一种模块化射频旋转滑环的制作方法

1.本实用新型涉及微波传送设备技术领域，特别涉及一种模块化射频旋转滑环。


背景技术：

2.在射频微波雷达系统中，雷达天线在不停地360
°
旋转，同时将射频微波信号通过射频旋转滑环传输到系统内部，在这个过程中射频旋转滑环起到了地面处理系统与雷达天线之间微波信号传输的纽带。目前模块化射频旋转滑环，已应用到多种多通道射频旋转滑环产品中，但是在组成的多通道射频旋转滑环产品时其电性能指标不理想，主要电性能指标是：频带宽度：dc
‑
4ghz，电压驻波比在1.48
‑
1.58之间，插入损耗在0.8
‑
1db，隔离度在48
‑
55 db；另外滑环转动时，电压驻波比与插入损耗均具有接近0.1的变化量，目前市场上流通的产品均存在着这些问题。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的是为解决现有技术的模块化射频旋转滑环在组装成多通道射频旋转滑环的产品时，存在频带宽度窄、电压驻波比与插入损耗值偏大，隔离度低的问题，提供一种模块化射频旋转滑环，显著地改善了目前市场上流通的模块化射频旋转滑环其频带宽度窄、电压驻波比与插入损耗值偏大，隔离度低的问题。
4.本实用新型为解决上述的技术问题采用的具体方案是，一种模块化射频旋转滑环，包括定子及相对于定子可转动的转子，所述定子及转子的主体均呈筒状，所述的转子扣设在定子内，转子的外周与定子内壁之间通过轴承转动连接，所述转子的转动中心处设有过线管，所述过线管贯穿所述的定子且其轴心设有过线孔，所述的定子上设有定子接线孔，定子接线孔内设有定子接线柱，所述的转子上设有转子接线孔，转子接线孔内设有转子接线柱，转子与定子之间的空腔内设有分路器及合路器，所述转子接线柱与定子接线柱之间通过分路器及合路器电连接；所述的分路器上设有分路臂，合路器上连接有呈圆环状的汇流环，所述的分路臂与汇流环滑动连接。本实用新型的定子及转子的主体呈相互扣设的筒状，转子的外周与定子内壁之间设有轴承，转子的转动中心处设有过线管，过线管与转子一起转动，过线管内设置的过线孔在组成的多通道射频旋转滑环产品时用于穿设相邻模块的转子电缆，这样转子电缆可与转子一起转动。本实用新型转子与定子之间的空腔内设有分路器及合路器，位于转子上的转子接线柱与位于定子上的定子接线柱之间通过分路器及合路器电连接；射频信号通过分路器分成几路后再通过合路器合成为一路，由于通过分路加合路形式的射频信号传输具有匹配良好（电压驻波比小、相应的频带宽度更宽）、插入损耗小的特点，因此可以解决现有技术的模块化射频旋转滑环在组装成多通道射频旋转滑环的产品时存在的频带宽度窄、电压驻波比与插入损耗值偏大的问题；同时本实用新型定子及转子的主体呈筒状且相互扣设的结构及贯穿定子过线管有效地屏蔽了分路器及合路器，提高了模块化射频旋转滑环在组装成多通道射频旋转滑环产品时各通道之间的隔离度。另外通过分路器上设置的分路臂与合路器上连接的圆环状汇流环滑动连接，解决了转子转动时
分路器与合路器之间的射频信号连续传输问题。本实用新型的主要电性能指标可以达到：频带宽度dc
‑
5ghz，电压驻波比在1.2
‑
1.4之间，插入损耗在0.5db以下，隔离度在70 db以上，滑环转动时，电压驻波比与插入损耗的变化量均在0.05以内。此外，由于存在两个或更多分路臂，使得合路器连接的汇流环与分路臂多点接触，因此汇流环受到的分路臂压力可以实现均衡，避免现有技术中由于单点接触影响汇流环受力平衡、导致模块化射频旋转滑环使用寿命短的问题。
5.作为优选，合路器包括一圆环状的pcb板，pcb板上设有两条合路带，两条合路带的一端相互连接且与设置在pcb板一面的转子接线柱连接，汇流环的一面对称设有两根连接柱，所述汇流环通过连接柱固定在pcb板的另一面且分别与两条合路带的另一端电连接，pcb板上还设有安装孔，所述pcb板通过安装孔固定在转子上；定子接线柱固定在定子接线孔内，定子接线柱上设有支撑环槽，支撑环槽内嵌设有绝缘支撑环，定子接线柱通过绝缘支撑环固定在定子接线孔内；所述的分路器由弹性导电金属片构成，包括两根分路臂，两根分路臂的一端相互连接且与定子接线柱固定连接，两根分路臂的另一端设有滑动触点，所述滑动触点与汇流环滑动连接。本实用新型的合路器采用两路合成一路的方式，便于在圆环形的pcb板上通过铜箔带实现，本方案的合路器位于转子一侧，分路器位于定子一侧。
6.作为另一种可选方案，合路器包括一圆环状的pcb板，pcb板上设有两条合路带，两条合路带的一端相互连接且与设置在pcb板一面的定子接线柱连接，汇流环的一面对称设有两根连接柱，所述汇流环通过连接柱固定在pcb板的另一面且分别与两条合路带的另一端电连接，pcb板上还设有安装孔，所述pcb板通过安装孔固定在定子上；转子接线柱固定在转子接线孔内，转子接线柱上设有支撑环槽，支撑环槽内嵌设有绝缘支撑环，转子接线柱通过绝缘支撑环固定在转子接线孔内；所述的分路器由弹性导电金属片构成，包括两根分路臂，两根分路臂的一端相互连接且与转子接线柱固定连接，两根分路臂的另一端设有滑动触点，所述滑动触点与汇流环滑动连接。本方案为前述方案的替代方案，即合路器位于定子一侧，分路器位于转子一侧。
7.作为优选，过线管靠近定子一端与定子之间设有过线管弹片，过线管通过过线管弹片与定子抵接，过线管靠近定子一端的出口处设有缺口。在过线管与定子之间设有过线管弹片，可以确保转子转动时过线管与定子接触良好，避免射频泄漏，提高模块化射频旋转滑环在组装成多通道射频旋转滑环产品时各通道之间的隔离度；缺口用于组合时的连接定位。
8.作为优选，转子靠近定子的开口端螺接有转子螺母，转子螺母的前端面与轴承的内圈抵接，转子螺母的后端面形成有限位环，限位环与定子之间设有密封弹片，转子螺母的外周面设有防转螺钉。
9.作为优选，定子的开口端螺接有定子螺母，定子螺母的后端面形成有压环，所述压环与轴承的外圈抵接。
10.作为优选，定子接线柱与转子接线柱分别连接定子电缆及转子电缆的芯线，定子接线孔及转子接线孔的开口处均设有用于固定定子电缆或转子电缆外导体的焊接法兰，定子电缆与转子电缆的另一端连接有插座。
11.作为优选，定子远离转子一端的端面上凸设有若干法兰板，法兰板的一侧悬置于定子主体的外侧，法兰板上设有凸环，法兰板的悬空侧设有固定孔，相邻的法兰板之间形成
有径向布置的凹槽。法兰板及凸环等用于模块化射频旋转滑环在组装成多通道射频旋转滑环产品时的结构定位，确保各通道射频信号的相位一致，凹槽还用于穿设定子电缆。
12.本实用新型的有益效果是，它有效解决了现有技术的模块化射频旋转滑环在组装成多通道射频旋转滑环的产品时，存在频带宽度窄、电压驻波比与插入损耗值偏大，隔离度低的问题，本实用新型的模块化射频旋转滑环具有频带宽度宽、电压驻波比与插入损耗值小，隔离度大且使用寿命长的优点，本产品叠加后，可实现多通道射频旋转滑环产品，并且保留了单一产品的优良特性，因此具有很高的实用价值。
附图说明
13.图1是本实用新型模块化射频旋转滑环的一种立体结构示意图；
14.图2是本实用新型模块化射频旋转滑环的一种结构剖视图；
15.图3是本实用新型分路器与合路器的一种立体结构示意图。
16.图中：1.定子，2.过线管弹片，3.绝缘支撑环，4.定子接线柱，5.分路器，6.定子电缆，7.焊接法兰，8.密封弹片，9.转子，10.过线管，11.合路器，12.汇流环，13.pcb板固定螺钉，14.轴承，15.定子接线孔，16.转子螺母，17.防转螺钉，18.转子接线柱，19.转子接线柱固定螺钉，20.转子电缆，21.过线孔，22.定子螺母，23.法兰板，24.凸环，25.凹槽，26.固定孔，27.转子接线孔，28.连接柱，29，分路臂，30.合路带，31.pcb板，32.安装孔，33.支撑环槽，34.缺口，35，插座。
具体实施方式
17.下面通过实施例，并结合附图对本实用新型的实施方式进行进一步的说明。
18.实施例1
19.在图2所示的实施例1中，一种模块化射频旋转滑环，包括定子1及相对于定子可转动的转子9，所述定子及转子的主体均呈筒状，所述的转子扣设在定子内，转子与定子之间形成有空腔，转子的外周与定子内壁之间通过并列设置的两个轴承14转动连接，所述转子的转动中心处设有过线管10，过线管的上端与转子固定，过线管的下端贯穿所述的定子，过线管的轴心处设有用于穿设电缆的过线孔21；过线管靠近定子一端与定子之间设有过线管弹片2，过线管通过过线管弹片与定子抵接，过线管靠近定子一端的出口处设有缺口34。转子靠近定子的开口端螺接有转子螺母16，转子螺母的前端面与轴承的内圈抵接，转子螺母的后端面形成有限位环，限位环的内径小于转子螺接端的外径，限位环与定子之间设有密封弹片8，转子螺母的外周面设有防转螺钉17。所述的定子上设有定子接线孔15，定子接线孔位于定子的下端面，定子接线孔内固定设有定子接线柱4，定子接线柱上设有支撑环槽33（见图3），支撑环槽内嵌设有绝缘支撑环3，定子接线柱通过绝缘支撑环固定在定子接线孔内。定子的开口端螺接有定子螺母22，定子螺母的后端面形成有压环，压环的内径小于定子螺接端的外径，所述压环与轴承的外圈抵接。所述的转子上设有转子接线孔27，转子接线孔位于转子的上端面，转子接线孔内设有转子接线柱18，转子与定子之间的空腔内设有分路器5及合路器11，所述转子接线柱与定子接线柱之间通过分路器及合路器电连接；所述的分路器上设有分路臂29，合路器上连接有呈圆环状的汇流环12，所述的分路臂与汇流环滑动连接。定子接线柱与转子接线柱分别连接定子电缆6及转子电缆20的芯线，定子接线孔及转
子接线孔的开口处均设有用于固定定子电缆或转子电缆外导体的焊接法兰7，定子电缆与转子电缆的另一端连接有插座35。
20.本实施例的合路器包括一圆环状的pcb板31（见图3），pcb板上设有两条合路带30，转子接线柱通过转子接线柱固定螺钉19固定在pcb板的上表面，两条合路带的一端相互连接且与设置在pcb板一面的转子接线柱连接，汇流环的上侧面对称设有两根连接柱28，所述汇流环通过连接柱固定在pcb板的下表面且分别与两条合路带的另一端通过导电孔（pcb板过孔）电连接，pcb板上还设有安装孔32，所述pcb板通过安装孔及pcb板固定螺钉13固定在转子上。分路器由弹性导电金属片制成，包括两根分路臂，两根分路臂的一端相互连接且与定子接线柱固定连接，两根分路臂的另一端设有滑动触点，所述滑动触点与汇流环滑动连接。
21.本实施例的定子在远离转子一端的端面上凸设有若干法兰板23（见图1），法兰板的一侧悬置于定子主体的外侧，法兰板上设有凸环24，法兰板的悬空侧设有固定孔26，相邻的法兰板之间形成有径向布置的凹槽25。
22.本实施例的模块化射频旋转滑环装配时，先将定子与过线管弹片压接装配，将绝缘支撑环与定子接线柱卡接后装配到定子的定子接线孔中，将分路器使用螺钉固定在定子接线柱的螺纹孔中，将定子电缆焊接至定子接线柱后，再使用螺钉将焊接法兰固定在定子上，再将密封弹片装配至定子，组装成旋转滑环的定子端。
23.将过线管穿过转子中孔并使用螺钉固定在转子上，将汇流环固定在合路器的pcb板上，然后使用pcb板固定螺钉将合路器及汇流环整体固定在转子上；将两个轴承顺序装配至转子上，然后使用转子螺母及防转螺钉锁定轴承；将转子接线柱针用转子接线柱固定螺钉固定在合路器的pcb板上，将转子电缆焊接至转子接线柱，将焊接法兰穿过转子电缆，并使用螺钉将转子电缆锁定，组装成旋转滑环的转子端。
24.将旋转滑环的转子端装配至旋转滑环的定子端，随后使用定子螺母将旋转滑环的转子端及旋转滑环的定子端锁定，即组装成模块化射频旋转滑环成品。
25.实施例2
26.实施例2合路器包括一圆环状的pcb板，pcb板上设有两条合路带，两条合路带的一端相互连接且与设置在pcb板一面的定子接线柱连接，汇流环的一面对称设有两根连接柱，所述汇流环通过连接柱固定在pcb板的另一面且分别与两条合路带的另一端电连接，pcb板上还设有安装孔，所述pcb板通过安装孔固定在定子上。实施例2的转子接线柱固定在转子接线孔内，转子接线柱上设有支撑环槽，支撑环槽内嵌设有绝缘支撑环，转子接线柱通过绝缘支撑环固定在转子接线孔内；所述的分路器由弹性导电金属片构成，包括两根分路臂，两根分路臂的一端相互连接且与转子接线柱固定连接，两根分路臂的另一端设有滑动触点，所述滑动触点与汇流环滑动连接。本实施例与实施例1不同的是将分路器置于转子一侧，合路器置于定子一侧，其余和实施例1相同。
27.需要说明的是，由于分路器和合路器均为无源网络，且分路器和合路器的承受功率相同，因此分路器与合路器可以互换使用，即本实用新型的分路器可以作为合路器使用，合路器可以作为分路器使用，这是本领域技术人员都应当理解的。
28.本实用新型的定子及转子的主体呈相互扣设的筒状，转子的外周与定子内壁之间设有轴承，转子的转动中心处设有过线管，过线管与转子一起转动，过线管内设置的过线孔
在组成的多通道射频旋转滑环产品时用于穿设相邻模块的转子电缆，这样转子电缆可与转子一起转动。本实用新型转子与定子之间的空腔内设有分路器及合路器，位于转子上的转子接线柱与位于定子上的定子接线柱之间通过分路器及合路器电连接；射频信号通过分路器分成二路后再通过合路器合成为一路，由于通过分路加合路形式的射频信号传输具有匹配良好（电压驻波比小、相应的频带宽度更宽）、插入损耗小的特点，因此可以解决现有技术的模块化射频旋转滑环在组装成多通道射频旋转滑环的产品时存在的频带宽度窄、电压驻波比与插入损耗值偏大的问题；同时本实用新型定子及转子的主体呈筒状且相互扣设的结构及贯穿定子过线管有效地屏蔽了分路器及合路器，提高了模块化射频旋转滑环在组装成多通道射频旋转滑环产品时各通道之间的隔离度。另外通过分路器上设置的分路臂与合路器上连接的圆环状汇流环滑动连接，解决了转子转动时分路器与合路器之间的射频信号连续传输问题。本实用新型的主要电性能指标可以达到：频带宽度dc
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5ghz，电压驻波比在1.2
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1.4之间，插入损耗在0.5db以下，隔离度在70 db以上，滑环转动时，电压驻波比与插入损耗的变化量均在0.05（数值）以内。此外，由于存在二个分路臂，使得合路器连接的汇流环与对称设置的二个分路臂接触，因此汇流环受到的压力可以实现均衡，避免现有技术中由于单点接触影响汇流环受力平衡、导致模块化射频旋转滑环使用寿命短的问题。
29.除上述实施例外，在本实用新型的权利要求书及说明书所公开的范围内，本实用新型的技术特征或技术数据可以进行重新选择及组合，从而构成新的实施例，这些都是本领域技术人员无需进行创造性劳动即可实现的，因此这些本实用新型没有详细描述的实施例也应视为本实用新型的具体实施例而在本实用新型的保护范围之内。