CN106324369B - 一种适用于微波天线测试的非接触式旋转装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及微波测试领域，具体涉及一种适用于微波天线测试的非接触式旋转装置,包括左探针和右探针，左探针和右探针隔开布置，并且，相互之间通过气体传递信号,突破天线检测领域技术人员运用实体类物体传播电磁波的常规思维，左探针和右探针相互之间通过气体传递信号，一般的通过空气传递信号，即,左探针发出的信号通过空气传递至右探针，由此，在左探针相对右探针旋转时，不会发生接触摩擦，由此，能够避免因摩擦而造成的连接不良和测量不准确，能够避免因摩擦造成的寿命变短；并且，由于左探针和右探针之间不放置实物型的零部件，即省略了零部件，在省略该零部件的情况下仍然能够正常工作，由此，能够节约制造成本。

Description

一种适用于微波天线测试的非接触式旋转装置

技术领域

本发明涉及微波测试领域，具体涉及一种适用于微波天线测试的非接触式旋转装置。

背景技术

天线的性能测试一般在微波暗室中进行，一般而言，标准喇叭天线放于待测天线的对面，根据天线原理可知，测试天线的主性能需要标准喇叭馈源的极化与之匹配，因此不同极化的待测天线需要不同极化的馈源喇叭；就同一线极化天线而言，常常需要测试其极化纯度，这时候需要馈源进行90°旋转测试待测天线的方向图特性；且对于圆极化天线而言，常常需要测试其轴比方向图，这给测试带来更大的困惑；综上要求给测试系统的成本和便捷性带来一定的困扰；因此，一般而言，标准喇叭馈源的极化需要可调，可以采取两种手段获得，一是通过将馈源安装在一个伺服旋转机构上，另一方面是通过在馈源后端安装一个旋转关节。对于前者，需要旋转精度较高的伺服调节结构，为了避免绕线旋转半径一般控制在±180°范围内，且尺寸过大，给测试带来不便，很难获得很好的性能。后者尺寸小，和馈源融为一体，非常便捷，但是，现有的旋转关节是将左探针和右探针直接接触，或在左探针和右探针之间设置中间零部件，并且左探针和右探针均与该中间部件直接接触，在左探针和右探针相对旋转的过程中，会发生摩擦，久而久之从而使得左探针和右探针的连接接触部位接触不良，从而影响测量的准确性，同时也降低了使用寿命。

发明内容

本发明的目的在于：针对目前用于微波测试的旋转关节由于摩擦损坏而寿命和性能降低的问题，提供一种适用于微波天线测试的非接触式旋转装置，摩擦损耗几乎可以忽略不计，寿命长且性能不随着使用时间的推移而降低。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种适用于微波天线测试的非接触式旋转装置，包括左探针和右探针，所述左探针和所述右探针隔开布置，并且，所述左探针和所述右探针相互之间通过气体传递信号。

作为优选，所述旋转装置还包括左接矩形波导模、右接矩形波导模、左波导扼流槽支架和右波导扼流槽支架，所述左探针电连接在所述左接矩形波导模上，所述右探针电连接在所述右接矩形波导模上，所述左接矩形波导模与所述左波导扼流槽支架固定连接，所述右接矩形波导模与所述右波导扼流槽支架固定连接，所述左波导扼流槽支架通过轴承部件与所述右波导扼流槽支架连接，左探针能够相对右探针旋转，需要支撑该两零件的部件能够相对旋转，由于接触式旋转会产生摩擦，为了降低摩擦，本方案采用左波导扼流槽支架通过轴承部件与右波导扼流槽支架连接，并且是非接触式的连接，以降低左波导扼流槽支架相对右波导扼流槽支架旋转时产生的摩擦损耗，避免摩擦损坏太大而影响测量准确性和使用寿命。

作为优选，所述左波导扼流槽支架设置有外凹槽，所述右波导扼流槽支架一端插入所述外凹槽中，所述右波导扼流槽支架外表面具有凸肋，所述轴承部件包括滚动轴承和止推轴承，所述滚动轴承套设在所述右波导扼流槽支架上，并同时内嵌于所述左波导扼流槽支架的外凹槽中，所述凸肋与所述左波导扼流槽支架之间设置有所述止推轴承，所述凸肋远离所述左波导扼流槽支架的一面上设置有止推轴承，所述左波导扼流槽支架上可拆卸的设置有用于封盖所述止推轴承的端盖，该被封盖的止推轴承为远离所述左波导扼流槽支架的止推轴承，由此，能避免右波导扼流槽支架与左波导扼流槽支架因摩擦损坏太大而影响测量准确性和使用寿命。

作为优选，所述外凹槽底面还设置有第一凹槽，所述外凹槽配合所述第一凹槽形成台阶孔，所述右波导扼流槽支架设置有与所述第一凹槽相对应的甲凹槽，所述第一凹槽与所述甲凹槽配合形成用于作为波导模的波导模腔室。

作为优选，所述左探针和所述右探针均包括杆状的支持件和设置在该支持件上的圆盘件，所述探测部件为一体式结构，采用圆盘件将信号能量由左接矩形波导模耦合传递至气体波导模，使得信号能量具有更好的过渡。

作为优选，所述左探针穿过所述左波导扼流槽支架与所述左接矩形波导模电连接，所述左探针与所述左波导扼流槽支架之间设置有绝缘套。

作为优选，所述右探针穿过所述右波导扼流槽支架与所述右接矩形波导模电连接，所述右探针与所述右波导扼流槽支架之间设置有绝缘套，采用圆盘件将信号能量由气体波导模传递至右接矩形波导模，使得信号能量具有更好的过渡。

作为优选，所述左波导扼流槽支架上设置有通气道，连通所述波导模腔室与外界。

作为优选，所述右波导扼流槽支架设置有乙凹槽，所述乙凹槽与所述甲凹槽配合形成台阶孔，所述第一凹槽槽口边缘凸起形成凸缘，所述凸缘与所述乙凹槽配合，并与所述乙凹槽的侧面和底面隔开布置。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本申请的有益效果是：突破天线检测领域技术人员运用实体类物体传播电磁波的常规思维，本申请将左探针和右探针隔开布置，左探针和右探针之间不放置实物型的零部件，由此，左探针和右探针相互之间通过气体传递信号，一般的通过空气传递信号，即,左探针发出的信号通过空气传递至右探针，由此，在左探针相对右探针旋转时，不会发生接触摩擦，由此，能够避免因摩擦而造成的连接不良和测量不准确，能够避免因摩擦造成的寿命变短；并且，由于左探针和右探针之间不放置实物型的零部件，即省略了零部件，在省略该零部件的情况下仍然能够正常工作，由此，能够节约制造成本。

附图说明

图1为本申请旋转装置的半剖示意图；

图2为本申请左型腔件的半剖示意图；

图3为本申请右型腔件的半剖示意图；

图中标记：1-左探针,1A-支持件，1B-圆盘件,2-右探针,2A-支持件，2B-圆盘件，3-左接矩形波导模,4-右接矩形波导模,5-左波导扼流槽支架,51-外凹槽,52-第一凹槽，53-凸缘，54-第三凹槽，6-右波导扼流槽支架,61-甲凹槽，62-乙凹槽，63-凸肋，7-轴承部件，71-滚动轴承,72-止推轴承，8-气体波导模，9-内通气道，11-绝缘套，12-端盖。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明作详细的说明。

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

一种适用于微波天线测试的非接触式旋转装置，包括左探针1和右探针1，左探针1和右探针1隔开布置，并且，左探针1和右探针1相互之间通过气体传递信号，本方案将左探针1和右探针1隔开布置，左探针1和右探针1之间不放置实物型的零部件，由此，左探针1和右探针1相互之间通过气体传递信号，一般的通过空气传递信号，即,左探针1发出的信号通过空气传递至右探针1，由此，在左探针1相对右探针1旋转时，不会发生接触摩擦，由此，能够避免因摩擦而造成的连接不良和测量不准确，能够避免因摩擦造成的寿命变短；并且，由于左探针1和右探针1之间不放置实物型的零部件，即省略了零部件，在省略该零部件的情况下仍然能够正常工作，由此，能够节约制造成本。

本申请非接触式旋转装置还包括左接矩形波导模3、右接矩形波导模4、左波导扼流槽支架5和右波导扼流槽支架6，左探针1电连接在左接矩形波导模3上，右探针1电连接在右接矩形波导模4上，左接矩形波导模3与左波导扼流槽支架固定连接，右接矩形波导模4与右波导扼流槽支架6固定连接，左波导扼流槽支架5通过轴承部件7与右波导扼流槽支架6非接触的连接，左接矩形波导模3、右接矩形波导模4、左波导扼流槽支架5和右波导扼流槽支架6均为导电材料制成，左探针1能够相对右探针1旋转，需要支撑该两零件的部件能够相对旋转，由于接触式旋转会产生摩擦，为了降低摩擦，本方案采用左波导扼流槽支架5通过轴承部件7与右波导扼流槽支架6连接，并且是非接触式的连接，以降低左波导扼流槽支架5相对右波导扼流槽支架6旋转时产生的摩擦损耗，避免摩擦损坏太大而影响测量准确性和使用寿命。

进一步的，左波导扼流槽支架5设置有外凹槽51，右波导扼流槽支架6一端插入所述外凹槽51中，并且，右波导扼流槽支架6外表面设置有凸肋63，轴承部件7包括滚动轴承71和止推轴承72，滚动轴承套设在右波导扼流槽支架6上，并同时内嵌于左波导扼流槽支架5的外凹槽51中，凸肋63与左波导扼流槽支架5之间设置有止推轴承72，凸肋63远离左波导扼流槽支架5的一面上设置有止推轴承72，左波导扼流槽支架上可拆卸的设置有用于封盖止推轴承72的端盖12，该被封盖的止推轴承72为远离左波导扼流槽支架5的止推轴承72。通过滚动轴承避免右波导扼流槽支架6与左波导扼流槽支架5在转动轴线的圆周方向产生滑动摩擦，通过双止推轴承72避免右波导扼流槽支架6与左波导扼流槽支架5在垂直于转动轴线的平面内发生滑动摩擦，由此，能避免右波导扼流槽支架6与左波导扼流槽支架5因摩擦损坏太大而影响测量准确性和使用寿命。

进一步的，外凹槽51底面还设置有第一凹槽52，外凹槽51配合第一凹槽52形成台阶孔，右波导扼流槽支架6设置有与第一凹槽52相对应的甲凹槽61，第一凹槽52与甲凹槽61隔开布置并配合形成用于作为波导模的气体波导模8，为避免产生滑动摩擦，左波导扼流槽支架5与右波导扼流槽支架6为非接触式连接，由此第一凹槽52与甲凹槽61隔开布置，即第一凹槽52的槽口与甲凹槽61的槽口间隔一定距离，避免信号漏失，特别的，该距离约等于中心频率的1/4波长，在确定该距离时，测试人员可以先确定距离为中心频率的1/4波长，然后根据测试结构进行微调，直至传输性能合适为止，根据电磁场阻抗变换原理，距离短路面1/4波长的位置等效于开路面，距离开路面1/4波长的位置等效于短路面，由于缝隙长度约等于中心频率的1/4波长，因此本结构对相应工作频率的电磁波而言是短路的，近似等效于没有缝隙的情形。

特别的，气体波导模8为圆柱形，由此，为旋转对称，能保证各向同性，如果是长方体形，那么会造成极化损失，当极化正交时，可能只有较少的能量可以传输，特别的，该圆柱形的直径的大小的设计必须要保证电磁波在频率范围内不会出现截止，保证良好高效的传播，同时，圆柱形的长度考虑必须要抑制由于过渡部分引起的高次模，从而提升所需电磁波的纯度。

进一步的，左探针1和右探针1均包括杆状的支持件和设置在该支持件上的圆盘件，通过支持件将电信号从左接矩形波导模3传递至圆盘件，采用圆盘件将信号能量由左接矩形波导模3传递至气体波导模8，使得信号能量具有更好的过渡。

进一步的，支持件与圆盘件的连接方式可以焊接，螺纹连接或其他联系方式，特别的，探测部件为一体式结构，即支持件与圆盘件为一体式制造而成，避免因焊接质量问题而影响电信号传递质量。

左探针1穿过左波导扼流槽支架5与左接矩形波导模3电连接，左探针1与左波导扼流槽支架5之间设置有绝缘套11，避免左探针1与左波导扼流槽支架5形成电连接。

进一步的，右探针1穿过右波导扼流槽支架6与右接矩形波导模4电连接，右探针1与右波导扼流槽支架6之间设置有绝缘套11，避免右探针1与右波导扼流槽支架6形成电连接，特别的，绝缘套11的材料为非导电材料，包括并不限于以下材料：聚四氟乙烯、亚克力。

特别的，左探针1与左接矩形波导模3之间、右探针1与右接矩形波导模4之间均可以通过钎焊连接，更特别的，钎焊的材料为银或金，也就是说采用银浆或金浆粘接，即左探针1与左接矩形波导模3之间、右探针1与右接矩形波导模4之间的焊接介质为银或金，信号能量传递效果更好。

进一步的，左波导扼流槽支架5上设置有通气道，连通气体波导模8与外界，使腔室波导模能够实时充满空气，保证信号能量的传播。

进一步的，右波导扼流槽支架6设置有乙凹槽62，乙凹槽62与甲凹槽61配合形成台阶孔，第一凹槽52槽口边缘凸起形成凸缘53，凸缘53与乙凹槽62配合，并与乙凹槽62的侧面和底面隔开布置，气体波导模8需要与外界相通，凸缘53与乙凹槽62的侧面和底面隔开布置，由此，能够允许气体波导模8通过该隔开布置形成的通道与外界相通，由于凸缘53与乙凹槽62后形成的该通道为U形通道，具有扼流的作用。

进一步的，左波导扼流槽支架5部分表面凹陷至凸缘53形成第三凹槽54，凸缘53与乙凹槽62的侧面和底面隔开布置形成内通气道9，第三凹槽54通过内通气道9与气体波导模8相通，第三凹槽54与内通气道9构成通气道，连通气体波导模8与外界。

电磁波馈入馈出的流向过程：左接矩形波导模3和右接矩形波导模4尺寸为标准波导尺寸，方便电磁波的馈入。左接矩形波导模3的矩形凹槽中有一个金属台阶，左边馈入的电磁波由金属台阶经过磁耦合进入金属探针，并通过改变金属台阶阶梯的高度和宽度，使其和调节好和金属探针的实现良好的阻抗匹配。金属探针针尖端通过导电银浆粘接与金属台阶连接，金属探针9裸露在外部分覆盖绝缘套11。金属探针的圆盘件深入气体波导模8，进入金属探针的电磁波通过圆盘件耦合到气体波导模8的左半部分，同理再从气体波导模8的右半部分依次耦合到右探针1、右接矩形波导模4而馈出。同理亦可右馈入而左馈出。

凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种适用于微波天线测试的非接触式旋转装置，包括左探针和右探针，其特征在于，所述左探针和所述右探针隔开布置，并且，所述左探针和所述右探针相互之间通过气体传递信号；

还包括左接矩形波导模、右接矩形波导模、左波导扼流槽支架和右波导扼流槽支架，所述左探针电连接在所述左接矩形波导模上，所述右探针电连接在所述右接矩形波导模上，所述左接矩形波导模与所述左波导扼流槽支架固定连接，所述右接矩形波导模与所述右波导扼流槽支架固定连接，所述左波导扼流槽支架通过轴承部件与所述右波导扼流槽支架连接；

所述左波导扼流槽支架设置有外凹槽，所述右波导扼流槽支架一端插入所述外凹槽中，所述右波导扼流槽支架外表面具有凸肋，所述轴承部件包括滚动轴承和止推轴承，所述滚动轴承套设在所述右波导扼流槽支架上，并同时内嵌于所述左波导扼流槽支架的外凹槽中，所述凸肋与所述左波导扼流槽支架之间设置有所述止推轴承，所述凸肋远离所述左波导扼流槽支架的一面上设置有止推轴承，所述左波导扼流槽支架上可拆卸的设置有用于封盖所述止推轴承的端盖，该被封盖的止推轴承为远离所述左波导扼流槽支架的止推轴承。

2.根据权利要求1所述的非接触式旋转装置,其特征在于,所述外凹槽底面还设置有第一凹槽，所述外凹槽配合所述第一凹槽形成台阶孔，所述右波导扼流槽支架设置有与所述第一凹槽相对应的甲凹槽，所述第一凹槽与所述甲凹槽配合形成用于作为波导模的波导模腔室。

3.根据权利要求1-2任意一项所述的非接触式旋转装置,其特征在于,所述左探针和所述右探针均包括杆状的支持件和设置在该支持件上的圆盘件，探测部件为一体式结构。

4.根据权利要求3所述的非接触式旋转装置,其特征在于,所述左探针穿过所述左波导扼流槽支架与所述左接矩形波导模电连接，所述左探针与所述左波导扼流槽支架之间设置有绝缘套。

5.根据权利要求4所述的非接触式旋转装置,其特征在于,所述右探针穿过所述右波导扼流槽支架与所述右接矩形波导模电连接，所述右探针与所述右波导扼流槽支架之间设置有绝缘套。

6.根据权利要求2所述的非接触式旋转装置,其特征在于,所述左波导扼流槽支架上设置有通气道，连通所述波导模腔室与外界。

7.根据权利要求6所述的非接触式旋转装置,其特征在于,所述右波导扼流槽支架设置有乙凹槽，所述乙凹槽与所述甲凹槽配合形成台阶孔，所述第一凹槽槽口边缘凸起形成凸缘，所述凸缘与所述乙凹槽配合，并与所述乙凹槽的侧面和底面隔开布置。

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