CN107994367A - 一种射频旋转连接器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种射频旋转连接器装置，由转子端和定子端组成，其中转子端由转子SMA插槽头、法兰、转子外壳、转子外导体、转子内导体、转子端填充物、转子轴承和转子轴承紧固螺母组成，定子端由定子外导体、定子内导体、定子端填充物、外导体弹性接触件、内导体弹性接触件和定子轴承紧固螺母组成。该装置在工作过程中通过内导体弹性接触件与定子内导体、转子内导体弹性接触，外导体弹性接触件与定子外导体、转子外导体弹性接触，这种稳定可靠接触形成了封闭式旋转接触结构，保证了在高转速下射频信号稳定旋转传输而不失真。本发明具有体型小、寿命长、稳定性好、性价比高的特点，同时结构简单，易于实现。
Description
技术领域
本发明涉及射频连接器，尤其是涉及一种射频旋转连接器。
背景技术
射频旋转连接器是一种用于实现两个相对转动机构间射频信号传送的连接器件，主要用于连续旋转平台在360°无限连续旋转过程中保持射频信号连续不断的向固定平台稳定传输，如车载云台、船载云台、雷达、吊舱、微波天线测试台等平台。一般此类射频旋转连接器的应用场合安装空间小，不易拆装，对产品的工作寿命具有很高的要求，其中对射频旋转连接器的寿命要求要达到500万转及以上。射频旋转连接器在结构满足阻抗匹配的前提下，其寿命主要取决于转子端和定子端的内导体、外导体在高速旋转过程中两者之间的接触可靠性和耐磨性，所以，改进内导体、外导体旋转接触部分的结构设计和提高接触材料的弹性、抗疲劳性、耐磨性就显得十分重要。
发明内容
本发明的目的在于提供一种体型小、弹性、抗疲劳性和耐磨性均很好、工作寿命长、稳定性好的射频旋转连接器。
本发明的目的是这样实现的：
一种射频旋转连接器，特征是：包括转子端和定子端，其中：
转子端由转子SMA（Small A Type）插槽头、法兰、转子外壳、转子外导体、转子内导体、转子端填充物、转子轴承和转子轴承紧固螺母组成，转子SMA插槽头、法兰、转子外导体和转子外壳连为一体，管形的转子外导体、管形的转子SMA插槽头的直径、管形的转子外壳的直径、法兰的直径依次增大，转子SMA插槽头设在法兰的左边中间，转子外导体设在法兰的右边中间，转子外壳设在法兰的右边中部，同心的转子外导体套在转子外壳内，转子SMA插槽头中间的转子SMA插槽与转子外导体的导体槽相通，在转子SMA插槽内和转子外导体内设有转子内导体，在转子内导体的外壁和转子SMA插槽头的内壁之间填充有起绝缘作用的转子端填充物；旋转体的SMA插头与转子SMA插槽插接，旋转体的SMA插头的内导体与转子内导体连接，旋转体的SMA插头的外导体与转子外导体连接；
定子端由定子外导体、定子内导体、定子端填充物、外导体弹性接触件、内导体弹性接触件和定子轴承紧固螺母组成，定子外导体的左中部向左伸入到转子外壳内的右中部，且定子外导体的左端与转子外导体的右端相接触；在定子外导体内设有与转子外导体的导体槽相通的定子SMA插槽，在定子SMA插槽的左中部中间设有定子内导体，在定子内导体的外壁和定子外导体的内壁之间填充有起绝缘作用的定子端填充物；固定设备射频信号传输线的SMA插头与定子SMA插槽插接，固定设备射频信号传输线的SMA插头的内导体与定子内导体连接，固定设备射频信号传输线的SMA插头的外导体与定子外导体连接；
两个微型薄壁的转子轴承并排安装在定子外导体的左边外壁和转子外壳的右边内壁之间，定子轴承紧固螺母通过螺纹连接旋在定子外导体的中部外壁上以固定转子轴承的内圈，并将转子轴承向左顶在定子外导体左端外壁的环形凸起上；转子轴承紧固螺母的左端通过螺纹连接旋在转子外壳内的右边内壁上以固定转子轴承的外圈，并将转子轴承向左顶在定子外导体左端外壁的环形凸起上，转子轴承紧固螺母的右端通过螺纹连接旋在定子外导体的中部外壁上，转子轴承紧固螺母罩住定子轴承紧固螺母；
转子内导体的右端面与定子内导体的左端面相接触，在转子内导体的的外壁与定子内导体的外壁上套有内导体弹性接触件，内导体弹性接触件的左端内壁与转子内导体的右端外壁弹性接触，内导体弹性接触件的右端内壁与定子内导体的左端外壁弹性接触；转子外导体的右端面与定子外导体的左端面相接触，在转子外导体的外壁套有外导体弹性接触件，外导体弹性接触件的内壁与转子外导体的外壁弹性接触，外导体弹性接触件的左端抵住法兰的右边，外导体弹性接触件的右端与定子外导体的左端弹性接触；即：定子内导体、转子内导体均与内导体弹性接触件保持弹性接触，定子外导体、转子外导体均与外导体弹性接触件保持弹性接触，形成封闭式旋转接触结构。
转子内导体与定子内导体保持同轴转动，转子外导体与定子外导体保持同轴转动。
在内导体弹性接触件的左右两端均均布4个内导体U型槽，两个左端的内导体U型槽和两个右端的内导体U型槽呈交错分布，即：相邻的左端的内导体U型槽和右端的内导体U型槽U型槽的间隔为45°。
在外导体弹性接触件的左右两端均均布4个外导体U型槽，两个左端的外导体U型槽和两个右端的外导体U型槽呈交错分布，即：相邻的左端的外导体U型槽和右端的外导体U型槽U型槽的间隔为45°。
内导体弹性接触件、外导体弹性接触件为铍青铜材质，形状为圆形筒状，其经过固溶、时效工艺处理，具有良好的弹性和耐磨性，大大提高其接触稳定性和寿命。
转子端填充物和定子端填充物均为聚四氟乙烯。
工作原理 ：该装置工作时，将固定设备射频信号传输线的SMA插头与定子SMA插槽插接，定子内导体、定子外导体分别与固定设备射频信号传输线的SMA插头的内导体、外导体相连，信号传输到定子内导体和定子外导体后，通过内导体弹性接触件、外导体弹性接触件分别传输到与内导体弹性接触件弹性接触的转子内导体和与外导体弹性接触件弹性接触的转子外导体，转子SMA插槽与旋转体SMA插头连接，转子内导体、转子外导体分别与旋转体的SMA插头的内导体、外导体连接，射频信号就实现了由固定装置传输到旋转体上，其逆过程，射频信号也完全可以从旋转体上传输到固定装置中。
射频信号在传输过程中，通过内导体弹性接触件与定子内导体、转子内导体弹性接触，外导体弹性接触件与定子外导体、转子外导体弹性接触，这种稳定可靠接触形成了封闭式旋转接触结构，保证了在高转速下射频信号稳定旋转传输而不失真。另外内导体弹性接触件和外导体弹性接触件均经过了固溶、时效关键工艺处理，具有良好的弹性、抗疲劳性和耐磨性，使连接器的工作寿命达到了500万转及以上。
本发明的有益效果在于：
1、能保证在高转速下射频信号稳定旋转传输而不失真，传输信号频率可达18GHz；
2、体型小，外壳外径仅为12.7mm；
3、寿命长，可达500万转以上；
4、稳定性好、性价比高、结构简单，易于实现；
5、十分方便同常规导电滑环集成到一起，形成集成式旋转传输连接器。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为内导体弹性接触件的结构示意图；
图3为外导体弹性接触件的结构示意图。
具体实施方式
下面结合实施例并对照附图对本发明作进一步详细说明。
一种射频旋转连接器，特征是：包括转子端6和定子端3，其中：
转子端6由转子SMA插槽头6-5、法兰6-3、转子外壳6-2、转子外导体6-4、转子内导体4、转子端填充物5、转子轴承10和转子轴承紧固螺母9组成，转子SMA插槽头6-5、法兰6-3、转子外导体6-4和转子外壳6-2连为一体，管形的转子外导体6-4、管形的转子SMA插槽头的直径、管形的转子外壳6-2的直径、法兰6-3的直径依次增大，转子SMA插槽头6-5设在法兰6-3的左边中间，转子外导体6-4设在法兰6-3的右边中间，转子外壳6-2设在法兰6-3的右边中部，同心的转子外导体6-4套在转子外壳6-2内，转子SMA插槽头6-5中间的转子SMA插槽6-1与转子外导体6-4的导体槽6-6相通，在转子SMA插槽6-1内和转子外导体6-4内设有转子内导体4，在转子内导体4的外壁和转子SMA插槽头6-5的内壁之间填充有起绝缘作用的转子端填充物5；旋转体的SMA插头与转子SMA插槽6-1插接，旋转体的SMA插头的内导体与转子内导体4连接，旋转体的SMA插头的外导体与转子外导体6-4连接；
定子端由定子外导体3-1、定子内导体1、定子端填充物2、外导体弹性接触件8、内导体弹性接触件7和定子轴承紧固螺母11组成，定子外导体3-1的左中部向左伸入到转子外壳6-2内的右中部，且定子外导体3-1的左端与转子外导体6-4的右端相接触；在定子外导体3-1内设有与转子外导体6-4的导体槽6-6相通的定子SMA插槽3-2，在定子SMA插槽3-2的左中部中间设有定子内导体1，在定子内导体1的外壁和定子外导体3-1的内壁之间填充有起绝缘作用的定子端填充物2；固定设备射频信号传输线的SMA插头与定子SMA插槽3-2插接，固定设备射频信号传输线的SMA插头的内导体与定子内导体1连接，固定设备射频信号传输线的SMA插头的外导体与定子外导体3-1连接；
两个微型薄壁的转子轴承10并排安装在定子外导体3-1的左边外壁和转子外壳6-2的右边内壁之间，定子轴承紧固螺母11通过螺纹连接旋在定子外导体3-1的中部外壁上以固定转子轴承10的内圈，并将转子轴承10向左顶在定子外导体3-1左端外壁的环形凸起3-3上；转子轴承紧固螺母9的左端通过螺纹连接旋在转子外壳6-2内的右边内壁上以固定转子轴承10的外圈，并将转子轴承10向左顶在定子外导体3-1左端外壁的环形凸起3-3上，转子轴承紧固螺母9的右端通过螺纹连接旋在定子外导体3-1的中部外壁上，转子轴承紧固螺母9罩住定子轴承紧固螺母11；
转子内导体4的右端面与定子内导体1的左端面相接触，在转子内导体4的外壁与定子内导体1的外壁上套有内导体弹性接触件7，内导体弹性接触件7的左端内壁与转子内导体4的右端外壁弹性接触，内导体弹性接触件7的右端内壁与定子内导体1的左端外壁弹性接触；转子外导体6-4的右端面与定子外导体3-1的左端面相接触，在转子外导体6-4的外壁套有外导体弹性接触件8，外导体弹性接触件8的内壁与转子外导体6-4的外壁弹性接触，外导体弹性接触件8的左端抵住法兰6-3的右边，外导体弹性接触件8的右端与定子外导体3-1的左端弹性接触；即：定子内导体1、转子内导体4均与内导体弹性接触件7保持弹性接触，定子外导体3-1、转子外导体6-4均与外导体弹性接触件8保持弹性接触，形成封闭式旋转接触结构。
转子内导体4与定子内导体1保持同轴转动，转子外导体6-4与定子外导体3-1保持同轴转动。
在内导体弹性接触件7的左右两端均均布4个内导体U型槽7-1，两个左端的内导体U型槽7-1和两个右端的内导体U型槽7-1 呈交错分布，即：相邻的左端的内导体U型槽7-1和右端的内导体U型槽7-1 U型槽的间隔为45°。
在外导体弹性接触件8的左右两端均均布4个外导体U型槽8-1，两个左端的外导体U型槽8-1和两个右端的外导体U型槽8-1 呈交错分布，即：相邻的左端的外导体U型槽8-1和右端的外导体U型槽8-1 U型槽的间隔为45°。
内导体弹性接触件7、外导体弹性接触件8为铍青铜材质，形状为圆形筒状，其经过固溶、时效工艺处理，具有良好的弹性和耐磨性，大大提高其接触稳定性和寿命。
转子端填充物5和定子端填充物2均为聚四氟乙烯。
Claims (6)
1.一种射频旋转连接器，其特征在于：包括转子端和定子端，其中：
转子端由转子SMA插槽头、法兰、转子外壳、转子外导体、转子内导体、转子端填充物、转子轴承和转子轴承紧固螺母组成，转子SMA插槽头、法兰、转子外导体和转子外壳连为一体，管形的转子外导体、管形的转子SMA插槽头的直径、管形的转子外壳的直径、法兰的直径依次增大，转子SMA插槽头设在法兰的左边中间，转子外导体设在法兰的右边中间，转子外壳设在法兰的右边中部，同心的转子外导体套在转子外壳内，转子SMA插槽头中间的转子SMA插槽与转子外导体的导体槽相通，在转子SMA插槽内和转子外导体内设有转子内导体，在转子内导体的外壁和转子SMA插槽头的内壁之间填充有起绝缘作用的转子端填充物；旋转体的SMA插头与转子SMA插槽插接，旋转体的SMA插头的内导体与转子内导体连接，旋转体的SMA插头的外导体与转子外导体连接；
定子端由定子外导体、定子内导体、定子端填充物、外导体弹性接触件、内导体弹性接触件和定子轴承紧固螺母组成，定子外导体的左中部向左伸入到转子外壳内的右中部，且定子外导体的左端与转子外导体的右端相接触；在定子外导体内设有与转子外导体的导体槽相通的定子SMA插槽，在定子SMA插槽的左中部中间设有定子内导体，在定子内导体的外壁和定子外导体的内壁之间填充有起绝缘作用的定子端填充物；固定设备射频信号传输线的SMA插头与定子SMA插槽插接，固定设备射频信号传输线的SMA插头的内导体与定子内导体连接，固定设备射频信号传输线的SMA插头的外导体与定子外导体连接；
两个微型薄壁的转子轴承并排安装在定子外导体的左边外壁和转子外壳的右边内壁之间，定子轴承紧固螺母通过螺纹连接旋在定子外导体的中部外壁上以固定转子轴承的内圈，并将转子轴承向左顶在定子外导体左端外壁的环形凸起上；转子轴承紧固螺母的左端通过螺纹连接旋在转子外壳内的右边内壁上以固定转子轴承的外圈，并将转子轴承向左顶在定子外导体左端外壁的环形凸起上，转子轴承紧固螺母的右端通过螺纹连接旋在定子外导体的中部外壁上，转子轴承紧固螺母罩住定子轴承紧固螺母；
转子内导体的右端面与定子内导体的左端面相接触，在转子内导体的的外壁与定子内导体的外壁上套有内导体弹性接触件，内导体弹性接触件的左端内壁与转子内导体的右端外壁弹性接触，内导体弹性接触件的右端内壁与定子内导体的左端外壁弹性接触；转子外导体的右端面与定子外导体的左端面相接触，在转子外导体的外壁套有外导体弹性接触件，外导体弹性接触件的内壁与转子外导体的外壁弹性接触，外导体弹性接触件的左端抵住法兰的右边，外导体弹性接触件的右端与定子外导体的左端弹性接触；即：定子内导体、转子内导体均与内导体弹性接触件保持弹性接触，定子外导体、转子外导体均与外导体弹性接触件保持弹性接触，形成封闭式旋转接触结构。
2.根据权利要求1所述的射频旋转连接器，其特征在于：转子内导体与定子内导体保持同轴转动，转子外导体与定子外导体保持同轴转动。
3.根据权利要求1所述的射频旋转连接器，其特征在于：在内导体弹性接触件的左右两端均均布4个内导体U型槽，两个左端的内导体U型槽和两个右端的内导体U型槽呈交错分布，即：相邻的左端的内导体U型槽和右端的内导体U型槽U型槽的间隔为45°。
4.根据权利要求1所述的射频旋转连接器，其特征在于：在外导体弹性接触件的左右两端均均布4个外导体U型槽，两个左端的外导体U型槽和两个右端的外导体U型槽呈交错分布，即：相邻的左端的外导体U型槽和右端的外导体U型槽U型槽的间隔为45°。
5.根据权利要求1所述的射频旋转连接器，其特征在于：内导体弹性接触件、外导体弹性接触件的形状均为圆形筒状。
6.根据权利要求1所述的射频旋转连接器，其特征在于：转子端填充物和定子端填充物均为聚四氟乙烯。
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