低溫低噪聲放大器，所述低溫低噪聲放大器通過電源線連接到工作電源，其特征在于，還包括波導(dǎo)輸入端，與所述前級(jí)濾波器連接，用于輸入微波信號(hào)至所述低溫接收機(jī)；波導(dǎo)密封窗，設(shè)置于所述波導(dǎo)輸入端中，用于對(duì)所述低溫接收機(jī)進(jìn)行真空密封。本發(fā)明可以使得低溫接收機(jī)在保證真空密封效果(密封度)的前提下，最大限度地保證系統(tǒng)的電性能，減少系統(tǒng)的噪聲系數(shù)。
文檔編號(hào)H04B1/16GK102377442SQ20101026489
公開日2012年3月14日 申請(qǐng)日期2010年8月26日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月26日
發(fā)明者何曉峰, 何豫生, 周曙煜, 孟繼寶, 崔彬, 張強(qiáng), 張雪強(qiáng), 李春光, 李超, 王佳, 邊勇波, 郭進(jìn), 黎紅 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院物理研究所