一种用于低温系统的低漏热低损耗气密性硬同轴线缆技术方案

本发明专利技术公开了一种用于低温系统的低漏热低损耗气密性硬同轴线缆，采用了薄壁不锈钢管作为同轴线的外导体，具有良好的隔热效果，可有效缩短线缆长度；采用硬同轴线的结构，外导体为不锈钢管，内导体为铜包钢线，内外导体之间填充媒介为空气，两端及中部用高频介质支撑使内外导体同轴，同时铜包钢线表面和不锈钢管内表面镀银，线缆具有低损耗和大功率容量的优点；在线缆一端采用玻璃烧结进行密封,并通过金属焊盘与真空腔外壁焊接，线缆具有优异的气密性能；在填充媒介变化处，通过改变内外导体的直径实现阻抗匹配，从而线缆具有低插入损耗和较好的驻波特性。

Low leakage heat, low loss airtight coaxial cable for cryogenic system

The invention discloses a low leakage and low loss air-tightness hard coaxial cable for cryogenic system. The thin-walled stainless steel pipe is used as the outer conductor of the coaxial line, which has good heat insulation effect and can effectively shorten the length of the cable. The filling medium between conductors is air, and the inner and outer conductors are coaxially supported by high frequency medium at both ends and the middle of the conductor. The copper clad steel wire and the stainless steel pipe are silver plated on the inner surface. The cable has the advantages of low loss and high power capacity. The cables have excellent air tightness and low insertion loss and good standing wave characteristics by changing the diameters of the inner and outer conductors at the change of filling media.

【技术实现步骤摘要】
一种用于低温系统的低漏热低损耗气密性硬同轴线缆
本专利技术属于低温
，具体涉及一种用于低温系统的低漏热低损耗气密性硬同轴线缆。
技术介绍
低温技术可降低电子器件的噪声，应用于高温超导滤波，红外探测和核磁共振等系统中，可有效提高对信号的信噪比，提升系统的灵敏度。目前，低温系统的输入端主要采用半钢或半柔线缆实现真空腔内低温器件与腔外的信号连接。半钢线缆一般以铜管或铝管为外导体，镀银铜线或镀银铜包钢线为内导体，内外导体间填充聚四氟乙烯等绝缘材料。半柔线缆一般以浸锡铜丝编织层为外导体，其他结构与半钢线缆相同。由于线缆内绝缘材料的介质损耗，半钢或半柔线缆的插入损耗一般偏大，同时绝缘材料与内外导体之间存在空隙，还需要在真空腔体上安装气密性接头以保证腔内的真空度。线缆和接头引入的损耗会增加系统整体噪声系数，降低低温系统的灵敏度。同时由于线缆外导体的热导率较大以及绝缘材料的导热贡献，半钢或半柔线缆的漏热较大。为保证器件工作在低温环境，半钢或半柔线缆一般长度较长以满足低漏热要求，这造成低温系统体积较大，制约了系统的小型化。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的是提供一种用于低温系统的低漏热低损耗气密性硬同轴线缆，可以实现低漏热、低损耗和气密封的效果。一种硬同轴线缆，外导体(1)和置于其内部的内导体(2)，所述外导体(1)采用不锈钢管，内导体(2)为铜包钢线，内导体周向设置至少一个支撑环(5)，保证外导体(1)与内导体(2)同轴，两者之间腔体内填充空气作为介质；所述硬同轴电缆输出端位置设置有气密封结构(6)，对外导体(1)与内导体(2)之间形成的腔体进行密封。较佳的，所述外导体(1)内表面与内导体(2)外表面均镀有银层(3)。较佳的，所述银层(3)的厚度为微米量级。进一步的，外导体(1)的外部焊接金属焊盘(4)。较佳的，所述线缆的中部以及两端各设置一个支撑环(5)。较佳的，所述支撑环(5)的材料为聚四氟乙烯。进一步的，内导体(2)上与支撑环(5)对应位置开有环形槽，支撑环(5)安装在环形槽内。较佳的，外导体(1)与内导体(2)的两端采用渐变收缩结构。较佳的，所述气密封结构(6)采用玻璃烧结形成。较佳的，所述线缆两端分别设置同轴连接器(7)。本专利技术具有如下有益效果：本专利技术的硬同轴线缆，对比已有线缆，由于采用了薄壁不锈钢管作为同轴线的外导体，具有良好的隔热效果，可有效缩短线缆长度；采用硬同轴线的结构，外导体为不锈钢管，内导体为铜包钢线，内外导体之间填充媒介为空气，两端及中部用高频介质支撑使内外导体同轴，同时铜包钢线表面和不锈钢管内表面镀银，线缆具有低损耗和大功率容量的优点；在线缆一端采用玻璃烧结进行密封,并通过金属焊盘与真空腔外壁焊接，线缆具有优异的气密性能；在填充媒介变化处，通过改变内外导体的直径实现阻抗匹配，从而线缆具有低插入损耗和较好的驻波特性。附图说明图1(a)是本专利技术硬同轴线缆的结构示意图，图1(b)是本专利技术硬同轴线缆的剖视图，图1(c)是本专利技术硬同轴线缆的截面图；图2(a)为本专利技术硬同轴线缆与半钢线缆的插入损耗对比图，图2(b)是本专利技术硬同轴线缆与半钢线缆的回波损耗对比图。其中，1-外导体、2-内导体、3-镀银层、4-金属焊盘、5-支撑环、6-气密封结构、7-同轴连接器。具体实施方式下面结合附图并举实施例，对本专利技术进行详细描述。本专利技术的一种用于低温系统的低漏热低损耗气密性硬同轴线缆，如图1(a)、(b)和(c)所示。主要包括外导体1、内导体2以及线缆两端装配的同轴连接器7；同轴连接器7可根据应用需求选择SMA、K、BNC、N型等不同的类型，实现线缆和前后级器件的连接。同轴线的外导体1是薄壁不锈钢管，壁厚为0.3-0.5mm，外导体1的内壁为镀银层3，镀层厚度保证几个微米左右；内导体2为铜包钢线，置于内导体中，表面为镀银层3；由于电磁波的趋肤效应，电磁波在线缆表面传输，因此，外导体1内表面和内导体2外表面镀有导电性能更好的银层，可以降低线缆的插入损耗；外导体1和内导体2之间填充媒介为空气，两者之间设置有至少一个支撑环5，使得两者可以同轴；在两端也设有支撑环5；支撑环5的材料为聚四氟乙烯；内导体2在支撑环5安装位置设置有环形凹槽，目的是使得支撑环5和该内导体2以及外导体1形成的线缆结构与其它部分的线缆实现阻抗匹配。外导体1和内导体2的两端采用渐变收缩结构，目的是实现阻抗匹配，同时便于线缆与同轴连接器7装配。在线缆的一端的外导体1上焊接金属焊盘4，便于线缆与低温系统的真空腔外壁焊接。线缆置于真空腔内，输入端与射频器件连接，由于在真空腔内，因此输入端不需要气密封结构，输出一端采用玻璃烧结的方式形成气密封结构6，对外导体1形成的腔体进行气密封；气密封结构6的内导体插芯通过锡焊的方式与线缆的内导体2以及同轴连接器7的内导体连接。根据以上方法设计的低漏热低损耗气密性硬同轴线缆，与相同长度的半钢250线缆和半钢141线缆性能对比如图2(a)和图2(b)所示，1表示本专利技术硬同轴线缆，2表示半钢250线缆，3表示半钢141线缆，可以看出，本专利技术线缆损耗值明显小于半钢线缆，驻波特性满足应用需求，同时本专利技术线缆具有低漏热和气密性的优点。综上所述，以上仅为本专利技术的较佳实施例而已，并非用于限定本专利技术的保护范围。凡在本专利技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本专利技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种硬同轴线缆，外导体(1)和置于其内部的内导体(2)，其特征在于，所述外导体(1)采用不锈钢管，内导体(2)为铜包钢线，内导体周向设置至少一个支撑环(5)，保证外导体(1)与内导体(2)同轴，两者之间腔体内填充空气作为介质；所述硬同轴电缆输出端位置设置有气密封结构(6)，对外导体(1)与内导体(2)之间形成的腔体进行密封。

【技术特征摘要】
1.一种硬同轴线缆，外导体(1)和置于其内部的内导体(2)，其特征在于，所述外导体(1)采用不锈钢管，内导体(2)为铜包钢线，内导体周向设置至少一个支撑环(5)，保证外导体(1)与内导体(2)同轴，两者之间腔体内填充空气作为介质；所述硬同轴电缆输出端位置设置有气密封结构(6)，对外导体(1)与内导体(2)之间形成的腔体进行密封。2.如权利要求1所述的一种硬同轴线缆，其特征在于，所述外导体(1)内表面与内导体(2)外表面均镀有银层(3)。3.如权利要求2所述的一种硬同轴线缆，其特征在于，所述银层(3)的厚度为微米量级。4.如权利要求1所述的一种硬同轴线缆，其特征在于，外导体(1)的外部焊接金属...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑天宁，鹿玉瑶，陈毅东，李博，
申请(专利权)人：综艺超导科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11