Многослойная гальванопластика - технология изготовления микроволновых компонентов и устройств систем спутниковой связи

Главными требованиями относительно элементной базы, которая используется в современной КВЧ аппаратуре связи (в том числе спутниковой) были, есть и будут ее малый вес, габариты, себестоимость и надежность. Первые два требования очень легко выполняются, если в качестве волноводных систем используются микрополосковые линии передач. Но в случае передачи мощных сигналов эти линии передачи не могут конкурировать с пустыми металлическими волноводами. Поэтому возникает задача разработки такой технологии изготовление устройств связи, которая бы обеспечивала довольно большую степень интегрирования простейших элементов в многофункциональные узлы и устройства. Эта технология должна иметь низкую себестоимость, обеспечивать идентичность электродинамических показателей от экземпляра к экземпляру, требовать малое время на производство, не требовать уникального оснащения.

Этим требованиям удовлетворяет технология изготовления микроволновых компонентов, разработанная в Институте технической механики НАН и НКА Украины, и базирующаяся на многослойной гальванопластике определяющим признаком которой есть использование гальванопластического монтажа и специального режима электролитического осаждения металлов. Если первое отличие разрешает вырабатывать практически монолитные микроволновые многофункциональные модули, то второе отличие экономит время в процессе производства и обеспечивает мелкозернистую структуру осаждаемого металла, пластичность и прочность.

Составными частями успеха внедрение этой технологии есть наличие разработанных сложных, но разборных матриц многоразового использования, с помощью которых удается производить многофункциональные устройства без фланцевых соединений как единое квазимонолитное изделие. Имеем опыт изготовления генераторных модулей, развязывающих устройств и рупорных антенн, а также монолитных многофункциональных устройств на их основе, выполненных по предложенной технологии.

Готовое изделие благодаря применению многослойной гальванопластики имеет достаточную механическую прочность при массогабаритных показателях, по крайней мере, в несколько раз меньших относительно традиционного цельнометаллического прототипа.

Модернизированная волноводно-интегральная безотходная технология, которая базируется на основе многослойной гальванопластики с элементами гальванопластического монтажа, может быть альтернативой стандартным технологиям. Кроме важного выигрыша в весе и габаритах (толщина стенок волноводов составляет 100 – 150 микрон, в отличие от единиц миллиметров в стандартных конструкциях), коренным образом снижаются затраты на настройку, так как применение предлагаемого метода гальванопластики и гальванопластического монтажа обеспечивает не только высокую точность изготовления, но и повторяемость геометрических и электрических характеристик КВЧ-узлов.

Эффективность предлагаемой технологии изготовления сложных в конструктивном отношении функциональных узлов приемо-передающего тракта была апробирована, в частности, на примере трехплечих циркуляторов (рис. 1), приемопередающего модуля с малогабаритным электрически управляемым генератором (рис. 2), КВЧ- генератора с двухкаскадным усилителем мощности (рис.3).

multilayer-galvanoplastics-2-01.jpg

Рисунок 1. Циркуляторы, изготовленные методом гальванопластического монтажа

(центральная частота - 43 ГГц; полоса - 10%; прямые потери - не больше 0,5 дБ; обратные потери - не менее 20 дБ; КСВ - не больше 1,3; масса - 19,5 г.).

multilayer-galvanoplastics-4-01.jpg

Рисунок 2. Приемопередающий модуль с малогабаритным электрически управляемым генератором

(полоса рабочих частот 40-44 ГГц; мощность потребления, не больше 250 мВт; масса, не больше 20,0 г; габариты, не больше 50х80 мм.)

multilayer-galvanoplastics-2-03.jpg

Рисунок 3. КВЧ - генератор на диоде Ганна с двухкаскадным усилителем мощности на ЛПД

(1 – генератор на диоде Ганна, 2- 5 – Т-циркуляторы, 6,7 – усилители мощности на ЛПД, 8,9 – нагрузки согласованные).