[发明专利]一种非接触式宽带微波旋转关节

说明书

本发明给出了一种非接触式宽带微波旋转关节，由定子、转子和轴承组成。定子包含定子微带功分/合成网络F2、定子馈电探针F7、定子耦合环F8；转子包含转子微带功分/合成网络R2、转子馈电探针R7、转子耦合环R8；轴承Z1将转子与定子进行轴向及径向安装，轴承外侧是定子，内侧是转子。射频输入信号进入定子微带功分/合成网络F2，分为等幅同相的N路信号，经定子馈电探针F7传输至定子耦合环F8，定子耦合环F8将N路信号以0dB耦合传输至转子耦合环R8，最后N路信号经转子馈电探针R7进入转子微带功分/合成网络R2合成为1路后输出。

技术领域

本发明属于微波旋转关节领域。

背景技术

微波旋转关节是一种微波传输器件，是微波电子设备的重要组成元件。主要应用于雷达探测系统、通讯、导航、电子对抗等电子设备。

为了实现微波旋转关节的宽带工作、多路传输以及工作可靠性和寿命，常用的设计方案根据同轴线内外导体接触与否分为两种：接触式旋转关节与非接触式旋转关节。

接触式旋转关节的优点是拥有较大带宽，甚至可达DC～18GHz，缺点是内外导体的接触部位对加工、装配精度及材料的耐磨特性要求极高，并且旋转关节轴心空间较小。在关节旋转一定圈数后，由于接触面材料的磨损，导致接触面电接触不良、电性能指标急剧恶化，无法满足设备正常工作需要；另外轴心空间较小导致多路射频或光纤的集成很难实现。

非接触式旋转关节的优点是内外导体不接触，旋转关节的转动寿命长，优于接触式旋转关节。但是传统的非接触方案是通过同轴线扼流槽实现，无法实现宽带特性。

发明内容

本发明设计了一种非接触式宽带微波旋转关节，既保证宽带特性，又大幅提高旋转关节的转动寿命，还能实现多路堆叠。

本发明通过以下技术方案实现：

一种非接触式宽带微波旋转关节，包括定子、转子和轴承；其中所述定子包括定子微带功分/合成网络F2、定子馈电探针F7、定子耦合环F8；转子包括转子微带功分/合成网络R2、转子馈电探针R7、转子耦合环R8；定子与转子间通过轴承Z1进行径向同心定位和轴向安装，定子与转子之间存在空气间隙。

进一步的，所述空气间隙优选0.2mm。

射频信号输入定子微带功分/合成网络F2，然后分配成等幅同相的N路信号，再经定子馈电探针F7传输至定子耦合环F8，接着定子耦合环F8将N路信号以0dB耦合传输至转子耦合环R8，最后N路信号经转子馈电探针R7进入转子微带功分/合成网络R2合成为1路后输出。

更进一步的，定子微带功分/合成网络F2、转子微带功分/合成网络R2可用小型化封装GaAS功分/合成器代替。

更进一步的，本发明还可以将定微带功分/合成网络、转子微带功分/合成网络的端口数量设计为N＝2ⁿ个，n≥1，形成对定子耦合环、转子耦合环的多点激励，扩大耦合环与轴心孔洞的直径，实现多路堆叠集成设计。

2ⁿ个馈电探针同时对耦合环进行圆对称激励，降低电性能转动变化。

本发明的有益效果在于：作为一种非接触式宽带微波旋转关节，本发明可靠性高，转动寿命长；微带功分/合成网络采用了宽带设计，在传统非接触式旋转关节20％带宽的基础上将有效带宽拓宽至70％以上；多点对称激励的结构形式可降低电性能转动变化。

下面结合附图对本发明作进一步详细描述。

附图说明

图1为非接触式宽带微波旋转关节剖面结构示意图。