一種寬帶多路旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)的設(shè)計(jì).pdf

1、隨著寬帶、超寬帶天線技術(shù)的日益發(fā)展,在雷達(dá)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(zhuǎn)關(guān)節(jié),在工程應(yīng)用中它們既要有緊湊、合理的結(jié)構(gòu)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(xiàng)目提供一種寬帶多路旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)的設(shè)計(jì)方案及樣機(jī)。方案要求旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)的三個(gè)支路具有較寬的工作頻帶,其中寬帶波導(dǎo)型旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)和寬帶非接觸式同軸線旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié),既要能實(shí)現(xiàn)寬頻帶工作,又要能承受一定的高額功率,目前國內(nèi)尚無滿足工程技術(shù)指標(biāo)所需性能

2、的產(chǎn)品。本文吸取了大量技術(shù)文獻(xiàn)資料的精華,并結(jié)合長期積累的工程設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn),依據(jù)微波寬帶濾波器元件設(shè)計(jì)原理,結(jié)合有限元、FDTD數(shù)值計(jì)算方法和商業(yè)電磁仿真軟件設(shè)計(jì)出了滿足項(xiàng)目要求的旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)。
　　 論文研究工作側(cè)重三個(gè)波段。旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)C波段支路以同軸—脊形階梯波導(dǎo)變換為設(shè)計(jì)模型,應(yīng)用切比雪夫阻抗變換器的設(shè)計(jì)方法,計(jì)算和優(yōu)化了各階梯脊的阻抗,優(yōu)化設(shè)計(jì)出的該支路旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)帶寬可達(dá)30％以上。旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)S波段寬帶同軸線支路從寬帶硬同軸線結(jié)構(gòu)入手

3、,給出了各節(jié)傳輸線阻抗匹配的設(shè)計(jì)結(jié)果,解決了設(shè)計(jì)非接觸式旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)內(nèi)外導(dǎo)體扼流槽的難點(diǎn),設(shè)計(jì)出的該支路旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)帶寬達(dá)到40％以上。旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)X波段同軸線支路為低功率支路,通過改進(jìn)接觸式旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)外導(dǎo)體接觸面的結(jié)構(gòu),消除了接觸磨損對電性能的影響,延長了旋轉(zhuǎn)關(guān)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(zhuǎn)關(guān)節(jié)工程使用中普遍存在難題的技術(shù)手段。
　　 本文首先闡述了旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)各支路的設(shè)計(jì)原理、設(shè)計(jì)方法和步驟,其次介紹了各支路旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)的

4、關(guān)鍵設(shè)計(jì)技術(shù),分別給出了利用電磁場仿真軟件對設(shè)計(jì)方案進(jìn)行的優(yōu)化計(jì)算結(jié)果和利用Solidworks軟件對三個(gè)支路旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)的新型設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)三維仿真驗(yàn)證的結(jié)果,繪制出了旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)各支路的零件結(jié)構(gòu)圖和整件總裝圖,并針對軟件仿真與試驗(yàn)件結(jié)果之間的誤差,給出了提高旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)各支路電性能的調(diào)配措施。最后給出了旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)試驗(yàn)件的實(shí)測曲線,結(jié)果表明電性能指標(biāo)良好,可滿足應(yīng)用要求。本設(shè)計(jì)方案為寬帶多路旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)的工程應(yīng)用提供了技術(shù)儲(chǔ)備,并可將其類推用于不同頻段寬帶旋