CN112701472A - 一种天馈***耦合用馈电传输结构 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种天馈***耦合用馈电传输结构，属于测控***天馈技术领域，包括辐射单元、绝缘子探针、调谐杆、天线模块，所述天线模块的两面分别设置有双工器腔与辐射腔，设置在所述辐射腔内的所述辐射单元穿过所述双工器腔与所述辐射腔之间设置的馈电口与设置在所述辐射腔中的所述调谐杆连接。本发明在实现微波能量传输的前提下，具有结构简单，盲插互联，装卸快速方便，可靠性高的特点；绝缘子探针采用爪口式结构设计，不用与元器件搭焊，不存在焊接应力，同时没有焊接所存在的锡焊量不等、焊点不圆润、焊接过程复杂、焊料溢出等焊接缺陷，具有一致性高、美观度好、可靠性高的特点，装配隙缝通过机械加工保证，满足微波设计要求。

Description

一种天馈***耦合用馈电传输结构
技术领域
本发明涉及测控***天馈技术领域，具体涉及一种天馈***耦合用馈电传输结构。
背景技术
对于馈电传输***，微波传输线用来实现一定方向的微波信号和能量传递，不同的微波频段选用不用的微波传输介质，包括平行双线、同轴线、微带线、波导等。基于厘米波波长而选用同轴线传输，相比其他介质具有更低的损耗和更高的传输效率。
随着车载天线已渐渐向着小型化、高集成化趋势发展，具备结构紧凑、重量轻、可靠性高的车载天线越来越适用于未来战场发展的需要，绝缘子探针成为高集成化中关键的元器件之一，可等效看成高功率同轴传输线，是馈电传输中射频互联的重要组成部分。
目前，常规的做法是电信号经过双工器滤通后，以绝缘子探针为介质搭焊到辐射元器件上，在实际应用中有以下几点缺陷：不同的焊接工在完成绝缘子探针与元器件搭焊时，由于经验不同、熟练度不同，存在焊接一致性差的劣势，即焊接存在不良率，影响到微波传输性能的好坏，传输可靠性一般；车载天线阵面焊接操作空间有限，焊接复杂、焊接中存在焊点不圆润、焊料溢出双工器腔，对天线指标造成严重影响；车载天线阵面有很多通道，每个通道均需要搭焊，焊接周期长，费时费力，***集成度不高。因此，提出一种天馈***耦合用馈电传输结构。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于：如何改善绝缘子探针传输电磁波信号中，搭焊存在的焊接周期厂长、焊接质量工艺可控性差、一致性差、可靠性低的特点，彻底解决锡焊量不等、焊点不圆润、焊接过程复杂、焊料溢出等焊接缺陷的问题，实现高集成度、高可靠、小型化的发展趋势，提供了一种天馈***耦合用馈电传输结构。
本发明是通过以下技术方案解决上述技术问题的，本发明包括辐射单元、绝缘子探针、调谐杆、天线模块，所述天线模块的两面分别设置有双工器腔与辐射腔，设置在所述辐射腔内的所述辐射单元穿过所述双工器腔与所述辐射腔之间设置的馈电口与设置在所述辐射腔中的所述调谐杆连接，所述绝缘子探针包括开槽爪口弹性接触部、探针主体部，所述开槽爪口弹性接触部与所述探针主体部为一体构件，所述探针主体部与所述辐射单元连接，所述开槽爪口弹性接触部与所述调谐杆连接。
更进一步地，所述开槽爪口弹性接触部与所述调谐杆之间采用过盈配合方式连接。
更进一步地，所述天馈***耦合用馈电传输结构还包括多个用于支撑辐射单元的支撑固定杆，多个所述支撑固定杆的一端与所述辐射单元连接，另一端与所述辐射腔底部连接。
更进一步地，所述支撑固定杆的数量至少为三个，三个所述支撑固定杆位于同一圆形上，两两所述支撑固定杆之间的角度间隔为120°。
更进一步地，所述天馈***耦合用馈电传输结构还包括用于保证辐射单元与支撑固定杆稳定压接的紧固件，所述支撑固定杆端部与所述辐射单元之间通过所述紧固件连接。
更进一步地，所述支撑固定杆上设置有螺纹孔，所述紧固件为螺钉，所述支撑固定杆与所述螺钉螺纹连接，所述螺钉与所述辐射单元、所述螺纹孔之间的缝隙均进行密封处理。
更进一步地，所述馈电口上设置有用于定位支撑所述绝缘子探针的台阶孔。
更进一步地，所述绝缘子探针还包括绝缘外套，所述绝缘外套套设在所述探针主体部的外部。
本发明相比现有技术具有以下优点：该天馈***耦合用馈电传输结构，绝缘子探针的探针材料为铍青铜，表面镀金，外层绝缘子材料为聚四氟乙烯，端部为开槽爪口弹性接触部，在实现微波能量传输的前提下，具有结构简单，盲插互联，装卸快速方便，可靠性高的特点；定位支撑后的绝缘子探针与辐射单元压紧后，绝缘子探针穿过馈电口，将滤波后的电信号与辐射单元空间耦合，与辐射腔底部形成位移电流，从而造成空间电磁波振荡，实现光电信号之间的转换；绝缘子探针采用爪口式结构设计，不用与元器件搭焊，不存在焊接应力，同时没有焊接所存在的锡焊量不等、焊点不圆润、焊接过程复杂、焊料溢出等焊接缺陷，具有一致性高、美观度好、可靠性高的特点，装配隙缝通过机械加工保证，满足微波设计要求，值得被推广使用。
附图说明
图1是本发明实施例二中天馈***耦合用馈电传输结构的结构示意图；
图2是本发明实施例二中辐射腔的俯视图；
图3是本发明实施例二中聚苯醚固定杆与辐射单元的相结合示意图；
图4是本发明实施例二中绝缘子探针与调谐杆的相结合示意图；
图5是本发明实施例二中绝缘子探针的结构示意图。
图中：1、辐射单元；2、塑料螺钉；3、绝缘子探针；4、聚苯醚固定杆；5、天线模块；6、调谐杆。
具体实施方式
下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
本实施例提供一种技术方案：一种天馈***耦合用馈电传输结构，包括辐射单元、双工器腔、调谐杆、聚苯醚固定杆、绝缘子探针、聚苯醚螺钉、辐射腔。
利用双探针馈电的圆形金属片，其作为天线的辐射单元，在两个馈电口发生激励时，产生两个相互正交方向的电磁波，从而实现双极化。
当馈电口发生激励时，来自双工器的信号通过绝缘子探针传输耦合到辐射单元，在大于300MHz下辐射单元和辐射腔体底部之间形成位移电流，从而在天线辐射腔内形成电磁波振荡，实现向空间发射电磁波信号的目的。
所述绝缘子探针尾端结构形式为爪口设计，探针尾端为弹性接触部，推入式连接到双工器腔中的调谐杆，采用外膨胀方式，探针与调谐杆过盈配合弹性接触，固定于调谐杆。
馈电口上设台阶孔，起定位支撑绝缘子探针的作用，绝缘子探针与馈电口接触的根部采用硅橡胶密封，既能固定绝缘子探针，又能对双工器腔起到防水防尘的作用，减少信号传输损耗。
天线辐射腔内设置三个聚苯醚固定杆以支撑辐射单元，高强度工程塑料保证绝缘性与结构可靠性。
绝缘子探针另一端与辐射单元连接，辐射单元压紧绝缘子探针，绝缘子探针将爪口引导的电信号耦合到辐射单元，最终引起空间电磁波振荡。
均分的三颗聚苯醚螺钉不断旋入压紧绝缘子探针的辐射单元，保证辐射单元与绝缘子探针接触紧密，使用螺纹胶密封，保证可靠性。
实施例二
如图1所示，本实施例的馈电传输结构包括辐射单元1、塑料螺钉2、绝缘子探针3、聚苯醚固定杆4、天线模块5、调谐杆6，天线模块5的两面分别开设有双工器腔与辐射腔，辐射单元1以一定高度分布在天线辐射面上，辐射腔中均布有聚苯醚固定杆4支撑起辐射单元1，且通过绝缘子探针3与天线模块5的双工器腔插合。
如图1～3所示，在所述天线模块5的辐射腔中，设置有辐射单元1、塑料螺钉2、聚苯醚固定杆4，考虑到结构强度的情况下，等高的三根聚苯醚固定杆4以120°均布在辐射腔内，位于所述辐射单元1的边缘处，聚苯醚固定杆4为管螺纹的一端旋入天线模块5中，另一端设置螺纹孔，塑料螺钉2与其螺纹连接，并通过硅橡胶密封锁固。绝缘的聚苯醚固定杆4具有一定弹性，保证塑料螺钉2与螺纹孔旋紧后，可改善所支撑的辐射单元1的受力状况。
如图2、4所示，在所述绝缘子探针3安装过程中，辐射腔内包含两个绝缘子探针3，绝缘子探针3的爪口端穿过天线模块5的馈电口，盲插互联到双工器腔中的调谐杆6上，保证电信号传输稳定，绝缘子探针3的另一端穿过辐射单元1上的预留孔，端面略低于辐射单元面，滤波后的电信号与辐射单元1空间耦合，从而造成空间电磁波振荡，实现光电信号之间的转换。
如图5所示，在所述绝缘子探针3结构中，绝缘子探针3为Ⅰ型绝缘子探针，主要包括开槽爪口弹性接触部、探针主体部、绝缘外套，所述开槽爪口弹性接触部设置在所述探针主体部的底端，所述绝缘外套套设在所述探针主体部的外部，开槽爪口弹性接触部采用外膨胀设计，保证***后与调谐杆6接触良好，实现过盈配合弹性连接，电信号传输稳定、损耗低。所述探针主体部的底部台阶面与天线模块5的馈电口凹槽配合，便于实现定位固定。
在本实施例中，开槽爪口弹性接触部与探针主体部均为铍青铜材料制成，为一体成型构件，绝缘外套为聚四氟乙烯材料制成。
工作原理：本实施例的一体化天线模块5中，绝缘子探针3穿过天线模块5的馈电口，开槽爪口弹性设计的端部与双工器腔中的调谐杆6盲插互联，外膨胀设计与卡口(卡口设置在调谐杆6上)配合，保证滤波后的电信号在传播过程中高稳定、低损耗，电信号传输到顶端后与辐射单元1实现空间耦合形成位移电流，造成空间电磁振荡，实现光电信号转换。
综上所述，上述实施例的天馈***耦合用馈电传输结构，绝缘子探针的探针材料为铍青铜，表面镀金，外层绝缘子材料为聚四氟乙烯，端部为开槽爪口弹性接触部，在实现微波能量传输的前提下，具有结构简单，盲插互联，装卸快速方便，可靠性高的特点；定位支撑后的绝缘子探针与辐射单元压紧后，绝缘子探针穿过馈电口，将滤波后的电信号与辐射单元空间耦合，与辐射腔底部形成位移电流，从而造成空间电磁波振荡，实现光电信号之间的转换；绝缘子探针采用爪口式结构设计，不用与元器件搭焊，不存在焊接应力，同时没有焊接所存在的锡焊量不等、焊点不圆润、焊接过程复杂、焊料溢出等焊接缺陷，具有一致性高、美观度好、可靠性高的特点，装配隙缝通过机械加工保证，满足微波设计要求。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (8)

1.一种天馈***耦合用馈电传输结构，其特征在于：包括辐射单元、绝缘子探针、调谐杆、天线模块，所述天线模块的两面分别设置有双工器腔与辐射腔，设置在所述辐射腔内的所述辐射单元穿过所述双工器腔与所述辐射腔之间设置的馈电口与设置在所述辐射腔中的所述调谐杆连接，所述绝缘子探针包括开槽爪口弹性接触部、探针主体部，所述开槽爪口弹性接触部与所述探针主体部为一体构件，所述探针主体部与所述辐射单元连接，所述开槽爪口弹性接触部与所述调谐杆连接。
2.根据权利要求1所述的一种天馈***耦合用馈电传输结构，其特征在于：所述开槽爪口弹性接触部与所述调谐杆之间采用过盈配合方式连接。
3.根据权利要求2所述的一种天馈***耦合用馈电传输结构，其特征在于：所述天馈***耦合用馈电传输结构还包括多个用于支撑辐射单元的支撑固定杆，多个所述支撑固定杆的一端与所述辐射单元连接，另一端与所述辐射腔底部连接。
4.根据权利要求3所述的一种天馈***耦合用馈电传输结构，其特征在于：所述支撑固定杆的数量至少为三个，三个所述支撑固定杆位于同一圆形上，两两所述支撑固定杆之间的角度间隔为120°。
5.根据权利要求4所述的一种天馈***耦合用馈电传输结构，其特征在于：所述天馈***耦合用馈电传输结构还包括用于保证辐射单元与支撑固定杆稳定压接的紧固件，所述支撑固定杆端部与所述辐射单元之间通过所述紧固件连接。
6.根据权利要求5所述的一种天馈***耦合用馈电传输结构，其特征在于：所述支撑固定杆上设置有螺纹孔，所述紧固件为螺钉，所述支撑固定杆与所述螺钉螺纹连接，所述螺钉与所述辐射单元、所述螺纹孔之间的缝隙均进行密封处理。
7.根据权利要求6所述的一种天馈***耦合用馈电传输结构，其特征在于：所述馈电口上设置有用于定位支撑所述绝缘子探针的台阶孔。
8.根据权利要求7所述的一种天馈***耦合用馈电传输结构，其特征在于：所述绝缘子探针还包括绝缘外套，所述绝缘外套套设在所述探针主体部的外部。
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