Здравствуйте! Уже не один раз встречал такие вот необычные корпуса для СВЧ модулей, где корпус отфрезерован таким образом, что повторяет полосковые линии, фрезеровка идёт вдоль них. Прошу пояснить разбирающихся в этом вопросе, для чего делаются корпуса такого вида и какие дают преимущества по сравнению с просто прямоугольным корпусом. Уменьшение взаимного влияния элементов печатной платы друг на друга? Или для каких-то ещё целей? Для каких частот это целесообразно, точнее, начиная с каких? Прошу так же подсказать литературу, где можно почитать про расчет, проектирование таких корпусов и печатных плат для такого исполненения.

Сообщение отредактировал Andrey188 - Oct 20 2017, 07:17

Рискну предположить, что это для увеличения теплоотдачи греющихся компонентов и уменьшения общего перегрева.
Эффективно только там, где вес аппаратуры не имеет решающего значения, то есть в стационарной СВЧ-аппаратуре.
Подспутно решается задача уменьшения отходов производства. Лучше пусть металл тепло забирает, чем на переплавку.

В данных конструкциях не видно тепловыделяющих элементов, поэтому это не для теплоотвода.

Все дело в необходимой экранировке.
Видно, что в схеме много разных фильтров, поэтому требуется экранировка полос фильтров друг от друга.
Кроме того, если сделать простой пустотелый корпус, то там будем много разных резонансов (читайте объемный резонатор), которые зависят от геометрии корпуса (ширина и высота). Если высота и ширина сечения маленькие, то и резонансные частоты очень большие.
Что и получают в данных конструкциях.
Размещение элементов в конструкции достаточно "сложное", поэтому разбить внутренности корпуса на малые отсеки сложно. Поэтому такое и "создали".

Т.е. в этом "тупом" конструкторском решении избавились от лишних резонансов и получили большую экранировку.
Если конструкция работает "на столе", то и по-фиг!

Литературы по этому поводу не встречал. Скорее всего, ее нет. Каждая "контора" имеет свои наработки по таким вопросам.
А подобные вещи считаются (моделируются) в любых программах 3D ЭМ моделирования.

Сообщение отредактировал Redcrusader - Oct 20 2017, 08:02

Для лучшей изоляции между каналами. дб на 40 лучше получается. Но дорого это .

Это модуля дли миллиметровых волн (Ka Ku band). Если оставлять много свободного пространства над микрополосковыми модулями, пространственная волна полезет над ними и никакая поглощающая СВЧ прокладка не спасет от нежелательных частотных пролазов а то и возбудов. Поэтому приходится узкие каналы в корпусах фрезеровать, в которых пространственная волна на заданных частотах не распространяется, а на полосовые фильтры еще и дополнительно туннели металлические ставить.
Как бонус можно притянуть крышку корпуса винтами как можно ближе к границам каналов- тоже улучшает экранирование.
По поводу проектирования тут куча особенностей. Приходится держать два CAD одновременно открытыми для синхронизации СВЧ и механических проектов и уметь работать в обеих программах. Надо иметь представление от металлообработке CNC чтобы в процессе проектировани не нарисовать того, что станок не сможет изготовить или это сильно удорожит проект ( минимальный диаметр фрез, отгиб фрез на заданной глубине, качество поверхности под гальванику, заходные траектории концевых фрез итд) для начала приходится тесно общаться с кадовцем- механиком и технологом металлобработки, потом с приобретением опыта косяки уменьшаются. А еще в таких модулях бывают встроенные переходы с микрополосков на волноводы, там еще больше механического проектирования бывает, а если там еще и волноводный полосовой фильтр интегрирован в дизайн корпуса...

Спасибо за подробные ответы. А скажите, имеет ли смысл использовать такую конструкцию на частотах ~ до 6 ГГц? Более высокочастотными приложениями не занимаюсь пока что. Большие мощности тоже не рассматриваются, максимум - это уровни сигналов синтезаторов порядка 10-12 dBm

Зависит от задач. Если это фильтербанк для подавления нежелательных гармоник синтезатора на -70 дб - то конечно стоит. А если устраивают спуры в -40 дбм- то совершенно излишне.
Ну и помните- у Вас должен быть доступ к гальванике по алюминию с хорошей кроющей внутренней способностью на углах, т.к в канавки надо обязательно давать гальваническое покрытие для надежного контакта земляного полигона с копусом. конечо возможны изварщения с залуживанием канавки с флюсом для пайки холодильников и потом повторный проход фрезой для выравнивания поверхности, но это для прототипов или малосерийки экспериментальной только.

А вот это весьма спорно. Мы не видим, какие кристаллы стоят в разных модулях и куда уходят проходные фильтры.
В некоторых участках их два (по одному с каждой стороны), а это обычно положительное питание и отрицательное смещение.
Ну и обратную сторону мы не видим. Там тоже может что-нибудь мощное размещаться.

Если делаете для самолётов, ракет, БПЛА и т.п., то нет никакого смысла, даже с банками фильтров.
На этих частотах есть более эффективные способы изоляции без серьёзного утяжеления конструкции.

Даладно. Когда пролаз гетеродина а передатчик и передатчика в гетеродин должны быть не хуже минус 115дБн на 2-х сантиметрах там такие танцы с бубном начинаются. И запредельные волноводы-корпуса (так и не дождался этой фразы), и режекторные фильтры на диэлектрических резонаторах-таблетках, и поглотительные составы на крышках, и ферритовые/карбонильные чашки на коаксиальных фильтрах-гермовводах. А потом какой-нибудь 3 гетеродин (около 20МГц) проходя в полужестком коаксиале рядом с субблоком синхронизации, управляюшим модулятором, порядка 17МГц, потом делится в район 1 МГц, и наводится на вход 530ТВ10 (пока она переключается ее каскады работают в аналоговом режиме - лечилось ферритом на микросхему и переукладкой коаксиала) - первой микросхемы делителя ГСИ и как в задачке ув. А. Ченакина, после этого деления разница в 2 с копейками МГц оборачивается несколько раз вокруг нуля и попадает через модулятор в доплер, самоконтроль головки дает "неготов" - вот тогда начинаешь понимать, что в СВЧ много металла не бывает.

Рад Вас слышать, но всё-таки смею возражать:
1. Не весь металл хорошо экранирует. Дюраль или авиаль в плане экранирования ниже плинтуса на некоторых частотах.
2. Запредельные волноводы на крышке не всегда уместны и не во всём полезны. А иногда даже вредны!
3. Про помехопоглотители тоже в теме ни слова, а именно они работают практически во всём диапазоне частот.

По пунктам 1,2 - полная чушь.
По пункту 3 - работают но плохо.

О, свидетели ЕГЭовы подкатили
Ну-с, сударь, может поведаете нам, какие частоты дюраль или авиаль экранирует лучше всего?
И главное: почему этому дешёвому и технологичному сплаву предпочитают стальные сплавы?
Не ответишь - двойка в четверти и с родителями к дирехтору

Их еще не запретили!?

Мое имхо, до 98-2000 годов, когда разработчики еще не могли хорошо просимулировать распределение поля в линиях, линии прокладывали в запредельном волновлде, исключающем возбуждение волны между стенками. По той же причине нет прямых углов, т.к. без компьютера скачек фазы предугадывать сложно.
Кроме того такие "разреженные" схемы позволяют в корпусе обеспечить хороший тепловой контакт между половинками и возможность проложить жидкостное охлаждение в инверсных полостях на обратной стороне.

А, пардон.. да, Khach уже это и ответил. От себя добавлю, что миллиметровые волны тут ни при чем. Этот прием исполльзуется и на 10ГГц. У нас в частности была такая проблема, когда в универсальном кожухе H10 мода, возникающая на плохо согласованном входном каскаде, пролетала поверх фильтра, и давала интерференцию с задержанным в фильтре сигналом...так вот если бы перед тем как резать отмерили бы ширину линейкой, то все было бы нормально. Причем ведь сам корпус был распланирован правильно, разделенными полостями, но размеры брали по старинке, с гигагерцового диапазона.


да. вот только если канал слишком широкий, то они как мертвому припарка. На H10 волну они будут действовать только если в составе есть ферритовая крошка, либо занимает пол-объема. Т.е. возвращаемся к узкому каналу вдоль стенок которого прокладываем поглотитель.


Выше 1ГГц 2-3мм сплошной переборки из ЛЮБОГО металла более чем достаточно.
НО! У люменей, дюралей, особенно если заготовка была анодирована под упрочненную резьбу, часто есть оксидные острова, нарушающие контакт. Поэтому, чем фланец, или плато у такой детали шире - тем ниже вероятность нарушения контакта и просачивания паразитных токов. Да и при широком плато, как мне рассказывали, в высокоточных приборах, если такая полость попадется, можно огрести от накрутки фазы гуляющего там тока... кстати, при хорошем усилии винтов и точном совмещении, для широких деталей с гофрированным срезом можно прокладывать фольгу из мягкого отожженного алюминия.

Дюраль и алюминий без гальванического покрытия, а тем более анодированный, вообще контакта по постоянному току не дают. Все заземление происходит через конструктивный конденсатор по ВЧ. Контакт по постоянке идет только на стяжных винтах. Поэтому и пролазило любое СВЧ между отсеками через щель при неодинаково притянутых винтах. Канавка в стенке экарна с вложенной оплеткой коаксиального кабеля обеспечивала удовлетворительное экранирование, пока оплетка не окислится. Современные EMI эластомерные шнуры с наполнителем ( проводящим и поглощающим) обеспечивают намного более надежную экранировку между отсеками.
Только с появлением таких материалов получилось работать с непокрытым алюминием без особых проблем.