一种毫米波宽带TE₀₁模旋转关节的制作方法

专利名称：一种毫米波宽带TE₀₁模旋转关节的制作方法
技术领域：
本发明涉及通信领域的旋转关节技术，具体涉及一种毫米波宽带TEtll模旋转关节。
背景技术：
在现代雷达系统、通信系统的应用中，为了搜索目标、跟踪目标、测量目标的空间位置，系统的天线必须随时旋转。旋转关节正是为了满足天线在工作中不断地搜索目标、跟踪目标以及测量目标的需要，完成天线旋转时微波信号传输任务的重要器件。例如，
公开日为2010. 07. 21，公开号为CN 20153^99U，中国专利文献公开了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。该旋转关节结构可靠、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。但是，随着技术的发展，雷达、通信系统工作频率逐渐向毫米波频段延伸。但在毫米波频段主模波导传输损耗不断增大，不利于信号的高效传输，例如TEtll等高次模传输损耗小的优势就显现了出来，因此越来越多的毫米波系统开始采用过模波导传播高次模的方式减小传输中的损耗，提高信号传输效率。目前从公开的文献资料来看，国内没有关于TEtll 模旋转关节的报道，国外也无详细的文献介绍。因此，研制一种基于过模波导的毫米波宽带 TE01模旋转关节将具有广泛的应用价值。

发明内容
本发明提供了一种基于毫米波圆形TEtll模波导的宽带过模旋转关节，可在旋转关节平稳转动的同时，实现良好的宽带、低损耗、高效率的毫米波过模信号传输。本发明的目的具体通过以下技术方案实现
一种毫米波宽带TEtll模旋转关节，其特征在于用于连接旋转圆波导和固定圆波导，包括固定连接部分和旋转部分，所述旋转关节整体为旋转对称结构；固定连接部分包括固定连接板、连接螺钉，连接螺钉穿过固定连接板将固定圆波导连接固定，固定连接板和旋转圆波导、固定圆波导之间留有空腔；旋转部分设置于空腔内，主体为套装在旋转圆波导外壁上的转动轴承，转动轴承的外壁紧贴于固定圆波导的内壁。进一步地，旋转部分包括两个并列设置的转动轴承，位于两个转动轴承之间还并列设置有调谐螺母，调谐螺母紧贴于两个转动轴承的朝内侧的侧面，调谐螺母用于保证轴承的平滑转动，并可调谐旋转圆波导与固定圆波导之间的空腔间隙大小。所述两个转动轴承的两个朝外侧的侧面，一个侧面贴于固定连接板，另一个侧面通过安装于旋转圆波导外壁上的锁紧螺母和锁紧螺钉锁紧。所述转动轴承均为深沟球滚动轴承。进一步地，所述旋转圆波导与固定圆波导均为毫米波TEtll模圆波导，两者内壁之间留有扼流槽，内壁和轴心端部之间留有连通的小间隙环缝。本发明的有益效果如下
本发明采取"TEtll模旋转圆波导和固定圆波导相互嵌套”的方式，形成旋转圆波导和固定圆波导之间扼流槽及小间隙环缝结构，整个旋转关节结构紧凑、易于加工，既保证在旋转圆波导和固定圆波导之间有良好的传输性能，又实现了连接处可以平稳旋转；实现了毫米波过模信号的宽带、低损耗、高效率传输性能，具有设计周期短、结构紧凑、成本低、易加工、 安装方便等优点。


图1是本发明的整体结构剖面结构示意2是图1中I处的放大结构示意图
其中，附图标记为1旋转圆波导，2固定连接板，3连接螺钉，4深沟球滚动轴承，5调谐螺母，6锁紧螺母，7锁紧螺钉，8固定圆波导，9扼流槽，10小间隙环缝。
具体实施例方式下面结合实施例和附图对本发明作进一步的详细描述，但是本发明的实施方法和要求保护的范围并不局限于此。如图1所示，一种毫米波宽带TEtll模旋转关节，用于连接旋转圆波导1和固定圆波导8，包括固定连接部分和旋转部分，所述旋转关节整体为旋转对称结构；固定连接部分包括固定连接板2、连接螺钉3，连接螺钉3穿过固定连接板2将旋转圆波导1与固定圆波导 8连接固定在一起，固定连接板2和旋转圆波导1、固定圆波导8之间留有空腔；旋转部分设置于空腔内，主体为套装在旋转圆波导1外壁上的深沟球滚动轴承4，深沟球滚动轴承4的外壁紧贴于固定圆波导8的内壁。进一步地，旋转部分包括两个并列设置的深沟球滚动轴承4，位于两个深沟球滚动轴承4之间还并列设置有调谐螺母5，调谐螺母5紧贴于两个深沟球滚动轴承4的朝内侧的侧面，调谐螺母5保证深沟球滚动轴承4的平滑转动，并可调谐旋转圆波导1与固定圆波导 8之间的空腔间隙大小。所述两个深沟球滚动轴承4的的两个朝外侧的侧面，一个侧面贴于固定连接板2， 另一个侧面通过安装于旋转圆波导1外壁上的锁紧螺母6和锁紧螺钉7锁紧。进一步地，所述旋转圆波导与固定圆波导均为毫米波TEtll模圆波导，如图2所示， 两者内壁之间留有扼流槽，内壁和轴心端部之间留有连通的小间隙环缝。所述旋转圆波导1与固定圆波导8均带有连接法兰，用于整个旋转关节与前后的传输波导的连接及固定。在本实施例中，旋转圆波导1与固定圆波导8的内径为3 λ，旋转圆波导1长为 4. 8 λ，固定圆波导8长为2. 7 λ ；扼流槽9长度为0. 25 λ，小间隙环缝10宽度为0. 25 λ。采用毫米波矢量网络分析仪对其传输特性进行了检测，具体如下
a)相对工作带宽大于30%；
b)工作频带内电压驻波比小于1.1，旋转关节转动时，电压驻波比起伏小于0. 05 ；
c)工作频带内插入损耗小于0.2dB，旋转关节转动时，电压驻波比起伏小于0. 05dB ；最后需要说明的是，以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种毫米波宽带TEtll模旋转关节，其特征在于用于连接旋转圆波导(1)和固定圆波导(8)，包括固定连接部分和旋转部分，所述旋转关节整体为旋转对称结构；固定连接部分包括固定连接板(2)、连接螺钉(3)，连接螺钉(3)穿过固定连接板(2)将固定圆波导(8) 连接固定，固定连接板(2)和旋转圆波导(1)、固定圆波导(8)之间留有空腔；旋转部分设置于空腔内，主体为套装在旋转圆波导(1)外壁上的转动轴承(4)，转动轴承(4)的外壁紧贴于固定圆波导(8)的内壁。
2.根据权利要求1所述的毫米波宽带TEtll模旋转关节，其特征在于旋转部分包括两个并列设置的转动轴承(4)，位于两个转动轴承(4)之间还并列设置有调谐螺母(5)，调谐螺母(5 )紧贴于两个转动轴承(4 )的朝内侧的侧面，调谐螺母(5 )用于调谐转动轴承(4 )平滑转动和调谐旋转圆波导(1)与固定圆波导(8)之间的空腔间隙的大小。
3.根据权利要求2所述的毫米波宽带TEtll模旋转关节，其特征在于所述两个转动轴承(4)的两个朝外侧的侧面，一个侧面贴于固定连接板(2)，另一个侧面通过安装于旋转圆波导(1)外壁上的锁紧螺母(6)和锁紧螺钉(7)锁紧。
4.根据权利要求1-3任意一项所述的毫米波宽带TEtll模旋转关节，其特征在于所述转动轴承(4)均为深沟球滚动轴承。
5.根据权利要求1-3任意一项所述的毫米波宽带TEtll模旋转关节，其特征在于所述旋转圆波导(1)为毫米波TEtll模圆波导。
6.根据权利要求5所述的毫米波宽带TEtll模旋转关节，其特征在于所述固定圆波导 (8)为毫米波TEtll模圆波导。
7.根据权利要求6所述的毫米波宽带TEtll模旋转关节，其特征在于所述旋转圆波导 (1)的内壁和固定圆波导的内壁之间留有扼流槽(9)。
8.根据权利要求6或7所述的毫米波宽带TEtll模旋转关节，其特征在于所述旋转圆波导(1)的内壁和固定圆波导的内壁之间、旋转圆波导(1)和固定圆波导的轴中心端面之间留有连通的小间隙环缝(10 )。
全文摘要
本发明涉及通信领域的旋转关节技术，具体公开了一种毫米波宽带TE01模旋转关节，用于连接旋转圆波导和固定圆波导，包括固定连接部分和旋转部分，所述旋转关节整体为旋转对称结构；固定连接部分包括固定连接板、连接螺钉，连接螺钉穿过固定连接板将固定圆波导连接固定，连接板和旋转圆波导、固定圆波导之间留有空腔；旋转部分设置于空腔内，主体为套装在旋转圆波导外壁上的深沟球滚动轴承，深沟球滚动轴承的外壁紧贴于固定圆波导的内壁；本发明可实现毫米波过模信号的宽带、低损耗、高效率传输，具有设计周期短、结构紧凑、成本低、易加工、安装方便等优点。
文档编号H01P1/06GK102394323SQ20111019831
公开日2012年3月28日 申请日期2011年7月15日 优先权日2011年7月15日
发明者任冬梅, 唐先发, 崔奉云, 李林翠, 李相森, 杨春, 赫英毅, 陈琦 申请人:中国工程物理研究院电子工程研究所