[发明专利]一种非接触式可旋转宽带电磁屏蔽结构、设计方法及应用

说明书

本发明属于微波毫米波旋转及柔性机构技术领域，公开了一种非接触式可旋转宽带电磁屏蔽结构、设计方法及应用，包括柱状基体、圆弧面周期性金属凸体阵列、屏蔽体。圆弧面周期性金属凸体阵列由等半径的圆弧面金属凸体沿柱状基体的外圆柱面以周期性规则排列构成。屏蔽体的圆柱腔与柱状基体的柱面圆弧呈同心圆关系。屏蔽体的圆柱腔直径大于圆弧面周期性金属凸体阵列的外圆弧直径，圆柱腔内壁与金属凸体的外弧面不接触，通过特定步骤获得合适的尺寸参数，圆弧面周期性金属凸体阵列与屏蔽体的圆柱腔共同构成宽电磁禁带电磁带隙结构，实现宽带电磁屏蔽。本发明宽带电磁屏蔽结构内部无物理接触，具有可旋转特性，可用于实现结构旋转时的宽带电磁屏蔽。

技术领域

本发明属于微波毫米波旋转及柔性机构技术领域，尤其涉及一种非接触式可旋转宽带电磁屏蔽结构、设计方法及应用。

背景技术

目前，在各类微波毫米波旋转及柔性机构，如旋转关节、柔性关节、旋转式开关中，实现结构旋转可动的同时保持正常的电磁屏蔽性能，对于保证电路部件的功能和性能十分重要。例如雷达中广泛应用的旋转关节，其旋转部位无法采用硬接触方式，必须采用具有可旋转特性的电磁屏蔽结构，使得电磁信号无法从旋转部位泄露耦合，方能保证旋转关节良好的电磁传输性能。

对于此类支持旋转特性的电磁屏蔽结构，业内现有的技术总体分为两类：第一，扼流槽结构的非接触式结构，利用扼流槽结构实现电磁屏蔽，非接触结构实现旋转。但扼流槽结构依赖于四分之一波长变换结构，因此其为窄带结构，无法实现宽带电磁屏蔽。第二，电刷或弹片的接触式结构，利用电刷或弹片实现旋转过程中的电磁屏蔽，但是此类结构为接触式结构，在旋转过程中旋转部位会存在额外的摩擦阻力，受制造及装配工艺影响，实际中会导致接触部位的阻力不均匀，进而造成旋转不平稳。且接触式结构在经过长时间旋转后，会造成磨损，磨损后则会影响电磁屏蔽性能。

通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：

(1)目前支持旋转特性的扼流槽式非接触电磁屏蔽结构为窄带结构，无法实现宽带电磁屏蔽。

(2)目前支持旋转特性的接触式电磁屏蔽结构存在磨损和旋转不平稳的问题。

解决以上问题及缺陷的难度为：

对于旋转或可动的电磁结构，在其旋转或可动部位无法采用硬连接结构，如果在结构可动可旋转的同时无法保证足够的电磁屏蔽特性，则会严重影响相关微波毫米波柔性机构及部件的性能。对于此类旋转结构，如果采用简单的非接触结构，则非接触的结构间隙会导致电磁泄露，影响电磁屏蔽效果；如果采用扼流槽式的非接触结构，虽然可以实现一定程度的电磁屏蔽，但无法实现宽带的电磁屏蔽特性，实际应用中使得工作带宽受限；如果采用接触式结构，虽然可以实现宽带的电磁屏蔽，但会存在磨损和旋转不平稳的问题。如何实现结构上非接触、旋转平稳无磨损，又具有宽带的电磁屏蔽特性，是该项技术的难点，到目前为止尚无有效的解决方案。

解决以上问题及缺陷的意义为：

针对上述问题，本发明提出一种非接触式可旋转宽带电磁屏蔽结构、设计方法及应用。通过本发明的结构，既实现了旋转可动部位的非接触化，又可以实现宽带的电磁屏蔽特性，对于解决现有技术的缺陷有着重要的意义，可以大幅改善相关微波毫米波柔性机构及部件的性能。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种非接触式可旋转宽带电磁屏蔽结构、设计方法及应用。

本发明是这样实现的，一种非接触式可旋转宽带电磁屏蔽结构，所述非接触式可旋转宽带电磁屏蔽结构包括柱状基体、圆弧面金属凸体阵列及屏蔽体；圆弧面金属凸体阵列设置于柱状基体的外圆柱面；屏蔽体为具有圆柱体内腔的独立结构；

所述柱状基体为圆柱体或部分圆柱体，柱状基体的材料为金属或表面电镀金属层的材料。