CN100550508C - 多通道转动铰链(变体) - Google Patents

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Abstract

本发明涉及超高频(UHF)无线电工程技术，它能够用于将UHF信号从多通道同轴传输线的固定部分传输到可旋转部分。本发明能够简化结构设计，减少整体尺寸，并且扩展工作频带。本发明的多通道转动铰链包括同心排列的同轴线，所述同轴线具有四分之一波长短路绝缘体和位于端部的匹配过渡体，所述匹配过渡体通过四分之一波长扼流狭缝系统彼此可移动地连接。所述短路绝缘体是基于形式为两条平行支路的平面平行线而形成的，这两条平行支路包括多级阻抗变换器。在多通道转动铰链的另一公开实施例中，其固定和旋转部分间的同轴线长度被选为等于四分之一波长的奇数倍。

Description

多通道转动铰链(变体)
发明领域
本发明涉及超高频(UHF)无线电工程技术，它能够用于将UHF信号从多信道同轴传输线的固定部分传输到旋转部分，例如，应用在多功能体雷达(multifunctional volume radar)中。
技术背景
在多通道转动铰链的已知结构中(日本专利：No.62-5521，1987；No.62-39841，1987和No.62-39842，1987)，采用了同轴线的短同心节段(彼此相互包围)，同轴线在端部具有四分之一波长短路环，用以实现四分之一波长绝缘体的功能(参见“Line for transmission ofcentimeter waves”，译自英文，G.A.Remez编辑，“苏联无线电”出版社，M.1951，第172-184页)。该接头的可旋转部分相对于固定部分的旋转是通过同轴线的导体中形成的四分之一波长扼流狭缝(chokegaps)系统和轴承而产生的。低阻抗同轴线与被定位成垂直于旋转轴的标准同轴接头的匹配是通过采用阶梯式锥形过渡体来实现的。多通道转动铰链的这种已知结构的主要缺陷是：与标准装置相比，由于在同轴线基础上形成的四分之一波长短路绝缘体的存在而导致长度太长，以及，由于大幅度降低同轴线的横截面和波阻抗而引起的工作频带不够。
发明内容
本发明的目的是简化结构，减少外部尺寸并扩大工作频带。基于下述事实，可实现所述技术效果：在平面平行径向线的基础上，形成四分之一波长的短路绝缘体；将多通道转动铰链的固定部分和旋转部分的同轴线节段的长度选定为四分之一波长的奇数倍；基于带状线，形成匹配过渡体，其中，该带状线的形式为两条平行支路，这两条平行支路包括多级阻抗变换器并以圆周线方式布置。
附图说明
图1示出了三通道转动铰链结构的纵向截面；
图2示出了从同轴线到同轴接头的与匹配过渡体平面相重合的横截面。
具体实施方式
在图示的结构中，该三通道转动铰链具有由三条相互包围着的中心同轴线1、中间同轴线2和外部同轴线3组成的系统，这三条同轴线具有公共的对称轴4，围绕着该公共对称轴可实现旋转(该轴也被称作旋转轴)。
中心同轴线1的输入同轴接头5和输出同轴接头6均位于旋转轴上，中间同轴线2的输入同轴接头7和输出同轴接头8以及外部同轴线3的输入同轴接头10分别位于主体11、12、13和14的外圆柱表面上，以用于匹配过渡体的定位。就如在原型中一样，上部15相对于固定下部16的旋转是依靠轴承18和同轴线导体中的四分之一波长扼流狭缝17来实现的。
同轴线2和3的外导体与中间导体之间的高频电阻绝缘是通过短路径向狭缝19、20来实现的，该狭缝的半径大约等于四分之一波长。所选择的高度h规定了平面平行径向线的输入电阻，这一高度影响设备的带宽和匹配等级，这是因为，在该频带中平面平行径向线(参见Theory of lines for transmission of UHF，译自英文，A.I.Shpuintov编辑，“苏联无线电”出版社，M.1951，第16-40页)作为四分之一波长同轴线的短路节段，即作为平行的调谐回路(resonance contour)。
同轴线2和3的长度L2和L3，即回路连接点之间的距离，应该被选择为等于四分之一波长的奇数倍，因为这样可以产生反射的相互补偿并且增加设备的带宽。
众所周知，同轴线的波阻抗ρ(参见A.A.Foldshtane等的“Reference book on elements of waveguide technique”，“苏联无线电”出版社，M.1967，第92-94页)是用关系式ρ＝138 lg D/d欧姆来定义的，其中D和d是同轴线内导体和外导体的直径。标准同轴接头的阻抗等于50欧姆。适当选择中心同轴线1的导体的尺寸D和d，以使该线的波阻抗等于标准值，即50欧姆。
在选择同轴线2和3的导体尺寸D和d的过程中，需要遵循结构考虑，因此它们的波阻抗约为10欧姆的量级，将远远低于标准值。因此，为了使它们能够与标准同轴接头相匹配，建议使用基于带状线21和22而形成的匹配过渡体，所述带状线包括环形体23和由两条平行支路24构成的中心导体，其中这两条平行支路包括三级阻抗变换器25、26、27。这种形式的匹配过渡体使导体的横截面减少了一半，实现了与同轴线中心导体的连接对称性，并且以最佳方式与该设备的结构集成在一起。还有电介质插入体28，它用于固定带状线导体的位置。可通过在元件的生产和组装过程中的技术效果体现出所述多通道转动铰链的结构。一些元件和组件的生产工艺在给定的附图中示出，并且可借助于螺钉29和30对组件进行装配。
该多通道转动铰链的建议结构的实际实现可能性已经获得了实验验证。在工作频带为1.0到1.6GHz(Δfp＝±23％)时接收到：所有三条通道的VSWR(电压驻波比)——都不超过1.5；损耗——(0.2-0.5)dB；相邻通道之间的退耦——不低于20dB；边缘通道之间的退耦-不低于40dB；旋转过程中参数的调制系数——不超过1％。设备的尺寸——Φ180×180mm；重量——7.5kg。

Claims (3)

1.一种多通道转动铰链，包括多个相互包围的同心的同轴线节段，所述多个同心的同轴线节段具有用于中间导体的四分之一波长短路绝缘体和用于与标准同轴连接器匹配的同轴线的匹配过渡体，所述四分之一波长短路绝缘体和所述匹配过渡体的方位垂直于旋转轴，所述多通道转动铰链由可通过位于所述同轴线的导体之间的四分之一波长扼流狭缝系统相对于彼此绕着所述旋转轴转动的两个部分构成，
其特征在于：
用于中间导体的所述相互包围的同轴线的四分之一波长短路绝缘体被实现为平面平行径向线，其是通过短路径向狭缝实现的，其中所述短路径向狭缝的半径等于四分之一波长，并且所述匹配过渡体是以带状线的形式形成的，所述带状线包含环形体和中心导体，所述中心导体的形式为包括多级阻抗变换器的两条平行支路。
2.如权利要求1所述的多通道转动铰链，其特征在于：
位于所述匹配过渡体连接点之间的所述同轴线的节段的长度被选为等于四分之一波长的奇数倍。
3.如权利要求1或2所述的多通道转动铰链，其特征在于：它具有三条通道。
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