一种Ka和Ku波段双通道旋转关节制造技术

本发明专利技术公开了一种Ka和Ku波段双通道旋转关节。该旋转关节包括Ka通道和Ku通道：Ka通道由一个门钮式波导‑同轴转换器和一个探针式波导‑同轴转换器组成，Ku通道由两个门钮式波导‑同轴转换器组成，Ka通道的同轴线外导体充当Ku通道的同轴线内导体，实现Ka通道和Ku通道的嵌套集成，Ka通道同轴线扼流槽外胶结吸波材料环，保证Ka通道和Ku通道的隔离度。与传统嵌套式设计相比，本发明专利技术结构简单，调试方便，特别适用于高频多通道机械旋转雷达系统。

A Ka and Ku band dual channel rotary joint

【技术实现步骤摘要】
一种Ka和Ku波段双通道旋转关节
本专利技术属于雷达天馈线

技术介绍
机械旋转雷达需要微波旋转关节来完成微波信号的传输，其中多通道微波旋转关节是研究重点，它可以同时传输多路微波信号，使雷达实现多通道工作。现代雷达的工作频段从传统的L、S、C、X波段向Ku、Ka等高频波段发展，对于多通道高频波段旋转关节，其工作频率越高，尺寸越小，电讯和结构的集成设计越复杂，实现难度越大。当前国内外公开发表的关于Ka和Ku波段双通道旋转关节文献较少，文献1(陈续战等，“Ku波段宽带波导旋转关节设计”，无线互联科技，第12期，2018年6月：19-21.)和文献2(邓智勇等，“Ka波段旋转关节的设计”，无线电通信技术，第35卷第2期，2009：37-39.)分别研究了Ku及Ka频段的单通道波导旋转关节。文献3(BernhardRimsl,Hans-UlrichNickel,“NovelHigh-PowerDual-ChannelRotaryJoint”The18thInternationalRadarSymposiumIRS2017,June28-30,2017.)采用矩形波导功分器激励同轴线、圆波导的形式，两个通道工作于Ka频段之上，结构复杂，调试不方便。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种Ka和Ku波段双通道旋转关节，在满足电讯性能指标的要求下，简化结构，改进调试手段。具体的方案如下：Ka和Ku波段双通道旋转关节，包括Ka通道和Ku通道。Ka通道输入为门钮式波导-同轴转换器，输出为探针式波导-同轴转换器，中间以同轴线连接。探针式波导-同轴转换器没有门钮，而且内导体没有穿出波导，因此不必安装内导体固定轴承。同轴线内导体表面嵌入聚四氟乙烯环，在径向上固定内导体。门钮式波导-同轴转换器的内导体和门钮通过螺纹连接，实现内导体长度的连续变化，方便调试到最佳。Ku通道输入、输出均为门钮式波导-同轴转换器，中间以同轴线连接。波导-同轴转换器的门钮和波导通过螺纹连接，实现门钮位置的连续变化，在波导腔内适当位置放置匹配栅，可以改善驻波。Ka通道的同轴线外导体充当Ku通道的同轴线内导体，实现Ka通道和Ku通道的嵌套集成。为提高通道间隔离度，在Ka通道同轴线扼流槽外胶结吸波材料(如羟基铁粉)环。Ka/Ku通道信号以矩形波导TE10模馈入，经过输入段的门钮式波导-同轴转换器，转换为同轴线TEM模传输，最终进入输出段的探针/门钮式波导-同轴转换器，转换成矩形波导TE10模输出。本专利技术与现有技术方法相比，其有益效果是：Ka通道输出口没有门钮和内导体固定轴承，结构得到简化；保证了Ka通道内导体同心度和旋转稳定性，驻波和插损转动变化较小，且可靠性提高；关键尺寸可以连续调整，电性能易于调试到最佳；通道间隔离度高。下面结合附图对本专利技术作进一步详细描述。附图说明图1是本专利技术的结构剖面示意图。其中1—Ka通道输入段，2—Ka通道输出段，3—Ka同轴线外导体，4—Ka同轴线内导体，5—Ka门钮，6—聚四氟乙烯环，7—Ka同轴线扼流槽，8—Ka内导体顶部半球凸起，9—吸波材料环，10—Ka通道波导与同轴线交界处倒角，11—Ku通道输入段，12—Ku通道输出段，13—Ku同轴线外导体，14—Ku门钮，15—Ku门钮内扼流槽，16—匹配栅，17—Ku同轴线扼流槽，18—Ku通道波导与同轴线交界倒角。具体实施方式下面结合附图通过实施例对本专利技术做进一步的描述。本专利技术一实施例为如图1所示的Ka和Ku波段双通道旋转关节结构示意图，Ka通道输入段1是一个门钮式波导-同轴转换器，门钮5中心开螺纹孔，在内导体4底部加工螺纹，将内导体4旋入门钮5内，调节内导体4长度至适当值，使Ka通道内驻波最小；内导体4开小尺寸环形槽，嵌入聚四氟乙烯环6，调整聚四氟乙烯环的间距，可使Ka通道驻波最小；同轴线外导体3叠加扼流槽7的上半部分；波导与同轴线交界处10倒圆角R。Ka通道输出段2是一个探针式波导-同轴转换器，同轴线外导体3叠加扼流槽7的下半部分；内导体4顶端设计半球凸起8，调节其半径使TE10和TEM模式匹配最优；波导与同轴线连接部位10倒圆角R。将Ka通道输入段1的内导体4插入Ka通道输出段2，扼流槽7上下部分间隙≥0.3mm，满足Ka通道输入段1、输出段2之间相对旋转需要。Ku通道输入段11、Ku通道输出段12采用对称的门钮式波导-同轴转换器，波导壁宽边中心开螺纹孔，门钮14外表面加工螺纹，旋转门钮14，调节它在波导腔内的深度至适当值；门钮14内部加工扼流槽15；在波导腔内适当位置附加匹配栅16，使Ku通道的驻波最优；波导与同轴线连接部位18倒圆角R；同轴线外导体13叠加扼流槽17，上下部分间隙≥0.3mm，满足Ku通道输入段11、输出段12之间相对旋转需要。将Ka通道输入段1从Ku通道输入段11的门钮14中心孔插入，从Ku通道输出段12的门钮14II中心孔穿出，Ka通道外导体3与Ku通道门钮14、14II孔径的间隙≥0.1mm。Ka通道外导体3充当Ku通道的同轴线内导体，实现Ka通道和Ku通道的嵌套。在Ka通道输入段1的扼流槽7外胶结一个吸波材料环9，提高Ka、Ku两个通道间的隔离度。Ka通道的输入段1和Ku通道的输入段11与安装平台固定；Ka通道的输出段2和Ku通道的输出段12通过外部机械传动结构相连接。当驱动装置工作时，Ka通道输出段2和Ku通道输出段12将同步旋转。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种Ka和Ku波段双通道旋转关节，其特征在于：包括Ka通道和Ku通道，Ka通道输入为门钮式波导-同轴转换器，输出为探针式波导-同轴转换器，中间以同轴线相连；Ku通道输入/输出均为门钮式波导-同轴转换器，中间以同轴线相连；Ka通道的同轴线外导体充当Ku通道的同轴线内导体，实现两个通道的嵌套。/n

【技术特征摘要】
1.一种Ka和Ku波段双通道旋转关节，其特征在于：包括Ka通道和Ku通道，Ka通道输入为门钮式波导-同轴转换器，输出为探针式波导-同轴转换器，中间以同轴线相连；Ku通道输入/输出均为门钮式波导-同轴转换器，中间以同轴线相连；Ka通道的同轴线外导体充当Ku通道的同轴线内导体，实现两个通道的嵌套。


2.根据权利要求1所述的Ka和Ku波段双通道旋转关节，其特征在于：Ka通道门...

【专利技术属性】
技术研发人员：靳连根，王洪李，汤袁亮，常坚，
申请(专利权)人：中国船舶重工集团公司第七二四研究所，
类型：发明
国别省市：江苏;32