CN106329121A - 一种三通道宽带非接触式旋转铰链及其实现方法 - Google Patents

Abstract

本发明为一种三通道宽带非接触式旋转铰链及其实现方法。本发明主要用于解决三通道宽带非接触式旋转铰链第三通道同轴线外导体设计和三个通道组合集成问题。本发明属于雷达天线与微波技术领域。本发明涉及的一种三通道宽带非接触式旋转铰链，第一、二通道堆积采取第一、二通道的同轴线内导体与第一、二通道相对旋转部分相连，设计有三个槽齿结构的第一、二通道的同轴线内导体作为旋转铰链的旋转轴带动第三通道的相对旋转部分一起旋转，内导体在结构上整体设计，结构强度高。设计弹性圆柱管作为第三通道同轴线外导体相对旋转部分之间过渡件，消除在外导体相对旋动过程中的轴向串动，避免了外导体相对旋转时因直接摩擦接触而可靠性降低隐患。

Description

一种三通道宽带非接触式旋转铰链及其实现方法

技术领域

本发明涉及的一种三通道宽带非接触式旋转铰链及其实现方法，适用于现代雷达等电子设备。本发明属于雷达天线与微波技术领域。

背景技术

旋转铰链的输入端口和输出端口是相对旋转的，当雷达天线在全方位旋转工作时，旋转铰链能正常传输雷达信号。本发明涉及的一种三通道宽带非接触式旋转铰链，其第一、二通道要求工作相对带宽为40％，采用一段短截径向线支撑电压探针结构形式实现输入信号激励和输出信号耦合，第一、二通道输出端口的输出电压探针和座之间的距离hs对实现第一、二通道输出信号耦合影响很大，因三通道宽带非接触式旋转铰链加工公差累积，研制三通道宽带非接触式旋转铰链时必须要调整距离hs，如采用现有相邻通道径向扼流槽结构设计实现第一、二通道堆积，当调整距离hs时，第一、二通道同轴线的内导体和第一、二通道相对静止部分之间轴向位置尺寸也随着改变，这样作为三通道宽带非接触式旋转铰链旋转轴的内导体在结构上不能实现整体设计，结构强度低；第三通道工作频率为从P波段覆盖到C波段，工作频带宽，其同轴线外导体旋转部分和相对静止部分之间一般采取直接接触的滑动摩擦结构形式，但因旋转磨损会导致性能变差、可靠性降低等隐患。

本发明涉及的一种三通道宽带非接触式旋转铰链的实现方法，主要用于解决三通道宽带非接触式旋转铰链第三通道同轴线外导体设计和三个通道组合堆积集成问题。

发明内容

本发明涉及的一种三通道宽带非接触式旋转铰链，三个通道都为宽带同轴接收通道，第一、二通道要求工作相对带宽为40％，采用一段短截径向线支撑电压探针结构形式实现输入信号激励和输出信号耦合，其旋转部分和相对静止部分之间在结构上是非接触式的，第三通道工作频率为从P波段覆盖到C波段，工作频带宽，其旋转部分和相对静止部分之间在结构上设计为非直接接触式实现宽频带工作。

本发明的技术方案主要有三通道宽带非接触式旋转铰链的三个通道组合堆积集成和第三通道同轴线外导体设计二部分组成。

图1中端口Ⅰ-1、Ⅱ-1和Ⅲ-1分别为三通道宽带非接触式旋转铰链第一、二、三通道输入端口，端口Ⅰ-2、Ⅱ-2和Ⅲ-2分别为三通道宽带非接触式旋转铰链第一、二、三通道输出端口，端口Ⅰ-1、Ⅱ-1和Ⅲ-1分别通过射频电缆9、5和6连接到端口Ⅰ-1a、Ⅱ-1a和Ⅲ-1a，端口Ⅰ-1和端口Ⅰ-1a之间相对静止，端口Ⅱ-1和端口Ⅱ-1a之间相对静止，端口Ⅲ-1和端口Ⅲ-1a之间相对静止。端口Ⅰ-1a和端口Ⅰ-2之间相对旋转，构成三通道宽带非接触式旋转铰链的第一通道，同样地，端口Ⅱ-1a和端口Ⅱ-2之间相对旋转，构成三通道宽带非接触式旋转铰链的第二通道，端口Ⅲ-1a和端口Ⅲ-2之间相对旋转，构成三通道宽带非接触式旋转铰链的第三通道。第一、二通道采用的一段短截径向线支撑电压探针结构形式实现输入信号激励和输出信号耦合是已经公开的技术。第一、二通道之间组合堆积采取第一、二通道旋转部分相连接，第一、二通道相对静止部分相连接，第一、二通道同轴线1的内导体2与第一、二通道旋转部分相连接，内导体2作为三通道宽带非接触式旋转铰链的旋转轴带动第三通道的相对旋转部分一起旋转。在位于第一、二通道相对静止部分中间的内导体2上设计三个槽齿结构，该槽齿结构设计有2个宽度都为w1的槽缝，如图2所示，该槽齿结构分别与第一通道和第二通道相对静止部分的座3之间构成宽度为w2的槽缝，内导体2分别和座3之间设计有空隙A和B，空隙A和B的空隙大小为槽缝宽度w2，宽度为w1的槽缝和宽度为w2的槽缝构成两个射频扼流结构4。hs分别是第一、二通道输出端口Ⅰ-2、Ⅱ-2的输出电压探针11和座3之间的距离，距离hs对实现输出信号耦合的影响很大，因三通道宽带旋转铰链加工公差累积，研制三通道宽带非接触式旋转铰链时必须要调整距离hs。设计具有不同台阶高度d的座3以调整距离hs实现第一、二通道输出信号耦合，如图4所示，ΦDi2为座3的中孔直径，大小为内导体2外径与二倍槽缝宽度w2的和，这样在调整距离hs时不会改变座3在输出端口Ⅰ-2和Ⅱ-2上的安装位置，槽缝宽度w2不会随着距离hs调整而改变，同时设计有三个槽齿结构的内导体2和第一、二通道相对静止部分之间轴向位置尺寸也保持不变，这样作为三通道宽带非接触式旋转铰链旋转轴的内导体2在结构上实现整体设计，结构强度高。第一、二通道输入端口Ⅰ-1(Ⅰ-1a)、Ⅱ-1(Ⅱ-1a)和作为三通道宽带非接触式旋转铰链旋转轴的内导体2一起旋转。

三通道宽带非接触式旋转铰链第三通道旋转部分端盖7和相对静止部分端盖10之间设计过渡件8，端盖7、过渡件8和端盖10一起构成第三通道同轴线16的外导体，同轴线16的外导体直径为ΦDi1，端口Ⅲ-1a和端盖7相连接，端口Ⅲ-2和端盖10相连接。过渡件8是一种外径为ΦDo1，内径为ΦDi1，高度为Ht1的弹性圆柱管，如图5所示，在弹性圆柱管两端设计有外径为ΦDo2、厚度为Ht2的台阶，分别嵌进端盖7和端盖10，如图3所示。在外径为ΦDo1过渡件8的外围，设计彼此相邻开的槽缝相交九十度，槽缝宽度为Ts2，周期为Ts1，过渡件8采用铍青铜材料，设计相邻交错九十度的槽缝，这样过渡件8具有一定的弹性，可以消除在第三通道外导体相对转动过程中的轴向串动。在端盖7和端盖10之间设计有空隙h1，这样端盖7、端盖10和过渡件8之间间隙配合摩擦实现第三通道同轴线外导体的相对旋转，避免了端盖7和端盖10之间相对旋转时因第三通道同轴线16外导体直接摩擦接触而可靠性降低隐患。第三通道同轴线16内导体设计采用在第三通道同轴线16内导体旋转部分12和静止部分13通过内置两端由铍青铜弹簧14支撑的银铜钒合金内导体15实现相互之间滑动配合，内导体旋转部分12和静止部分13之间空隙设计为h2。

附图说明

图1为一种三通道宽带非接触式旋转铰链结构示意图。其中1—第一、二通道同轴线；2—内导体；3—座；4—射频扼流结构；5、6和9—射频电缆；7—端盖；8—过渡件；10—端盖。

图2为图1的局部示意图。其中11—输出电压探针。

图3为图1的局部示意图。其中12—第三通道同轴线；16内导体旋转部分；13—第三通道同轴线；16内导体静止部分；14—铍青铜弹簧；15—银铜钒合金内导体；16—第三通道同轴线。

图4为座(3)结构示意图。

图5为过渡件(8)结构示意图。

具体实施方式

本发明涉及的一种三通道宽带非接触式旋转铰链及其实现方法，主要步骤(参见附图)：

(1)设计三通道宽带非接触式旋转铰链的第一、二通道，采用一段短截径向线支撑电压探针结构形式实现第一、二通道输入信号激励和输出信号耦合；

(2)设计射频扼流结构4的槽缝宽度w1和w2，在内导体2上设计三个槽齿结构，设计具有不同台阶高度d的座3以调整距离hs实现第一、二通道输出信号耦合；

(3)设计第三通道同轴线16外导体，采用铍青铜材料设计过渡件8，保证嵌进端盖7和端盖10，作为三通道宽带非接触式旋转铰链旋转轴的内导体2和第三通道端盖7相连接，和第三通道输入端口Ⅲ-1(Ⅲ-1a)一起旋转。

Claims (2)

1.一种三通道宽带非接触式旋转铰链的实现方法，其特征在于：第一通道静止部分和第二通道静止部分相连接，第一通道相对旋转部分和第二通道相对旋转部分相连接，第一通道和第二通道同轴线1的内导体2在结构上是一体化设计，内导体2与第一通道和第二通道的相对旋转部分相连接，内导体2作为三通道宽带旋转铰链的旋转轴带动第三通道的相对旋转部分一起旋转，在位于第一通道和第二通道的静止部分中间内导体2上设计三个槽齿结构，三个槽齿结构构成2个宽度都为w1的槽缝，该槽齿结构分别与第一通道和第二通道静止部分的座3之间构成宽度为w2的槽缝，内导体2和座3之间分别设计有空隙A和B，空隙A和B的空隙大小设计为槽缝宽度w2，宽度为w1的槽缝和宽度为w2的槽缝构成两个射频扼流结构4，通过改变座3的台阶高度d调整第一、二通道静止部分端口的输出电压探针11和座3之间的距离hs实现第一、二通道输出信号耦合，具有三个槽齿结构的内导体2和第一、二通道静止部分之间轴向位置尺寸保持不变。

2.一种根据权利要求1所述方法实现的三通道宽带非接触式旋转铰链，其特征在于：第一通道和第二通道同轴线1的内导体2在结构上整体设计，内导体2作为三通道宽带非接触式旋转铰链的旋转轴带动第三通道的相对旋转部分一起旋转，第三通道旋转铰链静止部分端盖10和相对旋转部分端盖7之间设计过渡件8，端盖7、端盖10和过渡件8一起构成同轴线16的外导体，同轴线16的外导体直径为ΦDi1，过渡件8是一种外径为ΦDo1，内径为ΦDi1，高度为Ht1的弹性圆柱管，在过渡件8外径为ΦDo1的外围，交替开九十度的槽，槽宽度为Ts2，周期为Ts1，在弹性圆柱管两端设计有厚度为Ht2的台阶，分别嵌进端盖7和端盖10，端盖10和端盖7之间设计有空隙h1，避免了端盖10和端盖7之间相对旋转时同轴线16的外导体直接摩擦接触而可靠性降低的隐患。