CN1028802C - 组合式微波光学转动连接器 - Google Patents

Abstract

一种组合式微波光学转动连接器，该连接器具有一个固定部件和一个能相对其转动地转动部件，该连接器还具有至少一对微波波导输入，每对中的一个位于固定部件，另一个位于转动部件，彼此间由一个同轴连接件耦合连接，同轴连接件贯穿在固定部件和转动部件的一个轴管孔中。它的线芯中打有一个通道作为光纤的通路，光纤末端穿过固定部件，出现在一个壳体中与另一个光纤端头相耦合。这种连接器具有对噪音和附加电流不敏感及传输速率大的优点。

Description

本发明涉及一种波导转动式连接器，该连接器能确保微波信号的传输，例如高频雷达头和另一处在机柜中的雷达电路之间的传输，该高频雷达头放置在可在周围机柜转动的转动台上。

这一类型的微波转动式连接器一般与电转动式连接器有关，该电转动式连接器带有滑环式集流器用于保证从机柜到放在转动台上的仪器的供电及放在转动台上和放在机柜里的仪器之间的各种电子信息信号的交换。

通过电子转动式连接器的滑环式集流器，传输电子信息信号很困难的，因为这样的信号传输对由电刷和邻近的供电环路引起的附加振荡是非常敏感的。故它需要很多预防措施：

接触几个电刷。

防氧化以避免接触损害。

精心排布位于集流器上的电源滑环以减少干扰电子信息信号的附加电流，并且在发生机械误操作事件时，避免电源滑环和传送电子信息信号的线路之间的接触的可能性。

必须安排高质量的地回路。

上述所有防护措施使电转动连接器沉重并庞大，而且用电信号交换信息的可能传输率是很有限的。这会起引通迅通道数量的大量增加，而且还会进一步加大电转动式连接器的尺寸。

本发明的目的在于克服上述缺点，提供一种微波转动式连接件和带有光纤的光学转动式连接件的组合体。

光纤连接和光学转动式连接器的应用具有保证传递信息信号的模式对附加电流现象和来自于电源滑环的噪音不敏感的优点，另外，传输速率可达很 大值。

本发明的发明物为一个组合式微波光学转动连接器，它具有：

一个称为固定部件的部分;

一个绕一根轴周围，相对固定部分转动的称为转动部件的部分;

至少一对微波波导输入，其中一对中的一个位于固定部件上，而另一个位于转动部件上;

这些微波波导输入由一个同轴连接件彼此耦合连接，该同轴连接件位于沿转动轴线△上;所述同轴连接件装有一个导体线芯，具有固定于转动部件的第一端和能在固定部件中可滑动转动的第二端;

固连到转动部件的光纤，所述光纤穿入转动部件并且沿一条通道在纵长轴方向和穿过同轴连接件的导体线芯，该通道被形成为沿转动轴线方向伸往固定部件;

一个光学耦合装置，所述光学耦合装置固定连结到固定部件上并且中心定位于转动轴线△与固定连接在转动部件的光纤的端部相面对。

也就是说，本发明提出一种组合式微波光学转动连接器，该连接器包括：

一个称为固定部件的部分;

一个绕一根轴周围，相对固定部分转动的称为转动部件的部分;

至少一对微波波导输入，其中一对中的一个位于固定部件上，而另一个位于转动部件上;这些微波波导输入由一个同轴连接件彼此耦合连接，该同轴连接件位于一个贯穿固定部件和转动部件、沿转动轴线△的轴管孔中;所述同轴连接件装有一个导体线芯，具有固定于转动部件的第一端和能在固定部件中可滑动地转动的第二端，其特征是：所述组合式微波光学转动连接器还包括：

固连到转动部件的光纤，所述光纤穿入转动部件并且沿一条通道在纵长轴方向穿过同轴连接件的导体线芯，该通道被形成为沿转动轴线方向伸往固定部件;

一个光学耦合装置，所述光学耦合装置固定连结到固定部件上并且中心定位于转动轴线△，与固定连接在转动部件的光纤的端部相面对;

所述光学耦合装置包含一条固连到固定部件的光纤，该光纤的一端与固定于转动部件的光纤的端部相对;

所述耦合装置包含二个光学耦合透镜，所述2个光学耦合透镜是插在相对的，固定连接到转动和固定部件的光纤端部之间的;

所述位于固定连接于转动部件的光纤端部之前的光学耦合透镜由一个空心棒支持，该空心棒使同轴连接件延展至固定部件;

其中所述空心棒由一个绝缘套和一个空心管头构成，该绝缘套通过其端部与同轴连接件配合，该空心管头通过它的端部与绝缘套配合并且由一个夹环固定于其上;

所述通过其端部在绝缘套中与绝缘套配合并且延伸同轴连接件的空心管头包含一个管状定中心部件，该管状定中心部件在所述光学耦合透镜轴线方向上导引所述光纤端部，该光纤是固连到转动部件上的;

其中所述光学耦合透镜，位于固定于固定部件的光纤端部的前方，由一个与固定块配合的空心管头所支持，所述固定通过一个壳体固定到固定部件上，并且包含有一个管状定中心部件，所述管状定中心部件沿所述光学耦合透镜的轴向方向导引固定于固定部件的光纤的端部。

本发明的其它特性和优点将显现于下列对实施例的描述中，这些描述以例子的方式，并结合附图说明，其中：

图1是根据本发明的组合式微波光学转动连接器的局部纵剖示意图;

图2是一纵剖示意图，详细展示了图1所示组合式转动连接器的下部，该下部用作光学耦合连接。

如图1所示，组合式微波光学转动连接器可提供三部分开的微波通道和一路光学通道。它具有两个上下配合的部分，其中一个相对另一转动，其中一个被认为是固定部件，如图中所示的1，而另一被认为是转动部件，如图中所示的2。

固定部件1通过滚珠轴承3与转动部件2连接，滚珠轴承保证它们中的一个相对另一个围绕一个公共纵长竖轴△转动。

固定部件1由叠在一起的三个金属部件10、11、12构成，在其上打有一个以转动轴线为中心的轴管孔，以及三个上下排列的与轴管孔相通的、矩形的波导侧面输入13、14、15。

转动部件2由两个金属部件20，21构成，其 中一个放在另一个的顶部;这两个金属部件上打有一个以转动轴线△为中心的轴管孔以及三个纵向排列的、与轴管孔相通的矩形波导侧在输入23、24、25。

一个同轴连接件被放置在固定部件1和转动部件2的轴管孔中，用于为在固定部件1的波导输入和转动部件2上对应一个相同的通道的波导输入提供耦合连接。它具有三个同心的导体;线芯30和二个导套31和32，该三个同心导体彼此绝缘并且与轴管孔壁绝缘。线芯30与固定部件1上的波导输入13和转动部件2上的波导输入23相连，该二波导输入彼此之间的距离是最远的，该导芯30的端部象天线一样伸入到这些波导输入中以提供微波耦合连接。比线芯30短的第一导套31与耦合突起16和26电连接，以提供微波耦合连接，该耦合突起具有橄榄扣形外形，凸出地并彼此相对地分别位于固定部件1的波导输入14和转动部件2的波导输入24的一侧中部。第二导套32围绕着第一导套31和线芯30，第二导套32比第一导套31和线芯30短。它与2个耦合突起17和27电连接，以提供微波耦合连接;该二突起具有橄榄扣形外形，突出地并彼此相对地位于波导输入15、25的一侧，该二波导输入分别在固定部件1上和转动部件2上并且相邻距离最近。同轴连接件通过其一端固定到转动部件2上，并且可在固定部件1中可滑动地转动。它在固定部件1中的导向由滚珠轴承33，34保证。

在每一路微波通道中，信号以基本TE10模式在波导输入中传导，以TEM模式在同轴连接件中传导，在同轴连接件中的传导是通过同心导体30、31、32由趋肤效应来实现的。正是由于这种TEM模式的对称性使转动得以允许。

同轴连接件的线芯30上钻有以转动轴线△为中心的轴向通道。该轴向通道保证了一条光纤穿过固定部件1和转动部件2的通道。被固接在转动部件2和同轴连接件上的光纤4从固结到转动部件2上的上壳体5中引出，在上壳体5中，光纤4与一个光学连接元件50相连。它露出在固定部件1下面的下壳体6中，该下壳体6固结在固定部件1中，在下壳体中该光纤的端部通过耦合透镜8、9与另一光纤7的端部耦合连接，所述耦合透镜8、9使光束加宽到正好位于一个光学转动平面，以减少当光纤4和7相对转动时，光纤4和7的端部的轴向位移及对中误差造成的影响。

图2给出了一张在固结到固定部件1上的下壳体6部分上的，组合式转动连接器结构的详细视图，这一部分包含着上述光学连接件的转动平面。该图表示出：

金属部件10，其组成固定部件1的下部并具有一个穿过它的，中心定位于转动轴线△的轴管孔和一个波导输入13，同轴连接件的下面部分，该同轴连接件穿在轴管孔中，其第一导套31终止于轴管孔进入波导输入13的出口处，其金属线芯30的末端象一根天线一样伸入到波导输入13中，还有滚珠轴承34，该滚珠轴承为同轴连接件，在固定部件1中的转动提供导向。

同轴连接件伸进下壳体6中，直到所述光学转动平面，该下壳体6固定连结在固定部件1上。这一延伸是通过空心棒实现的，该空心棒在耦合透镜8的端部支持耦合透镜8。空心棒由空心管头36所延伸的绝缘套35构成，绝缘套35将其端部配合在线芯30和第一导管31之间，并将管状绝缘体37延伸，该绝缘体37将30和31分开。这确保了同轴连接件续展穿过金属部件10的下壁和进入下壳体6。空心管头36将其部端部与绝缘套35配合，并且通过一个夹环38与其固连。它位于衬套39中，由两个连续放置的滚珠轴承40，41为其在固定部件1中的转动导向。在其自由端，它支持耦合透镜并包含有一个管状定中心部件42，该定中心部件42用于给光纤4导向，使其沿着耦合透镜8的轴线方向。

光纤4耦合连接到光学连接元件50，该连接元件50固结到上壳体50上，上壳体50固连到转动部2上。从上壳体5，该光纤4顺着同轴连接件中的线芯30中的轴向通道，经绝缘套35和管状定中心部件42与耦合透镜8相接。

耦合透镜9被放置在使其与8相对的位置，光学转动平面的另一侧。它由配合在固定块44中的第二空心管头43所支持，该固定块44提供到下壳体6的连接，该下壳体6是固连到固定部件1上的。第二空心管头43包含一个管状定中心部件45，该部件45为固定于固定部件1和7的端部作导向，使其位于耦合透镜9的轴线方向。

Claims (7)

1、一种组合式微波光学转动连接器，该连接器包括：

一个称为固定部件的部分；

一个绕一根轴周围，相对固定部分转动的称为转动部件的部分；

至少一对微波波导输入，其中一对中的一个位于固定部件上，而另一个位于转动部件上；这些微波波导输入由一个同轴连接件彼此耦合连接，该同轴连接件位于一个贯穿固定部件和转动部件、沿转动轴线△的轴管孔中；所述同轴连接件装有一个导体线芯，具有固定于转动部件的第一端和能在固定部件中可滑动地转动的第二端，其特征是：所述组合式微波光学转动连接器还包括：

固连到转动部件的光纤，所述光纤穿入转动部件并且沿一条通道在纵长轴方向穿过同轴连接件的导体线芯，该通道被形成为沿转动轴线方向伸往固定部件；

一个光学耦合装置，所述光学耦合装置固定连结到固定部件上并且中心定位于转动的轴线△，与固定连接在转动部件的光纤的端部相面对。

2、根据权利要求1所述的组合式微波光学转动连接器，其特征是，所述光学耦合装置包含一条固连到固定部件的光纤，该光纤的一端与固定于转动部件的光纤的端部相对。

3、根据权利要求2所述的组合式微波光学转动连接器，其特征是，所述耦合装置包含二个光学耦合透镜，所述2个光学耦合透镜是插在相对的，固定连接到转动和固定部件的光纤端部之间的。

4、根据权利要求3所述的组合式微波光学转动连接器，其特征是，所述位于固定连接于转动部件的光纤端部之前的光学耦合透镜由一个空心棒支持，该空心棒使同轴连接件延展至固定部件。

5、根据权利要求4所述的组合式微波光学转动连接器，其特征是，其中所述空心棒由一个绝缘套和一个空心管头构成，该绝缘套通过其端部与同轴连接件配合，该空心管头通过它的端部与绝缘套配合并且由一个夹环固定于其上。

6、根据权利要求5所述的组合式微波光学转动连接器，其特征是，所述通过其端部在绝缘套中与绝缘套配合并且延伸同轴连接件的空心管头包含一个管状定中心部件，该管状定中心部件在所述光学耦合透镜轴线方向上导引所述光纤端部，该光纤是固连到转动部件上的。

7、根据权利要求3所述的组合式微波光学转动连接器，其特征是，其中所述光学耦合透镜，位于固定于固定部件的光纤端部的前方，由一个与固定块配合的空心管头所支持，所述固定通过一个壳体固定到固定部件上，并且包含有一个管状定中心部件，所述管状定中心部件沿所述光学耦合透镜的轴向方向导引固定于固定部件的光纤的端部。

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