[发明专利]一种同轴旋转关节

说明书

本发明公开了一种工作于宽带同轴旋转关节的设计。该旋转关节电气结构包括同轴波导扼流单元、两端带状线功分结构和两端同轴输出端口三部分。同轴波导和带状线波导基模均为TEM模，当给关节一端添加激励，同轴端口激励起的带状线波导内TEM模通过耦合口转变为同轴波导中的TEM模，然后经过扼流槽，将电磁能量再耦合到另一带状线波导内，最终从第二个同轴端口输出。该种基于带状线功分结构的同轴波导耦合设计不仅使关节在驻波比满足1.13：1的情况下，相对带宽达到28％，而且相对于传统波导类旋转关节大幅度缩小了关节体积，同轴度好，便于加工，在工程设计中有很高的应用价值。

技术领域

本发明涉及一种天线馈电网络中无源微波器件即同轴旋转关节的设计，该旋转关节有着体积小、频带宽、电气指标优良、同轴度高、加工容易的优势，能够应用于大部分站型天线对C频段旋转关节的设计需求。

背景技术

日新月异的微波通信技术，要求天线设计随之不断进步，而微波无源器件宽带和小型化设计已经成为天线馈电网络发展的主流方向。旋转关节作为大部分天线不可或缺的核心部件，直接影响着天线的使用带宽和使用寿命。其主要功能是实现微波信号在传输线进行旋转时的无损传输。

对旋转关节的研究由来已久，传统窄带电气设计比较成熟，多应用在L、C、S、X、Ku、Ka频段。旋转关节的分类很多，按通道数分为单通道旋转关节、双通道旋转关节和多通道旋转关节；按传输线形式主要分为波导旋转关节和同轴旋转关节；按接触方式又分为接触式关节和非接触式关节等等。但大部分旋转关节为窄带设计，或者结构过于复杂，受国内加工工艺限制难以保证旋转关节动态电气指标和使用寿命。

发明内容

本发明的目的是提供一种能够动态传输微波信号的无源器件—单通道同轴旋转关节，尤其是一种同轴旋转关节，本发明需要具有宽带、小型化、同轴度高、加工容易等诸多优点。

本发明的目的是这样实现的：

一种同轴旋转关节，其包括上旋转体a和下旋转体b，上旋转体的中央形成竖直延伸的轴向圆柱部a1，下旋转体与轴向圆柱部同轴，上旋转体和下旋转体形成可自由回转的活动连接结构，上旋转体顶部设有上环形空腔9，下旋转体底部设有下环形空腔10，在上环形空腔中配装上带状线2，在下环形空腔中配装下带状线11，每个上带状线的合成端都与配装在上旋转体上的SMA同轴端子1相连，每个下带状线的合成端都与配装在下旋转体上的SMA同轴端子1相连，轴向圆柱部的外壁与上旋转体和下旋转体之间形成环形中空夹层a2，所述的中空夹层形成同轴波导空气腔，所述的同轴波导空气腔分别与上环形空腔和下环形空腔连通形成可自由回转的波导空腔结构，该波导空腔结构为传输信号的主通道。

进一步的，所述的上旋转体包括上T型盖3、上旋转块4，所述的下旋转体包括下盖板6、下旋转块5，所述的轴向圆柱部以T型盖3的中心竖直向下延伸，位于轴向圆柱部的底部配装下盖板6，上旋转块4和下旋转块5设置在上T型盖3与下盖板6之间，上旋转块4和下旋转块5同轴配装在轴向圆柱部上，上旋转块4与下旋转块5形成可自由回转的活动连接结构，上旋转块上设有凹槽，上T型盖3与上旋转块所设有的凹槽形成上环形空腔9，下旋转块上设有凹槽，下盖板6与下旋转块所设有的凹槽形成下环形空腔10。

进一步的，所述的轴向圆柱部与上旋转块4和下旋转块5之间分别形成环形中空夹层，所述的环形中空夹层对接组成同轴波导空气腔a2。

进一步的，所述的上旋转块4和下旋转块5形成对向且重叠的第一折弯部分451，第一折弯部分留有缝隙形成扼流结构，所述的扼流结构与同轴波导空气腔相通。

进一步的，在上旋转块4和下旋转块5还形成有对向延伸且重叠的第二折弯部分452，第二折弯部分限位设有多个轴承，通过限位的轴承保证上旋转块4和下旋转块5自由回转且高度位置不变。

进一步的，所述的上环形空腔和下环形空腔都为环形腔体。