一種寬帶多路旋轉關節(jié)的設計.pdf

1、隨著寬帶、超寬帶天線技術的日益發(fā)展,在雷達饋線系統(tǒng)中迫切需要與天線帶寬相匹配的各種寬帶、超寬帶旋轉關節(jié),在工程應用中它們既要有緊湊、合理的結構布局,又要求具有良好的電訊特性。
　　 本論文的研究目的是為某項目提供一種寬帶多路旋轉關節(jié)的設計方案及樣機。方案要求旋轉關節(jié)的三個支路具有較寬的工作頻帶,其中寬帶波導型旋轉關節(jié)和寬帶非接觸式同軸線旋轉關節(jié),既要能實現(xiàn)寬頻帶工作,又要能承受一定的高額功率,目前國內尚無滿足工程技術指標所需性能

2、的產(chǎn)品。本文吸取了大量技術文獻資料的精華,并結合長期積累的工程設計經(jīng)驗,依據(jù)微波寬帶濾波器元件設計原理,結合有限元、FDTD數(shù)值計算方法和商業(yè)電磁仿真軟件設計出了滿足項目要求的旋轉關節(jié)。
　　 論文研究工作側重三個波段。旋轉關節(jié)C波段支路以同軸—脊形階梯波導變換為設計模型,應用切比雪夫阻抗變換器的設計方法,計算和優(yōu)化了各階梯脊的阻抗,優(yōu)化設計出的該支路旋轉關節(jié)帶寬可達30％以上。旋轉關節(jié)S波段寬帶同軸線支路從寬帶硬同軸線結構入手

3、,給出了各節(jié)傳輸線阻抗匹配的設計結果,解決了設計非接觸式旋轉關節(jié)內外導體扼流槽的難點,設計出的該支路旋轉關節(jié)帶寬達到40％以上。旋轉關節(jié)X波段同軸線支路為低功率支路,通過改進接觸式旋轉關節(jié)外導體接觸面的結構,消除了接觸磨損對電性能的影響,延長了旋轉關節(jié)的工作壽命和提高了其電性能,提供了一種解決接觸式旋轉關節(jié)工程使用中普遍存在難題的技術手段。
　　 本文首先闡述了旋轉關節(jié)各支路的設計原理、設計方法和步驟,其次介紹了各支路旋轉關節(jié)的

4、關鍵設計技術,分別給出了利用電磁場仿真軟件對設計方案進行的優(yōu)化計算結果和利用Solidworks軟件對三個支路旋轉關節(jié)的新型設計結構三維仿真驗證的結果,繪制出了旋轉關節(jié)各支路的零件結構圖和整件總裝圖,并針對軟件仿真與試驗件結果之間的誤差,給出了提高旋轉關節(jié)各支路電性能的調配措施。最后給出了旋轉關節(jié)試驗件的實測曲線,結果表明電性能指標良好,可滿足應用要求。本設計方案為寬帶多路旋轉關節(jié)的工程應用提供了技術儲備,并可將其類推用于不同頻段寬帶旋