Нвч поглинаючий фільтр

СВЧ поглощающий фильтр, содержащий цилиндрический электропроводящий кор СВЧ поглощающий фильтр относится к электрическим элементам, в частности, к комбинированным СВЧ поглощающим фильтрам, предназначенным для ослабления внешних помех и развязки цепей питания электронных систем. Известен керамический проходной фильтр, предназначенный для подавления высокочастотных помех в цепях питания, управления и коммутации [1]. Фильтр содержит керамический цилиндрический корпус с внутренними и внешними электродами из проводящего металла, центральный электропроводящий стержень, ферритовый сердечник, размещенный внутри корпуса и залитый припоем Недостатком такой конструкции является низкая технологическая и эксплуатационная надежность. Такая конструкция фильтра, со пус, внутри которого коаксиально установлены цилиндрический электропроводящий стержень и цилиндрический конденсатор, обкладки которою соединены с электропроводящей полимерной композицией с корпусом и стержнем, соответственно, уплотняющую шайбу из стекла, расположенную на одном конце корпуса, другой конец которого заполнен изолирующей композицией, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что внутрь корпуса со стороны уплотняющей шайбы введено кольцо из полимера, касающееся корпуса и стержня, а о качестве электропроводящей полимерной композиции между, внутренней обкладкой конденсатора и стержнем использована электропроводящая полимерная ферритовая композиция. гласно техническим условиям на это изделие, требует особых условий при пайке, чтобы не произошло закорачивание электродов керамического корпуса. Она не обеспечивает герметичности изделия и слабо устойчиоа к климатическим и механическим воздействиям. Наиболее близким к заявляемому является фильтр-конденсатор [2], содержащий электропроводящий цилиндрический корпус, внутри которого соосно с ним размещен электропроводящий цилиндрический стержень, зафиксированный уплотняющим стеклом, расположенным на одном из торцов корпуса и герметизирующим его. Внутри корпуса, на его торце, противоположном торцу с уплотняющим стеклом, расположено с зазором между внутренней стенкой корпуса и цилиндрическим стержнем ферритовое кольцо. з 5704 Внутри корпуса между уплотняющим стек лом и ферритовым кольцом расположен многослойный конденсатор, состоящий из набора квадратных пластин. Обкладки кон денсатора попарно соединены электропро- 5 водящей полимерной композицией с цилиндрическим стержнем и внутренней ча стью корпуса. Внутренняя часть корпуса с размещенными внутри элементами залита изолирующей композицией. 10 Такая конструкция фильтра обладает герметичностью. Однако такой фильтр имеет слабую механическую прочность и недостаточное (^ 1000 Дб/043) вносимое затухание на единицу объема. Слабая меха- 15 ническая прочность обусловлена тем, что обкладки многослойного керамического конденсатора, контактирующие через электропроводящую полимерную композицию с корпусом и цилиндрическим центральным 20 стержнем, соответственно имеют малую толщину. Из-за этого при циклических механических воздействиях работоспособность фильтра нарушается. Ферритовое кольцо размещено в корпусе фильтра и имеет зазо- 25 ры между внутренней частью корпуса и центральным стержнем. Наличие таких зазоров необходимо для заливки изолирующей композиции. Однако при включении фильтра в цепь и его работе наличие таких зазоров 30 между ферритовым кольцом, корпусом и центральным цилиндрическим стержнем приводит к интенсивному просачиванию СВЧ энергии через зазоры и защищаемую РЭА и уменьшению уровня ослабления СВЧ 35 сигналов. Непосредственное контактирование на одном из торцов уплотняющего стекла и электропроводящей полимерной композиции приводит к появлению токов утечки и просачиванию СВЧ энергии, что 40 снижает уровень ослабления бВЧ сигналов. Технический результата достигается тем, что в СВЧ поглощающий фильтр, содержащий цилиндрический электропроводя- 45 щий корпус, внутри которого коаксиально установлены цилиндрический электропроводящий стержень и цилиндрический конденсатор, обкладки которого соединены электропроводящей полимерной компози- 50 цией с корпусом и стержнем, соответственно, уплотняющую шайбу из стекла, расположенную на одном конце корпуса, другой конец которого заполнен изолирующей композицией, согласно изобретению, 55 внутрь корпуса со стороны уплотняющей шайбы введено кольцо из полимера, касающееся корпуса и стержня, а в кзчестве электропроводящей полимерной композиции между внутренней обкладкой конденсатора и стержнем использована электропроводящая полимерная ферритовая композиция. Для повышения механической прочности и надежности СВЧ поглощающего фильтра цилиндрический конденсатор выполнен на всю длину корпуса фильтра между полимерным уплотняющим кольцом и противоположным торцом фильтра. Механическая прочность фильтра и соответственно надежность электрического контакта обкладок конденсатора с корпусом и центральным стержнем обеспечивается через большую площадь контактирования внутренней и внешней обкладок конденсатора с электропроводящей полимерной ферритовой композицией и электропроводящей полимерной композицией соответственно. Как известно, адгезионная прочность соединений с клеевыми полимерными композициями пропорциональна площади контактирования электродов и стержня через электропроводящую полимерную композицию. Для предотвращения прохождения СВЧ сигнала необходимо, чтобы элементы фильтрации, находящиеся внутри корпуса, не образовывали геометрических зазоров, т.е. необходимо выполнить хотя бы один из элементов фильтрации с распределенными параметрами. Таким фильтрующим элементом с распределенными параметрами - большой индуктивностью и дополнительной емкостью - является электропроводящая полимерная ферритовая композиция, заполняющая полностью объем фильтра между внутренней обкладкой конденсатора и центральным стержнем. Введение в электропроводящую полимерную композицию наполнителя из измельченного феррита с высокой магнитной проницаемостью приводит к возникновению распределенной индуктивности. Наличие такой композиции создает дроссельный эффект, предотвращающий прохождение СВЧ сигнала между элементами фильтра, и соответственно повышает уровень ослабления СВЧ сигнала. При прохождении электромагнитной волны вдоль центрального стержня, находящегося в контакте с полимерным кольцом, расположенным между электропроводящей полимерной композицией и уплотняющим стеклом за счет скин-эффекта и значительного уменьшения емкости плотность силовых линий электромагнитного поля в поверхностном слое стержня будет выше. Такое перераспределение электромагнитного поля вдоль конструкции СВЧ поглощающего фильтра приводит к повышению уровня ослабления СВЧ сигнала и предотв 5704 6 ращению попадания СВЧ энергии в электлиндрического конденсатора 4, располоронное устройство и выходу из него. женного на всю длину корпуса 1 между полПолимерное уплотняющее кольцо, кон имерным уплотняющим кольцом 9 и тактирующее со стержнем и внутренней ча противоположным торцом корпуса 1. Емкостью корпуса и разделяющее 5 стной эффект, направленный на ослабление электропроводящую полимерную компози электромагнитных сигналов, создается за цию и уплотняющее стекло, предотвращает счет большой емкости конденсатора 4, т.к. у появление токов утечки и просачивание СВЧ него большая площадь обкладок конденсаэнергии, т.к. полимерный материал облада тора. ет высокой электрической прочностью. 10 С внешней обкладки G конденсатора 4 На чертеже схематически изображен электромагнитный сигнал через электропроСВЧ поглощающий фильтр. водящую полимерную композицию 8 попаСВЧ поглощающий фильтр состоит из дает на корпус 1 фильтра, который заземлен. электропроводящею цилиндрического корКром© того, электромагнитный сигнал, пропуса 1, внутри которого соосно размещен 15 ходя вдоль центрального стержня 2 и попаэлектропроводящий центральный цилинддая в область контакта с полимерным рический стержень 2, зафиксированный упкольцом 9 и уплотняющей шайбой 3 из стеклотняющей шайбой 3 из стекла, ла, за счет скин-эффекта и резкого уменьшерасположенной на одном из торцов корпуса 1 и ния емкости перераспределяется так, что герметизирующей его; внутри корпуса 1, 20 плотность силовых линий электромагнитного соосно корпусу и центральному стержню 2, поля в поверхностном слое центрального размещен цилиндрический конденсатор 4, стержня 2 будет выше. Такое перераспредевнутренняя 5 и внешняя 6 обкладки которого ление электромагнитного поля вдоль констэлектрически соединены с центральным рукции фильтра приводит к резкому стержнем 2 и корпусом 1 соответственно 25 затуханию электромагнитного сигнала и электропроводящей полимерной феррито-вой предотвращению попадания сигнала в элеккомпозицией 7 и электропроводящей тронное устройство и из него. полимерной композицией 8; со стороны упПример конкретного выполнения. лотняющей шайбы 3 из стекла внутри корпуса 1 Материалы, из которых изготовлены цирасположено уплотняющее кольцо 9, 30 линдрический корпус 1 и диэлектрическая плотно прилегающее к центральному стержню 2 вставка цилиндрического конденсатора 4, и внутренней части корпуса 1. В верхней имеет близкие коэффициенты термического части корпуса 1, со стороны торца, расширения (ТКР), что повышает надежпротивоположного торцу с уплотняющей ность СВЧ поглощающего фильтра при тершайбой 3 из стекла, выполнено сквозное 35 мических ударах. Цилиндрический корпус 1 отверстие 10, заполненное электропроводящей изютовлен из прецизионного сплава марки полимерной композицией 8. Элементы с торца 29 НК с ТКР в интервале температур от +20 корпуса 1 залиты изолирующей композицией до 300,°С, равным 7 1 11. а 20 -300 =• (46-54) • 10" [°С]" . СВЧ электрический сигнал, попадая на 40 центральный стержень 2, имеющий низкое Для обеспечения хорошей электрическое сопротивление, прежде чем паяемостй и высокой коррозионной проникнуть в электронное устройство, простойкости к агрессивным средам ходит на своем пути ряд конструктивных цилиндрический металлический корпус 1 и элементом фильтра. Электромагнитный сиг- 45 центральный стержень 2 покрывают нал за счет скин-эффекта затухает по экспоспециальным покрытием (серебром, оловяноненциальному закону в направлении висмутовым припоем). Уплотняющее продольной оси центрального стержня 2, состекло 3 изготовлено из прикасающегося со слоями электропроводящей термостойкого и химически стойкого электполимерной ферритовой композиции, 50 ровакуумного стекла марки С-52-1 с ТКР в которая за счет ферритового наполнителя диапазоне температур от +20 до 300°С равобразует безвитковую индуктивность. а 7 1 Электромагнитный сигнал в индуктив- ным 20 -300 « (51-53,5) -10" [°СГ и являности, вследствие возникающих магниторе- ется хорошим диэлектриком, имеющим зистивных и диэлектрических потерь, 55 сопротивление в изделии ие менее 500 Мом. испытывает рассеяние и превращается в Роль обкладок 5, 6 цилиндрического кондентепловую энергию Через электропроводящую сатора 4 выполняют электроды - металлизиполимерную ферритовую композицию 7 рованные слои из серебра, нанесенные на электромагнитный сигнал попадает на керамику методом вжигания, Электрический контзкт центрального стержня 2 с в нутвнутреннюю 5 и внешнюю б обкладки ци 5704 ренней обкладкой 5 конденсатора 4 обеспечивается за счет электропроводящей ферритовой композиции 7 на основе эпоксидной смолы ЭД-20, мелкодисперсного серебра и ферромагнитного наполнителя с магнитной проницаемостью 800 НН и заливочного изолирующего компаунда следующего состава, еес.%: Эпоксидная смола ЭД-20 12-21 Полиэтиленполиамин 6-9 Мелкодисперсное серебро 60-^70 Ферритовый наполнитель 10-12 Фильтрующие свойства изделия достигаются за счет наличия большой емкости элемента конденсатора 4 (в качестве диэлектрика конденсатора применен титанат бария с диэлектрической проницаемостью ь - 8000-12000) и дополнительного ослабления СВЧ энергии благодаря образованию безвиткового дросселя, образованного электропроводящей полимерной композицией с ферритовым наполнителем 7. В качестве электропроводящей полимерной композиции 8, соединяющей внешнюю обкладку 6 конденсатора 4 с корпусом 1, взят Упорядник Замовлення 619 8 токопроводящий клей следующего состава, вес %• Эпоксидная смола ЭД-20 25~20 Полиэтиленполиамин 8-4 5 Мелкодисперсное серебро 70-73 В качестве материала полимерного уплотняющего кольца 9 выбран фторопласт-4 или лаковое покрытие УР-230, как материалы с наиболее высокой электрической проч10 ностью и имеющие малые токи утечки. СВЧ поглощающий фильтр имеет удельный коэффициент затухания > 2000 дБ/см3 в частотном диапазоне 0,1-20 ГГц. Применение предложенного СВЧ по15 глощающего фильтра позволяет передавать без потерь постоянное электрическое питание и эффективно заграждать высокочастотные электромагнитные сигналы от попадания их в работающее устройство и 20 препятствовать выходу высокочастотных сигналов из работающих устройств. При этом обеспечивается высокий уровень ослабления СВЧ сигнала и работоспособность РЭА при воздействии циклических темпера25 турных и механических нагрузок. Техред М.Моргентал Коректор М. Куль Тираж Підписне Державне патентне відомство України, 254655, ГСП, Київ-53, Львівська пл., 8 Виробничо-видавничий комбінат "Патент", м. Ужгород, вул.Гагаріна. 101