CN206401475U - 一种l波段非接触式小轴向尺寸旋转铰链 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种L波段非接触式小轴向尺寸旋转铰链，主要用于解决一种L波段非接触式旋转铰链带宽窄以及因轴向尺寸大不便于多通道旋转铰链镶嵌结构设计等问题，适用于机械扫描体制雷达对抗等电子设备。本实用新型涉及的旋转铰链，传输环同轴外导体和圆环状扁平宽耦合线组成耦合传输环，同轴输入端口的信号一分为二传输至耦合传输环再二合一从同轴输出端口输出，同轴输入、输出端口到耦合传输环为并联方式，传输环同轴内导体为两个有一定间距的圆环状扁平宽耦合线，一种两级匹配段和聚四氟乙烯介质块构成短路调配装置，增加了旋转铰链带宽，缩小了轴向尺寸便于多通道旋转铰链镶嵌结构设计，零件加工容易，装配可靠。
Description
技术领域
本发明涉及的一种L波段非接触式小轴向尺寸宽带旋转铰链，适用于机械扫描体制雷达对抗等电子设备。本发明属于雷达天馈线技术领域。
背景技术
机械扫描体制雷达为了搜索和跟踪目标，其天线必须随时旋转。多通道旋转铰链由多个单通道旋转铰链组成，结构形式可分为堆积式、嵌套式和混合式。多通道旋转铰链结构往往需要根据其实际安装空间进行设计，有时须由径向尺寸大、轴向尺寸小的单通道旋转铰链组成的多通道旋转铰链才满足实际安装要求。一种L波段非接触式旋转铰链，就是把同轴线围成圆圈，然后把它沿径向剖开成上、下两部分，每一部分连接SMA同轴插座作为输入和输出端口，分别在输入和输出端口的正对面设计短路调配装置，上、下两部分可以相对旋转，两个短路调配装置沿着轴向的高度因工作频率低而较高，为了保证多通道旋转铰链结构满足实际安装要求，需要将L波段非接触式小轴向尺寸宽带旋转铰链镶嵌在位于多通道旋转铰链高功率通道的输入端和输出端之间，多通道旋转铰链高功率通道的输入端和输出端之间距离一般已设定，且小于两个短路调配装置沿着轴向的高度之和，这样不便于多通道旋转铰链结构设计，调试空间也有限，围成圆圈的同轴线内外导体截面一般都采取是圆形，沿径向剖开成上、下两部分，上、下两部分之间设计有空隙以相对旋转，这种结构零件加工不容易，装配不可靠，该型旋转铰链高频特性差，工作频带窄。
发明内容
本发明涉及的一种L波段非接触式小轴向尺寸宽带旋转铰链，主要用于解决L波段非接触式旋转铰链因轴向尺寸大不适合多通道镶嵌、工作频带窄和装配不可靠的问题。
本发明的技术方案主要有短路调配装置设计和耦合传输环设计二部分组成。
本发明的短路调配装置设计设计了一种两级匹配段(3)、(4)和聚四氟乙烯介质块(6)；传输环同轴外导体8及圆环状扁平宽耦合线7组成耦合传输环，同轴输入端口2的信号一分为二传输至耦合传输环再二合一从同轴输出端口1输出，因此同轴输入、输出端口到耦合传输环为并联方式，根据设定的特性阻抗Z0确定同轴内、外导体直径d、D，耦合传输环特性阻抗取2Z0，传输环同轴内导体为两个圆环状扁平宽耦合线(7)之间的间距为h，如图1所示。这种技术方案改善了旋转铰链高频工作特性，增加了带宽，缩小了轴向尺寸，零件加工容易，装配可靠。
本发明具有以下技术特点：1.该旋转铰链径向尺寸R和R1大；2.圆环状扁平宽耦合线(7)改善了高频工作特性，增加了带宽；3.使用聚四氟乙烯介质块(6)，设计两级匹配段(3)和(4)，与目前使用普通短路块相比，增加了带宽，缩小了轴向尺寸，同时使零件易于加工，装配可靠。
本发明的关键点是：
1.传输环同轴内导体采用圆环状扁平宽耦合线，改善了高频工作特性，增加了带宽，在旋转铰链旋转过程中不接触，因而不会磨损。
2.采用两级匹配段和聚四氟乙烯介质块，与使用短路块相比，增加了带宽，缩小了轴向尺寸，同时使零件易于加工，装配可靠。
3.该旋转铰链径向尺寸大、轴向尺寸小，适合组成径向尺寸大和轴向尺寸小的多通道旋转铰链。
本发明与现有技术相比，其显著优点为：
1.设计圆环状扁平宽耦合线和两级匹配段，改善了高频工作特性，增加了工作带宽。
2.设计两级匹配段和聚四氟乙烯介质块，缩小了轴向尺寸，同时使零件易于加工，装配可靠。
下面结合附图对本发明作进一步详细描述。
附图说明
附图1为一种L波段非接触式小轴向尺寸宽带旋转铰链图。其中，1-同轴输出端口，2-同轴输入端口，3-输入端匹配段，4-输出端匹配段，5-高频扼流装置，6-聚四氟乙烯介质块，7-圆环状扁平宽耦合线，8-传输环同轴外导体，9-SMA插座内芯，10-输入、输出端口同轴内导体，D-输入、输出端口同轴外导体直径，d-输入、输出端口同轴内导体直径，W-圆环状扁平宽耦合线宽度，L-圆环状扁平宽耦合线高度，R1-圆环状扁平宽耦合线内半径，R-传输环半径，r-传输环同轴外导体半径，h-圆环状扁平宽耦合线间距，d1-第一级匹配段直径，d2-第二级匹配段直径，h1-输出端匹配段距离传输环同轴外导体圆心的轴向距离，h2-输入端匹配段距离传输环同轴外导体圆心的径向距离。
附图2为附图1局部放大图。其中，10-输入、输出端口同轴内导体，D-输入、输出端口同轴外导体直径，d-输入、输出端口同轴内导体直径，D1-聚四氟乙烯介质块内径，D2-聚四氟乙烯介质块卡位部分外径，L1-聚四氟乙烯介质块长度，L2-聚四氟乙烯介质块卡位部分长度。
具体实施方式
本发明涉及的一种L波段非接触式小轴向尺寸宽带旋转铰链，具体实施方式如下(参见附图)：
1.根据设定的特性阻抗Z0确定输入、输出端口同轴内、外导体直径d、D，满足Z0＝60ln(D/d)，同时为保证SMA插座内芯9能够插入输入、输出端口同轴内导体10中，输入、输出端口同轴内导体10具有刚性，其直径d≥2.5mm。
2.传输环同轴外导体8及圆环状扁平宽耦合线7组成耦合传输环，同轴输入端口2的信号一分为二传输至耦合传输环再二合一从同轴输出端口1输出，因此同轴输入、输出端口到耦合传输环为并联方式，耦合传输环特性阻抗取2Z0，传输环同轴外导体8的半径r要大于同轴输入、输出端口外导体直径D,一般传输环同轴外导体8的半径r为1.2D～1.5D，圆环状扁平宽耦合线7宽度W大于输入、输出端口同轴内导体10直径d，小于r+0.5d，圆环状扁平宽耦合线7厚度L小于0.5d，保证圆环状扁平宽耦合线7具有刚性，圆环状扁平宽耦合线7之间的间距h不宜过大，取0.2mm～0.4mm为佳，使用微波仿真商用软件仿真确定耦合传输环特性阻抗为2Z0时的r、W、L、h的尺寸。
3.聚四氟乙烯介质块6对输入、输出端口同轴内导体10进行卡位，聚四氟乙烯介质块6内径D1，聚四氟乙烯介质块卡位部分外径D2，输入、输出端口同轴外导体直径D满足D2＞D＞D1，其中εr为聚四氟乙烯介电常数，为起到卡位效果，D2-D≥2mm，d-D1≥2mm，聚四氟乙烯介质块6长度L1越长，旋转铰链轴向尺寸压缩越多，聚四氟乙烯介质块6卡位部分长度L2小于尺寸越小，电讯指标越好，考虑卡位部分应具有足够的刚性，L2≥1mm。
4.建立旋转铰链的仿真模型，输入端匹配段3、输出端匹配段4为两级变换，两级匹配段的直径分别为:d1＝0.65D～0.75D,d2＝0.8D～0.9D，长度约为0.25D，调节主要尺寸，优化带内指标达到：电压驻波比小于1.5，插入损耗小于0.2dB。
5.整件加工、装配完毕，小范围内调试输出端匹配段距离传输环同轴外导体圆心的轴向距离h1以及输入端匹配段距离传输环同轴外导体圆心的径向距离h2，满足指标要求。
Claims (1)
1.一种L波段非接触式小轴向尺寸旋转铰链，其特征在于：传输环同轴外导体(8)和圆环状扁平宽耦合线(7)组成耦合传输环，两个圆环状扁平宽耦合线(7)，相隔间距h，构成传输环同轴内导体，同轴输入端口(2)的信号一分为二传输至耦合传输环再二合一从同轴输出端口(1)输出，同轴输入、输出端口到耦合传输环为并联方式，输入端匹配段(3)和聚四氟乙烯介质块(6)以及输出端匹配段(4)和聚四氟乙烯介质块(6)分别构成短路调配装置。
Priority Applications (1)
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| CN (1) | CN206401475U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106384862A (zh) * | 2016-12-02 | 2017-02-08 | 中国船舶重工集团公司第七二四研究所 | 一种l波段非接触式小轴向尺寸旋转铰链及其实现方法 |
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2016
- 2016-12-02 CN CN201621313916.3U patent/CN206401475U/zh not_active Expired - Fee Related
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| CN106384862A (zh) * | 2016-12-02 | 2017-02-08 | 中国船舶重工集团公司第七二四研究所 | 一种l波段非接触式小轴向尺寸旋转铰链及其实现方法 |
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