[實用新型]可快速調(diào)節(jié)間隙的波導(dǎo)旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201720575890.8
• 申請日: 2017-05-23
• 公開（公告）號: CN207009611U
• 公開（公告）日: 2018-02-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 周海洋
• 申請（專利權(quán)）人: 星展測控科技股份有限公司
• 主分類號: H01P1/06
• 分類號: H01P1/06
• 代理公司: 西安智萃知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司61221
• 代理人: 李東京

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及微波通信技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種可快速調(diào)節(jié)間隙的波導(dǎo)旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)。

背景技術(shù)

在微波通信系統(tǒng)或雷達系統(tǒng)中，通常需要天線方位能進行360°連續(xù)旋轉(zhuǎn)，俯仰–25°～120°旋轉(zhuǎn)，極化0°～270°旋轉(zhuǎn)，進而保證天線實現(xiàn)信號搜索，跟蹤，目標(biāo)測量等功能。此時饋源和網(wǎng)絡(luò)之間必須安裝波導(dǎo)旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)或同軸旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)，保證微波信號能有效傳輸。

波導(dǎo)旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)通常使用金屬制造，設(shè)置于動態(tài)天線系統(tǒng)與靜態(tài)系統(tǒng)之間，以保證微波信號有效傳輸。

波導(dǎo)(waveguide)是用來引導(dǎo)微波旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)中電磁波的部件。波導(dǎo)一般指的是空心金屬管，根據(jù)波導(dǎo)橫截面的形狀不同，可分為矩形波導(dǎo)、圓波導(dǎo)等，矩形波導(dǎo)和圓波導(dǎo)是目前應(yīng)用最為廣泛的兩種波導(dǎo)形式，電磁波在金屬管內(nèi)傳播，損耗很小。波導(dǎo)管壁一般采用銅、鋁等金屬制成，有時內(nèi)壁還鍍有銀或金，其導(dǎo)電率很高，波導(dǎo)內(nèi)壁的空氣介質(zhì)就是電磁波傳輸?shù)耐ǖ溃喎Q為信道，電磁波在波導(dǎo)信道中的傳播受到波導(dǎo)內(nèi)壁的限制和反射等阻抗作用。

市場現(xiàn)有的圓波導(dǎo)旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)，大多使用無接觸式關(guān)節(jié)，因波導(dǎo)管與波導(dǎo)管座之間具有一定間隙，因此駐波比較大，插損也較大；為了降低駐波比和插損，在一些對電性能要求較高的地方會在無接觸式關(guān)節(jié)中設(shè)計扼流槽。如：專利申請?zhí)枺篊N201220374567.1的中國專利公開一種微波旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)用波導(dǎo)信道，該波導(dǎo)信道包括首尾相連的第一波導(dǎo)管和第二波導(dǎo)管，所述第一波導(dǎo)管可相對于第二波導(dǎo)管旋轉(zhuǎn)，所述第一波導(dǎo)管和第二波導(dǎo)管的連接處設(shè)有扼流信道，所述扼流信道與所 述第一波導(dǎo)管和第二波導(dǎo)管內(nèi)的主信道相通。該專利中的第一波導(dǎo)管可相對于第二波導(dǎo)管旋轉(zhuǎn)，提高了電磁波在主信道中的傳輸速度，同時在第一波導(dǎo)管和第二波導(dǎo)管的連接處設(shè)計扼流信道，使得波導(dǎo)壁上電磁波在流經(jīng)第一波導(dǎo)管和第二波導(dǎo)管的連接處的縫隙時提供了一個有效的低阻抗信道，從而保證產(chǎn)品的電性能指標(biāo)不受影響。但是，具有扼流槽(即專利CN201220374567.1中的扼流信道)的旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)反射系數(shù)高，功率容量大，但工作頻帶較窄，且電壓駐波比大(電磁波反射損耗大)，插損大(電磁信號衰減幅度大)。當(dāng)工作頻率改變時，因扼流槽的尺寸無法改變，電性能指標(biāo)會下降。扼流槽設(shè)計計算復(fù)雜，往往需要最終以試驗確定，設(shè)計制造成本高。

隨著衛(wèi)星通信的迅猛發(fā)展，工作頻帶越來越寬，而寬頻帶波導(dǎo)旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)的設(shè)計中存在扼流特性與寬頻帶之間的矛盾。寬頻帶波導(dǎo)旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)要求在連接處可平穩(wěn)旋轉(zhuǎn)，又要保證在動、定波導(dǎo)之間具有良好的電連接，使寬頻段覆蓋系統(tǒng)能達到較好的駐波和較小的插入損耗。

另外，中國專利CN201621018239.2中公開一種波導(dǎo)旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)，包括第一波導(dǎo)同軸轉(zhuǎn)換器、第二波導(dǎo)同軸轉(zhuǎn)換器、第一軸承和第二軸承，第一波導(dǎo)同軸轉(zhuǎn)換器包括第一脊和第一連接件，第二波導(dǎo)同軸轉(zhuǎn)換器包括第二脊和第二連接件，第二連接件插入第一連接件內(nèi)，第一軸承和第二軸承套接在第二連接件上，第一脊和第二脊可拆卸連接，第一波導(dǎo)同軸轉(zhuǎn)換器、第二波導(dǎo)同軸轉(zhuǎn)換器、第一軸承和第二軸承共軸旋轉(zhuǎn)。該專利中引入了軸承作為第一波導(dǎo)同軸轉(zhuǎn)換器和第二波導(dǎo)同軸轉(zhuǎn)換器之間的旋轉(zhuǎn)件，但一方面該結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，第一脊和第二脊的尺寸有嚴(yán)格要求，加工工藝復(fù)雜，還需要調(diào)諧螺釘?shù)容o助部件，另一方面為了確保電氣連續(xù)性仍需要加工多個扼流槽，進一步增加加工難度。

姚曄在“接觸式波導(dǎo)旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)機構(gòu)設(shè)計”，《電子機械工程》， 2007，23(1)，P42中設(shè)計了一種接觸式旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)，利用帶有縫隙的彈性管作為波導(dǎo)旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)的連接件，使用此彈性管代替扼流槽，滿足了寬頻帶覆蓋的要求。但是，此旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)加工工藝復(fù)雜，需采用線切割工藝加工七個周期1.3mm的槽，彼此相鄰的槽相交90°，槽寬為0.3mm±0.05mm，彈性波導(dǎo)壁厚3.55±0.05mm.費用高，所開的彈性槽在實際工況下還是對電氣性能有影響；另一方面，此接觸式旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)在長時間磨損和運轉(zhuǎn)時，會出現(xiàn)因磨損和變形造成的轉(zhuǎn)動力矩變大，轉(zhuǎn)動不靈活現(xiàn)象。

鑒于此，對于接觸式圓波導(dǎo)旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)的結(jié)構(gòu)設(shè)計仍具有很大的提升空間，以期在不增加結(jié)構(gòu)復(fù)雜度和加工難度的前提下，降低駐波比和插損，保證電氣性能并盡量覆蓋標(biāo)準(zhǔn)波導(dǎo)管的帶寬。

實用新型內(nèi)容

為了解決現(xiàn)有技術(shù)中帶有扼流槽的波導(dǎo)旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)，在制作時，扼流槽尺寸計算復(fù)雜，需要以試驗確定，設(shè)計制造成本高；并且?guī)в卸罅鞑鄣牟▽?dǎo)旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)工作頻帶較窄，且電壓駐波比大，插損大，一旦工作頻率改變時，因扼流槽的尺寸無法改變，電性能指標(biāo)會下降的問題，本實用新型提供了一種可快速調(diào)節(jié)間隙的波導(dǎo)旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)。本實用新型要解決的技術(shù)問題通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)：