專利名稱：直通式射頻同軸旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種射頻同軸旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)，特別是一種新型低插損、低反射、旋轉(zhuǎn)靈
活的直通式射頻同軸旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)。
背景技術(shù)：
隨著通信技術(shù)的發(fā)展，為了提高天線與發(fā)射機(jī)配置的靈活性，在有些場(chǎng)合，天線與
發(fā)射機(jī)之間有相對(duì)旋轉(zhuǎn)，而發(fā)射機(jī)到天線之間用射頻同軸電纜進(jìn)行饋電。為避免饋電電纜
扭斷，在發(fā)射機(jī)和天線之間必須有一個(gè)同軸射頻旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)。該旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)必須既保持射頻信
號(hào)順利饋送到天線，又能保持饋電電纜在發(fā)射機(jī)和天線相對(duì)連續(xù)旋轉(zhuǎn)的條件下正常工作。
在某些安裝空間有限的使用條件下，該旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)應(yīng)小型化。 在天線與發(fā)射機(jī)相對(duì)旋轉(zhuǎn)的條件下，該旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)應(yīng)滿足以下要求 1.結(jié)構(gòu)上轉(zhuǎn)動(dòng)靈活，電氣上接觸可靠； 2.在旋轉(zhuǎn)過程中能保持發(fā)射機(jī)與天線之間電磁能量的傳輸，所以要求在關(guān)節(jié)旋轉(zhuǎn)時(shí)，駐波小，且變化限制在一定范圍內(nèi)；一般要求VSWR《1. 25 ;[0006] 3.插入損耗要小， 一般要求小于0. 3dB ;[0007] 4.滿足通信所需的功率容量要求；[0008] 5.體積小，能夠集成到發(fā)射機(jī)內(nèi)。 而現(xiàn)有的旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)在雷達(dá)中有廣泛應(yīng)用，其方案及結(jié)構(gòu)形式不能滿足或不能同時(shí)滿足以上要求。

發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于設(shè)計(jì)一種直通式射頻同軸旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)，能夠同時(shí)滿足以上條件，其頻帶寬、性能好且工作性能穩(wěn)定，適合MF、 HF、 VHF、 UHF等頻段，能夠廣泛應(yīng)用于通信天線與發(fā)射機(jī)具有相對(duì)旋轉(zhuǎn)的系統(tǒng)中。[0011] 為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案是， 直通式射頻同軸旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)，其包括同軸設(shè)置的旋轉(zhuǎn)部分和固定部分；所述的旋轉(zhuǎn)部分，包括，旋轉(zhuǎn)接頭，其開設(shè)有中心通道，外側(cè)面設(shè)凸臺(tái)；芯棒，圓柱形，穿設(shè)于旋轉(zhuǎn)接頭中心通道，頭部伸出旋轉(zhuǎn)接頭，尾端套設(shè)絕緣襯套并與旋轉(zhuǎn)接頭中心通道固定；軸承，套設(shè)于旋轉(zhuǎn)接頭外側(cè)，軸承一側(cè)抵靠旋轉(zhuǎn)接頭外側(cè)面凸臺(tái)，另一側(cè)由擋圈限位；連接套，套設(shè)于旋轉(zhuǎn)接頭外側(cè)面， 一側(cè)抵靠軸承；所述的固定部分，包括，套筒，具有一個(gè)一端開口的腔體，套筒另一端側(cè)壁開有中心通孔，中心通孔連接一固定套；所述的套筒一側(cè)壁內(nèi)壁沿中心通孔還設(shè)一環(huán)形固定槽；所述的旋轉(zhuǎn)接頭插設(shè)于該套筒腔體內(nèi)，套設(shè)于旋轉(zhuǎn)接頭外側(cè)面的連接套與套筒連接；內(nèi)芯，圓柱形， 一端通過絕緣襯套固定于套筒的固定套，其位于套筒腔體內(nèi)的一端設(shè)定位凹槽，所述的芯棒頭部插設(shè)于該定位凹槽中；所述的芯棒和內(nèi)芯采用圓對(duì)稱的結(jié)構(gòu)形式；座套，呈T形，開設(shè)有中心孔，座套一端設(shè)置于所述的套筒一側(cè)壁環(huán)形固定槽，另一側(cè)中央開設(shè)環(huán)形槽；所述的旋轉(zhuǎn)接頭頭部通過一壓圈抵靠于該環(huán)形槽內(nèi)；壓圈與座套環(huán)形槽相對(duì)的外沿設(shè)放置鋼球的凹槽，該鋼球分別接觸座套環(huán)形槽和壓圈；彈簧，套設(shè)于座
套，其一端抵靠所述的套筒一側(cè)壁內(nèi)壁，另一端抵靠座套凸起部分。 進(jìn)一步，所述的套筒與固定套為一體結(jié)構(gòu)。 又，本實(shí)用新型所述的芯棒和內(nèi)芯組成旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)的內(nèi)導(dǎo)體，材料采用硅青銅棒。[0015] 所述的旋轉(zhuǎn)接頭、壓圈、座套、連接套組成旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)的外導(dǎo)體，材料采用錫青銅棒。[0016] 本實(shí)用新型的原理是利用同軸線的導(dǎo)波原理，即兩根同軸的圓柱導(dǎo)體構(gòu)成導(dǎo)行系統(tǒng)，內(nèi)導(dǎo)體外半徑為a，外導(dǎo)體內(nèi)半徑為b，兩導(dǎo)體之間填充空氣。適當(dāng)選擇a、 b的數(shù)值，使之傳輸TEM模。 本實(shí)用新型為了保持旋轉(zhuǎn)過程中的射頻傳輸特性的旋轉(zhuǎn)對(duì)稱性，即電性能不隨轉(zhuǎn)角改變，采用圓對(duì)稱的結(jié)構(gòu)形式。 所述芯棒與內(nèi)芯的連接是采用插入式的彈性連接，在插入同時(shí)內(nèi)芯與芯棒之間有一定的彈性?shī)A持力，以保證內(nèi)芯與芯棒的電接觸可靠。 本實(shí)用新型旋轉(zhuǎn)功能通過一軸承和鋼球?qū)崿F(xiàn)，保證內(nèi)導(dǎo)體的同軸旋轉(zhuǎn)精度和旋轉(zhuǎn)靈活性。同時(shí)，在固定座底部放置一個(gè)彈簧將旋轉(zhuǎn)組件整個(gè)向外頂推，使芯棒與內(nèi)芯間在保證接觸的同時(shí)留一間隙，與此同時(shí)旋轉(zhuǎn)組件與連接座之間的接觸面與摩擦力都處于最小狀態(tài)，從而使內(nèi)芯能靈活旋轉(zhuǎn)。 本實(shí)用新型兩端的射頻連接器采用SMA座，按照國(guó)軍標(biāo)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)、制造。[0021] 本實(shí)用新型的有益效果是 本實(shí)用新型解決了發(fā)射機(jī)與天線具有相對(duì)旋轉(zhuǎn)速度差的情況下，由發(fā)射機(jī)輸出的
射頻能量向天線的饋送問題。 本實(shí)用新型的主要性能可以達(dá)到 1.駐波在0. 3MHz lGHz帶寬范圍內(nèi)駐波小于1. 25 ;[0025] 2.插損在0. 3MHz lGHz帶寬范圍內(nèi)插損小于0. 3dB ;[0026] 3.功率容量100W@100MHz ; 4.穩(wěn)定性該同軸旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動(dòng)任意角度，其駐波變化小于0. l，插損變化小于0. ldB ; 5. —致性所加工出來的同軸旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)完成組裝后無需進(jìn)行調(diào)試，就可以滿足上面所述性能。

圖1為本實(shí)用新型同軸旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)一實(shí)施例的剖面圖；[0030] 圖2為本實(shí)用新型同軸旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)的側(cè)視圖；[0031] 圖3為本實(shí)用新型同軸旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)旋轉(zhuǎn)接頭的剖面圖；[0032] 圖4為本實(shí)用新型同軸旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)套筒與內(nèi)芯的剖面圖。
具體實(shí)施方式參見圖1 圖4，本實(shí)用新型直通式射頻同軸旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)，其包括同軸設(shè)置的旋轉(zhuǎn)部分和固定部分； 所述的旋轉(zhuǎn)部分，包括，旋轉(zhuǎn)接頭l，其開設(shè)有中心通道101，外側(cè)面設(shè)凸臺(tái)102 ;芯棒2，圓柱形，穿設(shè)于旋轉(zhuǎn)接頭中心通道101，頭部伸出旋轉(zhuǎn)接頭l，尾端套設(shè)絕緣襯套3并 與旋轉(zhuǎn)接頭中心通道101固定；軸承4，套設(shè)于旋轉(zhuǎn)接頭1外側(cè)，軸承4 一側(cè)抵靠旋轉(zhuǎn)接頭1 外側(cè)面凸臺(tái)102，另一側(cè)由擋圈5限位；連接套6，套設(shè)于旋轉(zhuǎn)接頭1外側(cè)面，一側(cè)抵靠軸承 4 ; 所述的固定部分，包括，套筒7，具有一個(gè)一端開口的腔體70，套筒7另一端側(cè)壁71 開有中心通孔711，中心通孔連接一固定套72 ;所述的套筒一側(cè)壁71內(nèi)壁沿中心通孔711 還設(shè)一環(huán)形固定槽712 ;所述的旋轉(zhuǎn)接頭1插設(shè)于該套筒腔體70內(nèi)，套設(shè)于旋轉(zhuǎn)接頭1外 側(cè)面的連接套6與套筒7連接；內(nèi)芯8，圓柱形， 一端通過絕緣襯套3'固定于套筒7的固定 套72，其位于套筒腔體70內(nèi)的一端設(shè)定位凹槽801，所述的芯棒2頭部插設(shè)于該定位凹槽 801中；所述的芯棒2和內(nèi)芯8采用圓對(duì)稱的結(jié)構(gòu)形式； 座套9，呈T形，開設(shè)有中心孔901，座套9 一端設(shè)置于所述的套筒7 —側(cè)壁71環(huán) 形固定槽712，另一側(cè)中央開設(shè)環(huán)形槽901 ;所述的旋轉(zhuǎn)接頭1頭部通過一壓圈10抵靠于該 環(huán)形槽901內(nèi)；壓圈10與座套環(huán)形槽901相對(duì)的外沿設(shè)放置鋼球11的凹槽1001，該鋼球 11分別接觸座套環(huán)形槽901和壓圈10 ;彈簧12，套設(shè)于座套9，其一端抵靠所述的套筒7 — 側(cè)壁內(nèi)壁，另一端抵靠座套9凸起部分。 進(jìn)一步，所述的套筒7與固定套72為一體結(jié)構(gòu)。 本實(shí)用新型所述的芯棒2和內(nèi)芯8組成旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)的內(nèi)導(dǎo)體，材料采用硅青銅棒。 所述的旋轉(zhuǎn)接頭1、壓圈10、座套9、連接套6組成旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)的外導(dǎo)體，材料采用錫
青銅棒。 本實(shí)用新型的外導(dǎo)體的外形是根據(jù)配套發(fā)射機(jī)的安裝形狀設(shè)計(jì)的，根據(jù)發(fā)射機(jī)的 安裝要求可以設(shè)計(jì)成不同的外形。 本實(shí)用新型頻帶寬，適合MF、 HF、 VHF、 UHF等頻段使用，輸出功率大，性能穩(wěn)定且一 致性好。 本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)可靠、旋轉(zhuǎn)靈活、電接觸性能良好，根據(jù)某系統(tǒng)的需要兩端均為 SMA的連接方式；而實(shí)際上可按N型、L型和用戶需求進(jìn)行多種連接方式的設(shè)計(jì)。
權(quán)利要求直通式射頻同軸旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)，其特征是，包括同軸設(shè)置的旋轉(zhuǎn)部分和固定部分；所述的旋轉(zhuǎn)部分，包括，旋轉(zhuǎn)接頭，其開設(shè)有中心通道，外側(cè)面設(shè)凸臺(tái)；芯棒，圓柱形，穿設(shè)于旋轉(zhuǎn)接頭中心通道，頭部伸出旋轉(zhuǎn)接頭，尾端套設(shè)絕緣襯套并與旋轉(zhuǎn)接頭中心通道固定；軸承，套設(shè)于旋轉(zhuǎn)接頭外側(cè)，軸承一側(cè)抵靠旋轉(zhuǎn)接頭外側(cè)面凸臺(tái)，另一側(cè)由擋圈限位；連接套，套設(shè)于旋轉(zhuǎn)接頭外側(cè)面，一側(cè)抵靠軸承；所述的固定部分，包括，套筒，具有一個(gè)一端開口的腔體，套筒另一端側(cè)壁開有中心通孔，中心通孔連接一固定套；所述的套筒一側(cè)壁內(nèi)壁沿中心通孔還設(shè)一環(huán)形固定槽；所述的旋轉(zhuǎn)接頭插設(shè)于該套筒腔體內(nèi)，套設(shè)于旋轉(zhuǎn)接頭外側(cè)面的連接套與套筒連接；內(nèi)芯，圓柱形，一端通過絕緣襯套固定于套筒的固定套，其位于套筒腔體內(nèi)的一端設(shè)定位凹槽，所述的芯棒頭部插設(shè)于該定位凹槽中；所述的芯棒和內(nèi)芯采用圓對(duì)稱的結(jié)構(gòu)形式；座套，呈T形，開設(shè)有中心孔，座套一端設(shè)置于所述的套筒一側(cè)壁環(huán)形固定槽，另一側(cè)中央開設(shè)環(huán)形槽；所述的旋轉(zhuǎn)接頭頭部通過一壓圈抵靠于該環(huán)形槽內(nèi)；壓圈與座套環(huán)形槽相對(duì)的外沿設(shè)放置鋼球的凹槽，該鋼球分別接觸座套環(huán)形槽和壓圈；彈簧，套設(shè)于座套，其一端抵靠所述的套筒一側(cè)壁內(nèi)壁，另一端抵靠座套凸起部分。
2. 如權(quán)利要求1所述的直通式射頻同軸旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)，其特征是，所述的套筒與固定套為一體結(jié)構(gòu)。
3. 如權(quán)利要求1所述的直通式射頻同軸旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)，其特征是，所述的芯棒和內(nèi)芯組成旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)的內(nèi)導(dǎo)體，材料采用硅青銅棒。
4. 如權(quán)利要求1所述的直通式射頻同軸旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)，其特征是，旋轉(zhuǎn)接頭、壓圈、座套、連接套組成旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)的外導(dǎo)體，材料采用錫青銅棒。
專利摘要直通式射頻同軸旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)，其包括同軸設(shè)置的旋轉(zhuǎn)部分和固定部分；其中，由芯棒、絕緣襯套、連接套、旋轉(zhuǎn)接頭、軸承和擋圈組成一個(gè)可以旋轉(zhuǎn)的部件；由內(nèi)芯、套筒、絕緣襯套等構(gòu)成另一個(gè)固定部件。本實(shí)用新型旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)可靠、旋轉(zhuǎn)靈活、電接觸性能良好；頻帶寬、性能好且工作性能穩(wěn)定，適合MF、HF、VHF、UHF等頻段，能夠廣泛應(yīng)用于通信天線與發(fā)射機(jī)具有相對(duì)旋轉(zhuǎn)的系統(tǒng)中。
文檔編號(hào)H01P1/06GK201532999SQ20092021072
公開日2010年7月21日 申請(qǐng)日期2009年10月14日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月14日
發(fā)明者何志國(guó), 張光生, 方李榮 申請(qǐng)人:中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第三十六研究所