CN112909450A - 一种星载双频段四通道旋转关节 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种星载双频段四通道旋转关节，包括第一单波导转子、第一双波导定子、双波导转子、第二双波导定子、第二单波导转子；第一单波导转子、双波导转子与第二单波导转子为转子，第一双波导定子与第二双波导定子为定子；第一双波导定子设置在第一单波导转子和双波导转子之间并通过轴承支撑连接，第二双波导定子设置在第二单波导转子和双波导转子之间并通过轴承支撑连接，转子与定子可相对转动；本发明的双频段四通道旋转关节为Ka和K频段两种高频段四通道旋转关节，具有工作频率高、通道数量多的优点，同心堆积的结构使得每个通道相互独立，保证了通道间的高隔离度要求。

Description

一种星载双频段四通道旋转关节

技术领域

本发明涉及星载微波馈线技术领域，具体涉及一种星载双频段四通道旋转关节。

背景技术

旋转关节是连续旋转天线系统中的射频信号保持连续不断的装置，是各类微波系统中的一个关键元器件。当有多路信号在天线和发射机以及接收机之间传输时，为了实现微波系统多功能及结构优化，就往往需要使用具有较多微波信号通道，并且各个通道具有不同使用频段的多通道旋转关节。

多通道旋转关节是由多个旋转关节的同心堆积而成的，即把一路旋转关节落在另一路旋转关节的上边；或者是由多个旋转关节的同心嵌套而成的，即把一路旋转关节套在另一路旋转关节的外边；也可以是两者的结合。多通道旋转关节是多个旋转关节的有机结合体，它具有体积小、重量轻、结构紧凑，并且通道路数多，使用频段多的特点。

现有的微波旋转关节为地面类通信产品居多，结构主要包含单通道、双通道和多通道形式，在应用在太空环境下，多通道旋转关节产品存在一定的局限性。

鉴于上述缺陷，本发明创作者经过长时间的研究和实践终于获得了本发明。

发明内容

为解决上述技术缺陷，本发明采用的技术方案在于，提供一种星载双频段四通道旋转关节，包括第一单波导转子、第一双波导定子、双波导转子、第二双波导定子、第二单波导转子；所述第一单波导转子、所述双波导转子与所述第二单波导转子为转子，所述第一双波导定子与所述第二双波导定子为定子；所述第一双波导定子设置在所述第一单波导转子和所述双波导转子之间并通过轴承支撑连接，所述第二双波导定子设置在所述第二单波导转子和所述双波导转子之间并通过轴承支撑连接，所述转子与所述定子可相对转动；

所述第一双波导定子和所述第一单波导转子形成第一通道，所述双波导转子和所述第一双波导定子形成第二通道，所述双波导转子和所述第二双波导定子形成第三通道，所述第二双波导定子、所述第二单波导转子形成第四通道。

较佳的，所述第一单波导转子、所述第一双波导定子、所述双波导转子、所述第二双波导定子和所述第二单波导转子均包括波导主体部分和对应的同轴波导变换部分，所述波导主体部分和所述同轴波导变换部分一体化加工，所述波导主体部分包括矩形波导腔、圆柱形波导腔以及所述矩形波导腔与所述圆柱形波导腔之间通过主体匹配块形成的过渡变换段；

所述同轴波导变换部分包括L型矩形波导腔、变换匹配块和连接器，所述L型矩形波导腔和所述矩形波导腔连接，所述连接器和所述变换匹配块连接并将所述变换匹配块设置在所述L型矩形波导腔内，使所述第一L型矩形波导腔和所述连接器之间的过渡变换。

较佳的，所述第一单波导转子的矩形波导段内部设有第一矩形波导腔，所述第一单波导转子的圆波导段内部设有第一圆柱形空腔和第一匹配块；

所述第一双波导定子的矩形波导段内部靠近所述第一单波导转子的一侧设有第二矩形波导腔，所述第一双波导定子的圆波导段内部靠近所述第一单波导转子的一侧设有第二圆柱形空腔、第二匹配块；所述第二圆柱形空腔侧壁上设有第一环形凹槽，所述第一环形凹槽与所述第一圆柱形空腔端部形成第一扼流槽，所述第一矩形波导腔端部与第一同轴波导变换部对应连接，所述第二矩形波导腔端部与第二同轴波导变换部对应连接；

所述第一同轴波导变换部、所述第一矩形波导腔、所述第一圆柱形空腔、所述第一匹配块、所述第一扼流槽、所述第二圆柱形空腔、所述第二匹配块、所述第二矩形波导腔和所述第二同轴波导变换部形成所述第一通道。

较佳的，所述第一双波导定子的矩形波导段内部靠近所述双波导转子的一侧设有第三矩形波导腔，所述第一双波导定子的圆波导段内部靠近所述双波导转子的一侧设有第三圆柱形空腔、第三匹配块，所述第三圆柱形空腔侧壁上第二环形凹槽；

所述双波导转子的矩形波导段内部靠近所述第一双波导定子的一侧设有第四矩形波导腔，所述双波导转子的圆波导段内部靠近所述第一双波导定子的一侧设有第四圆柱形空腔、第四匹配块，所述第二环形凹槽与所述第四圆柱形空腔端部形成第二扼流槽；所述第三矩形波导腔端部与第三同轴波导变换部对应连接，所述第四矩形波导腔端部与第四同轴波导变换部对应连接；

所述第三同轴波导变换部、所述第三矩形波导腔、所述第三圆柱形空腔、所述第三匹配块、所述第二扼流槽、所述第四圆柱形空腔、所述第四匹配块、所述第四矩形波导腔和所述第四同轴波导变换部形成所述双频段四通道旋转关节的第二通道。

较佳的，所述双波导转子矩形波导段内部靠近所述第二双波导定子的一侧设有第五矩形波导腔，所述双波导转子的圆波导段内部靠近所述第二双波导定子的一侧设有第五圆柱形空腔、第五匹配块；

所述第二双波导定子的矩形波导段内部靠近所述双波导转子的一侧设有第六矩形波导腔，所述第二双波导定子的圆波导段内部靠近所述双波导转子的一侧设有第六圆柱形空腔、第六匹配块，所述第六圆柱形空腔侧壁上设有第三环形凹槽，所述第三环形凹槽与所述第五圆柱形空腔端部形成第三扼流槽，所述第五矩形波导腔端部与第五同轴波导变换部对应连接，所述第六矩形波导腔端部与第六同轴波导变换部对应连接；

所述第五同轴波导变换部、所述第五矩形波导腔、所述第五圆柱形空腔、所述第五匹配块、所述第三扼流槽、所述第六圆柱形空腔、所述第六匹配块、所述第六矩形波导腔和所述第六同轴波导变换部形成所述双频段四通道旋转关节的第三通道。

较佳的，所述第二双波导定子的矩形波导段内部靠近所述第二单波导转子的一侧设有第七矩形波导腔，所述第二双波导定子的圆波导段内部靠近所述第二单波导转子的一侧设有第七圆柱形空腔、第七匹配块；所述第七圆柱形空腔侧壁上设有第四环形凹槽；

所述第二单波导转子的矩形波导段内部设有第八矩形波导腔，所述第二单波导转子的圆波导段内部设有第八圆柱形空腔和第八匹配块，所述第四环形凹槽与第八圆柱形空腔端部形成第四扼流槽，所述第七矩形波导腔端部与第七同轴波导变换部对应连接，所述第八矩形波导腔端部与第八同轴波导变换部对应连接；

所述第七同轴波导变换部、所述第七矩形波导腔、所述第七圆柱形空腔、所述第七匹配块、所述第四扼流槽、所述第八圆柱形空腔、所述第八匹配块、所述第八矩形波导腔和所述第八同轴波导变换部形成所述双频段四通道旋转关节的第四通道。

较佳的，所述双频段四通道旋转关节的外表面均采用导电氧化处理。

较佳的，所述第一圆柱形波导腔、所述第二圆柱形波导腔、所述第三圆柱形波导腔、所述第四圆柱形波导腔、所述第五圆柱形波导腔、所述第六圆柱形波导腔、所述第七圆柱形波导腔、所述第八圆柱形波导腔、所述第一矩形波导腔、所述第二矩形波导腔、所述第三矩形波导腔、所述第四矩形波导腔、所述第五矩形波导腔、所述第六矩形波导腔、所述第七矩形波导腔、所述第八矩形波导腔的内表面以及所述第一匹配块、所述第二匹配块、所述第三匹配块、所述第四匹配块、所述第五匹配块、所述第六匹配块、所述第七匹配块、所述第八匹配块表面均进行镀金处理。

较佳的，所述第一轴承、所述第二轴承、所述第三轴承和所述第四轴承均采用MoS₂固体润滑的角接触球轴承。

较佳的，所述星载双频段四通道旋转关节设置有机械接口、电接口、热接口和测试接口，

所述机械接口为所述第一单波导转子、所述第一双波导定子、所述双波导转子、所述第二双波导定子、所述第二单波导转子的法兰端面，所述法兰端面均采用紧固件和定位销的形式与天线展开机构的对应法兰相连；

所述电接口为所述第一通道、所述第二通道、所述第三通道和所述第四通道两端所述连接器的射频接口；

所述热接口为所述第一单波导转子、所述第一双波导定子、所述双波导转子、所述第二双波导定子、所述第二单波导转子、所述第一轴承盖、所述第二轴承盖、所述第三轴承盖和所述第四轴承盖外表面粘贴的加热器和热敏电阻，且所述外表面喷涂有热控涂层；

所述测试接口为所述圆柱形波导腔轴向两端分别设置的第一环形测试凸台和第二环形测试凸台。

与现有技术比较本发明的有益效果在于：1，本发明的五种波导均由波导体与同轴波导变换一体化加工而成，矩形波导腔与圆柱形波导腔、L型矩形波导与2.92-K连接器的过渡变换结构均为结构形式简单的匹配块，并且两相邻通道共用同一波导体，实现了在极其苛刻的太空环境下同轴四通道稳定转动传输，同时将体积和重量控制在极限范围以内，同时可减小了电磁干扰的影响，结构简单、集成度高、精度高，产品可靠性高；2，本发明第一轴承和第二轴承、第三轴承和第四轴承分别采用面对面安装的角接触球轴承，轴承内外圈、保持架和固体润滑采用特殊处理，合理设置轴承的游隙并通过专用装配工装(可拆卸的第一保形工装板和第二保形工装板)精确控制轴承游隙、装配公差和装配精度等参数，一方面提高了旋转关节的旋转精度，保证了各个零部件间的同轴度及扼流槽的有效间隙，从而提高旋转关节的稳定性和可靠性，另一方面减小了体积和重量，实现多通道信号稳定传输问题；3，本发明设计有定位销定位的法兰接口和简单又可靠连接的2.92-K连接器接口，可实现关节跟随天线展开机构旋转到指定的角度和位置以及射频信号的稳定可靠传输；另外在旋转关节两端分别设计有环形测试凸台，可用于检验测量该装配体的同轴度；同时在旋转关节外表面采用粘贴加热器和热敏电阻、喷涂热控涂层的热控技术，可使旋转关节的工作温度控制在-25℃～+55℃以内，大大减小了旋转关节的环境温差变化，避免大温差和高真空的太空极限环境下“冷焊”和轴承“卡死”现象的出现，旋转关节的使用寿命更长，可靠性更高；4，本发明的双频段四通道旋转关节为Ka和K频段两种高频段四通道旋转关节，具有工作频率高、通道数量多的优点，同心堆积的结构使得每个通道相互独立，矩形波导腔与圆柱形波导腔、L型矩形波导腔与2.92-K连接器的过渡变换结构采用形式简单的匹配块，以及2.92-K连接器的连接通过高精度定位和全过程温控的高可靠高真空整体钎焊技术实现，有效降低了旋转关节的体积和重量，大大提高了旋转关节的装配精度，同时保证了通道间的高隔离度要求。

附图说明

图1为所述星载双频段四通道旋转关节的结构剖视图；

图2为图1中A处的局部结构视图；

图3为所述星载双频段四通道旋转关节的安装结构立体视图；

图4为所述星载双频段四通道旋转关节的安装结构爆炸图；

图5为所述第一单波导转子的结构立体视图；

图6为所述第一单波导转子的结构剖视图；

图7为所述第一单波导转子的结构爆炸图。

图中数字表示：

1-第一单波导转子；2-第一双波导定子；3-双波导转子；4-第二双波导定子；5-第二单波导转子；6-第一轴承；7-第二轴承；8-第三轴承；9-第四轴承；10-第一轴承盖；11-第二轴承盖；12-第三轴承盖；13-第四轴承盖；14-第一同轴波导变换部；15-第二同轴波导变换部；16-第三同轴波导变换部；17-第四同轴波导变换部；18-第五同轴波导变换部；19-第六同轴波导变换部；20-第七同轴波导变换部；21-第八同轴波导变换部；22-连接器；23-第一保形工装板；24-第二保形工装板；25-第一定位销钉；26-第二定位销钉；101-第一矩形波导腔；102-第二矩形波导腔，103-第三矩形波导腔；104-第四矩形波导腔；105-第五矩形波导腔；106-第六矩形波导腔；107-第七矩形波导腔；108-第八矩形波导腔；201-第一圆柱形波导腔；202-第二圆柱形波导腔；203-第三圆柱形波导腔；204-第四圆柱形波导腔；205-第五圆柱形波导腔；206-第六圆柱形波导腔；207-第七圆柱形波导腔；208-第八圆柱形波导腔；301-第一扼流槽；302-第二扼流槽；303-第三扼流槽；304-第四扼流槽；401-第一匹配块；402-第二匹配块；403-第三匹配块；404-第四匹配块；405-第五匹配块；406-第六匹配块；407-第七匹配块；408-第八匹配块；409-第九匹配块；410-第十匹配块；411-第十一匹配块；412-第十二匹配块；413-第十三匹配块；414-第十四匹配块；415-第十五匹配块；416-第十六匹配块；501-第一测试凸台；502-第二测试凸台；601-第一单波导转子外表面；602-第一轴承盖外表面；603-第一双波导定子外表面；604-第二轴承盖外表面；605-双波导转子外表面；606-第三轴承盖外表面；607-第二双波导定子外表面；608-第四轴承盖外表面；609-第二单波导转子外表面；701-第一L型矩形波导腔；801-连接器插针；802-第九匹配块插孔；901-第一L型矩形波导腔端面；902-第一连接器安装座端面。

具体实施方式

以下结合附图，对本发明上述的和另外的技术特征和优点作更详细的说明。

实施例一

如图1、图2所示，图1为所述星载双频段四通道旋转关节的结构剖视图；图2为图1中A处(扼流槽)的局部结构视图。

本发明所述星载双频段四通道旋转关节包括第一单波导转子1、第一双波导定子2、双波导转子3、第二双波导定子4、第二单波导转子5、第一轴承6、第二轴承7、第三轴承8、第四轴承9、第一轴承盖10、第二轴承盖11、第三轴承盖12、第四轴承盖13。

所述第一单波导转子1、所述双波导转子3与所述第二单波导转子5为转子，所述第一双波导定子2与所述第二双波导定子4为定子，所述转子和所述定子通过所述第一轴承6、所述第二轴承7、所述第三轴承8和所述第四轴承9支撑连接，实现所述转子与所述定子的相对转动。

具体的，所述第一双波导定子2设置在所述第一单波导转子1和所述双波导转子3之间并通过轴承支撑连接，所述第二双波导定子4设置在所述第二单波导转子5和所述双波导转子3之间并通过轴承支撑连接，所述第一轴承6设置在所述第一双波导定子2和所述第一单波导转子1之间实现两者的相对转动，所述第二轴承7设置在所述第一双波导定子2和所述双波导转子3之间实现两者的相对转动，所述第三轴承8设置在所述双波导转子3和所述第二双波导定子4之间实现两者的相对转动；所述第四轴承9设置在所述第二单波导转子5和所述第二双波导定子4之间实现两者的相对转动。

所述第一轴承盖10、所述第二轴承盖11、所述第三轴承盖12、所述第四轴承盖13用以固定对应的所述第一轴承6、所述第二轴承7、所述第三轴承8和所述第四轴承9。

所述第一单波导转子1、所述第一双波导定子2、所述双波导转子3、所述第二双波导定子4和所述第二单波导转子5均为波导主体部分与对应同轴波导变换部分一体化加工而成，波导主体部分是指中间旋转部位的传输线形式是带匹配块的圆柱形波导旋转关节，它主要由三个部分所组成：矩形波导到圆柱形波导的第一过渡变换段，可以旋转的带匹配块的圆柱形波导段以及圆柱形波导段到矩形波导的第二过渡变换段；其中所述第一过渡变换段和所述第二过渡变换段完全相同，并且结构形式较为简单，所述圆柱形波导段即旋转部分结构比较复杂，主要由匹配块、扼流槽和轴承组成，以保证旋转过程中射频信号的连续和稳定；所述同轴波导变换部分包括连接器、匹配块、L型矩形波导，所述连接器一般采用2.92-K连接器。

波导主体部分与对应同轴波导变换部分的一体化加工减少了缝隙数量，在星载环境下可减少电磁干扰的影响，结构简单、集成度高、精度高、可靠性更高，同时保证高隔离度要求。

所述第一单波导转子1的矩形波导段内部设有第一矩形波导腔101，所述第一单波导转子1的圆波导段内部设有第一圆柱形空腔201和第一匹配块401。

所述第一双波导定子2的矩形波导段内部左右两侧分别设有第二矩形波导腔102和第三矩形波导腔103，所述第一双波导定子2的圆波导段内部左右两侧分别设有第二圆柱形空腔202、第二匹配块402及第三圆柱形空腔203、第三匹配块403，所述第二圆柱形空腔202和所述第三圆柱形空腔203左右两端的侧壁上分别设有第一环形凹槽和第二环形凹槽，所述第一环形凹槽与所述第一圆柱形空腔201端部形成第一扼流槽301，所述第一矩形波导腔101和所述第二矩形波导腔102端部分别与第一同轴波导变换部14和第二同轴波导变换部15对应连接。

所述第一同轴波导变换部14、所述第一矩形波导腔101、所述第一圆柱形空腔201、所述第一匹配块401、所述第一扼流槽301、所述第二圆柱形空腔202、所述第二匹配块402、所述第二矩形波导腔102和所述第二同轴波导变换部15形成所述双频段四通道旋转关节的第一通道。

所述双波导转子3的矩形波导段内部左右两侧分别设有第四矩形波导腔104和第五矩形波导腔105，所述双波导转子3的圆波导段内部左右两侧分别设有第四圆柱形空腔204、第四匹配块404及第五圆柱形空腔205、第五匹配块405，所述第二环形凹槽与所述第四圆柱形空腔端部形成第二扼流槽302，所述第三矩形波导腔103和所述第四矩形波导腔104端部分别与第三同轴波导变换部16和第四同轴波导变换部17对应连接。

所述第三同轴波导变换部16、所述第三矩形波导腔103、所述第三圆柱形空腔203、所述第三匹配块403、所述第二扼流槽302、所述第四圆柱形空腔204、所述第四匹配块404、所述第四矩形波导腔104和所述第四同轴波导变换部17形成所述双频段四通道旋转关节的第二通道。

所述第二双波导定子4的矩形波导段内部左右两侧分别设有第六矩形波导腔106和第七矩形波导腔107，所述第二双波导定子4的圆波导段内部左右两侧分别设有第六圆柱形空腔206、第六匹配块406及第七圆柱形空腔207、第七匹配块407，所述第六圆柱形空腔206和所述第七圆柱形空腔207左右两端的侧壁上分别设有第三环形凹槽和第四环形凹槽，所述第三环形凹槽与所述第五圆柱形空腔205端部形成第三扼流槽303，所述第五矩形波导腔105和所述第六矩形波导腔106端部分别与第五同轴波导变换部18和第六同轴波导变换部19对应连接。

所述第五同轴波导变换部18、所述第五矩形波导腔105、所述第五圆柱形空腔205、所述第五匹配块405、所述第三扼流槽303、所述第六圆柱形空腔206、所述第六匹配块406、所述第六矩形波导腔106和所述第六同轴波导变换部19形成所述双频段四通道旋转关节的第三通道。

所述第二单波导转子5的矩形波导段内部设有第八矩形波导腔108，第二单波导转子5的圆波导段内部设有第八圆柱形空腔208和第八匹配块408，所述第四环形凹槽与所述第八圆柱形空腔208端部形成第四扼流槽304，所述第七矩形波导腔107和所述第八矩形波导腔108端部分别与第七同轴波导变换部20和第八同轴波导变换部21对应连接，

所述第七同轴波导变换部20、所述第七矩形波导腔107、所述第七圆柱形空腔207、所述第七匹配块407、所述第四扼流槽304、所述第八圆柱形空腔208、所述第八匹配块408、所述第八矩形波导腔108和所述第八同轴波导变换部21形成所述双频段四通道旋转关节的第四通道。

较佳的，所述第一矩形波导腔101与所述第一圆柱形波导腔201、所述第二矩形波导腔102与所述第二圆柱形波导腔202、所述第三矩形波导腔103与所述第三圆柱形波导腔203、所述第四矩形波导腔104与所述第四圆柱形波导腔204、所述第五矩形波导腔105与所述第五圆柱形波导腔205、所述第六矩形波导腔106与所述第六圆柱形波导腔206、所述第七矩形波导腔107与所述第七圆柱形波导腔207、所述第八矩形波导腔108与所述第八圆柱形波导腔208的过渡变换结构分别为所述第一匹配块401、所述第二匹配块402、所述第三匹配块403、所述第四匹配块404、所述第五匹配块405、所述第六匹配块406、所述第七匹配块407、所述第八匹配块408，这种过渡变换结构形式简单，可以有效降低整个四通道旋转关节的轴向尺寸。

所述第一同轴波导变换部14内设置有第九匹配块409，所述第二同轴波导变换部15内设置有第十匹配块410，所述第三同轴波导变换部16内设置有第十一匹配块411，所述第四同轴波导变换部17内设置有第十二匹配块412，所述第五同轴波导变换部18内设置有第十三匹配块413，所述第六同轴波导变换部19内设置有第十四匹配块414，所述第七同轴波导变换部20内设置有第十五匹配块415，所述第八同轴波导变换部21内设置有第十六匹配块416。

所述星载双频段四通道旋转关节设置有机械接口、电接口、热接口和测试接口四种接口。

具体的，所述机械接口为所述第一单波导转子1、所述第一双波导定子2、所述双波导转子3、所述第二双波导定子4、所述第二单波导转子5的法兰端面，数量为5个，均采用紧固件和定位销的形式与天线展开机构的对应法兰相连，以实现跟随天线展开机构旋转到指定的角度和位置。

所述电接口为所述第一通道、所述第二通道、所述第三通道和所述第四通道两端对外连接的射频接口，一般设置为2.92-K连接器22接头，数量为8个，对内连接均采用紧固件和定位销的形式，对外直接通过所述2.92-K连接器22转接头过渡与射频电缆连接，连接可靠，结构简单，以实现两路发射胺收数传信号和两路发射/接收测控信号的稳定可靠传输。

所述热接口为所述第一单波导转子1、所述第一双波导定子2、所述双波导转子3、所述第二双波导定子4、所述第二单波导转子5、所述第一轴承盖10、所述第二轴承盖11、所述第三轴承盖12和所述第四轴承盖13外表面粘贴的加热器和热敏电阻并喷涂热控涂层，可使旋转关节的工作温度控制在-25℃～+55℃以内，大大减小了旋转关节的环境温差变化，避免大温差和高真空的太空极限环境下“冷焊”和轴承“卡死”现象的出现，旋转关节的使用寿命更长，可靠性更高。

所述测试接口为轴向两端分别设计的第一环形测试凸台501和第二环形测试凸台502，用于检验测量旋转关节装配体的同轴度，以满足旋转关节的高同轴度机械性能要求。

较佳的，所述双频段四通道旋转关节的双频段为Ka频段和K频段，所述双频段四通道旋转关节的四通道为相互独立、相互隔离的四个射频通道(记为AaBb)，所述第一通道与所述第二通道共用所述第一双波导定子2，所述第二通道与所述第三通道共用所述双波导转子3，所述第三通道与所述第四通道共用所述第二双波导定子4，所述双频段四通道旋转关节的所述第一通道(记为A)和所述第三通道(记为B)为主通道，分别用来分时传输发射/接收测控信号和数传信号，所述双频段四通道旋转关节的所述第二通道(记为a)和所述第四通道(记为b)为备通道，当主通道发生故障或在校正模式时，分别用来分时传输发射/接收测控信号和数传信号。

较佳的，所述第一单波导转子1、所述第一双波导定子2、所述双波导转子3、所述第二双波导定子4、所述第二单波导转子5、所述第一轴承盖10、所述第二轴承盖11、所述第三轴承盖12、所述第四轴承盖13均采用铝合金高速精密加工完成，以保证所述旋转关节零部件的高精度。

第一单波导转子外表面601、第一轴承盖外表面602、第一双波导定子外表面603、第二轴承盖外表面604、双波导转子外表面605、第三轴承盖外表面606、第二双波导定子外表面607、第四轴承盖外表面608、第二单波导转子外表面609均采用导电氧化处理，

所述第一至第八圆柱形波导腔(201～208)和第一至第八矩形波导腔(101～108)的内表面以及第一至第八匹配块(401～408)表面均进行镀金处理，以保证旋转关节零部件的高光洁度和旋转关节电性能的稳定传输。

所述第一轴承6、所述第二轴承7、所述第三轴承8和所述第四轴承9分别采用面对面安装的角接触球轴承，轴承内外圈采用特殊处理的不锈钢材料，保持架采用改性的聚四氟乙烯材料，固体润滑采用真空润滑性能良好的溅射二硫化钼薄膜，装配过程中合理设置所述第一轴承6、所述第二轴承7、所述第三轴承8和所述第四轴承9的游隙，并通过专用装配工装精确控制轴承游隙、装配公差和装配精度等参数，一方面提高了旋转关节的旋转精度，保证了各个零部件间的同轴度及扼流槽的有效间隙，从而提高旋转关节的稳定性、可靠性和抗偏摆能力，另一方面减小了体积和重量，实现多通道信号稳定传输问题。

较佳的，所述第一至第八矩形波导腔(101～108)端部与所述第一至第八同轴波导变换部(17～24)对应的连接采用全过程温控的高可靠高真空整体钎焊技术。

高可靠高真空整体钎焊技术解决加载不均匀造成的应力变形和温度场不均匀造成的热变形。焊接过程中主要采用全面、分级、均匀、对称的加载模式，并注意减少载荷和零件之间的摩擦力和减小加载压块的吸热量。钎焊工艺上采用全过程温差控制的方法，严格控制升降温的速率，使该关节在焊接过程中受到升温、降温的台阶冲击减少，从而降低精度损失。

较佳的，所述第一单波导转子1、所述双波导转子2、所述第二单波导转子3、所述第一双波导定子4、所述第二双波导定子5、所述第一轴承盖6、所述第二轴承盖7、所述第三轴承盖8和所述第四轴承盖9外表面采用喷涂热控白漆和贴加热片的热控技术，可使旋转关节的工作温度控制在-25℃～+55℃以内，大大减小了旋转关节的环境温差变化，避免低温“冷焊”现象和轴承“卡死”现象的出现，旋转关节的使用寿命更长，可靠性更高。

较佳的，通过设置专用工装等精密装配技术进行装配，保证了所述第一单波导转子1、所述双波导转子2、所述第二单波导转子3、所述第一双波导定子4和所述第二双波导定子5的同轴度，精确控制轴承的游隙，以实现所述旋转关节的高精度旋转传输。

实施例二

如图3、图4所示，图3为所述星载双频段四通道旋转关节的安装结构立体视图；图4为所述星载双频段四通道旋转关节的安装结构爆炸图；较佳的，所述星载双频段四通道旋转关节包括还包括第一保形工装板23和第二保形工装板24，所述第一单波导转子1、所述双波导转子3与所述第二单波导转子5通过所述第一保形工装板23连接固定，所述第一双波导定子2与所述第二双波导定子4通过所述第二保形工装板24连接固定，所述第一保形工装板23和所述第二保形工装板24为装配保形的工装，待所述星载双频段四通道旋转关节装机后需将所述第一保形工装板23和所述第二保形工装板24拆除。

所述第一保形工装板23和所述第二保形工装板24的装配控制方法如下：将所述第一轴承6和所述第二轴承7、所述第三轴承8和所述第四轴承9游隙调整至合适值后，在所述第一保形工装板23与所述第一单波导转子1、所述双波导转子3、所述第二单波导转子5的法兰端面销孔的对应位置处配打销孔，安装对应的第一定位销钉25，然后将所述第一保形工装板23和所述第二保形工装板24安装到对应位置，所述旋转关节装机时先拆除所述第二保形工装板24和所述第一保形工装板23的紧固件，定位完成后，再拆除所述第一定位销钉25和所述第一保形工装板23，这种通过设计专用装配工装的方法保证了装机前后轴承游隙的精确控制，以实现所述旋转关节的高精度旋转传输，同时装机后将所述第一保形工装板23和所述第二保形工装板24拆除又可以减小旋转关节的重量。

实施例三

如图5、图6、图7所示，图5为所述第一单波导转子的结构立体视图；图6为所述第一单波导转子的结构剖视图；图7为所述第一单波导转子的结构爆炸图。

对应图6，所述第一单波导转子1包括第一单波导转子主体部分与第一同轴波导变换部14(双点划线上侧部分)，所述第一单波导转子主体部分与所述第一同轴波导变换部14一体化加工制备获得。

所述第一单波导转子主体部分(双点划线下侧部分)包括所述第一矩形波导腔101、所述第一圆柱形波导腔201以及所述第一矩形波导腔101与所述第一圆柱形波导腔201之间通过所述第一匹配块401形成的过渡变换结构部分。

所述第一同轴波导变换部14包括第一L型矩形波导腔701、所述第九匹配块409和所述连接器22，所述第一L型矩形波导腔701和所述第一矩形波导腔101连接，所述连接器22和所述第九匹配块409连接并将所述第九匹配块409设置在所述第一L型矩形波导腔701内，以实现所述第一L型矩形波导腔701和所述连接器22之间的过渡变换。

较佳的，所述第一矩形波导腔101与所述第一圆柱形波导腔201的过渡变换结构为特殊设计的所述第一匹配块401，这种过渡变换结构形式简单，可以有效降低所述第一单波导转子1的轴向尺寸。

所述第一L型矩形波导腔101与对应所述连接器22的过渡变换结构为特殊设计的所述第九匹配块409，这种过渡变换结构形式简单，可以有效降低所述第一单波导转子1的径向尺寸。

较佳的，所述第一L型矩形波导端面901与所述第一连接器安装座端面902通过全过程温控的高可靠高真空整体钎焊技术实现连接，结构上在对角方向上设置一对第二定位销钉26实现高精度定位，实现了所述第一L型矩形波导端面901与所述第一连接器安装座端面902连接，同时保证了所述连接器插针801与所述第九匹配块的插孔802的精确定位连接，大大提高了所述连接器22的装配精度。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，对本发明而言仅仅是说明性的，而非限制性的。本专业技术人员理解，在本发明权利要求所限定的精神和范围内可对其进行许多改变，修改，甚至等效，但都将落入本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种星载双频段四通道旋转关节，其特征在于，包括第一单波导转子、第一双波导定子、双波导转子、第二双波导定子、第二单波导转子；所述第一单波导转子、所述双波导转子与所述第二单波导转子为转子，所述第一双波导定子与所述第二双波导定子为定子；所述第一双波导定子设置在所述第一单波导转子和所述双波导转子之间并通过轴承支撑连接，所述第二双波导定子设置在所述第二单波导转子和所述双波导转子之间并通过轴承支撑连接，所述转子与所述定子可相对转动；

所述第一双波导定子和所述第一单波导转子形成第一通道，所述双波导转子和所述第一双波导定子形成第二通道，所述双波导转子和所述第二双波导定子形成第三通道，所述第二双波导定子、所述第二单波导转子形成第四通道。

2.如权利要求1所述的星载双频段四通道旋转关节，其特征在于，所述第一单波导转子、所述第一双波导定子、所述双波导转子、所述第二双波导定子和所述第二单波导转子均包括波导主体部分和对应的同轴波导变换部分，所述波导主体部分和所述同轴波导变换部分一体化加工；

所述波导主体部分包括矩形波导腔、圆柱形波导腔以及所述矩形波导腔与所述圆柱形波导腔之间通过主体匹配块形成的过渡变换段；

所述同轴波导变换部分包括L型矩形波导腔、变换匹配块和连接器，所述L型矩形波导腔和所述矩形波导腔连接，所述连接器和所述变换匹配块连接并将所述变换匹配块设置在所述L型矩形波导腔内，使所述第一L型矩形波导腔和所述连接器之间的过渡变换。

3.如权利要求2所述的星载双频段四通道旋转关节，其特征在于，所述第一单波导转子的矩形波导段内部设有第一矩形波导腔，所述第一单波导转子的圆波导段内部设有第一圆柱形空腔和第一匹配块；

所述第一双波导定子的矩形波导段内部靠近所述第一单波导转子的一侧设有第二矩形波导腔，所述第一双波导定子的圆波导段内部靠近所述第一单波导转子的一侧设有第二圆柱形空腔、第二匹配块；所述第二圆柱形空腔侧壁上设有第一环形凹槽，所述第一环形凹槽与所述第一圆柱形空腔端部形成第一扼流槽，所述第一矩形波导腔端部与第一同轴波导变换部对应连接，所述第二矩形波导腔端部与第二同轴波导变换部对应连接；

所述第一同轴波导变换部、所述第一矩形波导腔、所述第一圆柱形空腔、所述第一匹配块、所述第一扼流槽、所述第二圆柱形空腔、所述第二匹配块、所述第二矩形波导腔和所述第二同轴波导变换部形成所述第一通道。

4.如权利要求3所述的星载双频段四通道旋转关节，其特征在于，所述第一双波导定子的矩形波导段内部靠近所述双波导转子的一侧设有第三矩形波导腔，所述第一双波导定子的圆波导段内部靠近所述双波导转子的一侧设有第三圆柱形空腔、第三匹配块，所述第三圆柱形空腔侧壁上第二环形凹槽；

所述双波导转子的矩形波导段内部靠近所述第一双波导定子的一侧设有第四矩形波导腔，所述双波导转子的圆波导段内部靠近所述第一双波导定子的一侧设有第四圆柱形空腔、第四匹配块，所述第二环形凹槽与所述第四圆柱形空腔端部形成第二扼流槽；所述第三矩形波导腔端部与第三同轴波导变换部对应连接，所述第四矩形波导腔端部与第四同轴波导变换部对应连接；

所述第三同轴波导变换部、所述第三矩形波导腔、所述第三圆柱形空腔、所述第三匹配块、所述第二扼流槽、所述第四圆柱形空腔、所述第四匹配块、所述第四矩形波导腔和所述第四同轴波导变换部形成所述双频段四通道旋转关节的第二通道。

5.如权利要求4所述的星载双频段四通道旋转关节，其特征在于，所述双波导转子矩形波导段内部靠近所述第二双波导定子的一侧设有第五矩形波导腔，所述双波导转子的圆波导段内部靠近所述第二双波导定子的一侧设有第五圆柱形空腔、第五匹配块；

所述第二双波导定子的矩形波导段内部靠近所述双波导转子的一侧设有第六矩形波导腔，所述第二双波导定子的圆波导段内部靠近所述双波导转子的一侧设有第六圆柱形空腔、第六匹配块，所述第六圆柱形空腔侧壁上设有第三环形凹槽，所述第三环形凹槽与所述第五圆柱形空腔端部形成第三扼流槽，所述第五矩形波导腔端部与第五同轴波导变换部对应连接，所述第六矩形波导腔端部与第六同轴波导变换部对应连接；

所述第五同轴波导变换部、所述第五矩形波导腔、所述第五圆柱形空腔、所述第五匹配块、所述第三扼流槽、所述第六圆柱形空腔、所述第六匹配块、所述第六矩形波导腔和所述第六同轴波导变换部形成所述双频段四通道旋转关节的第三通道。

6.如权利要求5所述的星载双频段四通道旋转关节，其特征在于，所述第二双波导定子的矩形波导段内部靠近所述第二单波导转子的一侧设有第七矩形波导腔，所述第二双波导定子的圆波导段内部靠近所述第二单波导转子的一侧设有第七圆柱形空腔、第七匹配块；所述第七圆柱形空腔侧壁上设有第四环形凹槽；

所述第二单波导转子的矩形波导段内部设有第八矩形波导腔，所述第二单波导转子的圆波导段内部设有第八圆柱形空腔和第八匹配块，所述第四环形凹槽与第八圆柱形空腔端部形成第四扼流槽，所述第七矩形波导腔端部与第七同轴波导变换部对应连接，所述第八矩形波导腔端部与第八同轴波导变换部对应连接；

所述第七同轴波导变换部、所述第七矩形波导腔、所述第七圆柱形空腔、所述第七匹配块、所述第四扼流槽、所述第八圆柱形空腔、所述第八匹配块、所述第八矩形波导腔和所述第八同轴波导变换部形成所述双频段四通道旋转关节的第四通道。

7.如权利要求1所述的星载双频段四通道旋转关节，其特征在于，所述双频段四通道旋转关节的外表面均采用导电氧化处理。

8.如权利要求6所述的星载双频段四通道旋转关节，其特征在于，所述第一圆柱形波导腔、所述第二圆柱形波导腔、所述第三圆柱形波导腔、所述第四圆柱形波导腔、所述第五圆柱形波导腔、所述第六圆柱形波导腔、所述第七圆柱形波导腔、所述第八圆柱形波导腔、所述第一矩形波导腔、所述第二矩形波导腔、所述第三矩形波导腔、所述第四矩形波导腔、所述第五矩形波导腔、所述第六矩形波导腔、所述第七矩形波导腔、所述第八矩形波导腔的内表面以及所述第一匹配块、所述第二匹配块、所述第三匹配块、所述第四匹配块、所述第五匹配块、所述第六匹配块、所述第七匹配块、所述第八匹配块表面均进行镀金处理。

9.如权利要求1所述的星载双频段四通道旋转关节，其特征在于，所述轴承均采用MoS₂固体润滑的角接触球轴承。

10.如权利要求2所述的星载双频段四通道旋转关节，其特征在于，所述星载双频段四通道旋转关节设置有机械接口、电接口、热接口和测试接口，

所述机械接口为所述第一单波导转子、所述第一双波导定子、所述双波导转子、所述第二双波导定子、所述第二单波导转子的法兰端面，所述法兰端面均采用紧固件和定位销的形式与天线展开机构的对应法兰相连；

所述电接口为所述第一通道、所述第二通道、所述第三通道和所述第四通道两端所述连接器的射频接口；

所述热接口为所述第一单波导转子、所述第一双波导定子、所述双波导转子、所述第二双波导定子、所述第二单波导转子外表面粘贴的加热器和热敏电阻，且所述外表面喷涂有热控涂层；

所述测试接口为所述圆柱形波导腔轴向两端分别设置的第一环形测试凸台和第二环形测试凸台。

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