[发明专利]一种宽频带非接触式同轴旋转关节及雷达天线

说明书

本发明属于雷达天线技术领域，提供一种宽频带非接触式同轴旋转关节及雷达天线，旋转关节包括定子外壳、转子外壳、定子内导体、转子内导体和过渡内导体，所述定子内导体和所述过渡内导体同轴安装在所述定子外壳内，所述转子内导体同轴安装在所述转子外壳内，所述转子外壳与定子外壳转动连接，所述过渡内导体的两端分别与所述定子内导体和转子内导体构成非接触式耦合电路。基于现有技术中非接触式与接触式的射频旋转关节的缺陷，本发明有效的解决了传统的非接触式旋转关节信号传输频段范围小的问题，可用于在传输信号不间断的情况下，实时适应宽频带天线的转动方向，提升了天线在转动过程中信号传输的电性能一致性，且可适应X~Ka各个频段。

技术领域

本发明属于天线通讯技术领域，具体涉及一种宽频带非接触式同轴旋转关节及雷达天线。

背景技术

旋转关节是机械扫描雷达系统中不可缺少的关键器件, 它的作用是在雷达天线转动过程中实现微波信号的正常传输，可对天线的辐射方向进行实时调整。随着雷达技术的发展, 对旋转关节的要求越来越高, 不仅要满足小损耗、低驻波、高功率的需求, 同时还要求旋转关节在转动过程中微波的幅度、相位和驻波的起伏足够小，以达到更佳的信号传输稳定状态。

国内射频旋转关节技术随着雷达通信技术的发展而不断进步，现如今已经覆盖到无线通信的各个领域，技术已十分成熟，主要包括接触式与非接触式两种射频旋转关节。

其中，非接触式旋转关节的优点为：旋转相对平稳、使用寿命较长、机械及电性能指标稳定，其缺点为：频率范围较窄（一般仅能达到15%左右），无法满足宽带天线或多频段天线的需求；接触式旋转关节的优点为：可以满足宽带天线或多频段天线的需求，但其缺点是使用寿命较短，且主要依靠簧片、弹簧针等弹性构件提供持续的接触压力，进而来保证旋转过程中的接触可靠性，此种机械结构的使用故障率也较高。

发明内容：

基于上述缺陷本发明提供了一种宽频带非接触式同轴旋转关节及雷达天线，有效的解决了传统的非接触式旋转关节信号传输频段范围小且信号传输不稳定的问题。

本发明是通过以下技术方案来实现：

第一方面，一种宽频带非接触式同轴旋转关节，包括定子外壳、转子外壳、定子内导体、转子内导体和过渡内导体，其中，所述定子内导体和所述过渡内导体同轴安装在所述定子外壳内，所述转子内导体同轴安装在所述转子外壳内，所述转子外壳与定子外壳转动连接，所述过渡内导体的两端分别与所述定子内导体和转子内导体构成非接触式耦合电路。

进一步的，所述耦合电路为电容耦合电路。

进一步的，所述定子内导体与所述定子外壳之间设置有第一绝缘支撑，所述转子内导体与所述转子外壳之间设置有所述第一绝缘支撑，所述过渡内导体与所述定子外壳之间设置有第二绝缘支撑，所述第一绝缘支撑用于支撑和固定所述转子内导体和定子内导体，所述第二绝缘支撑用于支撑和固定所述过渡内导体。

进一步的，所述第二绝缘支撑将所述过渡内导体包裹在内部，所述第二绝缘支撑的纵向截面形状为双T型对称形结构。

进一步的，所述过渡内导体的纵向截面形状为双T型对称形结构。

进一步的，所述第一绝缘支撑和所述第二绝缘支撑外侧均包裹有金属外环，所述转子外壳和定子外壳的内部均开设有适应所述金属外环固定的卡槽，用于固定定子内导体、转子内导体和过渡内导体在径向上的位移，所述定子内导体和转子内导体分别穿过所述第一绝缘支撑，所述定子内导体和转子内导体与所述第一绝缘支撑的接触段直径小于非接触段直径，用于固定定子内导体和转子内导体在轴向上的位移。

进一步的，所述定子内导体、转子内导体和过渡内导体的轴线均在一条直线上。

进一步的，所述第一绝缘支撑和第二绝缘支撑的材质为：聚醚酰亚胺、聚酰亚胺、聚醚醚酮或聚四氟乙烯。