多通道轉動鉸鏈(變體)的製作方法

2023-12-11 01:38:57

專利名稱：多通道轉動鉸鏈(變體)的製作方法
技術領域：
本發明涉及超高頻(UHF)無線電工程技術，它能夠用於將UHF信號從多信道同軸傳輸線的固定部分傳輸到旋轉部分，例如，應用在多功能體雷達(multifunctional volume radar)中。
背景技術：
在多通道轉動鉸鏈的已知結構中(日本專利No.62-5521，1987；No.62-39841，1987和No.62-39842，1987)，採用了同軸線的短同心節段(彼此相互包圍)，同軸線在端部具有四分之一波長短路環，用以實現四分之一波長絕緣體的功能(參見「Line for transmission ofcentimeter waves」，譯自英文，G.A.Remez編輯，「蘇聯無線電」出版社，M.1951，第172-184頁)。該接頭的可旋轉部分相對於固定部分的旋轉是通過同軸線的導體中形成的四分之一波長扼流狹縫(chokegaps)系統和軸承而產生的。低阻抗同軸線與被定位成垂直於旋轉軸的標準同軸接頭的匹配是通過採用階梯式錐形過渡體來實現的。多通道轉動鉸鏈的這種已知結構的主要缺陷是與標準裝置相比，由於在同軸線基礎上形成的四分之一波長短路絕緣體的存在而導致長度太長，以及，由於大幅度降低同軸線的橫截面和波阻抗而引起的工作頻帶不夠。

發明內容
本發明的目的是簡化結構，減少外部尺寸並擴大工作頻帶。基於下述事實，可實現所述技術效果在平面平行徑向線的基礎上，形成四分之一波長的短路絕緣體；將多通道轉動鉸鏈的固定部分和旋轉部分的同軸線節段的長度選定為四分之一波長的奇數倍；基於帶狀線，形成匹配過渡體，其中，該帶狀線的形式為兩條平行支路，這兩條平行支路包括多級阻抗變換器並以圓周線方式布置。


圖1示出了三通道轉動鉸鏈結構的縱向截面；圖2示出了從同軸線到同軸接頭的與匹配過渡體平面相重合的橫截面。
具體實施例方式
在圖示的結構中，該三通道轉動鉸鏈具有由三條相互包圍著的中心同軸線1、中間同軸線2和外部同軸線3組成的系統，這三條同軸線具有公共的對稱軸4，圍繞著該公共對稱軸可實現旋轉(該軸也被稱作旋轉軸)。
中心同軸線1的輸入同軸接頭5和輸出同軸接頭6均位於旋轉軸上，中間同軸線2的輸入同軸接頭7和輸出同軸接頭8以及外部同軸線3的輸入同軸接頭10分別位於主體11、12、13和14的外圓柱表面上，以用於匹配過渡體的定位。就如在原型中一樣，上部15相對於固定下部16的旋轉是依靠軸承18和同軸線導體中的四分之一波長扼流狹縫17來實現的。
同軸線2和3的外導體與中間導體之間的高頻電阻絕緣是通過短路徑向狹縫19、20來實現的，該狹縫的半徑大約等於四分之一波長。所選擇的高度h規定了平面平行徑向線的輸入電阻，這一高度影響設備的帶寬和匹配等級，這是因為，在該頻帶中平面平行徑向線(參見Theory of lines for transmission of UHF，譯自英文，A.I.Shpuintov編輯，「蘇聯無線電」出版社，M.1951，第16-40頁)作為四分之一波長同軸線的短路節段，即作為平行的調諧迴路(resonance contour)。
同軸線2和3的長度L2和L3，即迴路連接點之間的距離，應該被選擇為等於四分之一波長的奇數倍，因為這樣可以產生反射的相互補償並且增加設備的帶寬。
眾所周知，同軸線的波阻抗ρ(參見A.A.Foldshtane等的「Reference book on elements of waveguide technique」，「蘇聯無線電」出版社，M.1967，第92-94頁)是用關係式ρ＝138lg D/d歐姆來定義的，其中D和d是同軸線內導體和外導體的直徑。標準同軸接頭的阻抗等於50歐姆。適當選擇中心同軸線1的導體的尺寸D和d，以使該線的波阻抗等於標準值，即50歐姆。
在選擇同軸線2和3的導體尺寸D和d的過程中，需要遵循結構考慮，因此它們的波阻抗約為10歐姆的量級，將遠遠低於標準值。因此，為了使它們能夠與標準同軸接頭相匹配，建議使用基於帶狀線21和22而形成的匹配過渡體，所述帶狀線包括環形體23和由兩條平行支路24構成的中心導體，其中這兩條平行支路包括三級阻抗變換器25、26、27。這種形式的匹配過渡體使導體的橫截面減少了一半，實現了與同軸線中心導體的連接對稱性，並且以最佳方式與該設備的結構集成在一起。還有電介質插入體28，它用於固定帶狀線導體的位置。可通過在元件的生產和組裝過程中的技術效果體現出所述多通道轉動鉸鏈的結構。一些元件和組件的生產工藝在給定的附圖中示出，並且可藉助於螺釘29和30對組件進行裝配。
該多通道轉動鉸鏈的建議結構的實際實現可能性已經獲得了實驗驗證。在工作頻帶為1.0到1.6GHz(Δfp＝±23％)時接收到所有三條通道的VSWR(電壓駐波比)——都不超過1.5；損耗——(0.2-0.5)dB；相鄰通道之間的退耦——不低於20dB；邊緣通道之間的退耦—不低於40dB；旋轉過程中參數的調製係數——不超過1％。設備的尺寸——Φ180×180mm；重量——7.5kg。
權利要求
1.一種多通道轉動鉸鏈，包括同軸線的同心排列節段，所述同軸線具有四分之一波長短路絕緣體和位於端部的匹配過渡體，所述同軸線通過四分之一波長扼流狹縫系統彼此可移動地相連接，其特徵在於所述四分之一波長短路絕緣體是基於平面平行徑向線而形成的，並且，所述匹配過渡體是以帶狀線的兩條平行支路的形式而形成的，這兩條平行支路包括多級阻抗變換器。
2.如權利要求1所述的設備，其特徵在於它具有三條通道。
3.一種多通道轉動鉸鏈，包括同軸線的同心排列節段，所述同軸線具有四分之一波長短路絕緣體和位於端部的匹配過渡體，所述同軸線通過四分之一波長扼流狹縫系統彼此可移動地連接，其特徵在於所述四分之一波長短路絕緣體是基於平面平行徑向線而形成的；所述同軸線的節段的長度被選為等於四分之一波長的奇數倍；所述匹配過渡體是以帶狀線的兩條平行支路的形式而形成的，這兩條平行支路包括多級阻抗變換器。
4.如權利要求1所述的設備，其特徵在於它具有三條通道。
全文摘要
本發明涉及超高頻(UHF)無線電工程技術，它能夠用於將UHF信號從多通道同軸傳輸線的固定部分傳輸到可旋轉部分。本發明能夠簡化結構設計，減少整體尺寸，並且擴展工作頻帶。本發明的多通道轉動鉸鏈包括同心排列的同軸線，所述同軸線具有四分之一波長短路絕緣體和位於端部的匹配過渡體，所述匹配過渡體通過四分之一波長扼流狹縫系統彼此可移動地連接。所述短路絕緣體是基於形式為兩條平行支路的平面平行線而形成的，這兩條平行支路包括多級阻抗變換器。在多通道轉動鉸鏈的另一公開實施例中，其固定和旋轉部分間的同軸線長度被選為等於四分之一波長的奇數倍。
文檔編號H01P1/06GK1906798SQ200580001541
公開日2007年1月31日 申請日期2005年4月14日 優先權日2004年5月12日
發明者阿列克謝·伊萬諾維奇·涅莫利亞耶夫 申請人:聯邦國有企業「禮炮號」莫斯科國家工廠