Разработка регулируемого аттенюатора на микрополосковых линиях, страница 3

Медный слой состоит из двух слоев: тонкого, осажденного в вакууме и толстого, полученного путем гальванического наращивания.

Для защиты медной пленки на нее, непосредственно в вакууме, наносится тонкое защитное покрытие, например из хрома, которое в процессе операции фотолитографической обработки удаляется.

В качестве материала подложки выбираем поликор ОСТ 107.460.095.671-87.

Выбираем материал для изготовления резистивных пленок. Параметры некоторых материалов для  изготовления приведены в таблице 2.

Таблица 2

Параметры материалов для изготовления резистивных пленок

Материал	Электрическое сопротивление квадрата пленки Ом/□	ТКС в интервале  температур от 60°С до 125°С, °С-1, 10-4	Необратимы изменения электрического сопротивления после 1000 ч работы, %
Проволока Х20Н80-Н	10-300	±1	-
Хром ЭРХ	50-300	+0,6	-
Тантал ТВЧ	25-300	-2	-

 Критерием выбора материала сопротивлений являются малая величина ТКС, стабильность сопротивления, значение R/□ сопоставимое с 50 ОМ.

Выбираем материал тантал ТВЧ РЭТУ 1244-67.

При выборе материала корпуса необходимо учитывать следующее: необходимость эффективного теплоотвода, близость ТКЛР корпуса и подложки, возможность пайки и сварки. В качестве материалов корпусов используют медь, латунь, титановые сплавы, алюминиевые сплавы. Некоторые параметры материалов используемых для  корпусов модулей СВЧ приведены в таблице 3.

Таблица 3

Параметры материалов используемых для корпусов модулей СВЧ

Материал	ТКЛР 10-6, °С-1	Коэффициент теплопроводности λ, (Вт/м*°С)	Плотность г/см3	Удельная проводимость σ, 10-3 (ОМ*см-1)
Латунь	18,9	75…82	8,7	1,67…4
Алюминевый сплав	2,6	92..188	2,7	1,3..3,57
Медь	18	259…400	8,94	5,8
Титан ВТ5-1	8,3	-	4,4	-

       Выбираем титан ВТ5-1, так как ТКЛР материала близок к ТКЛР подложки, также титан обладает очень хорошей теплопроводностью.

       Таким образом материалы, используемые для создания измерительного модуля следующие:

  материал подложки Поликор ОСТ 107.460.095.671-87;

  материал проводников медь МВЧк ГОСТ 859-78;

  материал адгезионного слоя хром ЭРХ МТУ 5-30-70;

  материал резистивного слоя тантал ТВЧ РЭТУ 1244-67;

  материал защитного слоя серебро Ср.9 ГОСТ 9894-61.

3.2 Расчет микрополосковой линии.

Исходные данные для расчета:

2 – 2,5 ГГц - диапазон рабочих частот;

f = 2,25 ГГц;

h = 1 мм - толщина подложки;

Z_В = 50 Ом - волновое сопротивление линии;

μ0 = 4·π·10 ^-7 Гн/м - магнитная постоянная;

c = 3·10 ⁸ м/c - скорость света;

ε = 9,8 - диэлектрическая проницаемость подложки (поликор);

σ= 5.8··10 ⁷ (См/м)- удельная проводимость меди (проводник).

3.2.1. Определим предельную частоту работы МПЛ (т.е. частоту перехода квази-TEM-волны в поверхностную волну с сильным излучением):

   (1)

3.2.2. Определим граничную частоту, выше которой следует вводить поправку на дисперсию (т.е. уже нельзя считать волну ТЕМ-волной) :

  (2)

   (ГГц)

Т.к. верхняя граница рабочих частот (2,5 ГГц) меньше граничной (3,941 ГГц) поправка на дисперсию не вводится.

3.2.3. Рассчитаем толщину полоски t:

       перевод в МГц для подстановки в формулу;

           (3)

    (мм)

 - необходимое условие, отсюда выбираем толщину: t = 0,08 мм

3.2.4. Определим ширину полоски W:

     (4)

  

           (5)

   

  (6)

(мм)   ширина полоски при t= 0

При t/h <=0,005 обеспечивается точность 2%

    необходимо ввести поправку:

         (7)

 (мм) поправка на толщину                   

Эффективная ширина полоски:

      (8)мм

3.2.5. Определим эффективную диэлектрическую проницаемость c учетом толщины полоски: