RU109331U1

RU109331U1 - ROTATING COAXIAL CONNECTION

Info

Publication number: RU109331U1
Application number: RU2011113713/07U
Authority: RU
Inventors: Владимир Николаевич Вахтов; Иван Сергеевич Вылегжанин; Игорь Анатольевич Колмаков
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Научно-техническое предприятие "Пиксел"
Priority date: 2011-04-04
Filing date: 2011-04-04
Publication date: 2011-10-10

Abstract

1. Вращающееся коаксиальное соединение, содержащее корпус, неподвижную секцию, вращающуюся секцию, два разнесенных подшипника, коаксиальную линию с дросселями на центральном проводнике и внешнем экране и две розетки, подключенные к выводам коаксиальной линии, отличающееся тем, что внутреннее и внешнее кольца одного подшипника механически связаны соответственно с наружным и внутренним кольцами другого подшипника, дроссельное соединение центрального проводника выполнено в виде четвертьволновой коаксиальной линии с малым импедансом, а дроссельное соединение экрана коаксиальной линии выполнено в виде замкнутой свернутой коаксиальной линии длиной 3λ/4 с короткозамкнутым коаксиальным шлейфом, подключенном на расстоянии λ/4 от ее начала. ! 2. Соединение по п.1, отличающееся тем, что дроссельное соединение центрального проводника выполнено с зазором между неподвижной и вращающейся частью центрального проводника не более 0,5 мм. ! 3. Соединение по п.1, отличающееся тем, что корпус соединения составлен из наружной и внутренней частей корпуса, связанных резьбовым соединением. ! 4. Соединение по п.1, отличающееся тем, что один подшипник посажен на корпус вращающейся секции и закреплен гайкой фиксации подшипника, а другой подшипник посажен на корпус неподвижной секции и зафиксирован через шайбу наружной частью корпуса. 1. A rotating coaxial connection comprising a housing, a fixed section, a rotating section, two spaced bearings, a coaxial line with inductors on the central conductor and the outer screen, and two sockets connected to the terminals of the coaxial line, characterized in that the inner and outer rings of one bearing are mechanical associated with the outer and inner rings of another bearing, the throttle connection of the Central conductor is made in the form of a quarter-wave coaxial line with low impedance, and the throttle connection of the screen of the coaxial line is made in the form of a closed folded coaxial line of length 3λ / 4 with a short-circuited coaxial cable connected at a distance of λ / 4 from its beginning. ! 2. The connection according to claim 1, characterized in that the throttle connection of the Central conductor is made with a gap between the fixed and rotating part of the Central conductor of not more than 0.5 mm ! 3. The connection according to claim 1, characterized in that the connection housing is composed of the outer and inner parts of the housing connected by a threaded connection. ! 4. The compound according to claim 1, characterized in that one bearing is seated on the housing of the rotating section and secured with a nut to fix the bearing, and the other bearing is seated on the housing of the fixed section and fixed through the washer by the outer part of the housing.

Description

Полезная модель относится к СВЧ технике и может быть использована при передаче и приеме электромагнитной энергии от подвижной части к неподвижной части СВЧ тракта приемопередающих устройств радиосвязи и радиолокации.The utility model relates to microwave technology and can be used in the transmission and reception of electromagnetic energy from the moving part to the fixed part of the microwave path of the transceiver devices of radio communication and radar.

Вращающееся коаксиальное соединение является одной из важнейших частей антенной системы, к которой предъявляются достаточно жесткие требования по широкополосности и величине вносимого затухания СВЧ сигнала.A rotating coaxial connection is one of the most important parts of an antenna system, which has rather stringent requirements for broadband and the magnitude of the attenuation of the microwave signal.

Вращающиеся коаксиальные соединения делятся на контактные и бесконтактные (с дроссельной связью).Rotating coaxial connections are divided into contact and non-contact (with throttle coupling).

Контактные конструкции обеспечивают работу в широком диапазоне частот, однако имеют низкую износоустойчивость. Бесконтактные устройства более износоустойчивы, однако имеют более узкую рабочую полосу частот.Contact designs provide work in a wide range of frequencies, however, they have low wear resistance. Contactless devices are more wear-resistant, but have a narrower operating frequency band.

Наиболее близким к заявляемому вращающемуся коаксиальному соединению (ВКС) по большинству совпадающих признаков и достигаемому техническому результату является вращающееся коаксиальное соединение с дроссельной связью (см. Краткий справочник конструктора радиоэлектронной аппаратуры. Под ред. Р.Г.Варламова, М.: Сов. Радио, 1973 г., с.659-660).The closest to the claimed rotating coaxial connection (VKS) for the majority of coinciding features and the achieved technical result is a rotating coaxial connection with a throttle coupling (see. Quick reference designer of electronic equipment. Edited by R.G. Varlamova, M .: Sov. Radio, 1973, p. 659-660).

Известное ВКС содержит корпус, неподвижную секцию, вращающуюся секцию, два разнесенных подшипника, коаксиальную линию с дросселями, установленными на центральном проводнике и внешнем экране и две розетки, подключенные к выводам коаксиальной линии. Подшипники установлены между корпусом СВЧ части и внешним корпусом ВКС, что приводит к увеличению габаритов ВКС. Кроме того, известное ВКС обладает недостаточно широким диапазоном рабочих частот порядка из-за частотной зависимости дроссельных связей.Known VKS contains a housing, a fixed section, a rotating section, two spaced bearings, a coaxial line with inductors mounted on the central conductor and an external screen, and two sockets connected to the terminals of the coaxial line. Bearings are installed between the case of the microwave part and the outer housing of the VKS, which leads to an increase in the dimensions of the VKS. In addition, the known VKS has an insufficiently wide range of operating frequencies of the order due to the frequency dependence of throttle links.

Задача, на решение которой направлена настоящая полезная модель, заключается в создании малогабаритного широкополосного ВКС для S- диапазона волн.The problem the real utility model aims to solve is to create a small-sized broadband VKS for the S-wave band.

Технический результат, достигаемый при использовании данной полезной модели, заключается в увеличении рабочей полосы частот, уменьшении габаритов и повышении надежности работы устройства.The technical result achieved using this utility model is to increase the working frequency band, reduce the size and increase the reliability of the device.

Задача с указанным техническим результатом решается тем, что в вращающемся коаксиальном соединении, содержащем корпус, неподвижную секцию, вращающуюся секцию, два разнесенных подшипника, коаксиальную линию с дросселями, установленными на центральном проводнике и внешнем экране и две розетки, подключенные к выводам коаксиальной линии, согласно полезной модели, внутреннее и внешнее кольца одного подшипника механически связаны соответственно с наружным и внутренним кольцами другого подшипника, дроссельное соединение центрального проводника выполнено в виде четвертьволновой коаксиальной линии с малым импедансом, а дроссельное соединение экрана коаксиальной линии выполнено в виде замкнутой свернутой коаксиальной линии длиной 3λ/4 с короткозамкнутым коаксиальным шлейфом, подключенном на расстоянии λ/4 от ее начала.The problem with the specified technical result is solved by the fact that in a rotating coaxial connection comprising a housing, a fixed section, a rotating section, two spaced bearings, a coaxial line with inductors mounted on the central conductor and an external screen and two sockets connected to the terminals of the coaxial line, according to utility model, the inner and outer rings of one bearing are mechanically connected respectively with the outer and inner rings of another bearing, the throttle connection of the central wire arrestor is designed as a quarter-wave coaxial line with a low impedance, and throttling compound screen of the coaxial line is designed as a closed folded coaxial line of length 3λ / 4 with a short-circuited coaxial stub connected at a distance λ / 4 from the beginning.

Технический результат достигается также тем, что:The technical result is also achieved by the fact that:

что дроссельное соединение центрального проводника выполнено с зазором между неподвижной и вращающейся частью центрального проводника не более 0,5 мм;that the throttle connection of the Central conductor is made with a gap between the fixed and rotating part of the Central conductor of not more than 0.5 mm;

корпус соединения составлен из наружной и внутренней частей корпуса, связанных резьбовым соединением;the connection housing is composed of the outer and inner parts of the housing connected by a threaded connection;

один подшипник посажен на корпус вращающейся секции и закреплен гайкой фиксации подшипника, а другой подшипник посажен на корпус неподвижной секции и зафиксирован через шайбу наружной частью корпуса.one bearing is seated on the housing of the rotating section and secured with a nut to fix the bearing, and the other bearing is seated on the housing of the fixed section and fixed through the washer by the outer part of the housing.

Повышение широкополосности соединителя обеспечивается выбором параметров дроссельного соединения центрального проводника.The increase in the broadband of the connector is provided by the choice of parameters of the throttle connection of the central conductor.

Интегрирование подшипников в СВЧ корпус обеспечивает уменьшение габаритов, упрощение конструкции за счет уменьшения количества деталей и повышение надежности работы ВКС.The integration of bearings in the microwave housing reduces the size, simplifies the design by reducing the number of parts and increasing the reliability of the VKS.

Изобретение иллюстрируется чертежами, на котором представлена конструкция заявляемого устройства.The invention is illustrated by drawings, which shows the design of the claimed device.

Вращающееся коаксиальное соединение конструктивно выполнено в виде корпуса, составленного из наружной 1 и внутренней 2 частей корпуса, связанных резьбовым соединением. Гайка 3 предназначена для крепления наружной части 2 корпуса ВКС к неподвижной части антенны. Внутри корпуса находится неподвижная секция 4 и вращающаяся секция 5, установленная на двух подшипниках 6.The rotating coaxial connection is structurally made in the form of a housing composed of the outer 1 and inner 2 parts of the housing connected by a threaded connection. The nut 3 is intended for fastening the outer part 2 of the VKS housing to the fixed part of the antenna. Inside the housing is a fixed section 4 and a rotating section 5 mounted on two bearings 6.

По оси вращения на изоляционных втулках 7 установлены неподвижная часть 8 и подвижная часть 9 центрального проводника. Втулки 7 обеспечивают центровку центрального проводника и фиксируются гайками 10.On the axis of rotation on the insulating sleeves 7 mounted stationary part 8 and the moving part 9 of the Central conductor. The bushings 7 provide the alignment of the Central conductor and are fixed by nuts 10.

Коаксиальное вращающееся соединение выполнено с волновым импедансом основной коаксиальной линии, равным 50 Ом, и заканчивается коаксиальными разъемами того же импеданса.The coaxial rotating connection is made with the wave impedance of the main coaxial line equal to 50 Ohms, and ends with coaxial connectors of the same impedance.

Дроссельное соединение центрального проводника выполнено в виде четвертьволновой коаксиальной линии 11 с малым импедансом не более 24 Ом, за счет чего обеспечивается на входе дросселя режим, близкий к короткому замыканию в более широкой полосе частот по сравнению с дроссельным соединением на основе коаксиальной линии с импедансом 50 Ом. Конструктивно малый импеданс четвертьволновой коаксиальной линии 11 обеспечивается за счет уменьшения зазора между неподвижной 8 и вращающейся 9 частью центрального проводника не более 0,5 мм.The throttle connection of the central conductor is made in the form of a quarter-wave coaxial line 11 with a small impedance of no more than 24 Ohms, which ensures a mode close to a short circuit in a wider frequency band at the input of the inductor compared to a throttle connection based on a coaxial line with an impedance of 50 Ohms . Structurally, the small impedance of the quarter-wave coaxial line 11 is ensured by reducing the gap between the stationary 8 and the rotating 9 parts of the central conductor no more than 0.5 mm.

Втулка 12 и выступающая часть неподвижной секции 4 формируют дроссель экрана коаксиальной линии. Дроссельное соединение экрана коаксиальной линии выполнено в виде свернутой коаксиальной линии 13 длиной 3λ/4, подходящей к подшипнику 6. Для уменьшения влияния подшипника 6 на электрические свойства дросселя, использован дополнительный короткозамкнутый отрезок 14 коаксиальной линии (шлейф), образованный воздушным зазором между вращающейся секцией 5 и втулкой 12 подвижной секции. Шлейф 14 подключается на расстоянии λ/4 от начала коаксиальной линии, которое регулируется расстоянием между неподвижной секцией 4 и вращающейся секцией 5.The sleeve 12 and the protruding part of the fixed section 4 form a throttle screen of the coaxial line. The throttle connection of the screen of the coaxial line is made in the form of a folded coaxial line 13 of length 3λ / 4, suitable for the bearing 6. To reduce the influence of the bearing 6 on the electrical properties of the inductor, an additional short-circuited segment of the coaxial line 14 (loop) formed by the air gap between the rotating section 5 is used and sleeve 12 of the movable section. The loop 14 is connected at a distance of λ / 4 from the beginning of the coaxial line, which is controlled by the distance between the fixed section 4 and the rotating section 5.

Один подшипник 6 посажен на корпус вращающейся секции 1 и закреплен гайкой 15 фиксации подшипника. Другой подшипник 6 посажен на корпус неподвижной секции 4 и зафиксирован через шайбу 16 наружной частью 1 корпуса. Внутреннее и внешнее кольца одного подшипника механически связаны соответственно с наружным и внутренним кольцами другого подшипника. Такое интегрирование подшипников в корпус СВЧ части обеспечивает уменьшение диаметра сочленения. Подшипники 6 вращаются в противоположные стороны, что обеспечивает повышение надежности работы соединения за счет компенсации крутящего момента, воздействующего на соединение.One bearing 6 is seated on the housing of the rotating section 1 and secured with a bearing fixing nut 15. Another bearing 6 is seated on the housing of the stationary section 4 and is fixed through the washer 16 by the outer part 1 of the housing. The inner and outer rings of one bearing are mechanically connected respectively with the outer and inner rings of another bearing. Such integration of bearings into the microwave housing provides a reduction in the diameter of the joint. Bearings 6 rotate in opposite directions, which improves the reliability of the connection by compensating for the torque acting on the connection.

Выводы коаксиальной линии подключены к розеткам 17, к которым подключаются внешние коаксиальные линии.The findings of the coaxial line are connected to sockets 17, to which external coaxial lines are connected.

Увеличение рабочей полосы частот вращающегося коаксиального соединения, выполненного согласно данной полезной модели, подтверждено измерениями на опытном образце ВКС с рабочей частотой 2,9 ГГц. Рабочая полоса частот соединения по уровню 3 дБ составила от 1 ГГц до 3,5 ГГц, потери на центральной частоте - не более 0,2 дБ, КСВН - не хуже 1,5 в рабочей полосе частот. Масса устройства не превышает 1 кг при диаметре не более 52 мм.The increase in the working frequency band of the rotating coaxial connection made according to this utility model is confirmed by measurements on a prototype VKS with an operating frequency of 2.9 GHz. The working frequency band of the connection at a level of 3 dB ranged from 1 GHz to 3.5 GHz, the loss at the central frequency was no more than 0.2 dB, the VSWR was no worse than 1.5 in the working frequency band. The mass of the device does not exceed 1 kg with a diameter of not more than 52 mm.

Claims

1. A rotating coaxial connection comprising a housing, a fixed section, a rotating section, two spaced bearings, a coaxial line with inductors on the central conductor and the outer screen, and two sockets connected to the terminals of the coaxial line, characterized in that the inner and outer rings of one bearing are mechanical associated with the outer and inner rings of another bearing, the throttle connection of the Central conductor is made in the form of a quarter-wave coaxial line with low impedance, and the throttle connection of the screen of the coaxial line is made in the form of a closed folded coaxial line of length 3λ / 4 with a short-circuited coaxial cable connected at a distance of λ / 4 from its beginning.

2. The connection according to claim 1, characterized in that the throttle connection of the Central conductor is made with a gap between the fixed and rotating part of the Central conductor of not more than 0.5 mm

3. The connection according to claim 1, characterized in that the connection housing is composed of the outer and inner parts of the housing connected by a threaded connection.

4. The compound according to claim 1, characterized in that one bearing is seated on the housing of the rotating section and secured with a nut to fix the bearing, and the other bearing is seated on the housing of the fixed section and fixed through the washer by the outer part of the housing.