Коаксиальный кабель при сверхнизких температурах, температуры до 5К, частоты до 18 ГГц, проблема выбора Опции

[Manganite]

Доброго времени суток, дорогие форумчане.
Собственно, задача заключается в изготовлении измерительной вставки в криостат. Необходимо завести два коаксиальных кабеля (до 18ГГц). Мощности не большие, <25мВт и особых проблем тут нет. Если бы не одно "но", низкие температуры (до 5К).

Нужен совет, желательно тех кто сталкивался с подобными проблемами, впрочем и теорифекат тоже подойдет, потому что, как при таких температурах будет вести себя кабель я даже не представляю.
Но кабель это ещё пол беды, на концах кабелей должна крепится измерительная ячейка, при этом под различные экспериментальные задачи нужны разные ячейки. Поэтому было решено делать съёмную ячейку используя в качестве соединения SMA-коннекторы. Что будет происходить с ними я тоже не понятно.
Кроме того, возможно, проблема тут будет ещё и в большом градиенте температур, на 1 метр кабеля разница на концах будет порядка 300 градусов.
Изначально хотел купить кабель и компоненты фирмы HUBER+SUHNER, однако возникли сомнения, а стоит ли оно того. Было бы очень обидно потратить деньги, а потом выяснить, что при низких температурах HUBER+SUHNER ни чем не лучше аналогичной отечественной продукции.

Со всем выше изложенным возникли следующие вопросы:
1. Какой кабель выбрать?
То что это будет полу-жёсткий кабель даже не обсуждается. Но какой диаметр выбрать? Слишком толстый - большие потери тепла + большое изменение линейных размеров, слишком тонкий - а его там не порвет? С каким диэлектриком? Какой будет лучше - монолит, пористы, вспененный из какого материала? Может есть какие то специальные кабеля для таких целей?
2. Стоит ли использовать разъёмы для измерительной ячейки или лучше для каждой ячейки сделать свою вставку и намертво впаять в нее кабель? Если стоит, то какие? Может SMA в таких условиях не лучший выбор?
3. Каких казусов ожидать при охлаждении ? Понятно что улучшения параметров кабеля и разъёмов ждать не стоит, но опять же, на сколько они ухудшаться ? Может моя затея изначально обречена на провал и кроме волновода ни чего не придумать?

Буду рад любой помощи.

[khach]

Обычный полужеский коаксиал прекрасно работает до гелия, даже сверхтекучего (1.8к). Немного уходит волновое сопротивление из-за механических деформаций. Для ЭПРа это непринципиально, а для измерений импеданса при гелии -надо учитывать. Чтобы тепло не утекало- из коаксиала мотается спираль, расположенная соосно с осью криостата- тогда темературный градиент получаестя удовлетвориительный. Можно в пару местах припаять оплетку кабеля к азотному тепловому экрану и промежуточному тепловому экрану между гелием и азотом (если он предусмотрен конструкцией криостата).

[Manganite]

Обычный полужеский коаксиал прекрасно работает до гелия, даже сверхтекучего (1.8к). Немного уходит волновое сопротивление из-за механических деформаций. Для ЭПРа это непринципиально, а для измерений импеданса при гелии -надо учитывать. Чтобы тепло не утекало- из коаксиала мотается спираль, расположенная соосно с осью криостата- тогда темературный градиент получаестя удовлетвориительный. Можно в пару местах припаять оплетку кабеля к азотному тепловому экрану и промежуточному тепловому экрану между гелием и азотом (если он предусмотрен конструкцией криостата).

Спасибо за информацию, импеданс мерить не собираюсь, хотя конечно возникает вопрос согласования с нагрузкой, но это уже кроме как опытным путём не решишь, так как не ясно что будет происходить с миро-полосковой нагрузкой при таких температурах.

В общем, пока решил остановится на обычных, медных коаксиалах, смотаю внизу спираль в несколько витков, не только теплопотери уменьшатся, но и механическая нагрузка на кабель. А то я боялся что его может порвать или деформирует конструкцию, концы то у него будут жёстко закреплены. Чтобы ещё снизить теплопотери сточу кольцом внешнюю оплётку, меньше площадь сечения - меньше потери тепла.

Что же касается разъёмов, тут конечно вопрос остаётся открытым, хочу попробовать разные варианты. Отказываться от SMA не хочется по причине большого ассортимента панельных разъёмов и удобства их использования. Пока что выбор пал на разъёмы из бериллиевой бронзы с золотым покрытием и диэлектриком из PTFE.
Если не получится, то попробую миниатюрные и микроминиатюрные из серий SMPX и MMPX, хотя у меня и нет доверия к защёлкам, попробую сделать поджимающую конструкцию на основе всё той же бериллиевой бронзы, благо есть сырой материал под рукой.
Ну а если и это не подойдёт, то придётся впаивать провода в ячейку.
Остался только вопрос по поводу припоя, но это уже детали.

Всем спасибо за помощь, побегу искать где купить и буду ваять

Сообщение отредактировал Manganite - Mar 1 2012, 11:00

[Tanya]

Чтобы ещё снизить теплопотери сточу кольцом внешнюю оплётку, меньше площадь сечения - меньше потери тепла.

Остался только вопрос по поводу припоя, но это уже детали.

Не стоит оплетку портить. Снаружи к ней припаять крылышки-радиаторы или засунуть кабель в трубку. Можно даже регулировать в ней поток газа. Вам уже примерно такое советовали.
А припой - самый обычный - ПОС подойдет. Еще индием паяют. Он, кажется, даже сохраняет пластичность.
При пайке нужно продумать конструкцию. Если спаивают разные материалы, то надо делать так, чтобы снаружи был материал с большим коэффициентом теплового расширения - тогда при охлаждении конструкция будет сжиматься.