一种具有异型旋转吸收环的多通道旋转关节的制作方法

本发明属于天线微波领域，具体涉及一种具有异型旋转吸收环的多通道旋转关节。

背景技术：

1、随着微波雷达、通信、测量、环境监测等现代电子信息技术在各领域的广泛应用，多频段、多通道微波信号传输系统已成为不可或缺的重要组成。雷达等电子设备在工作时，一般采用天线旋转扫描方式实现对360°全方位空域内的信息获取，为此在天线与固定收发装置间必须采用多通道旋转关节进行多频段微波信号传输。

2、常用的多通道旋转关节内部是将外部矩形波导转换成圆形同轴旋转部件，并通过扼流槽实现电接触的方式在具有旋转间隙的动静部件之间，进行多通道微波信号传输。有的多通道旋转关节是多只单通道旋转关节通过外部结构进行简单的组合，这种组合的缺点是无法达到360°的旋转。

3、采用微波吸收材料制成微波吸收环来吸收泄漏的微波信号已是常见手段。即使在旋转关节中也采用微波吸收环进行填充，由于旋转关节要达到360°的旋转，为防发生机械摩擦，在旋转部分和不动部分必须要有一定的间隙，该间隙的存在，必然要影响到微波吸收环的吸收效果。

4、迄今为止，在国内外的多通道大功率微波旋转关节中，一般仅为单路大功率，另几路为中功率或小功率，同时通道间的隔离度仅为-50db左右。

技术实现思路

1、针对上述问题，本发明的目的在于提供一种具有异型旋转吸收环的多通道旋转关节。

2、实现本发明目的的具体技术方案为：

3、一种具有异型旋转吸收环的多通道旋转关节，包括l波段同轴形式微波信号旋转传输通道、s波段波导形式微波信号旋转传输通道、c波段波导形式微波信号旋转传输通道、l/c、l/s波段吸收微波泄露信号的旋转吸收环和s/c波段吸收微波泄露信号的旋转吸收环；

4、所述s波段波导形式微波信号旋转传输通道的中心处设置贯穿的内孔，所述c波段波导形式微波信号旋转传输通道和l波段同轴形式微波信号旋转传输通道分别贯穿该内孔；

5、所述l波段同轴形式微波信号旋转传输通道的间隙处设置l/c、l/s波段吸收微波泄露信号的旋转吸收环；

6、所述s波段波导形式微波信号旋转传输通道、c波段波导形式微波信号旋转传输通道之间的间隙处设置s/c波段吸收微波泄露信号的旋转吸收环。

7、进一步的，所述s波段波导形式微波信号旋转传输通道、c波段波导形式微波信号旋转传输通道同轴线内外导体的直径d1和d2根据同轴线的特性阻抗公式设置，使其承受功率最大。

8、进一步的，所述s波段波导形式微波信号旋转传输通道、c波段波导形式微波信号旋转传输通道的波导与同轴线的交界处设置倒圆角。

9、进一步的，所述s波段波导形式微波信号旋转传输通道的波导采用bj32波导，c波段波导形式微波信号旋转传输通道的波导采用bj48波导。

10、进一步的，所述s波段波导形式微波信号旋转传输通道和c波段波导形式微波信号旋转传输通道的波导传输通道中分别设置双门钮，所述门钮外表面为双弧形，其弧度r1和r2与s波段波导形式微波信号旋转传输通道、c波段波导形式微波信号旋转传输通道的通道同轴线内径d2和门钮直径d在几何位置上保证相切，所述门钮的尺寸设置为：

11、d＝0.8l

12、h＜0.65b

13、其中，d表示门钮直径，l表示波导宽度，h表示门钮高度，b表示波导高度。

14、进一步的，所述s/c波段吸收微波泄露信号的旋转吸收环采用吸波材料制成，其内圈厚度大于外圈厚度。

15、进一步的，所述l波段同轴形式微波信号旋转传输通道的同轴通道的信号泄漏处设置在通道下方，同时，通道下方的信号泄漏处设置为锯齿槽状，所述l/c、l/s波段吸收微波泄露信号的旋转吸收环设置为相应的槽状结构。

16、进一步的，所述吸波材料的制备过程为：

17、将羰基铁粉与环氧树脂按照一定比例充分拌匀，制成微波吸收原材料，再根据s波段波导形式微波信号旋转传输通道、c波段波导形式微波信号旋转传输通道之间的间隙尺寸，压制成形，在烘箱内高温烘烤，随炉自然冷却后得到硬性微波吸收材料。

18、进一步的，所述羰基铁粉与环氧树脂的比例为20:3。

19、进一步的，所述微波吸收原材料在烘箱内的烘烤温度为80±3℃，烘烤时间为5±0.5小时。

20、与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

21、(1)本发明的旋转关节承受微波功率大；对s、c波段，峰值功率不小于200kw，平均功率不小于10kw，输入电压驻波比小，从而使得插入损耗小：吸收环的改进使得两两通道间的隔离度达到-90db以下；

22、(2)本发明的方案通过旋转吸收环的应用，可在允许大旋转间隙、加工工艺要求低的情况下实现高功率、高隔离度的多通道旋转关节；

23、(3)本发明的方案中l/c、l/s波段吸收微波泄露信号的旋转吸收环设置为槽状结构，在不产生旋转摩擦的前提下，旋转吸收环能覆盖其旋转间隙，保证机械的正常转动，同时有效地吸收泄露微波能量；

24、(4)本发明的方案可满足两路(c/s波段)高功率和一路(l波段)中功率微波信号的传输要求，能达到360°的旋转，并且通道间的隔离度能到-90db以下，其中制成的旋转吸收环要求的加工工艺无需抽真空及高温固化，加工简单，易于制作

25、下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步的说明。

技术特征：

1.一种具有异型旋转吸收环的多通道旋转关节，其特征在于，包括l波段同轴形式微波信号旋转传输通道(1)、s波段波导形式微波信号旋转传输通道(2)、c波段波导形式微波信号旋转传输通道(3)、l/c、l/s波段吸收微波泄露信号的旋转吸收环(4)和s/c波段吸收微波泄露信号的旋转吸收环(5)；

2.根据权利要求1所述的具有异型旋转吸收环的多通道旋转关节，其特征在于，所述s波段波导形式微波信号旋转传输通道(2)、c波段波导形式微波信号旋转传输通道(3)的通道同轴线内外导体的直径d1和d2根据同轴线的特性阻抗公式设置，使其承受功率最大。

3.根据权利要求2所述的具有异型旋转吸收环的多通道旋转关节，其特征在于，所述s波段波导形式微波信号旋转传输通道(2)、c波段波导形式微波信号旋转传输通道(3)的波导与同轴线的交界处设置倒圆角。

4.根据权利要求1所述的具有异型旋转吸收环的多通道旋转关节，其特征在于，所述s波段波导形式微波信号旋转传输通道(2)的波导采用bj32波导，c波段波导形式微波信号旋转传输通道(3)的波导采用bj48波导。

5.根据权利要求4所述的具有异型旋转吸收环的多通道旋转关节，其特征在于，所述s波段波导形式微波信号旋转传输通道(2)和c波段波导形式微波信号旋转传输通道(3)的波导传输通道中分别设置双门钮，所述门钮外表面为双弧形，其弧度r1和r2与s波段波导形式微波信号旋转传输通道(2)、c波段波导形式微波信号旋转传输通道(3)的通道同轴线内径d2和门钮直径d在几何位置上保证相切，所述门钮的尺寸设置为：

6.根据权利要求1所述的具有异型旋转吸收环的多通道旋转关节，其特征在于，所述s/c波段吸收微波泄露信号的旋转吸收环(5)采用吸波材料制成，其内圈厚度大于外圈厚度。

7.根据权利要求1所述的具有异型旋转吸收环的多通道旋转关节，其特征在于，所述l波段同轴形式微波信号旋转传输通道(1)的同轴通道的信号泄漏处设置在通道下方，同时，通道下方的信号泄漏处设置为锯齿槽状，所述l/c、l/s波段吸收微波泄露信号的旋转吸收环(4)设置为相应的槽状结构。

8.根据权利要求6所述的具有异型旋转吸收环的多通道旋转关节，其特征在于，所述吸波材料的制备过程为：

9.根据权利要求8所述的具有异型旋转吸收环的多通道旋转关节，其特征在于，所述羰基铁粉与环氧树脂的比例为20:3。

10.根据权利要求8所述的具有异型旋转吸收环的多通道旋转关节，其特征在于，所述微波吸收原材料在烘箱内的烘烤温度为80±3℃，烘烤时间为5±0.5小时。

技术总结
本发明公开了一种具有异型旋转吸收环的多通道旋转关节，其中S波段通道的中心处设置贯穿的内孔，所C波段通道和L波段通道分别贯穿该内孔设置；同时在L波段通道的间隙处设置L/C、L/S波段吸收微波泄露信号的旋转吸收环，在S波段通道、C波段通道之间的间隙处设置S/C波段吸收微波泄露信号的旋转吸收环。本方案中改进的旋转吸收环设计可在允许大旋转间隙、加工工艺要求低的情况下实现高功率、高隔离度的多通道旋转关节，同时旋转吸收环分别设置为台阶型以及槽状，吸收效率高，隔离度高，而且能有效防止微波能量泄漏。

技术研发人员：赵丽君
受保护的技术使用者：中国船舶集团有限公司第七二四研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/2/19