[發明專利]一種同軸旋轉關節

在審

• 申請號: 201810966695.7
• 申請日: 2018-08-23
• 公開（公告）號: CN108923103A
• 公開（公告）日: 2018-11-30
• 發明（設計）人: 孫立杰;袁朝暉;阮云國;張博;王進;孫煥金;孟則宇
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第五十四研究所
• 主分類號: H01P1/06
• 分類號: H01P1/06;H01Q1/50
• 代理公司: 河北東尚律師事務所 13124
• 代理人: 王文慶

本發明公開了一種工作于寬帶同軸旋轉關節的設計。該旋轉關節電氣結構包括同軸波導扼流單元、兩端帶狀線功分結構和兩端同軸輸出端口三部分。同軸波導和帶狀線波導基模均為TEM模，當給關節一端添加激勵，同軸端口激勵起的帶狀線波導內TEM模通過耦合口轉變為同軸波導中的TEM模，然后經過扼流槽，將電磁能量再耦合到另一帶狀線波導內，最終從第二個同軸端口輸出。該種基于帶狀線功分結構的同軸波導耦合設計不僅使關節在駐波比滿足1.13：1的情況下，相對帶寬達到28％，而且相對于傳統波導類旋轉關節大幅度縮小了關節體積，同軸度好，便于加工，在工程設計中有很高的應用價值。

技術領域

本發明涉及一種天線饋電網絡中無源微波器件即同軸旋轉關節的設計，該旋轉關節有著體積小、頻帶寬、電氣指標優良、同軸度高、加工容易的優勢，能夠應用于大部分站型天線對C頻段旋轉關節的設計需求。

背景技術

日新月異的微波通信技術，要求天線設計隨之不斷進步，而微波無源器件寬帶和小型化設計已經成為天線饋電網絡發展的主流方向。旋轉關節作為大部分天線不可或缺的核心部件，直接影響著天線的使用帶寬和使用壽命。其主要功能是實現微波信號在傳輸線進行旋轉時的無損傳輸。

對旋轉關節的研究由來已久，傳統窄帶電氣設計比較成熟，多應用在L、C、S、X、Ku、Ka頻段。旋轉關節的分類很多，按通道數分為單通道旋轉關節、雙通道旋轉關節和多通道旋轉關節；按傳輸線形式主要分為波導旋轉關節和同軸旋轉關節；按接觸方式又分為接觸式關節和非接觸式關節等等。但大部分旋轉關節為窄帶設計，或者結構過于復雜，受國內加工工藝限制難以保證旋轉關節動態電氣指標和使用壽命。

發明內容

本發明的目的是提供一種能夠動態傳輸微波信號的無源器件—單通道同軸旋轉關節，尤其是一種同軸旋轉關節，本發明需要具有寬帶、小型化、同軸度高、加工容易等諸多優點。

本發明的目的是這樣實現的：

一種同軸旋轉關節，其包括上旋轉體a和下旋轉體b，上旋轉體的中央形成豎直延伸的軸向圓柱部a1，下旋轉體與軸向圓柱部同軸，上旋轉體和下旋轉體形成可自由回轉的活動連接結構，上旋轉體頂部設有上環形空腔9，下旋轉體底部設有下環形空腔10，在上環形空腔中配裝上帶狀線2，在下環形空腔中配裝下帶狀線11，每個上帶狀線的合成端都與配裝在上旋轉體上的SMA同軸端子1相連，每個下帶狀線的合成端都與配裝在下旋轉體上的SMA同軸端子1相連，軸向圓柱部的外壁與上旋轉體和下旋轉體之間形成環形中空夾層a2，所述的中空夾層形成同軸波導空氣腔，所述的同軸波導空氣腔分別與上環形空腔和下環形空腔連通形成可自由回轉的波導空腔結構，該波導空腔結構為傳輸信號的主通道。

進一步的，所述的上旋轉體包括上T型蓋3、上旋轉塊4，所述的下旋轉體包括下蓋板6、下旋轉塊5，所述的軸向圓柱部以T型蓋3的中心豎直向下延伸，位于軸向圓柱部的底部配裝下蓋板6，上旋轉塊4和下旋轉塊5設置在上T型蓋3與下蓋板6之間，上旋轉塊4和下旋轉塊5同軸配裝在軸向圓柱部上，上旋轉塊4與下旋轉塊5形成可自由回轉的活動連接結構，上旋轉塊上設有凹槽，上T型蓋3與上旋轉塊所設有的凹槽形成上環形空腔9，下旋轉塊上設有凹槽，下蓋板6與下旋轉塊所設有的凹槽形成下環形空腔10。

進一步的，所述的軸向圓柱部與上旋轉塊4和下旋轉塊5之間分別形成環形中空夾層，所述的環形中空夾層對接組成同軸波導空氣腔a2。

進一步的，所述的上旋轉塊4和下旋轉塊5形成對向且重疊的第一折彎部分451，第一折彎部分留有縫隙形成扼流結構，所述的扼流結構與同軸波導空氣腔相通。

進一步的，在上旋轉塊4和下旋轉塊5還形成有對向延伸且重疊的第二折彎部分452，第二折彎部分限位設有多個軸承，通過限位的軸承保證上旋轉塊4和下旋轉塊5自由回轉且高度位置不變。

進一步的，所述的上環形空腔和下環形空腔都為環形腔體。