专利名称：波导输入输出的低温接收机的制作方法
技术领域：
本发明涉及低温电子领域，特别是涉及用于波导输入输出低温接收机系统输入输出口进行真空密封的同时保持较好的电性能的技术。
背景技术：
低温接收机是指接收机的主要器件，如滤波器，放大器等工作于低温(如77K)的接收机。低温接收机相对于常规的接收机可以有效的降低其噪声系数，提高其灵敏度，从而提高接收机的性能。比如在无线通信领域，提高基站的灵敏度就意味着可以扩大基站的覆盖范围，在获得同样覆盖范围的情况下，可以减小基站的发射功率。正因为低温接收机的优点，近年来，结合高温超导技术的发展，低温接收机得到了广泛的应用，如移动通信，雷达以及卫星等领域。而现有的低温接收机大多工作在IOGHz频率以下，其输入输出采用一段较长的电缆。但是随着频率的升高，电缆的损耗就越大，比如， 一段长为IOOmm半柔性电缆在IGHz的频率下的插入损耗约为0. ldB，但是在20GHz时，它的插入损耗就增加到了 0. 5dB左右。根据噪声系数的级联公式，接收机输入端电缆的插入损耗会显著的影响接收机的噪声系数，使低温接收机的优势不能显现出来。为了解决在较高频率下(如IOGHz以上)输入端电缆损耗很大的问题，工程上常采用波导输入的方式，例如天线的输出端口采用波导，而接收机的输入端采用与天线相匹配的波导接口。如果将采用波导连接的方式应用于低温接收机中，可以带来如下优势低温下，低噪声放大器的噪声系数会显著降低；对于前级滤波器，如果采用高温超导滤波器来降低滤波器的插入损耗，如果采用的是常规滤波器，在低温下其插入损耗也可以明显降低。但是同样会带来一个问题波导输入端如何在保证良好的电性能的同时进行真空密封。
发明内容
本发明的一目的在于提供一种波导输入输出的低温接收机，用于实现波导输入端在保证良好的电性能的同时进行真空密封。为了实现上述目的，本发明提供一种波导输入输出的低温接收机，包括前级滤波器、与所述前级滤波器连接的低温低噪声放大器，所述低温低噪声放大器通过电源线连接到工作电源，其特征在于，还包括波导输入端，与所述前级滤波器连接，用于输入微波信号至所述低温接收机；波导密封窗，设置于所述波导输入端中，用于对所述低温接收机进行真空密封。所述的波导输入输出的低温接收机，其中，所述波导密封窗包括镶嵌入所述波导输入端的法兰面中的云母片。所述的波导输入输出的低温接收机，其中，所述波导密封窗包括波导法兰盘、短波导、云母片；所述波导法兰盘与所述波导输入端连接，所述云母片被所述短波导压合在所述波导法兰盘上。
所述的波导输入输出的低温接收机，其中，所述波导密封窗包括夹置在所述波导输入端、所述前级滤波器之间的微波透明膜材料。所述的波导输入输出的低温接收机，其中，所述波导输入端、所述前级滤波器相连接的法兰面上涂有真空脂。所述的波导输入输出的低温接收机，其中，所述前级滤波器的输入端、输出端为波
导接口。所述的波导输入输出的低温接收机，其中，所述前级滤波器为金属腔体滤波器或采用高温超导材料的腔体滤波器。所述的波导输入输出的低温接收机，其中，所述低温低噪声放大器的输入输出端口为波导端口或同轴端口。所述的波导输入输出的低温接收机，其中，所述低温低噪声放大器通过输出电缆与一输出接头或一后级滤波器连接。所述的波导输入输出的低温接收机，其中，所述低温低噪声放大器工作于液氮温区。与现有技术相比，本发明的技术效果在于本发明为波导输入(或输出)的低温接收机系统提供一种真空密封的结构，可以在保证真空密封效果(密封度)的前提下，最大限度地保证系统的电性能，减少系统的噪声系数。
图1为本发明波导输入的低温接收机的示意图
图2为本发明的第一种波导密封窗示意图3为本发明的第二种波导密封窗示意图4为本发明的第三种波导密封窗示意图。
其中，附图标记
100低温接收机
101真空室
102波导输入端
103前级滤波器
104低温低噪声放大器
105放大器电源线
106输出电缆
107输出接头
108样品台
201波导输入端的法兰面
202波导口
203云母片
301波导法兰盘
302短波导
303云母片401微波透明膜材料
具体实施例方式以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。如图1为本发明波导输入的低温接收机的示意图，如图所示，低温接收机100主要包括波导密封窗、波导输入端102以及工作于低温(如77K)的其他器件及连接件，在波导输入端102的前端通过波导密封窗来进行真空密封，以保证低温接收机良好的电性能。低温接收机100具体包括真空室101、波导输入端102、前级滤波器103、低温低噪声放大器104、放大器电源线105、输出电缆106、输出接头107、样品台108。整个系统安装在真空室101中的样品台108上，微波信号由波导输入端102输入， 依次通过前级滤波器103和低温低噪声放大器104，最后再由连接输出电缆106的输出接头107输出，其中低温低噪声放大器104的电源线105需要连接工作电源才能使低温低噪声放大器104正常工作。输出接头107为密封接头。微波信号经波导输入端102输入，依次通过前级滤波器103、低温低噪声放大器 104后，然后经低温接收机100的输出端输出。前级滤波器103与低温低噪声放大器104连接。前级滤波器103的输入端口一般为波导接口，输出端根据要求可以是波导接口也可以是其他接口。前级滤波器103可以是常规的金属腔体滤波器，也可以是采用了高温超导材料的新型腔体滤波器。低温低噪声放大器104可以工作于液氮温区(77K左右)，也可以工作于更低的温度，其特点是低温低噪声放大器104在低温下有比常温上更好的低噪声性能。低温低噪声放大器104的输入输出端口可以是波导端口，也可以是同轴等其他端□。低温低噪声放大器104可以通过输出电缆106与真空室101壁上的密封接头107 连接，将信号放大后输出，也可以根据系统需要在低温低噪声放大器104后级引入额外的后级滤波器及其他元器件，如混频器等，来提高接收机的整体性能。本发明是在波导输入端102中加入波导密封窗，波导密封窗有三种型式，分别是第一种型式，其是直接在波导输入端102的输入端法兰面201上镶嵌入一个波导密封窗，如图2所示。第二种型式，其是在波导输入端102的前端再连接上一个波导法兰盘301，而密封窗设置在波导法兰盘301上，如图3所示。第三种型式，其是在波导输入端102与前级滤波器103.之间加入一层微波透明膜材料401，起到与波导密封窗同样效果，如图4所示。上述三种型式的波导密封窗同样适应于波导输出的低温接收机。采用波导密封窗使得波导输入输出低温接收机系统内对波导输入输出口进行真空密封同时又保持较好的电性能。如图2为本发明的第一种波导密封窗示意图，如图所示，包括云母片203。云母片203镶嵌入波导输入端102的法兰面201中。首先在波导输入端102的法兰面201上挖一个比波导口 202大的矩形凹槽，然后用胶粘剂和螺丝将云母片203固定在凹槽中，形成波导密封窗。如图3为本发明的第二种波导密封窗示意图，如图所示，包括波导法兰盘301、一段短波导302、云母片303。波导输入端102和波导法兰盘301相连接，云母片303被短波导302压合在波导法兰盘301上。短波导302的长度不能太长，保证能在真空室101中装下就可。首先将云母片303插入短波导302与波导法兰盘301之间，然后用胶粘剂和螺丝将云母片303固定在短波导302与波导法兰盘301之间，然后波导法兰盘301再与波导输入端102相连接。如图4为本发明的第三种波导密封窗示意图，如图所示，102为波导输入端，103为前级滤波器，401为微波透明膜材料。微波透明膜材料401夹置在波导输入端102和前级滤波器103之间。在波导输入端102与前级滤波器103相连接的法兰面上都涂上真空脂，然后将微波透明膜材料401夹在两个法兰面之间，用螺丝将两个法兰面固定在一起即可。本发明为波导输入(或输出)的低温接收机系统提供一种真空密封的结构，在保持系统真空度的同时，能有效的保持微波频率下的系统的电性能，降低系统的噪声系数。当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明做出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。
权利要求
1.一种波导输入输出的低温接收机，包括前级滤波器、与所述前级滤波器连接的低温低噪声放大器，所述低温低噪声放大器通过电源线连接到工作电源，其特征在于，还包括波导输入端，与所述前级滤波器连接，用于输入微波信号至所述低温接收机；波导密封窗，设置于所述波导输入端中，用于对所述低温接收机进行真空密封。
2.根据权利要求1所述的波导输入输出的低温接收机，其特征在于，所述波导密封窗包括镶嵌入所述波导输入端的法兰面中的云母片。
3.根据权利要求1所述的波导输入输出的低温接收机，其特征在于，所述波导密封窗包括波导法兰盘、短波导、云母片；所述波导法兰盘与所述波导输入端连接，所述云母片被所述短波导压合在所述波导法*. τπ. K O
4.根据权利要求1所述的波导输入输出的低温接收机，其特征在于，所述波导密封窗包括夹置在所述波导输入端、所述前级滤波器之间的微波透明膜材料。
5.根据权利要求4所述的波导输入输出的低温接收机，其特征在于，所述波导输入端、 所述前级滤波器相连接的法兰面上涂有真空脂。
6.根据权利要求1、2、3、4或5所述的波导输入输出的低温接收机，其特征在于，所述前级滤波器的输入端、输出端为波导接口。
7.根据权利要求1、2、3、4或5所述的波导输入输出的低温接收机，其特征在于，所述前级滤波器为金属腔体滤波器或采用高温超导材料的腔体滤波器。
8.根据权利要求1、2、3、4或5所述的波导输入输出的低温接收机，其特征在于，所述低温低噪声放大器的输入输出端口为波导端口或同轴端口。
9.根据权利要求1、2、3、4或5所述的波导输入输出的低温接收机，其特征在于，所述低温低噪声放大器通过输出电缆与一输出接头或一后级滤波器连接。
10.根据权利要求1、2、3、4或5所述的波导输入输出的低温接收机，其特征在于，所述低温低噪声放大器工作于液氮温区。
全文摘要
本发明有关于一种波导输入输出的低温接收机，包括前级滤波器、与所述前级滤波器连接的低温低噪声放大器，所述低温低噪声放大器通过电源线连接到工作电源，其特征在于，还包括波导输入端，与所述前级滤波器连接，用于输入微波信号至所述低温接收机；波导密封窗，设置于所述波导输入端中，用于对所述低温接收机进行真空密封。本发明可以使得低温接收机在保证真空密封效果(密封度)的前提下，最大限度地保证系统的电性能，减少系统的噪声系数。
文档编号H04B1/16GK102377442SQ20101026489
公开日2012年3月14日 申请日期2010年8月26日 优先权日2010年8月26日
发明者何晓峰, 何豫生, 周曙煜, 孟继宝, 崔彬, 张强, 张雪强, 李春光, 李超, 王佳, 边勇波, 郭进, 黎红 申请人:中国科学院物理研究所