Устройство высокой частоты
Изобретение предназначено для осуществления настройки объемного резонатора, например, для изменения его объема, а следовательно, изменения резонансной частоты резонатора. Подвижная стенка, представляющая собой дверцу настройки резонатора, имеет опору, несущую электропроводящую пластину с множеством контактных штырей по периферии стенки, которые выполнены в виде единого целого с электропроводящей пластиной. Способ изготовления дверцы настройки для объемного резонатора предусматривает первоначальное формирование контактных штырей вокруг края проводящей пластины и затем установку пластины на опоре, например, при помощи двухсторонней клеящей ленты. Проводящая пластина является частью внутренней поверхности объемного резонатора. Штыри могут быть изготовлены за одну операцию, например, при помощи фототравления, причем они являются полностью интегральными (единым целым) с активной поверхностью для обеспечения оптимальной электропроводности между ними. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 8 ил.
Настоящее изобретение имеет отношение к устройству высокой частоты, а более конкретно, но не исключительно, к устройству, которое включает в себя элемент настройки высокочастотного объемного резонатора, который выполнен с возможностью перемещения для изменения объема резонатора, а следовательно, и резонансной частоты резонатора.
Устройства высокой частоты, такие как, например, клистроны и лампы с выводом энергии за счет индуктивной связи с электронным пучком inductive output tubes (IOT), включают в себя объемные резонаторы, в которых содержится энергия соответствующей частоты, а электрический ток протекает над внутренними поверхностями резонатора. Резонансная частота резонатора может быть настроена за счет изменения его объема, когда одна или несколько стенок резонатора являются подвижными по отношению к другим стенкам. Подвижную стенку такого типа обычно называют "дверцей настройки". Для того, чтобы резонаторы (полости) имели эффективную сплошную электрическую поверхность на соответствующих высоких частотах, на дверце или дверцах настройки закрепляют подпружиненные штыри, которые принудительно вводят дверцы в контакт со смежными стационарными стенками. Этот механизм обеспечивает требуемое электрическое соединение и одновременно позволяет дверце настройки осуществлять движение.
На фиг.1 схематически показано известное расположение дверцы настройки для объемного резонатора, в соответствии с которым дверца настройки 1 выполнена с возможностью перемещения в направлении стрелок относительно окружающих стенок 2. Дверца настройки 1 имеет активную поверхность 3, которая представляет собой внутреннюю поверхность резонатора, над которой протекает ток. Пластинки подпружиненных контактных штырей, три из которых показаны на фиг.1 как 4, 5 и 6, закреплены на задней поверхности дверцы 1 при помощи винтов 1 и зажимных пластин 8. Винты 7 обеспечивают путь прохождения тока между внутренней активной поверхностью 3 дверцы настройки 1 и контактными штырями 4, 5 и 6. Контактные штыри 4, 5 и 6 упираются в окружающие стенки 2 и обеспечивают электрическое соединение с ними. Пластинки штырей распределены по всей периферии дверцы настройки 1. В варианте расположения в соответствии с фиг.1 на каждом краю дверцы настройки 1 закреплено по одной пластинке. В других дверцах настройки более сложной формы использовано множеств пластинок контактных штырей, установленных вдоль края дверцы.
В соответствии с первым аспектом настоящего изобретения предлагается устройство высокой частоты, которое содержит подвижную стенку, имеющую опору, которая несет электропроводящую пластину, являющуюся активной поверхностью в ходе использования устройства, причем предусмотрено множество контактных штырей по периферии стенки, которые выполнены в виде единого целого (интегрально) с проводящей пластиной.
Под "активной поверхностью" понимают поверхность, которая является частью резонатора или линией передачи для излучения высокой частоты.
За счет использования настоящего изобретения можно существенно упростить изготовление дверцы настройки резонатора или других подвижных компонентов по сравнению с ранее известными устройствами. Контактные штыри вокруг периферии проводящей пластины могут быть изготовлены в ходе одной операции. Это отличается от известных конструкций, в которых отдельно изготавливают множество отдельных пластинок электрических контактных штырей, которые затем индивидуально привинчивают к дверце настройки резонатора, причем требуется несколько винтов для удержания каждой пластинки по месту на дверце. В соответствии с настоящим изобретением все электрические контактные штыри могут быть закреплены на дверце настройки резонатора в ходе одной операции. Другое преимущество заключается в том, что, так как штыри выполнены в виде единого целого с проводящей пластиной, обеспечивается оптимальное электрическое соединение между ними, в отличие от известных ранее устройств, в которых существует риск плохого контакта пластинок штырей с передней активной поверхностью.
Электрические контактные штыри должны быть достаточно гибкими и пружинистыми для того, чтобы обеспечивать хороший электрический контакт с окружающими поверхностями, поэтому проводящая пластина должна быть достаточно тонкой и изготовленной из соответствующего материала.
Опорный элемент (опора) обеспечивает полную поддержку для проводящей пластины, так как он главным образом имеет такую же площадь и форму, что и пластина. Однако в альтернативных вариантах поддержка может быть обеспечена при помощи каркаса, что снижает расход требующихся материалов и вес устройства.
Преимущественно единственная проводящая пластина покрывает всю область стенки. Однако может быть использовано множество пластин, закрепленных на опоре для образования активной поверхности. Однако это вводит дополнительные операции изготовления, причем для получения хороших электрических параметров важно, чтобы смежные пластины были точно сопряжены друг с другом. В том случае, когда множество проводящих пластин использовано для единственной подвижной стенки, электрические контактные штыри могут быть предусмотрены только вокруг части внешнего края каждой пластины.
Настоящее изобретение особенно применимо к созданию дверцы настройки объемного резонатора, однако оно может быть также использовано для устройств других типов, в которых требуется создание электрического соединения за счет использования контактных штырей. Например, оно может найти применение для изменения длины волноводной согласованной нагрузки или в устройствах экранирования, таких как клетки Фарадея, для экранирования от воздействия внешних электрических полей.
В соответствии со вторым аспектом настоящего изобретения предлагается способ изготовления подвижной стенки для устройства высокой частоты, который включает в себя следующие операции:
обеспечение пластины из проводящего материала;
формирование контактных штырей по краю пластины и
установка (монтаж) пластины на опоре.
Обычно используют пластину из бериллиево-медного сплава, причем после формирования штырей и любого последующего отгиба штырей под прямым углом и изгиба для придания штырям такой конфигурации, которая позволяет получать пружину в виде "ложки", пластину покрывают золотом или серебром. Это позволяет получить хорошую электропроводящую активную поверхность и снижает или устраняет окисление металла за счет воздействия атмосферы. Пластина может иметь серебряное гальваническое покрытие, а кончики контактных штырей могут иметь золотое гальваническое покрытие.
Штыри преимущественно могут быть образованы за счет травления, например, при помощи фототравления, позволяющего получать высокую точность, так как эта операция может управляться компьютером. Вместо этого могут быть использованы и другие технологии, такие как вырезка (вырубка) или штамповка штырей.
Обеспечиваемая за счет настоящего изобретения гибкость проектирования позволяет иметь при необходимости достаточно сложную конфигурацию штырей и/или их пространственного расположения, например, чтобы принять во внимание конфигурацию подвижной стенки в готовом устройстве. Например, в том случае, когда стенка изогнута, профиль штырей может изменяться вдоль края стенки, что позволяет получить более однородное распределение контактных точек в готовом устройстве.
Пластина может быть закреплена на опоре при помощи, например, двухсторонней клеящей ленты, с использованием проходящих через пластину крепежных деталей, позволяющих фиксировать пластину на опоре, или при помощи любого другого подходящего обычного приспособления. Альтернативно жидкий клей может быть нанесен на заднюю поверхность пластины и/или опоры с последующим его отверждением. Преимущество использования жидкого клея или клеящей ленты заключается в том, что это позволяет закрепить пластину на опоре всего в одной операции процесса сборки, причем не требуются никакие дополнительные элементы крепления.
Указанные ранее и другие характеристики изобретения будут более ясны из последующего детального описания, данного в качестве примера, не имеющего ограничительного характера и приведенного со ссылкой на сопроводительные чертежи.
На фиг.2-5 схематически показаны операции способа изготовления дверцы настройки для объемного резонатора, входящего в устройство высокой частоты.
На фиг.6 схематически показана дверца настройки готового устройства, установленная на своем месте в объемном резонаторе, причем показана только часть резонатора.
На фиг.7 и 8 схематически показан вид сверху других дверц настройки в соответствии с настоящим изобретением.
При изготовлении дверцы настройки резонатора способом в соответствии с настоящим изобретением используют сначала прямоугольную пластину 9 из бериллиево-медного сплава, показанную на фиг.2 в виде сверху. Затем производят травление этой пластины с использованием обычной технологии фототравления, позволяющей получить множество штырей 10 вокруг периферии пластины, как это показано на фиг.3 также в виде сверху. В этом случае штыри 10 образованы вокруг полной периферии пластины 9. После этого производят отгиб штырей 10 под необходимым углом (прямым) относительно плоскости листа, причем их концы дополнительно изгибают для придания формы "ложки", как это показано на фиг.4 в изометрической проекции. Пластину затем покрывают серебром для получения поверхности с хорошей проводимостью.
Как это показано на фиг.5, двухстороннею клеящую ленту 11 затем накладывают на поверхность опоры 12, причем пластина 9 и опора 12 показаны так, что их основные поверхности являются нормальными к плоскости страницы. В данном случае опора 12 имеет такую же форму, что и дверца настройки в готовом устройстве. Она имеет два плоских планарных участка 12А и 12В и центральный цилиндрический участок 12С. Пластину 9 поднимают вверх и крепят к опоре 12 при помощи клеящей ленты 11, что позволяет таким образом создать дверцу настройки 13.
На фиг.6 показано, что дверцу настройки 13 затем встраивают в объемный резонатор, причем она выполнена с возможностью перемещения в направлении стрелок при помощи механизма 14 у задней части опоры 12.
На фиг.7 показана альтернативная схема расположения, в которой опора представляет собой открытый каркас 15, на котором устанавливают пластину 16 с контактными штырями 17. Дверца настройки в этом случае имеет форму с центральным цилиндрическим участком, аналогичную показанной на фиг.6.
В другой схеме расположения, показанной на фиг.8, проводящая поверхность 18 дверцы настройки 19 образована из нескольких отдельных проводящих пластин 20, 21, 22, 23 и 24, расположенных рядом друг с другом. Каждая из указанных проводящих пластин 20-24 имеет штыри 20А-24А, сформированные только вокруг одного участка их периферии.
1. Устройство высокой частоты, содержащее подвижную стенку, имеющую опору, которая несет электропроводящую пластину, являющуюся при использовании устройства активной поверхностью и имеющую множество контактных штырей по периферии стенки, выполненных в виде единого целого с проводящей пластиной, причем подвижная стенка представляет собой дверцу настройки для объемного резонатора.
2. Устройство по п.1, в котором опора имеет, по существу, такую же площадь и форму, что и электропроводящая пластина.
3. Устройство по п.1, в котором опора представляет собой каркас.
4. Устройство по любому из пп.1-3, в котором активную поверхность подвижной стенки образует единственная электропроводящая пластина.
5. Устройство по п.1, в котором контактные штыри предусмотрены вокруг всей периферии подвижной стенки.
6. Устройство по п.1, в котором проводящая пластина изготовлена из бериллиево-медного сплава.
7. Устройство по п.6, в котором пластина покрыта серебром или золотом.
8. Устройство по п.1, в котором пластина прикреплена к опоре при помощи клея.
9. Устройство по п.8, в котором пластина прикреплена к опоре при помощи клеящей ленты.
10. Способ изготовления подвижной стенки для устройства высокой частоты, включающий в себя операции, в ходе которых берут пластину из проводящего материала, формируют контактные штыри по периферии пластины и затем устанавливают пластину на опоре, причем подвижная стенка представляет собой дверцу настройки для объемного резонатора.
11. Способ по п.10, в котором штыри формируют при помощи фототравления.
12. Способ по п.10 или 11, в котором проводящую пластину изготавливают из бериллиево-медного сплава.
13. Способ по п.12, в котором пластину покрывают серебром или золотом.
14. Способ по п.10, в котором пластину прикрепляют к опоре при помощи клея.
15. Способ по п.14, в котором пластину прикрепляют к опоре при помощи клеящей ленты.
