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一种微小型波导器件的制造技术.docx


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一种微小型微波波导器件的制造技术
成都技术支持工程师:郑国全
一、说明:这个技术已经申报了国家发明专利。
二、背景技术:
波导是微波系统特有的传输器件。由于微波是指在300MHz~300GHz范围内的电磁波,原有的适用于300MHz频率以下的传输器件,如:双芯或是电缆、电容、电感等,都难以应用在微波系统。这个时候,波导器件就大显身手了。波导一般是圆形、矩形的管状器件以及它的转接头等,它的作用是用来传输电磁波的。波导的加工可以采用切削、拉伸、压铸等机械方式,加工完毕还需要对波导表面进行喷涂、电镀等再加工,以增加它的光洁度提高波导的电气性能。
下图即是图一,所示是部分工作在微波频段波导的零件图。
图一
三、要解决的技术问题
~4GHz的频段,在早初几百MHz系统,
当时使用的波导其直径有半人多高,如图二所示,既笨重庞大又加工安装困难。随着传输频道越来越多,需要传输的信息量越来越大,人们不得不一再提高微波通信系统的工作频率使之适应发展的需求。目前新一代的移动通信基站工作频率已经超过了5GHz的工作频率,特别是现在的各种雷达设备,很多的工作频率甚至超过了15GHz。工作频率的提高就意味着传输的电磁波波长的缩短,势必造成其中重要的传输部件—波导的外形越来越小,如图一所示,使波导的加工越来越困难。小尺寸的波导如果仍然沿用切削、拉伸、压铸等机械传统的加工方式,会使废品率大大增加,造成加工难度大,生产率低。同时波导尺寸的减小,其Q值会大幅降低,这些都会影响波导的电气性能,带来整体通信系统技术指标的降低。
四、技术方案:
①我们采用最新的精确温挤压机械加工技术,这种技术是指坯料在金属再结晶温度以下、在金属回复温度以上进行的挤压。这个技术是介于冷挤压和热挤压之间,综合了两个技术的优点,回避了他们技术上的缺点。只要模具试压成功,就能够大批量的生产。这种生产方式的特点是:没有废品,生产效率和材料利用率都是极高,适合小尺寸器件的生产,模具的寿命较长。而且制成品有几个优点:1)不需要二次再加工处理,因为它表面的光洁度已经是非常的高了。2)这种方法加工的零件和冷挤压和热挤压加工方法比较,零件产生的应力是最小的,消除起来相对就容易一些。热挤压加工情况下零件要被加热到1000℃以上,零件有冷却再结晶的过程,同时对模具的散热要求很高。冷挤压加工过程纯粹就是对模具的严苛考验,同时由于零件材料的变形太大就具有相当大的应力存在,完全消除这些应力费时费力,并伴随着比较大的变形。3)一般应用在微波系统的金属材料是铜和铝,这两种金属材料的拉伸挤压塑性比较好,应用在这里是恰到好处。同时这种制成品金属材料是经过大吨位压机挤压出来的,其内部材料的致密度非常高,由于挤压时材料处于三向压力状态,其塑性可得到较大的提高,因此由材料塑性所决定的变形程度亦可大幅提高,铝及铝合金可达95%以上,这是其它加工成形方式无法达到的,所以在微波系统中使用其电性能、电参数都非常好。
②挤压是根据金属塑性变形原理,利用装在压力机上的模具,在相当大的挤压力(一般超过600kg)作用下,金属在模腔内产生塑性变形,使坯料变成所需形状、尺寸以及具有一定性能的零件的工艺过程。
以钢为例,比较热、温、冷三种挤压技术的优劣
项目
变形方法
热挤压
温挤压

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  • 时间2018-06-15