[发明专利]低温高热阻微波滤波器封装屏蔽盒

说明书

(一)技术领域：

本发明涉及一种微波滤波器封装屏蔽盒，特别是一种适用于工作在低温环境下，并能够有效减少冷量损耗的高温超导滤波器封装屏蔽盒。

(二)背景技术：

对于高温超导微波滤波器来讲，其中的超导滤波器晶片一般都是在液氮温度(约77K)的超低温环境下才可正常工作，为了使超导滤波器获得这样的低温环境，必须将承载超导滤波器晶片的封装屏蔽盒固定在制冷机的冷头上，通过传导作用将冷头上的冷量传递给超导滤波器，从而使其达到超低温度，保证正常工作。由于工作温度与室温相差巨大，在实际的应用中必须将超导滤波器及冷头封闭在一个真空环境内，来降低与外界进行传导、对流等形式的热量交换，从而使制冷机可以以较低的功率正常工作。而现在对冷量散失影响最大的因素就是连接滤波器输入输出端及真空腔内壁的射频传输线缆，此线缆内导体及外导体都为金属，是热的良导体，大部分制冷量的消耗都是由冷端(滤波器端)通过射频线缆传输到热端(真空腔内壁)而损失的。为了降低高温超导滤波器的系统成本，设计工程师都希望在制冷机能够稳定可靠工作的情况下尽量带更多的负载(滤波器)，但负载越多，制冷机的功率就会越大，甚至造成制冷机功率过载而影响其可靠性及寿命。因此，改善由冷端到热端间射频线缆冷量损耗成为了克服这一矛盾的关键因素。

(三)发明内容：

本发明的目的在于设计一种低温高热阻微波滤波器封装屏蔽盒，它工作在低温环境下，具有高热阻的特点，能够减少冷量损耗，有效地解决了传统金属滤波器封装屏蔽盒与金属射频线缆之间由于导热快、冷量损耗大而造成的一系列问题，如制冷机功率偏大使得其工作可靠性差、寿命短，单台制冷机可承载的高温超导滤波器数量少而造成的单只滤波器成本偏高等。同时本发明的设计方案确保了对滤波器的屏蔽及可靠接地，适用于需要工作于低温环境的高温超导滤波器的封装屏蔽。

本发明的技术方案：一种低温高热阻微波滤波器封装屏蔽盒，包括底座、侧边板、屏蔽片、盒盖、标准微波接头和固定螺钉六部分部件，其特征在于微波接头固定在由高热阻材料制成的侧边板上，侧边板内侧衬以金属屏蔽片固定于底座，微波接头外导体与屏蔽片机械相连。

上述所说的底座上有用于固定及连接盒盖的螺孔，有用于固定侧边板及屏蔽片固定的螺孔，内底面为与滤波器晶片尺寸相适应的焊接平面，两边有预留的用于固定滤波器封装屏蔽盒的通孔；所说的高热阻侧边板分为两片，左右对称各一片，其上分别有用于组装的螺孔和固定微波接头的通孔、螺孔；所说的屏蔽片分为两片，左右对称各一片，其上分别有用于组装的通孔和固定连接微波接头外导体的通孔；所说的盒盖上有与底座螺孔相对应的固定通孔。

上述所说的高热阻侧边板材料为比普通金属热阻高并在低温环境下具有稳定化学、物理特性的材料，可以是聚四氟乙烯、陶瓷、电木。

上述所说的屏蔽片为金属薄片，其形状与底座侧边相适应，可完全屏蔽滤波器内部空间又不超出整体屏蔽盒截面。

上述所说的屏蔽片上固定连接微波接头外导体的通孔的尺寸应于微波接头尺寸相适应，整体装配后，微波接头外导体与屏蔽片可靠机械接触。

本发明的工作原理为：本案采用高热阻材料作为滤波器屏蔽盒侧边板，与底座、屏蔽片、盒盖装配在一起构成滤波器晶片的承载体，连接射频线缆的微波接头固定在高热阻侧边板上，不与金属底座直接接触，金属底座从冷头获得的冷量要经过高热阻侧边板才能传递到微波接头和射频线缆，因此高热阻侧边板大大阻碍了冷量的传输效率，从而降低了冷量的损耗；同时，装配在高热阻侧边板及底座之间的屏蔽片使得射频信号不会从侧边板处泄漏出去，起到了屏蔽的作用；微波接头外导体在装配中与屏蔽片机械接触，并通过屏蔽片与金属底座电连接，使得滤波器得到可靠的接地，这些都保证了采用低温高热阻微波滤波器封装屏蔽盒不但能显著改善冷量损耗，降低了对制冷机的工作压力，同时也可保证滤波器优良的微波性能。

本发明的优越性在于：1、本案低温高热阻封装屏蔽盒针对传统屏蔽盒冷量损耗大的缺陷，改进了屏蔽盒结构，引入了高热阻材料作为冷端与射频线缆的中间介质，显著降低了冷量损耗，提高了制冷机工作的可靠性和寿命，使得单台制冷机可以承载更多的滤波器，降低了系统成本。2、本封装屏蔽盒兼顾了滤波器的屏蔽及接地问题，保证了滤波器优良的微波性能。

(四)附图说明：

附图1为本发明所涉一种低温高热阻微波滤波器封装屏蔽盒的底座和盒盖的立体结构示意图。

附图2为本发明所涉一种低温高热阻微波滤波器封装屏蔽盒的侧边板和屏蔽片的立体结构示意图。

附图3为本发明所涉一种低温高热阻微波滤波器封装屏蔽盒组装结构爆炸示意图。