一种开路扼流式旋转关节的制作方法

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1.本发明涉及微波组件，尤其涉及一种微波旋转关节，可应用于微波馈线系统的转动部分和固定部分的馈线连接。

背景技术：

2.高功率同轴式微波旋转关节在使用中，当关节的两个波导相对扳动或转动时经常会有高功率击穿放电现象（打火）产生。同轴式旋转关节内导体的短路面为嵌入式同轴扼流装置，打火产生的根本原因在于，该结构通常在阻抗变换器顶端设有凸芯，内导体腔体底端设有凹孔，阻抗变换器顶端凸芯嵌入内导体腔体底端凹孔中，构成滑动旋转连接的同轴对接结构。在定子与转子稳定转动时，凸芯与凹孔接触电阻为零，扼流装置的短路面在电气上充分短路，旋转关节馈电主通道的性能完全不受扼流装置存在的影响；在定子相对于转子摆动时，凸芯与凹孔接触面就可能偶尔发生接触不良，出现点接触或线接触时，存在一定阻值，且接触面愈小，阻值愈大。由于扼流装置理论上是与关节馈电主通道串联的，故有微波功率流入扼流装置之中并在接触电阻上消耗，若长期发生在一个点或一条线上，势必造成接触点过流氧化，而过流氧化又将加大接触电阻，如此循环，扼流装置凸芯与凹孔接接触面上将会被烧伤；若凸芯与凹孔接因长期使用磨损或被烧伤氧化完全不接触时，此时接触电阻趋于无限大，而扼流装置的输入端短路面的输入阻抗同时也趋于无限大。这样，扼流装置将严重影响关节主通道的正常工作，在关节插入衰减增大的同时，高功率直接馈入扼流装置，并在凸芯与凹孔接触面上造成场致空气击穿，即高功率打火。长期的打火侵蚀，等效短路点的匹配条件就会发生变化，对通道驻波和系统灵敏度产生恶劣的影响，打火发生时，产生的高阻抗可能带来高能射频脉冲反射，造成发射机的损坏及发射通道的阻塞，严重时可造成雷达失效的严重后果。

技术实现要素：

3.为了解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种旋转关节，去除可能引发打火的扼流装置同轴对接结构，从原理上避免旋转关节发生打火的可能。
4.为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：一种开路扼流式旋转关节，主要包括动波导、定波导、转子、定子和外壳，动波导和转子固定连接，定波导和定子固定连接，外壳通过螺栓与定波导固定连接，外壳内设轴承组件，动波导通过外壳和轴承组件与定波导转动连接，其特征在于，转子顶端为阻抗变换器，定子顶端设有内导体腔体，阻抗变换器嵌入内导体腔体内构成嵌入式扼流装置，阻抗变换器为非接触式开路线，长度为λ0/4。
5.本发明进一步的改进在于，阻抗变换器为同轴阻抗变换器。
6.本发明进一步的改进在于，内导体腔体为圆波导，长度为λ0/2，内导体腔体为短路盲孔。
7.本发明进一步的改进在于，阻抗变换器与内导体腔体之间设有扼流槽。
8.本发明进一步的改进在于，外壳包括壳体和法兰盘，壳体与法兰盘通过螺钉固定连接。
9.本发明进一步的改进在于，轴承组件包括两组滚动轴承和弹簧挡圈，滚动轴承套装在动波导的圆波导外圆上，弹簧挡圈卡在动波导的圆波导外圆上，限定滚动轴承位置。
10.本发明进一步的改进在于，定波导连接外壳连同轴承组件，套装在动波导的圆波导外圆上，构成转动系统，动波导可相对定波导沿轴线转动。
11.与现有技术相比，本发明具有的有益效果：本发明在内导体扼流装置中采用非接触式开路扼流结构，同轴阻抗变换器直接选用长度为λ0/4的开路线，去除可能引发打火的短路部分，杜绝了高功率打火的生成条件，使关节内无火可打，同时兼顾扼流和转动要求，可彻底解决旋转关节高功率打火问题。
12.进一步的，本发明扼流装置中同轴阻抗变换器，实际上就是一截λ0/4开路线，其输入阻抗必然为零，具有良好的微波传输性能。
13.进一步的，本发明设计简单，加工、装配方便，实施性强，可以应用在新品设计和产品改进中。
14.进一步的，本发明驻波系数、驻波系数变化量、插入损耗等满足要求，低功率性能良好。
附图说明
15.图1是本发明的结构示意图；图2是本发明的扼流装置结构示意图；图3是本发明的外观示意图。
16.图中，1为动波导，2为定波导，3为转子，4为定子，5为外壳，6为轴承组件，7为扼流装置，8为扼流槽，31为阻抗变换器，41为内导体腔体，51为壳体，52为法兰盘，61为滚动轴承，62为弹簧挡圈。
具体实施方式
17.下面结合附图对本发明作进一步描述。
18.如图1、图2、图3所示，本发明包括动波导1、定波导2、转子3、定子4和外壳5，动波导1和转子3固定连接，定波导2和定子4固定连接，外壳5包括壳体51和法兰盘52，壳体51与法兰盘52通过螺钉固定连接，外壳5通过螺栓与定波导2固定连接，外壳5内设轴承组件6，轴承组件6包括两组滚动轴承61和弹簧挡圈62，滚动轴承61套装在动波导1的圆波导外圆上，弹簧挡圈62卡在动波导1的圆波导外圆上，限定滚动轴承61位置，定波导2连接外壳5连同轴承组件6，套装在动波导1的圆波导外圆上，构成转动系统，动波导1可相对定波导2沿轴线转动。转子3顶端为阻抗变换器31，定子4顶端设有内导体腔体41，阻抗变换器31嵌入内导体腔体41内构成嵌入式扼流装置7，阻抗变换器31与内导体腔体41之间设有扼流槽8，阻抗变换器31为长度为λ0/4的非接触式开路线，内导体腔体41为长度为λ0/2的圆波导，内导体腔体41为短路盲孔。
19.如图1、图3所示，本发明旋转关节通过将法兰盘52、轴承组件6顺序安装在动波导1的圆波导外圆上，并以弹簧挡圈62锁定位置，将壳体51与法兰盘52通过螺钉固定连接，套装
在轴承组件6上，将定波导2通过螺钉与壳体51固定安装完成旋转关节的安装。
20.如图1所示，本发明的工作原理与工作过程如下：低功率状态工作时，高频微波信号馈入旋转关节定波导2的输入口，旋转关节内导体采用同轴开路扼流式装置，扼流装置7选择的阻抗变换器31为长度为λ0/4的开路线，输入阻抗为零，由于扼流装置理论上是与关节馈电主通道串联的，因此微波功率可以顺利通过关节由动波导1输出口输出，馈线驻波系数、驻波系数变化量、插入损耗等技术指标良好；在高功率工作时，由于扼流装置7选择的阻抗变换器31为长度为λ0/4的开路线，彻底去除了扼流装置7同轴对接结构接触打火点，内导体腔体内不会出现场致击穿打火问题，此时转动动波导1，由于没有扼流装置同轴对接结构接触阻抗的变化，输入阻抗依然为零，旋转关节依然具有良好的性能。
21.本发明结构简单，性能良好，加工、装配方便，实施性强，可应用在新品设计和产品改进中。

技术特征：

1.一种开路扼流式旋转关节，主要包括动波导（1）定波导（2）转子（3）定子（4）和外壳（5），动波导（1）和转子（3）固定连接，定波导（2）和定子（4）固定连接，外壳（5）通过螺栓与定波导（2）固定连接，外壳（5）内设轴承组件（6），动波导（1）通过外壳（5）和轴承组件（6）与定波导（2）转动连接，其特征在于，转子（3）顶端为阻抗变换器（31），定子（4）顶端设有内导体腔体（41），阻抗变换器（31）嵌入内导体腔体（41）内构成嵌入式扼流装置（7），所述阻抗变换器（31）为非接触式开路线，长度为λ0/4。2.根据权利要求1所述的一种开路扼流式旋转关节，其特征在于，所述阻抗变换器（31）为同轴阻抗变换器。3.根据权利要求1所述的一种开路扼流式旋转关节，其特征在于，所述内导体腔体（41）为圆波导，长度为λ0/2，内导体腔体（41）为短路盲孔。4.根据权利要求1所述的一种开路扼流式旋转关节，其特征在于，所述阻抗变换器（31）与内导体腔体（41）之间设有扼流槽（8）。5.根据权利要求1所述的一种开路扼流式旋转关节，其特征在于，所述外壳（5）包括壳体（51）和法兰盘（52），壳体（51）与法兰盘（52）通过螺钉固定连接。6.根据权利要求1所述的一种开路扼流式旋转关节，其特征在于，所述轴承组件（6）包括两组滚动轴承（61）和弹簧挡圈（62），滚动轴承（61）套装在动波导（1）的圆波导外圆上，弹簧挡圈（62）卡在动波导（1）的圆波导外圆上，限定滚动轴承（61）位置。7.根据权利要求1所述的一种开路扼流式旋转关节，其特征在于，所述定波导（2）连接外壳（5）连同轴承组件（6），套装在动波导（1）的圆波导外圆上，构成转动系统，动波导（1）可相对定波导（2）沿轴线转动。

技术总结

一种开路扼流式旋转关节，包括动波导、定波导、转子、定子和外壳，定波导连接外壳连同轴承组件套装在动波导的圆波导外圆上，构成转动系统，动波导可相对定波导沿轴线转动。转子顶端阻抗变换器与定子顶端内导体腔体构成嵌入式扼流装置，阻抗变换器长度为λ0/4开路线，内导体腔体长度为λ0/2，阻抗变换器与内导体腔体之间设有扼流槽。本发明在内导体扼流装置中采用非接触式开路扼流结构，同轴阻抗变换器直接选用长度为λ0/4的开路线，去除可能引发打火的短路部分，杜绝了高功率打火的生成条件，使关节内无火可打，同时兼顾扼流和转动要求，可彻底解决同轴旋转关节高功率打火问题。本发明设计简单，性能良好，加工、装配方便，实施性强，可应用在新品设计和产品改进中。可应用在新品设计和产品改进中。可应用在新品设计和产品改进中。