专利名称：直通式射频同轴旋转关节的制作方法
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 ;[0006] 3.插入损耗要小， 一般要求小于0. 3dB ;[0007] 4.满足通信所需的功率容量要求；[0008] 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。[0011] 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。[0015] 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。[0016] 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。[0021] 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 lGHz带宽范围内驻波小于1. 25 ;[0025] 2.插损在0. 3MHz lGHz带宽范围内插损小于0. 3dB ;[0026] 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. l，插损变化小于0. ldB ; 5. —致性所加工出来的同轴旋转关节完成组装后无需进行调试，就可以满足上面所述性能。
图1为本实用新型同轴旋转关节一实施例的剖面图；[0030] 图2为本实用新型同轴旋转关节的侧视图；[0031] 图3为本实用新型同轴旋转关节旋转接头的剖面图；[0032] 图4为本实用新型同轴旋转关节套筒与内芯的剖面图。
具体实施方式参见图1 图4，本实用新型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l，其开设有中心通道101，外侧面设凸台102 ;芯棒2，圆柱形，穿设于旋转接头中心通道101，头部伸出旋转接头l，尾端套设绝缘衬套3并 与旋转接头中心通道101固定；轴承4，套设于旋转接头1外侧，轴承4 一侧抵靠旋转接头1 外侧面凸台102，另一侧由挡圈5限位；连接套6，套设于旋转接头1外侧面，一侧抵靠轴承 4 ; 所述的固定部分，包括，套筒7，具有一个一端开口的腔体70，套筒7另一端侧壁71 开有中心通孔711，中心通孔连接一固定套72 ;所述的套筒一侧壁71内壁沿中心通孔711 还设一环形固定槽712 ;所述的旋转接头1插设于该套筒腔体70内，套设于旋转接头1外 侧面的连接套6与套筒7连接；内芯8，圆柱形， 一端通过绝缘衬套3'固定于套筒7的固定 套72，其位于套筒腔体70内的一端设定位凹槽801，所述的芯棒2头部插设于该定位凹槽 801中；所述的芯棒2和内芯8采用圆对称的结构形式； 座套9，呈T形，开设有中心孔901，座套9 一端设置于所述的套筒7 —侧壁71环 形固定槽712，另一侧中央开设环形槽901 ;所述的旋转接头1头部通过一压圈10抵靠于该 环形槽901内；压圈10与座套环形槽901相对的外沿设放置钢球11的凹槽1001，该钢球 11分别接触座套环形槽901和压圈10 ;弹簧12，套设于座套9，其一端抵靠所述的套筒7 — 侧壁内壁，另一端抵靠座套9凸起部分。 进一步，所述的套筒7与固定套72为一体结构。 本实用新型所述的芯棒2和内芯8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1、压圈10、座套9、连接套6组成旋转关节的外导体，材料采用锡
青铜棒。 本实用新型的外导体的外形是根据配套发射机的安装形状设计的，根据发射机的 安装要求可以设计成不同的外形。 本实用新型频带宽，适合MF、 HF、 VHF、 UHF等频段使用，输出功率大，性能稳定且一 致性好。 本实用新型结构可靠、旋转灵活、电接触性能良好，根据某系统的需要两端均为 SMA的连接方式；而实际上可按N型、L型和用户需求进行多种连接方式的设计。
权利要求直通式射频同轴旋转关节，其特征是，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。
2. 如权利要求1所述的直通式射频同轴旋转关节，其特征是，所述的套筒与固定套为一体结构。
3. 如权利要求1所述的直通式射频同轴旋转关节，其特征是，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。
4. 如权利要求1所述的直通式射频同轴旋转关节，其特征是，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。
专利摘要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；其中，由芯棒、绝缘衬套、连接套、旋转接头、轴承和挡圈组成一个可以旋转的部件；由内芯、套筒、绝缘衬套等构成另一个固定部件。本实用新型旋转关节结构可靠、旋转灵活、电接触性能良好；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。
文档编号H01P1/06GK201532999SQ20092021072
公开日2010年7月21日 申请日期2009年10月14日 优先权日2009年10月14日
发明者何志国, 张光生, 方李荣 申请人:中国电子科技集团公司第三十六研究所