[发明专利]一种宽带非接触式圆波导旋转关节及设计方法

权利要求书

1.一种宽带非接触式圆波导旋转关节，其特征在于，包括：第一圆波导(1)、圆柱面金属凸体阵列(11)、轴承(2)、第二圆波导(3)、屏蔽腔(31)和轴承固定腔(32)；其中，第一圆波导(1)和第二圆波导(3)的中心轴线相重合；

第一圆波导(1)靠近轴承(2)一侧的末端设置有圆柱面金属凸体阵列(11)；其中，圆柱面金属凸体阵列(11)由多个金属凸体沿第一圆波导(1)的末端外壁圆周及轴向以周期性规则排列；各金属凸体为等半径的圆柱面凸体结构，金属凸体的圆弧面与第一圆波导(1)呈同心圆关系；多个金属凸体在第一圆波导(1)的末端、沿第一圆波导(1)的轴向以等间距方式排列M圈；同一圈内的各金属凸体位于第一圆波导(1)的同一轴向截面内，且沿第一圆波导(1)的外壁圆周以等间距方式排列；其中，M≥1；

第二圆波导(3)靠近轴承(2)一侧的末端依次设置有屏蔽腔(31)和轴承固定腔(32)；其中，轴承固定腔(32)位于第二圆波导(3)的最末端，与第二圆波导呈同心圆关系，并与屏蔽腔(31)相连通；轴承固定腔(32)的高度及直径尺寸与轴承(2)的高度及直径相匹配，用于固定轴承(2)；轴承固定腔(32)与屏蔽腔(31)之间预留有一结构间隙，使得装配后轴承(2)的下表面与屏蔽腔(31)的上表面不接触，保证轴承(2)正常旋转；

轴承(2)放置于轴承固定腔(32)中，且轴承(2)的外圈与轴承固定腔(32)保持结构固定；

第一圆波导(1)靠近轴承(2)一侧的末端插入屏蔽腔(31)内，且第一圆波导(1)的波导端口面与第二圆波导(3)的波导端口面不接触；其中，屏蔽腔(31)为圆柱体空腔结构，与第二圆波导(3)呈同心圆关系，并与第二圆波导(3)的波导腔内部相连通；屏蔽腔(31)的直径大于圆柱面金属凸体阵列(11)的外圆弧直径，屏蔽腔(31)的直径与圆柱面金属凸体阵列(11)的外圆弧直径的差值小于旋转关节工作波长的二分之一；屏蔽腔(31)的深度大于圆柱面金属凸体阵列(11)沿波导轴向的长度；圆柱面金属凸体阵列(11)中各金属凸体的圆弧面与屏蔽腔(31)的内壁之间形成小于四分之一工作波长的等距结构间隙、不接触；

圆柱面金属凸体阵列(11)与屏蔽腔(31)共同构成非接触电磁带隙结构；

第一圆波导(1)的外壁与轴承(2)的内圈相互固定，构成圆波导旋转关节。

2.根据权利要求1所述的宽带非接触式圆波导旋转关节，其特征在于，

轴承(2)为机械滚动轴承。

3.根据权利要求1所述的宽带非接触式圆波导旋转关节，其特征在于，

第一圆波导(1)与第二圆波导(3)的内径相同；

第一圆波导(1)和第二圆波导(3)的材料为金属或表面电镀金属层的材料。