[实用新型]直通式射频同轴旋转关节

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种射频同轴旋转关节，特别是一种新型低插损、低反射、旋转灵活的直通式射频同轴旋转关节。

背景技术

随着通信技术的发展，为了提高天线与发射机配置的灵活性，在有些场合，天线与发射机之间有相对旋转，而发射机到天线之间用射频同轴电缆进行馈电。为避免馈电电缆扭断，在发射机和天线之间必须有一个同轴射频旋转关节。该旋转关节必须既保持射频信号顺利馈送到天线，又能保持馈电电缆在发射机和天线相对连续旋转的条件下正常工作。在某些安装空间有限的使用条件下，该旋转关节应小型化。

在天线与发射机相对旋转的条件下，该旋转关节应满足以下要求：

1.结构上转动灵活，电气上接触可靠；

2.在旋转过程中能保持发射机与天线之间电磁能量的传输，所以要求在关节旋转时，驻波小，且变化限制在一定范围内；一般要求VSWR≤1.25；

3.插入损耗要小，一般要求小于0.3dB；

4.满足通信所需的功率容量要求；

5.体积小，能够集成到发射机内。

而现有的旋转关节在雷达中有广泛应用，其方案及结构形式不能满足或不能同时满足以上要求。

发明内容

本实用新型的目的在于设计一种直通式射频同轴旋转关节，能够同时满足以上条件，其频带宽、性能好且工作性能稳定，适合MF、HF、VHF、UHF等频段，能够广泛应用于通信天线与发射机具有相对旋转的系统中。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是，

直通式射频同轴旋转关节，其包括同轴设置的旋转部分和固定部分；所述的旋转部分，包括，旋转接头，其开设有中心通道，外侧面设凸台；芯棒，圆柱形，穿设于旋转接头中心通道，头部伸出旋转接头，尾端套设绝缘衬套并与旋转接头中心通道固定；轴承，套设于旋转接头外侧，轴承一侧抵靠旋转接头外侧面凸台，另一侧由挡圈限位；连接套，套设于旋转接头外侧面，一侧抵靠轴承；所述的固定部分，包括，套筒，具有一个一端开口的腔体，套筒另一端侧壁开有中心通孔，中心通孔连接一固定套；所述的套筒一侧壁内壁沿中心通孔还设一环形固定槽；所述的旋转接头插设于该套筒腔体内，套设于旋转接头外侧面的连接套与套筒连接；内芯，圆柱形，一端通过绝缘衬套固定于套筒的固定套，其位于套筒腔体内的一端设定位凹槽，所述的芯棒头部插设于该定位凹槽中；所述的芯棒和内芯采用圆对称的结构形式；座套，呈T形，开设有中心孔，座套一端设置于所述的套筒一侧壁环形固定槽，另一侧中央开设环形槽；所述的旋转接头头部通过一压圈抵靠于该环形槽内；压圈与座套环形槽相对的外沿设放置钢球的凹槽，该钢球分别接触座套环形槽和压圈；弹簧，套设于座套，其一端抵靠所述的套筒一侧壁内壁，另一端抵靠座套凸起部分。

进一步，所述的套筒与固定套为一体结构。

又，本实用新型所述的芯棒和内芯组成旋转关节的内导体，材料采用硅青铜棒。

所述的旋转接头、压圈、座套、连接套组成旋转关节的外导体，材料采用锡青铜棒。

本实用新型的原理是利用同轴线的导波原理，即两根同轴的圆柱导体构成导行系统，内导体外半径为a，外导体内半径为b，两导体之间填充空气。适当选择a、b的数值，使之传输TEM模。

本实用新型为了保持旋转过程中的射频传输特性的旋转对称性，即电性能不随转角改变，采用圆对称的结构形式。

所述芯棒与内芯的连接是采用插入式的弹性连接，在插入同时内芯与芯棒之间有一定的弹性夹持力，以保证内芯与芯棒的电接触可靠。

本实用新型旋转功能通过一轴承和钢球实现，保证内导体的同轴旋转精度和旋转灵活性。同时，在固定座底部放置一个弹簧将旋转组件整个向外顶推，使芯棒与内芯间在保证接触的同时留一间隙，与此同时旋转组件与连接座之间的接触面与摩擦力都处于最小状态，从而使内芯能灵活旋转。

本实用新型两端的射频连接器采用SMA座，按照国军标相关标准进行设计、制造。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型解决了发射机与天线具有相对旋转速度差的情况下，由发射机输出的射频能量向天线的馈送问题。

本实用新型的主要性能可以达到：

1.驻波：在0.3MHz～1GHz带宽范围内驻波小于1.25；

2.插损：在0.3MHz～1GHz带宽范围内插损小于0.3dB；

3.功率容量：≥100W@100MHz；

4.稳定性：该同轴旋转关节转动任意角度，其驻波变化小于0.1，插损变化小于0.1dB；