一种高功率宽带旋转铰链U型波导变换模式匹配方法与流程

本发明涉及的一种高功率宽带旋转铰链u型波导变换模式匹配方法，适用于现代雷达对抗等电子设备。本发明属于雷达和电子对抗天线与微波技术领域。

背景技术：

旋转铰链是雷达天馈系统中的关键设备,它的功用是将不转动的发射机的大功率信号连续不断地传输到旋转的天线上，向空间辐射，同时又将旋转天线接收到的回波信号顺利地传输给不转动的接收机。

x波段旋转铰链大功率通道输入端和输出端的接口是x波段矩形波导口径，从矩形波导到同轴线的宽带模式匹配决定于矩形波导口径尺寸、门钮形状、匹配短路活塞形状以及门钮和匹配短路活塞之间的相对位置。门钮是一种双弧度曲面体，双弧度半径尺寸加工公差对宽带模式匹配影响很大，门钮的双弧度尺寸要求加工不易保证，在采用门钮和匹配短路活塞之间相互紧靠接触结构设计时接触不可靠，旋转铰链高功率工作时容易发生打火、击穿现象，同时旋转铰链工作频带不宽。本发明涉及的涉及一种高功率宽带旋转铰链u型波导变换模式匹配方法，主要用于解决高功率旋转铰链宽带模式匹配的问题。

技术实现要素：

本发明涉及的一种高功率宽带旋转铰链u型波导变换模式匹配方法，主要用于解决高功率旋转铰链宽带模式匹配的问题。

本发明的技术方案主要为在高功率宽带旋转铰链输入和输出端矩形波导-同轴线模式转换部位的宽带模式匹配设计。

在高功率宽带旋转铰链输入端1和输出端2的矩形波导-同轴线模式转换部位分别设计u型波导变换段5、上脊波导变换段6和下脊波导变换段8，u型波导变换段5横截面是u字形，u型波导变换段5的宽度wr和高度wh分别是旋转铰链输入端1和输出端2的矩形波导口径尺寸，u形波导变换段5内腔的宽度和高度分别为wr1和wh1，u型波导变换段5底壁厚度为wh-wh1，下脊波导变换段8的孔径φ1比高功率宽带旋转铰链同轴线内导体4的外径大，设计上脊波导变换段6、下脊波导变换段8的高度h1和h4，h1+h4小于wh，使得可从旋转铰链输入端1和输出端2矩形波导的端口分别放进上脊波导变换段6、下脊波导变换段8和u型波导变换段5，使下脊波导变换段8和同轴线内导体4之间的空隙沿着轴向长度为四分之一工作波长，与旋转铰链输入端1的矩形波导外部相连的端盖9设计有长度为四分之一工作波长的径向槽，下脊波导变换段8和同轴线内导体4之间的空隙与端盖9上的径向槽构成射频扼流结构，同轴线内导体4从端盖9中间通孔中往上穿过下脊波导变换段8的孔径φ1，设计上脊波导变换段6的孔径φ1和同轴线内导体4的外径大小相同且为紧配合，同轴线内导体4和下脊波导变换段8之间相对运动，同轴线内导体4和上脊波导变换段6之间相对静止；

高功率宽带旋转铰链的输入端1和输出端2之间相对运动，同轴线内导体4和旋转铰链的输出端2之间相对静止，同轴线内导体4和旋转铰链的输入端1之间相对运动，匹配短路板7的横截面设计为矩形，宽度和高度分别为wr1和wh1，匹配短路板7分别与上脊波导变换段6和下脊波导变换段8相紧靠，接触面分别为上脊波导变换段6和下脊波导变换段8的端面，宽度和高度分别为w1和h1，在同轴线内导体4的一端设计有过渡端盖11以支撑旋转铰链轴承10，在过渡端盖11上设计有拨叉12以带动堆积的多通道同轴旋转铰链一起旋转。

本发明与现有技术相比，具有如下显著优点：在高功率宽带旋转铰链输入端1和输出端2设计u型波导变换段5，降低在矩形波导-同轴线模式转换部位的矩形波导阻抗，和相对低阻抗的同轴线更容易实现宽带模式匹配，设计上脊波导变换段6、下脊波导变换段8和现有的双弧度曲面体的门钮结构形式相比，加工尺寸要求容易保证，加工重复性好，分别与上脊波导变换段6和下脊波导变换段8相紧靠的匹配短路板7接触端面为矩形，保证可靠接触，采用下脊波导变换段8和同轴线内导体4之间的空隙与端盖9上的径向槽构成射频扼流结构，减少了旋转铰链的轴向尺寸适合堆积多通道同轴旋转铰链一起旋转。

附图说明

附图1为一种高功率宽带旋转铰链主视图。其中1-旋转铰链的输入端，2-旋转铰链的输出端，3-同轴线，4-同轴线内导体，5-u型波导变换段，6-上脊波导变换段，7-匹配短路板，8-下脊波导变换段，9-端盖，10-轴承，11-过渡端盖，12-拨叉。

附图2为附图1中u型波导变换段5示意图。

附图3为附图1中上脊波导变换段6和下脊波导变换段8示意图。

附图4为附图3俯视图。

具体实施方式

本发明涉及的一种高功率宽带旋转铰链u型波导变换模式匹配方法，具体实施方式如下(参见附图)：

1.设计同轴线3；

2.设计上脊波导变换段6和下脊波导变换段8的l1、l2、l3、l4、h1、h2、h3、h4、w1、φ1和φ2；

3.设计u型波导变换段5的wr、wr1、wh、wh1和φ2；

设计匹配短路板7的宽度wr1、高度wh1，设计端盖9径向槽的长度为四分之一工作波长。

技术特征：

技术总结
本发明为一种高功率宽带旋转铰链U型波导变换模式匹配方法，主要用于解决高功率宽带旋转铰链模式匹配的问题。本发明属于雷达天线与微波技术领域。在高功率宽带旋转铰链输入端和输出端的矩形波导‑同轴线模式转换部位分别设计U型波导变换段、上脊波导变换段和下脊波导变换段以降低高阻抗波导的波导阻抗，设计匹配短路板分别与上脊波导变换段和下脊波导变换段相紧靠，接触面分别为上脊波导变换段和下脊波导变换段的端面，在高功率宽带旋转铰链同轴线内导体的一端设计过渡端盖以支撑旋转铰链轴承，在过渡端盖上设计拨叉以带动堆积的多通道同轴旋转铰链一起旋转。

技术研发人员：朱乙平;桂磊;季彦婷;杨志昆
受保护的技术使用者：中国船舶重工集团公司第七二四研究所
技术研发日：2017.07.27
技术公布日：2018.01.05